科普一下歼12和歼13,转自空军之翼,请斑竹勿删(4、5L ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/20 06:21:42


国产 歼-12 轻型战斗机在我国的空军航空博物馆公开露面之后,引起中外人士的广泛关注,这不仅是因为她解开了海外曾盛传一时的“歼-12 之谜”,更重要的是因为他在我国航空工业史上具有特殊地位。

  台湾一家技术刊物对 歼-12 的历史意义曾作过如下评价:“歼-12 战斗机是中国大陆空军摆脱苏联制式飞机系列设计格局以后,第一代从机体设计到部件制造完全有中国人自行完成的轻型喷气战斗机。尽管半路夭折,但是却为中国大陆实施全面独立自主地开发其战斗机装备的研制计划奠定了良好的基础,并积累了宝贵的经验。因此,这是中国大陆航空工业发展史上的一块重要里程碑”。

  歼-12 飞机在国内也曾是一个另人迷惑的角色。声誉不低,但终未被列入装备。距离 歼-12 首次试飞 30 年之后的今天,也许可能对它进行更为客观的剖析和评价。

空战提出的命题
  歼-12 战斗机的研制计划是 1969 年初提出的。当时,世界上经历越南和中东几场局部战争之后,有关军界人士开始认识到:设计战斗机不能单纯地追求飞行速度快,还要赋予战斗机以良好的机动飞行能力。美国生产的飞行速度为音速两倍的 F-105 和 F-4 等设备精良的战斗机,有时却在亚音速的 米格-17 飞机面前束手无策。先进的超音速战斗机被速度低于它的对手击落的战例时有发生。我国空军的飞行员就曾经在 1967 年 4 月 24 日,驾驶高亚音速的 歼-5 飞机击落了 1 架侵入我广西板兴地区的美国 F-4B 超音速战斗机。

  所谓飞机的机动飞行性能,主要指的是它的加速爬升和盘旋性能。其中前两项指标是和高速飞行的设计要求相一致的,而最后一项指标确是与高速飞行的设计要求相互矛盾的。飞行速度越大,盘旋半径就越大,盘旋一周所需的飞行时间就越长。局部战斗中的空战实践证明:即使在广泛使用空对空导弹的情况下,战斗机在近距离时利用机炮进行格斗仍不可避免。格斗中,战斗机常被迫以尽可能小的转弯半径或尽可能快的转弯速率,绕到敌手后方,占据有利的射击位置。这时,速度较低或机体重量较轻的飞机反而处于优势。

  参加过越南空战的美国飞行员,强烈地呼吁有关部门要设计出“战斗机飞行员的战斗机”。也就是说,要加强战斗机的格斗能力。从实质上看,就是要求改善高速飞机的低速性能。

  世界有关国家的飞机设计部门是如何解决空战提出的这一复杂命题的呢?

不同的发展途径
  让我们先来回顾一下,在我国开始研制 歼-12 的同时,也就是 1969 年这一年当中,世界有关国家的战斗机研制动向,以便和我国的研制项目相互比较。

  1969 年 1 月和 12 月,美国海军和空军分别选定了 F-14 和 F-15 两种战斗机的设计方案。两者都是通过加大发动机的推力(提高全机推重比)和增大机翼面积(降低翼载荷)来改善机动性能的,前者还使用了变后略翼技术,因而飞机都变的很大。它们的最大起飞重量分别是 33,724 千克和 25,400 千克,约为 歼-5 飞机的 5 倍。F-15A 的空战推重比达到了 14.03牛/千克,最大翼载荷为 450千克/平方米。

  1964 年 4 月,英国的鹞式垂直起落战斗机开始服役,它从根本上改变了高低速飞行的矛盾关系,具有异乎寻常的机动能力,单随之而来的是维护使用复杂和经济性差等严重问题。

  60 年代末,苏联制成了 米格-27 和 苏-17 战斗机,它们都是利用变后掠翼技术来协调高低速飞行矛盾的,由此也带来了结构重量的增加。

  英国,联邦德国和意大利三国于 1969 年开始论证“狂风”战斗机方案,他们最终采用的也是变后掠翼布局。

  1969 年 3 月,法国的 幻影F.1 战斗机的预生产型首次试飞。为了提高飞机的机动能力和缩短起降距离,法国人放弃了“幻影”飞机系列传统的无尾三角翼布局,又会到常规布局中来寻找出路。

  与此同时,以色列开始实施“黑帘”计划。他们利用法国 幻影5 飞机的图纸,在该机的三角翼前面加装了鸭式小翼,研制成功了 幼狮C.2 战斗机,达到了提高机动性能的目的。

  还是在这一年里,瑞典的近耦合鸭式布局短距起落战斗机 Saab-37 ,在世界上一举成名。瑞典人为了挖掘飞机的气动潜力,曾进行了 10 年之久的预先性研究。他们的成功,激起了 70 年代探索非常规飞机气动布局的热潮。

我国的选择
  1968 年 4 月,我国空军提出了研制“小歼”(即后来的 歼-12)的计划,受当时政治环境的影响,关于“小歼”的设计思想,曾有“适应人民战争需要,开展空中游击战”的提法,但其本意是要搞出一种高度机动灵活、短距起落、维护简单、造价低廉的小型战斗机,问题的提出是与国际航空技术的动向相吻合的,但解决问题的方法却与众不同。

  那时,世界上的新型战斗机正朝着体积大、设备全、技术复杂的方向发展,而我国采取的确是一种朴实的作法------通过缩小机体,减轻起飞重量来有效地提高飞机的机动性能。就当时我国的技术储备情况而言,这可能最为现实的一条途径。

