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中军专家对比国产歼10与美制F-16综合性能(图)
(博讯2007年4月07日 转载)
    
    编者按:歼10是我国最新研制的三代轻型战斗机,从起飞重量、技术水平作战任务等各方面看,和F—16战斗机都较接近。在歼-10的研制过程中,也是以F-16为主要的比较对象。在歼一10历经20年完成研制并公开亮相之后,广大朋友十分关注歼一10与F一16的比较。本文属于专家个人观点。不代表本刊立场
    文/张鹏翼
    
    歼一10的设计适应新时代需要
    
    一架飞机的性能,首先来自于它的起飞重量和推重比。起飞重量决定了飞机执行任务的能力,例如载弹量和航程。推重比反映了飞机的用途和技术水平,运输机的推重比一般较低,歼击轰炸机居中,战斗机较高。而在战斗机中,第一代喷气战斗机的推重比约为0.5~0.6,第二代约为0.7.0.8,第三代约为 0.9~1.2。官方介绍歼一10为第三代战斗机,因此推重比应为第三代标准。
    中军专家对比国产歼10与美制F-16综合性能
    
    图:空军歼10战机返航。歼10制造工艺精良,欧洲战斗机也大量采用了铝锂合金材料而非复合材料。
    
    歼一10采用了全动近耦鸭翼+大后掠角三角翼的气动布局,这是八十年代以后的设计中采用的典型气动布局。采用这样的气动布局,和八十年代对战斗机空战性能提出的要求是分不开的。在六十年代以前.战斗机一直往更快的速度和更高的升限发展,这主要是为了满足截击性能的需求,尤其是截击高空高速的战略轰炸机和侦察机。随着核大战逐渐由现实威胁转化为潜在威胁,单纯追求高空高速性能的战斗机在常规战争中暴露出严重缺点,主要是机动性较差。基于越战的经验教训. 新研制的战斗机开始追求高机动性。在当时,主要强调稳定盘旋性能和爬升性能,以适应当时“咬尾”方式的空战。但是随着空空导弹技术的进步。八十年代以后,空战性能对飞机机动性提出了两个新的要求。
    
    第一,在近距空战中,大离轴角的近距空空导弹使飞机只需要概率瞄准目标即可发射,瞬间盘旋角速度和敏捷性成为空战中更重要的因素。
    
    第二.在超视距空战中,飞得快、飞得高的战斗机发射的中距空空导弹具有射程上的优势,因此战斗机应该追求马赫数2.0和升限20000米的性能优势。
    
    基于上述两点需求,战斗机应当采用低翼载荷、大后掠角的机翼设计,例如大后掠角三角翼。很多高速战斗机都采用了类似的机翼,如米格一21、歼一8和 “幻影”2000。这种机翼在超音速条件下阻力比较小,但是亚音速和跨音速条件下升阻特性较差,飞机的机动性比较差。“幻影”2000采用的无尾布局在一定程度上可以弥补机动性的不足。但也因为没有平尾,飞机虽然飞得快,但是超音速机动性却比较差,不如歼一8II战斗机,不符合超视距空战的需求。
    
    为了同时满足亚音速、跨音速机动性和超音速机动性的需求,“台风”、“阵风”和歼一10不约而同地采用了鸭翼+大后掠角三角翼的气动布局。
    中军专家对比国产歼10与美制F-16综合性能
    
    图:美国空军F-16C战机返航。F-16的边条翼配合梯形后掠翼常规布局,低速性能较好,但高速性能极差,据说在俯冲时勉强达到M1.8
    
    鸭翼的作用主要有两点。第一,飞机在飞行时要保持力和力矩的平衡。鸭翼在配平时产生的是正升力。第二,在大迎角下鸭翼和主机翼之间可以产生有利干扰,增大主机翼的升力.增升率可以达到50%。
    
    基于上面这两条优点,鸭式布局的飞机既保留了大后掠角三角翼飞机超音速条件下的优点,又克服了其亚跨音速机动性差的缺点。
    
    从照片上可以看出.歼一10的机翼同时采用了固定扭转和前缘襟翼,这二者可以明显减小飞机的诱导阻力,提高稳定盘旋性能。因此,歼一10具有优良的超音速性能、亚跨音速瞬间盘旋性能、亚跨音速稳定盘旋性能。高推重比还保证了飞机具有优良的爬升性能,机动性能比较全面。
    
