2023成都積分入學(xué)什么時候開始申請
2023-01-31
殲-10前傳：宋文驄為什么敢用“鴨式布局”這么大膽的設(shè)計？丨楊叔洞察
更新時間：2022-10-06 16:00:43作者：智慧百科
來源：軍武速遞官方
近日，據(jù)巴基斯坦媒體報道，今年第二批、共4架殲-10CE型戰(zhàn)斗機(jī)，目前已經(jīng)從中國成都飛赴巴基斯坦北部地區(qū)的卡姆拉空軍基地，正式歸建巴空軍第15中隊。
自此，今年以來巴基斯坦空軍已經(jīng)收到了10架殲10CE型戰(zhàn)斗機(jī)。據(jù)報道，巴基斯坦空軍在收到10架殲-10CE型戰(zhàn)斗機(jī)后，目前已經(jīng)正式同中方簽約，從中方續(xù)訂60架殲-10CE型戰(zhàn)斗機(jī)，從而確保殲-10CE型戰(zhàn)斗機(jī)的總數(shù)達(dá)到90架以上。殲10CE的成功出口對于中國航空工業(yè)來說，堪稱前所未有的技術(shù)突破，意義非凡。
網(wǎng)絡(luò)圖
在殲10研制成功之前，中國航空工業(yè)只能從事仿制米格17、19、改裝殲7、殲8的工作，而自殲10開始，中國掌握了研發(fā)先進(jìn)三代噴氣機(jī)的整套流程，甚至可以說沒有殲-10就沒有今天的殲-20、殲-16，就沒有如今獨(dú)立自主的、可以和美國叫板的中國航空工業(yè)。
所以，殲10的意義已經(jīng)不僅僅限于一種先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)，而是成為中國21世紀(jì)航空工業(yè)成長和騰飛的象征。本期我就帶大家回顧一下殲10發(fā)展的曲折歷程，見證中國航空工業(yè)的騰飛。
一、殲10的研發(fā)背景
那上世紀(jì)80年代的時候，此前越南戰(zhàn)爭和中東戰(zhàn)爭的實戰(zhàn)經(jīng)驗表明，傳統(tǒng)重視高空高速的二代已經(jīng)過時啦，戰(zhàn)斗機(jī)的空戰(zhàn)主要發(fā)生的跨音速的中低空高度。
網(wǎng)絡(luò)圖
因此美蘇以F-15、蘇27為代表的先進(jìn)三代戰(zhàn)機(jī)，都對中低空進(jìn)行了升級，并且采用了電傳飛控技術(shù)、高性能渦扇發(fā)動機(jī)、先進(jìn)氣動布局等一批革命性技術(shù)。加上高性能雷達(dá)配合先進(jìn)中距空空導(dǎo)彈的超視距攻擊方式，讓二代機(jī)對戰(zhàn)三代機(jī)時，看不見、打不著，妥妥的被“跨代吊打”。
網(wǎng)絡(luò)圖
而此時中國空軍還在大量裝備殲6、殲7這樣的一二代機(jī)。為了改變空軍裝備極度落后的現(xiàn)狀，1981年底，我軍開始新殲擊機(jī)計劃，同時也向外界釋放了購買三代機(jī)的需求。因為當(dāng)時咱們和西方還處在蜜月期嘛，最先上門推銷的是法國，拿出了當(dāng)時風(fēng)頭正勁的幻影2000。那幻影2000在當(dāng)時的三代機(jī)中應(yīng)該算是很不錯的型號，咱們的飛行員親自駕駛過，對這型飛機(jī)的評價非常高，說?。骸叭绻{駛幻影2000，有把握擊落任何對手”。
網(wǎng)絡(luò)圖
所以當(dāng)時咱們對幻影2000的性能是滿意的，但是法國人報價對我們來說實在太貴啦。畢竟法國人做生意一向是認(rèn)錢不認(rèn)人，而且技術(shù)轉(zhuǎn)讓，門兒都沒有。這方面：花2億美元單價買36架陣風(fēng)的某南亞大國直呼內(nèi)行。那最后就是因為卡在價格和技術(shù)轉(zhuǎn)讓問題上，咱們沒有引進(jìn)幻影2000。但后來法國人干了一件很惡心的事：轉(zhuǎn)手就把60架幻影2000賣給了中國臺灣地區(qū)，一度給咱們造成了不小的壓力，當(dāng)然這是后話了。不過盡管沒買法國人的飛機(jī)，但幻影2000展示的電傳飛控、先進(jìn)的航電火控，給我們留下了深刻的印象，這么先進(jìn)的技術(shù)，我們中國的戰(zhàn)機(jī)也要搞。