  研制“小歼”的任务在 1968 年的“8 25”会议上下达给南昌飞机制造厂南昌飞机制造厂,第二年 3 月正式命名为 歼-12。

  南昌飞机制造厂从 1968 年 7 月开始方案设计,8 月总体方案获上级部门批准。随后,以 1 年零 5 个月的时间,完成了详细设计、主要风洞试验、强度试验和系统模拟试验。原型机于 1969 年 12 月 26 日首次试飞成功。

  1973年 9 月 10 日,歼-12 飞机向中央首长做了精彩的汇报表演,被叶剑英元帅赞誉为“空中李向阳”(李向阳是电影《平原游击队》主人公游击队队长的名字)。这一绰号道出了 歼-12 飞机机动灵活的飞行特点。

  后来,南昌飞机厂针对试飞中发现的问题,对 歼-12 作了 10 项重大修改,如采用降低飞行阻力的面积率修形、减小机翼上反角等,并进行了必要的补充实验。1975 年 7 月 1 日,再次试飞成功。

  1978 年 2 月,因调整装备体制而决定停止研制。除一架做破坏性强度试验的原型机外,共生产了 5 架经过试飞的整机。



经过静力破坏试验后的歼-12飞机机身

  目前,有两架收藏于我国空军航空博物馆。



航博馆标

歼-12 的技术水平
  参加过 歼-12 试飞的飞行员都交口称赞它的机动灵活的特点。其出色的机动飞行能力,给人们留下了深刻的印象。

  歼-12 战斗机在海平面高度上的最大爬升率是 180米/秒。而和 歼-12 同年同月首次试飞的美国 F-14 战斗机的这一项指标是 200米/秒;专门针对 米格-21 而设计的 F-5E 是 160米/秒。

  歼-12 在 5,000 米高度上的最小盘旋半径是 1,140 米。而中低空机动性能突出的 歼-6 是 1,200 米;美国刻意改善盘旋性能的 F-5E 是 1,080 米,为此在该机机翼上安装了新的前后缘襟翼系统。

  歼-12 在 5,000 米高度上,从 M0.9 水平加速到 M1.2,所需时间为 65 秒。而 歼-6 是 85 秒;美国的 F-5A 是 140 秒。歼-12 的水平是比较先进的。

  再看 歼-12 的地面机动性能,也就是它的短距起落性能。其起飞滑跑距离 500 米,着陆滑跑距离是 510 米。与 歼-12 重量相当的亚音速战斗机 歼-5 的起飞滑跑距离是 590 米,着陆滑跑距离是 825 米。歼-12 能做到比 歼-5 的滑跑距离还要短是很不容易的,并且具有防尘装置,可在短土跑道上起落。

  歼-12 的最大平飞速度,在 11,000 米高度上,最大 M 数 1.5,优于 歼-6;实用升限 17,410 米,与 歼-6 相当。歼-12 在高空的巡航速度是 M0.95,虽不能超音速巡航,但以能接近音速巡航。

  歼-12 是迄今世界上最轻的超音速战斗机。它的正常起飞重量为 4,450 千克,最大正常起飞重量 5,295 千克,空机重量只有 3,100 千克。它装有一台 涡喷6乙 型喷气发动机,加力推力 39.72千克(4,050公斤力),全机推重比可达 0.91。歼-12 的优越性能主要是靠机体重量轻和大的推重比而得到的。

  为了使 歼-12 飞机达到先进的性能指标,南昌飞机制造厂大胆地采用了许多新结构、新工艺和新材料,如机身和中翼整体油箱大面积的双曲面金属蜂窝结构碳纤维复合材料壁板,钛合金板和铝合金起落架等,此外还采用了单块式风挡。这些新技术的应用,在国内当时的条件下是富有创造精神的。



右主起落架

歼-12 的不足
  歼-12 的不足正是由于追求机体小、重量轻所引起的。它的机内燃油储量为 1,250 千克,可带两个 400 升的副油箱,最大航程可达 1,385 公里,但仍属于短航程类型飞机。

  歼-12 的机载武器是 1 门 23 毫米机炮,备弹 120 发;另外,可挂 2 枚红外制导的空对空导弹。就其飞行重量而论,火力不算很弱,但是该机采用了机头进气形式,对增装先进设备不利。若该为两侧进气设计,加装先进的火控系统。则重量和阻力都要增加,其原有的优点也将削弱。



前起落架和航炮

  歼-12 战斗机的研制周期很短,不可能做更多的空气动力实验和采取较多的先进气动措施,如最初设计有的机翼前缘开缝和后缘双开缝翼,后来都从简取消了,改为只设后缘富勒襟翼。所以,这种飞机在气动外形方面还是大有潜力可挖的。

  歼-12 的不足之处是小型战斗机所固有的,它实现了设计指标,应该视为成功之作。至于能否列入装备,那要受许多非技术性因素的制约,世界上任何一个有影响的飞机设计集团,其全部研制过的型号中,若有半数投入使用,就已经很值得骄傲了。我国的飞机研制部门,所缺乏的正是广泛实践的机会,而 歼-12 是一次很有成效的尝试。

  英国著名的罗耳斯.罗伊斯发动机公司的一位专家,到我国空军航空博物馆参观时,对 歼-12 相当赞赏。他认为:歼-12 是中国设计得最好的飞机,只要给它换上一台先进的涡轮风扇发动机,油耗就可以降低约一半,航程可以增加近一倍。

  我国许多飞过 歼-12 的老飞行员对它也有留恋之情,希望有朝一日,“空中李向阳”会再返蓝天。

对小型化的思索
  制造小型化战斗机的愿望由来以久,最极端的设计,大概要数美国的 XF-85 “恶鬼”式飞机了。它原准备作为护航机挂在 B-36 远程轰炸机的机腹下面,有母机带在空中投放,空战后再返回母机挂架,由母机带回。该机总重只有 2,590 千克,装有 4 挺 12.7 毫米机枪。共生产了两架实验机。在 1948 年和 1949 年的两次试飞中,都因实验机被投放后,无法返回母机挂架而告失败。