    此外,鸭式布局在大迎角下具有较强的低头控制能力,可以提高超音速巡航升阻比并有利于和矢量推力配合。利用这些优点,歼一10在将来可以进一步提高超音速机动性和过失速机动能力。
    
    作为一种以空战为主的飞机,歼一10的机内载油应该不是太多。空战时由于飞机的挂载较少,所以其作战半径仍然很大,但是执行对地攻击任务时,航程就会受到限制。,因为执行对地攻击任务时,飞机挂载的武器较重,而且多采用低空航线,因此耗油量很大。由于机内载油少,为了保证足够的航程,必须携带较多的副油箱.这样剩下用于携带武器的挂点就不多了,必须在航程和挂载武器中做一个折衷的选择。歼一10的多任务能力因此受到一定的影响。但歼一10具有空中加油能力,算是对这种缺陷的一种弥补。
    
    歼一10从研制开始就考虑了可靠性和可维修性。从公开的照片上还可以看出,歼一10的表面口盖非常多,这就是为了维修方便而设计的,反映了我国航空技术的进步。这说明我们在研制飞机时,不仅仅局限于达到飞机的技战术指标,还开始全面考虑飞机的使用问题,这样设计出来的才是一架真正实用、好用的战斗机。
    中军专家对比国产歼10与美制F-16综合性能
    
    图:歼10战机采用三角翼+前置鸭翼布局,兼顾了各种性能需要,发展潜力巨大,也说明了歼10完全是一种创新设计的飞机,而非因袭F-16的设计风格。
    
    歼一1O和F一16性能对比
    
    空战机动性的对比F一16在设计之初主要突出空战格斗,也就是互相“咬尾”的空战模式,为此采用了中等展弦比、中等后掠角的机翼。这种机翼在亚跨音速条件下具有较低的诱导阻力,适合稳定盘旋机动,但是超音速阻力较大,不利于超音速飞行。F一16采用的边条翼布局可以非常明显地增大机翼的升力,提高失速迎角,在一定程度上降低诱导阻力。机翼采用了前缘机动襟翼,也是为了降低诱导阻力,提高盘旋性能。
    
    推重比为8的F100一PW一100发动机.使F-16全机空战推重比达到1.15,结合上述的气动设计特点,使F—16的稳定盘旋性能十分优秀,爬升率也很大。但是F一16基本放弃了超音速性能,进气道采用了不可调的皮托管式。这种进气道重量轻,在亚音速条件TStl发动机结合得非常好,但是超音速条件下推力损失很大。所以F一16虽然号称最大马赫数达到2.0,但是实际上它的超音速性能是比较差的。
    中军专家对比国产歼10与美制F-16综合性能
    
    图:美空军列装的最新型F-16D Block52战机。F-16从性价比角度看非常成功,美国发展F-35出是想继续F-16的辉煌。
    
    歼一10和F一16在设计上的共同点是,都利用了漩涡空气动力学的研究成果,相对于第二代战斗机明显提高了机动性。但是二者在飞行性能上的侧重点明显不同,歼一10要求具有很好的超音速性能,突出亚音速瞬间盘旋性能,同时具有较好的亚音速稳定盘旋性能。而F一16则放弃了超音速性能,主要突出亚音速稳定盘旋性能,有比较好的瞬间盘旋性能。它们在设计重点上的差别,体现了不同时代空战需求的不同。应该说,歼一10的研制年代在后,更能符合现代空战的需要。
    
    超音速盘旋性能主要取决于超音速条件下的剩余推力和飞机操纵性能。在超音速时,飞机的升力中心后移,使平尾配平困难,飞机操纵性能下降。歼一10的机翼形状和可调进气道更适合超音速飞行,因此可以确定其超音速加速性优于F一16。
    
    歼一10的静不稳定度应该大干F一16,而且鸭式布局在超音速时升力中心后移较少,因此超音速条件下的稳定盘旋能力应该优于F一16。
    
    在现代空战中,超视距空战和离轴发射成为主要作战方式,因此歼-10的机动性比F-16更为全面,也更适合现代空战的需要。
     兵器知识 (博讯 boxun.com)
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