  和异想天开的“恶鬼”计划相比,我们的“空中李向阳”,“随时能飞,随时能打”的设想,实在是没有什么不现实之处。历史上,1958 年 7 月 29 日我们在南澳岛上空以 3 比 0 获胜的战例和  1965 年 3 月 18 日在汕头附近击落 RF-101 飞机的战斗中,都是从敌方史料不及的机场隐蔽起飞,出奇制胜的。

  米格-15 战斗机在朝鲜空战中出色的表现,引起世界对轻型战斗机的重视。英国在 50 年代初期研制的轻型战斗机“蚊纳”式,起飞重量 4,020 千克,空重 3,010 千克,比 歼-12 还要轻一些,但最大平飞速度只有 M0.98。英国的国防部门当时对它的呼声很高,然而却没有装备部队。

  深究小型战斗机不能顺利发展的原因,是仅凭其轻,作战能力不会有惊人的提高,就以 歼-12 为例,它只是装一台 涡喷6乙 发动机,却要求比装有两台 涡喷6 的 歼-6 飞机的性能还要有大幅度地提高,这不是勉为其难吗!

  如果要求小型战斗机只突出某一方面的特长,使之作为整体作战力量的一个补充,也许会更有生命力。比如对 歼-12,若肯于放弃超音速的设计要求,增大它的机翼面积,使之除加速性以外的其它机动性能进一步提高,用这样的飞机作为打武装直升机的机型,就可能会受到欢迎。

  近期世界上出现的战斗机,有明显的减轻重量的趋势。如瑞典的 Saab-37(起飞重量 15,000 千克)的后继机 JAS-39 战斗机的只有 8,000 千克;前苏联的 米格-23(最大起飞重量 18,810 千克)的后继机 米格-29 战斗机的重量是 16,500 千克;印度一贯重视轻型战斗机,它的 HF-24(重 10,908 千克)的后继机 LCA 战斗机的重量只有 8,500 千克。

  降低战斗机的体积和重量,就可以降低它的造价,也有利于提高它的隐身性能和生存能力,在军费预算不变的条件下,这样做就意味着增加了采购战斗机的数量。

  国外有人预言,下个世纪的空战样式之一,可能是由大的母机(提供预警、加油和电子对抗)带一群小战斗机来作战。这种预言如果能成为现实,类似 歼-12 这样小巧的飞机又会受到重视。

  歼-12 的真正弱点是电子火控设备过于简单和陈旧,使其潜在的战斗力不能充分发挥,如能换装小型化的电子火控设备,增装小而轻的导航设备和全向警戒雷达,加上外挂小型空对空格斗导弹,则其战斗力将大大提高。歼-12 本身特有的短土跑道上起落性能,适合作为岛基飞机使用。

  不过,真要设计出令人满意的小型战斗机,还有待于航空材料、动力装置、武器设备和空气动力学等方面的重大革新。

国产 歼-12 轻型战斗机在我国的空军航空博物馆公开露面之后,引起中外人士的广泛关注,这不仅是因为她解开了海外曾盛传一时的“歼-12 之谜”,更重要的是因为他在我国航空工业史上具有特殊地位。

  台湾一家技术刊物对 歼-12 的历史意义曾作过如下评价:“歼-12 战斗机是中国大陆空军摆脱苏联制式飞机系列设计格局以后,第一代从机体设计到部件制造完全有中国人自行完成的轻型喷气战斗机。尽管半路夭折,但是却为中国大陆实施全面独立自主地开发其战斗机装备的研制计划奠定了良好的基础,并积累了宝贵的经验。因此,这是中国大陆航空工业发展史上的一块重要里程碑”。

  歼-12 飞机在国内也曾是一个另人迷惑的角色。声誉不低,但终未被列入装备。距离 歼-12 首次试飞 30 年之后的今天,也许可能对它进行更为客观的剖析和评价。

空战提出的命题
  歼-12 战斗机的研制计划是 1969 年初提出的。当时,世界上经历越南和中东几场局部战争之后,有关军界人士开始认识到:设计战斗机不能单纯地追求飞行速度快,还要赋予战斗机以良好的机动飞行能力。美国生产的飞行速度为音速两倍的 F-105 和 F-4 等设备精良的战斗机,有时却在亚音速的 米格-17 飞机面前束手无策。先进的超音速战斗机被速度低于它的对手击落的战例时有发生。我国空军的飞行员就曾经在 1967 年 4 月 24 日,驾驶高亚音速的 歼-5 飞机击落了 1 架侵入我广西板兴地区的美国 F-4B 超音速战斗机。

  所谓飞机的机动飞行性能,主要指的是它的加速爬升和盘旋性能。其中前两项指标是和高速飞行的设计要求相一致的,而最后一项指标确是与高速飞行的设计要求相互矛盾的。飞行速度越大,盘旋半径就越大,盘旋一周所需的飞行时间就越长。局部战斗中的空战实践证明:即使在广泛使用空对空导弹的情况下,战斗机在近距离时利用机炮进行格斗仍不可避免。格斗中,战斗机常被迫以尽可能小的转弯半径或尽可能快的转弯速率,绕到敌手后方,占据有利的射击位置。这时,速度较低或机体重量较轻的飞机反而处于优势。

  参加过越南空战的美国飞行员,强烈地呼吁有关部门要设计出“战斗机飞行员的战斗机”。也就是说,要加强战斗机的格斗能力。从实质上看,就是要求改善高速飞机的低速性能。

  世界有关国家的飞机设计部门是如何解决空战提出的这一复杂命题的呢?

不同的发展途径
  让我们先来回顾一下,在我国开始研制 歼-12 的同时,也就是 1969 年这一年当中,世界有关国家的战斗机研制动向,以便和我国的研制项目相互比较。

  1969 年 1 月和 12 月,美国海军和空军分别选定了 F-14 和 F-15 两种战斗机的设计方案。两者都是通过加大发动机的推力(提高全机推重比)和增大机翼面积(降低翼载荷)来改善机动性能的,前者还使用了变后略翼技术,因而飞机都变的很大。它们的最大起飞重量分别是 33,724 千克和 25,400 千克,约为 歼-5 飞机的 5 倍。F-15A 的空战推重比达到了 14.03牛/千克,最大翼载荷为 450千克/平方米。

  1964 年 4 月,英国的鹞式垂直起落战斗机开始服役,它从根本上改变了高低速飞行的矛盾关系,具有异乎寻常的机动能力,单随之而来的是维护使用复杂和经济性差等严重问题。

  60 年代末,苏联制成了 米格-27 和 苏-17 战斗机,它们都是利用变后掠翼技术来协调高低速飞行矛盾的,由此也带来了结构重量的增加。

  英国,联邦德国和意大利三国于 1969 年开始论证“狂风”战斗机方案,他们最终采用的也是变后掠翼布局。

  1969 年 3 月,法国的 幻影F.1 战斗机的预生产型首次试飞。为了提高飞机的机动能力和缩短起降距离,法国人放弃了“幻影”飞机系列传统的无尾三角翼布局,又会到常规布局中来寻找出路。

  与此同时,以色列开始实施“黑帘”计划。他们利用法国 幻影5 飞机的图纸,在该机的三角翼前面加装了鸭式小翼,研制成功了 幼狮C.2 战斗机,达到了提高机动性能的目的。

  还是在这一年里,瑞典的近耦合鸭式布局短距起落战斗机 Saab-37 ,在世界上一举成名。瑞典人为了挖掘飞机的气动潜力,曾进行了 10 年之久的预先性研究。他们的成功,激起了 70 年代探索非常规飞机气动布局的热潮。

我国的选择
  1968 年 4 月,我国空军提出了研制“小歼”(即后来的 歼-12)的计划,受当时政治环境的影响,关于“小歼”的设计思想,曾有“适应人民战争需要,开展空中游击战”的提法,但其本意是要搞出一种高度机动灵活、短距起落、维护简单、造价低廉的小型战斗机,问题的提出是与国际航空技术的动向相吻合的,但解决问题的方法却与众不同。

  那时,世界上的新型战斗机正朝着体积大、设备全、技术复杂的方向发展,而我国采取的确是一种朴实的作法------通过缩小机体,减轻起飞重量来有效地提高飞机的机动性能。就当时我国的技术储备情况而言,这可能最为现实的一条途径。

  研制“小歼”的任务在 1968 年的“8 25”会议上下达给南昌飞机制造厂南昌飞机制造厂,第二年 3 月正式命名为 歼-12。

  南昌飞机制造厂从 1968 年 7 月开始方案设计,8 月总体方案获上级部门批准。随后,以 1 年零 5 个月的时间,完成了详细设计、主要风洞试验、强度试验和系统模拟试验。原型机于 1969 年 12 月 26 日首次试飞成功。

  1973年 9 月 10 日,歼-12 飞机向中央首长做了精彩的汇报表演,被叶剑英元帅赞誉为“空中李向阳”(李向阳是电影《平原游击队》主人公游击队队长的名字)。这一绰号道出了 歼-12 飞机机动灵活的飞行特点。

  后来,南昌飞机厂针对试飞中发现的问题,对 歼-12 作了 10 项重大修改,如采用降低飞行阻力的面积率修形、减小机翼上反角等,并进行了必要的补充实验。1975 年 7 月 1 日,再次试飞成功。

  1978 年 2 月,因调整装备体制而决定停止研制。除一架做破坏性强度试验的原型机外,共生产了 5 架经过试飞的整机。



经过静力破坏试验后的歼-12飞机机身

  目前,有两架收藏于我国空军航空博物馆。



航博馆标

歼-12 的技术水平
  参加过 歼-12 试飞的飞行员都交口称赞它的机动灵活的特点。其出色的机动飞行能力,给人们留下了深刻的印象。

  歼-12 战斗机在海平面高度上的最大爬升率是 180米/秒。而和 歼-12 同年同月首次试飞的美国 F-14 战斗机的这一项指标是 200米/秒;专门针对 米格-21 而设计的 F-5E 是 160米/秒。

  歼-12 在 5,000 米高度上的最小盘旋半径是 1,140 米。而中低空机动性能突出的 歼-6 是 1,200 米;美国刻意改善盘旋性能的 F-5E 是 1,080 米,为此在该机机翼上安装了新的前后缘襟翼系统。

  歼-12 在 5,000 米高度上,从 M0.9 水平加速到 M1.2,所需时间为 65 秒。而 歼-6 是 85 秒;美国的 F-5A 是 140 秒。歼-12 的水平是比较先进的。

  再看 歼-12 的地面机动性能,也就是它的短距起落性能。其起飞滑跑距离 500 米,着陆滑跑距离是 510 米。与 歼-12 重量相当的亚音速战斗机 歼-5 的起飞滑跑距离是 590 米,着陆滑跑距离是 825 米。歼-12 能做到比 歼-5 的滑跑距离还要短是很不容易的,并且具有防尘装置,可在短土跑道上起落。

  歼-12 的最大平飞速度,在 11,000 米高度上,最大 M 数 1.5,优于 歼-6;实用升限 17,410 米,与 歼-6 相当。歼-12 在高空的巡航速度是 M0.95,虽不能超音速巡航,但以能接近音速巡航。

  歼-12 是迄今世界上最轻的超音速战斗机。它的正常起飞重量为 4,450 千克,最大正常起飞重量 5,295 千克,空机重量只有 3,100 千克。它装有一台 涡喷6乙 型喷气发动机,加力推力 39.72千克(4,050公斤力),全机推重比可达 0.91。歼-12 的优越性能主要是靠机体重量轻和大的推重比而得到的。

  为了使 歼-12 飞机达到先进的性能指标,南昌飞机制造厂大胆地采用了许多新结构、新工艺和新材料,如机身和中翼整体油箱大面积的双曲面金属蜂窝结构碳纤维复合材料壁板,钛合金板和铝合金起落架等,此外还采用了单块式风挡。这些新技术的应用,在国内当时的条件下是富有创造精神的。



右主起落架

歼-12 的不足
  歼-12 的不足正是由于追求机体小、重量轻所引起的。它的机内燃油储量为 1,250 千克,可带两个 400 升的副油箱,最大航程可达 1,385 公里,但仍属于短航程类型飞机。

  歼-12 的机载武器是 1 门 23 毫米机炮,备弹 120 发;另外,可挂 2 枚红外制导的空对空导弹。就其飞行重量而论,火力不算很弱,但是该机采用了机头进气形式,对增装先进设备不利。若该为两侧进气设计,加装先进的火控系统。则重量和阻力都要增加,其原有的优点也将削弱。



前起落架和航炮

  歼-12 战斗机的研制周期很短,不可能做更多的空气动力实验和采取较多的先进气动措施,如最初设计有的机翼前缘开缝和后缘双开缝翼,后来都从简取消了,改为只设后缘富勒襟翼。所以,这种飞机在气动外形方面还是大有潜力可挖的。

  歼-12 的不足之处是小型战斗机所固有的,它实现了设计指标,应该视为成功之作。至于能否列入装备,那要受许多非技术性因素的制约,世界上任何一个有影响的飞机设计集团,其全部研制过的型号中,若有半数投入使用,就已经很值得骄傲了。我国的飞机研制部门,所缺乏的正是广泛实践的机会,而 歼-12 是一次很有成效的尝试。

  英国著名的罗耳斯.罗伊斯发动机公司的一位专家,到我国空军航空博物馆参观时,对 歼-12 相当赞赏。他认为:歼-12 是中国设计得最好的飞机,只要给它换上一台先进的涡轮风扇发动机,油耗就可以降低约一半,航程可以增加近一倍。

  我国许多飞过 歼-12 的老飞行员对它也有留恋之情,希望有朝一日,“空中李向阳”会再返蓝天。

对小型化的思索
  制造小型化战斗机的愿望由来以久,最极端的设计,大概要数美国的 XF-85 “恶鬼”式飞机了。它原准备作为护航机挂在 B-36 远程轰炸机的机腹下面,有母机带在空中投放,空战后再返回母机挂架,由母机带回。该机总重只有 2,590 千克,装有 4 挺 12.7 毫米机枪。共生产了两架实验机。在 1948 年和 1949 年的两次试飞中,都因实验机被投放后,无法返回母机挂架而告失败。

  和异想天开的“恶鬼”计划相比,我们的“空中李向阳”,“随时能飞,随时能打”的设想,实在是没有什么不现实之处。历史上,1958 年 7 月 29 日我们在南澳岛上空以 3 比 0 获胜的战例和  1965 年 3 月 18 日在汕头附近击落 RF-101 飞机的战斗中,都是从敌方史料不及的机场隐蔽起飞,出奇制胜的。

  米格-15 战斗机在朝鲜空战中出色的表现,引起世界对轻型战斗机的重视。英国在 50 年代初期研制的轻型战斗机“蚊纳”式,起飞重量 4,020 千克,空重 3,010 千克,比 歼-12 还要轻一些,但最大平飞速度只有 M0.98。英国的国防部门当时对它的呼声很高,然而却没有装备部队。

  深究小型战斗机不能顺利发展的原因,是仅凭其轻,作战能力不会有惊人的提高,就以 歼-12 为例,它只是装一台 涡喷6乙 发动机,却要求比装有两台 涡喷6 的 歼-6 飞机的性能还要有大幅度地提高,这不是勉为其难吗!

  如果要求小型战斗机只突出某一方面的特长,使之作为整体作战力量的一个补充,也许会更有生命力。比如对 歼-12,若肯于放弃超音速的设计要求,增大它的机翼面积,使之除加速性以外的其它机动性能进一步提高,用这样的飞机作为打武装直升机的机型,就可能会受到欢迎。

  近期世界上出现的战斗机,有明显的减轻重量的趋势。如瑞典的 Saab-37(起飞重量 15,000 千克)的后继机 JAS-39 战斗机的只有 8,000 千克;前苏联的 米格-23(最大起飞重量 18,810 千克)的后继机 米格-29 战斗机的重量是 16,500 千克;印度一贯重视轻型战斗机,它的 HF-24(重 10,908 千克)的后继机 LCA 战斗机的重量只有 8,500 千克。

  降低战斗机的体积和重量,就可以降低它的造价,也有利于提高它的隐身性能和生存能力,在军费预算不变的条件下,这样做就意味着增加了采购战斗机的数量。

  国外有人预言,下个世纪的空战样式之一,可能是由大的母机(提供预警、加油和电子对抗)带一群小战斗机来作战。这种预言如果能成为现实,类似 歼-12 这样小巧的飞机又会受到重视。

  歼-12 的真正弱点是电子火控设备过于简单和陈旧,使其潜在的战斗力不能充分发挥,如能换装小型化的电子火控设备,增装小而轻的导航设备和全向警戒雷达,加上外挂小型空对空格斗导弹,则其战斗力将大大提高。歼-12 本身特有的短土跑道上起落性能,适合作为岛基飞机使用。

  不过,真要设计出令人满意的小型战斗机,还有待于航空材料、动力装置、武器设备和空气动力学等方面的重大革新。
歼13 飞机的设计思想酝酿于 1971 年底,当时根据六院的指示由 601 所招收研究下一代歼击机方案。601 所根据作为我国空军歼击机主力的歼6 已经落后的情况,认为应研制接替歼6 的空战歼击机,作为 80 年代的空军主力战斗机。



歼13 想象图

  带着这一设想,601 所派人于 1972,1974 年两次去空,海军 12 个部队进行调查研究,新歼击机的设想得到空,海军领导机关的赞同。1974 年初,空军全面提出了歼6 后继机的战术技术要求。1975 年冬,空军有关部门又与设计部门反复探讨,正是拟定了歼6 后继机的战术技术要求,1976 年上报,同年 4 月 24 日,常规装备发展领导小组正式行文批复。

  在方案论证过程中,最大的问题是缺乏合适的发动机。对有可能选用的发动机,技术人员意见不同。为此,于1976 年 6 月,三机部专门召开了歼6 后继机动力装置选择论证会。1976 年底常规装备发展领导小组正式批准采用一台涡扇6 加力风扇发动机。

  1976 年 9 月,三机部在沈阳召开了歼6 后继机武器火控系统座谈会,通知和空、海军、四机部、五机部以及有关厂,所,部门座谈讨论,初步确定了歼6 后继机的武器,火控系统配置方案。1976 年 11 月的一次会议上,又对机载电子设备进行了讨论。

  在方案论证,审查过程中,自 1973 年起,进行了多种气动布局的风洞试验,达 3,000 多次;自 1974 年起,对 20 多种机翼结构设计方案进行了强度和气动弹性计算;自 1975 年下厂征求工艺员和工人的意见,对方案进行了调整和修改;1976 年以来,又和 621,625 所以及冶金部工厂进行了材料选用和工艺方案的讨论。

  1977 年 6 月 1 日至 11 日,三机部在北京召开了歼13 飞机论证会。国家计委,国防工办,总参装备部,空军,海军,航定委,一,四,五机部,冶金,石油,轻工部,建材总局等 71 个单位 256 名代表参加了会议,其中王震也参加了会议。会议认真审查方案之后认为“飞机的总体方案是先进可行的,经过努力是可以实现的。”

  1978 年 8 月,从国外引进了米格-23MC(MiG-23MS Flogger E),以 601 所,112 厂为主进行了全面的技术分析,其发动机 P-29 主要由 410 厂分析。1979 年 3 月 10 日,三机部下达了开展歼13 飞机选用涡喷15(P-29)发动机方案论证的通知。601 所经过计算,歼13 改用涡喷15 发动机,是飞机有些性能提高,发动机的现实性和把握性也比较大。同年 10 月 9 日,在沈阳召开了歼13 装涡喷15 发动机方案论证会。1980 年 5 月,总参和国防工办正式批准歼13 改用涡喷15 发动机。但由于后来由于空军队装备发展规划的调整以及缩短新机研制战线等原因,1981 年 3 月以后,停止了研制,直接研制费 1,221 万元。



苏联空军的 MiG-23MS

气动外形特点

  歼13 型歼击机的气动外形十分巧妙。首先,作为一架绝对空中优势歼击机,歼13 即需要具备尽可能大的最大飞行马赫数以追击或规避敌机,又需要能在亚音速或跨音速作高机动飞行。为了平衡矛盾,该机主翼采用了边条机翼形式。由于有边条前翼,使整架飞机的有效后掠角增大,相对厚度减小,所以激波阻力较小,适合于超音速飞行的要求。而基本翼的存在,又使整个机翼的有效展弦比增大,可减小低亚音速及跨音速时的诱导阻力,特别是大仰角飞行时,从边条分离产生的边条涡形成有利干扰从而增加了升力。另外拖出的边条涡还可以给上翼面补充动能,延缓基本翼上的分离,从而又可以产生相当大的附加升力,这就非常有利于飞机在高亚音速或跨音速时作高机动飞行(要求有尽可能高的可用升力)。



歼13 的两种气动构型,左为机腹进气,右为两侧进气

  在当时同量级的新战斗机中,同时研制的还有美制的 F-16,这一型飞机设计非常成功,并经过了不断改进,成为了北约国家的主力装备。虽然同处两个世界,意识形态完全不同。歼13 与 F-16 的外形差别也是非常之大,但是在主翼的设计上确是惊人的相似。同是采用了边条翼形式。虽然这一机翼构型现在已是十分常见,但在 60 年代末却是绝无仅有的。而且美国毕竟至少拥有二次世界大战以及喷气时代歼击机设计的经验,而中国什么都没有,能参考的至多不过是米格-19,然而在完全独立的,没有任何经验的情况下,竟能设计出如此先进而巧妙的机翼构型,本身就是个奇迹。

  不仅如此,为了使阻力减至尽可能的小,歼13 采用了上单翼。但是上单翼形式稳定性好,不利于高机动飞行。所以该机在设计时巧妙地使主翼下反,增加了飞机的轴向不稳定性,解决了这个矛盾的问题。

  而且该型机是中国歼击机首次采用前缘机动襟翼,虽然偏转速度现在已不得而知,但足以和飞机的俯仰姿态响应,和飞机的飞行马赫数及仰角相配。更何况当时我国还没有随控布局中的“放宽静稳定度”技术,飞机无法靠“增稳系统”自动控制舵面,所以使用这一设计是十分大胆的。

致命弱点

  歼13 歼击机的主要制约因素在于其发动机。

  一开始,歼13 拟采用一台英制斯贝 MK.202 涡扇发动机(加力推力9,300公斤力)的国产型涡扇-9(WS-9),但因推力不能满足需要而改用推力为 12,200 公斤力的涡扇-6(WS-6)发动机。不久从国外引进了米格-23 之后,又决定改装米格-23 所用的 P-29,国产型也称涡喷-15 的涡轮喷气发动机。但后来都未能付诸实施。



P-29(R-29)发动机

  从表格可以很轻易地得出结论,同期同量级的美制战斗机 F-16 所采用的发动机推重比达到 8,而我国的歼13 所采用的发动机,小的竟只有 5.2,大的不过 6.5。与美制发动机存在着根本的,巨大的差距。

牌号
涡扇-9(斯贝MK202)
涡扇-6
涡喷-15(P-29)
F-110-GE-100
F-100-PW-200

推力(加力/不加力)(公斤)
9300/?
12000/?
12500/8300
12400/7200
11340/6800

耗油率(加力/不加力)(公斤/公斤/小时)
  
  
2.0/0.95
1.98-2.01/0.75-0.77
2.55/0.68

推重比
5.05
接近6
6.5
7.14
8

最大直径(毫米)
1093
  
1088
1181
1180

重量(公斤)
1842
  
1922
1805
1398


  由于发动机的成功,美制 F-16 后来成了一款成功的,优秀的北约制式战斗机。而同是新研制的歼击机,歼13 气动外形设计优秀,不但没有量产,甚至在原型机还未制造出来,就已经夭折,颇令人扼腕。

机型
歼13
F-16

机长(米)
17.48
16.92

翼展(米)
10.4
10.07

正常起飞重量(公斤)
11660
10500

推重比
1.07
1.5

最大飞行马赫数
2.0-2.45
2

转场航程(公里)
2340
4800


  而中国的歼击机,基本都受制于发动机。几乎每一架歼击机,都不得不说是发动机的悲剧。

吸取教训

  发展航空工业,极为重要的一条,就是优先发展航空发动机工业。航空发动机是飞机的“心脏”,它的技术性能和结构关系飞机的战术技术性能、可靠性和经济性。各种类型的航空发动机都要在高温、高压、高转速、高负荷的苛刻条件下长时间地反复工作,同时还要求它重量轻、体积小、使用安全可靠、经济性好。

  同时提出的多种性能要求和极端的工作条件,迫使各种型号的航空发动机必须设计精巧,加工精密,使用高性能的材料和成品附件。发动机综合了多学科和多种专业技术成果,技术难度大,研制周期长,耗资多。它当之无愧地代表了一个国家的工业和科技最高水平。环顾世界,也只有美、前苏联、英、法等少数工业发达国家,才能独立地研制和发展先进的航空发动机。

  中国航空发动机的老师是前苏联。从技术角度讲,苏联的发动机在一些方面不如美国。它们通常体积较大,制造较粗糙,使用寿命较短,耗油率较高。中国仿制的航空发动机一些性能指标还低于前苏联。歼击机发动机大修周期(即一个安全使用期限)通常为 100~200 小时,而美国等西方国家发动机使用周期一般大于 4,000 小时。

  正当中国航空工业倾力消化吸收改进涡轮喷气发动机时,国际上更先进、更经济、更稳定的涡轮风扇发动机诞生了,并立即成了航空界的主流。经过反复权衡,中国航空界决定上涡扇机。又是一段艰难的历程,涡扇机的难度、复杂性远远超过涡喷机。工程费时费力,进展缓慢,从 60 年代一直拖到 80 年代。虽然也研制成功涡扇5、涡扇6 等型号发动机,但因种种原因,终于未投入批生产。

  美国人就此评论说:“中国人缺少的并不是制造能力。他们十分出色地进行着循规制造、手工与机器相结合的生产和小批生产。他们所没有掌握的是现代化连续生产流程、精密自动设备技术以及其他组织方面的经营管理技术。在这方面,成套工厂设备进口可能是最有裨益的。航空工业就是这方面的……例子。中国在 50 年代后期和 60 年代初期致力于喷气发动机。但后来抽走了一些最优秀的科学家、工程师和其他稀有资源……(按:西方人对文革造成的破坏始终未曾理解)因此使飞机发动机技术一直处于缓慢发展状态。其结果使中国飞机发动机的设计和生产能力(安装在他们的苏式 50 年代战斗机和中型轰炸机上的),同罗尔斯.罗伊斯、普拉特.惠特尼、通用电器等公司生产的、做为大多数西方飞机动力的当代尖端涡轮风扇发动机之间存在着巨大差距……中国人自己判断,他们的航空发动机技术至少比西方落后 20 年……这样一个巨大的差距是无法通过独立的、逐步提高的办法,或是通过进口一些先进的发动机充做样板来加以克服的……同汽车工业一样,航空工业要大幅度提高水平,只能来自国外的直接技术协助……引进(罗尔斯.罗伊斯的”斯贝“发动机)将使中国在比较短的时间内前进 10 年……同西方最先进的涡轮风扇发动机相比,中国人至少还将落后 12 年。尽管如此,10 年跳跃的实践结果将意味着,对他们未来飞机性能的一次关系重大的提高……努力的势头会超的初步地跳跃而继续下去,中国的独立设计和制造能力将会飞快增长。

  先进的,就需要学习,在这个问题上,我们应该抛开意识形态问题。

  美国的航空工业在这一点上与中国相比较,简单说,那就是美国先有发动机,后有飞机,而中国是先有飞机,后有发动机。

  表面上看,虽然中国的体制仿佛适合于给飞机配备最合适于它的发动机。但是在实际操作上,我们可以看到一开始歼13 决定采用仿制的斯贝,确实斯贝 MK.202 军用型发动机加力比(即加力推力与不加力推力之比)大,耗油率较低,使用寿命长(这是苏式发动机的致命弱点),压气机的喘振裕度大,各种工作状态下部件的效率高,工作可靠,装有抽气系统控制襟翼,可改善飞机的起飞着陆性能。但正如西方所评论的,它毕竟是 60 年代末的产品,结构复杂,推重比(推力与自重之比)较低,高空性能差。在当时,该机型也只可能是中国引进的好发动机了。当今世界诸国中,又有谁会真心帮助中国去实现现代化呢!

  斯贝的中国型号为涡扇9,定在西安发动机厂生产。国家花数亿英镑引进该机,十分重视。王震副总理三次视察西安厂,关照试制工作。航空部副部长莫文祥带队蹲点,陕西许多厂、所、大专院校多方协作。除使用进口原材料外,国家专门安排了金属材料、非金属材料、成品附件和大型锻件的国产国制化工作。

  1976 年,西安厂的试制工作全面展开。光整机的技术资料即达 42 万份,工艺装备图纸 3 万项,所幸正逢粉碎“四人帮”,仅 3 年多的努力就装出 4 台涡扇9 发动机。1979 年发动机台试成功。1980 年,发动机在英国复杂条件试车成功,并通过了循环疲劳强度试验。中英双方代表签署了涡扇9 发动机考核成功文件,中国的“斯贝”发动机终于诞生了。

  但是加力推力只有 9,300 公斤的斯贝,怎能以单台推力带动起庞大的歼13 的机身呢。F-16 重量比歼13 小,但所使用的发动机加力推力高达 12,400 公斤。所以后来决定换装自产的涡扇6。

  但是在引进米格-23 获得成功后,又看中了米格-23 所使用的 P-29。但是以中国当时的基础,在没有任何经验,又没有人教的情况下,怎能搞的出来呢。况且即是成功了,P-29 仍然是一种推重比并不高的发动机。

  反观美国,在 F-16 还没有研制的时候,空军和海军空中优势战斗机就计划要求大幅度提高发动机推重比和改善进气道和发动机的匹配性。同时,美国国防部做出采用一个核心机发展两种发动机的决定,要求研制的发动机能同时满足空军和海军的要求。

  美国的普拉特.惠特尼公司以 JTF-22 核心发动机为基础,为发展美国空军和海军用的两种发动机进行投标。不久就推出了世界上最早投入使用的推重比达 8 以上的发动机 F-100,并使得选用它的 F-16 推重比超过了 1,成为了世界上首架实用的,能垂直爬升的高机动战斗机。

  教训是沉痛的。但是,中国并不是没有希望,相反仍有相当大的潜力可挖。事实上,70 年代初,中国援助巴基斯坦的歼6 飞机发动机,经美英专家重新组装调试后,使用周期已经延长了一倍。

  而且现在,中国和俄国的关系正重修于好,这就更加便于我们吸收别人的长处,制造出自己的优秀发动机,并能将已经替代歼13 的国产新型歼击机,能够没有遗憾地与 F-16 再争高下。
空中李向阳
歼12图……





[img]http://www.afwing.com/images/j12/TN_3V.JPGimg]


经过静力破坏试验后的歼-12飞机机身


歼13 想象图




P-29(R-29)发动机
路过
转空军之翼的文章
请表明转帖出处和作者
不仅如此,为了使阻力减至尽可能的小,歼13 采用了上单翼。但是上单翼形式稳定性好,不利于高机动飞行。所以该机在设计时巧妙地使主翼下反,增加了飞机的轴向不稳定性,解决了这个矛盾的问题。
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“巧妙”二字,是想说明我们的设计师水平吗?
都没有服役,谈也没用
EVO 发表于 2010-4-18 17:05


    谢谢兄弟提醒~~~{:Bingo:}
空中李向阳 呵呵
回复 9# 兵疯机狂
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头像有大图套图吗?很口水...
回复 12# kimgo

外国妞军装写真,网上放狗吧:D
回复 13# 兵疯机狂
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三刻油
F-16 重量比歼13 小,但所使用的发动机加力推力高达 12,400 公斤。
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那个年代,F16的发动机也只有差不多11吨而已
我是来偷听楼上二位的谈话的
80年代的《现代飞机大全》里有详细的歼5歼6歼7歼8歼9歼10歼11歼12歼13的资料
当然后5种都是老的:D
柔情如梦 发表于 2010-4-18 18:10


好多年前就想找这本书,手里有吗?


再配上图片就更好了!

呃 没看见 {:wugu:}

再配上图片就更好了!

呃 没看见 {:wugu:}
不敢兴趣~~~~~~~~~
J13如果早出现10年。。。。
以前大学的什么鸟军事爱好者协会举行军事知识大赛,某题问中国最牛B的飞机是啥,当时我填的歼十,错,答案是歼十二:@
说J12很多人还要愣一下,说空中李向阳的话全部都明白了
顶下
歼十二的飞行数据是设计数据,加力推力比涡喷6增加800公斤的涡喷6乙发动机也没有达到设计指标,无法推动歼十二达到设计指标。
科普
早死早超生
幸亏停下来了

当时中国航空工业的水平仿制的21MF都花了那么多年,这还是有老7的底子
兰色之伤 发表于 2010-4-18 06:19 PM


    北航图书馆四层有...可以借出来的
还真出过J13啊
路过
瘦瘦的骨干,感觉机动性能一定不错

有点科幻
ttslslyh 发表于 2010-4-18 20:25
N多选择性无视这个事实啊
我一直都以为这个东西根本就不应该进入工程实践阶段
12其实就是歼6-3的低水平重复而已
kgb1059 发表于 2010-4-19 20:08
但是其中的材料应用和无框风档等技术的采用还是证明陆很有开创精神的
我们最大的短板就是发动机啊,有好的发动机,先飞起来再说,电子设备慢慢换
长日 发表于 2010-4-20 09:36
12???
先天条件就那样了,一个进气口直径不到620的机头进气布局
最大起飞重量5000多点,你要装什么啊?能装得下什么啊?
70年代的“国民战斗机”
瘦瘦的骨干,感觉机动性能一定不错
{:wuyu:}浪费网站资源
wawa02002 发表于 2010-4-21 14:38


    兄弟,你是牛人,你是大虾,但我都说了,这个帖子是为了给像我这样的小白科普的。
浪费了你啥啦?