網(wǎng)絡(luò)圖
那本著“引進(jìn)自研兩手都要抓”的精神，在考察引進(jìn)的同時，國內(nèi)的研發(fā)工作也在進(jìn)行。在1982年2月，咱們召集國內(nèi)的戰(zhàn)斗機(jī)研究所開了個會，討論新戰(zhàn)機(jī)的方案。那這個時候國內(nèi)最完善的方案，是601所，也就是后來的沈飛的“殲13方案”，相當(dāng)于類似F16氣動布局的殲6魔改，但是這個方案沒有用到電傳飛控、中距空空導(dǎo)彈系統(tǒng)，大方面來說還是“頂尖二代機(jī)”水平，放在70年代還算先進(jìn)，但作為80年代研發(fā)2000年服役的新戰(zhàn)機(jī)，肯定是“裝備即落后”。
網(wǎng)絡(luò)圖
那另外的611所，就是后來的成飛，雖然當(dāng)時沒有一個完善的方案，但是我們的宋文驄總師連夜準(zhǔn)備了有關(guān)材料，憑借多年的研究殲九的經(jīng)驗，加上對國外三代機(jī)的了解，宋文驄總師一上場就語驚四座，提出了要加強(qiáng)機(jī)動性、注重超視距空戰(zhàn)、強(qiáng)化電子戰(zhàn)性能等一系列先進(jìn)的概念。會后，上級部門決定上馬“魔改殲6”的方案暫停，大家再回去“研究研究”。
二、殲10的技術(shù)“特色”
會議后，在宋文驄總師的帶領(lǐng)下，成飛拿出了鴨式布局的新方案。那什么是鴨式布局呢？下面我給大家簡單科普一下戰(zhàn)機(jī)的氣動布局？那常規(guī)布局的飛機(jī)都在采用前主翼后尾翼的布局，你像美國的F-15、F-16，是依靠主翼上下翼面的壓力差產(chǎn)生升力，升力在飛機(jī)上的平衡點叫升力中心。那飛機(jī)又受到垂直向下的重力，一般的飛機(jī)，升力中心都在重心后面，飛機(jī)受力不平衡，就會產(chǎn)生縱向的偏轉(zhuǎn)。
網(wǎng)絡(luò)圖
為了保持穩(wěn)定，就需要在尾部加上尾翼，施加一個可調(diào)的壓力，“壓住”飛機(jī)，同時控制飛機(jī)的俯仰機(jī)動。通俗的講，這就是“一個和尚挑水吃”。但從氣動設(shè)計上看：這個尾翼同時削弱了飛機(jī)的升力。
而殲10采用的鴨翼布局，是在主翼前加一個可動翼面，這個翼面主要產(chǎn)生升力，和主翼面的升力一起，把飛機(jī)“抬”起來。通俗的講，就是“兩個和尚抬水吃”。
網(wǎng)絡(luò)圖
鴨翼的第一大好處，就是產(chǎn)生更大升力，在同樣的發(fā)動機(jī)推力下，加快戰(zhàn)機(jī)抬頭，大大增強(qiáng)戰(zhàn)機(jī)的機(jī)動性。另外一大好處，是可以讓流過鴨翼的空氣產(chǎn)生渦流，渦流流經(jīng)機(jī)翼的上表面，進(jìn)一步增大上下翼面的壓力差，可以進(jìn)一步提升戰(zhàn)機(jī)升力，讓戰(zhàn)機(jī)可以用更短的距離起降，空中的機(jī)動性也更強(qiáng)。
網(wǎng)絡(luò)圖
而且成飛的新方案，為了更充分的發(fā)揮鴨翼布局的大升力優(yōu)勢，把戰(zhàn)機(jī)的升力中心前移，與重心重合，尾部的小腹鰭也提供一部分升力，整體平衡。這樣的設(shè)計，可以讓飛機(jī)隨時調(diào)用全部的升力，不用為了“配平”戰(zhàn)機(jī)而浪費(fèi)升力，這樣的戰(zhàn)機(jī)抬頭速度更快，機(jī)動性更強(qiáng)。
電傳飛控是三代機(jī)獲得高機(jī)動的關(guān)鍵
這種設(shè)計，在學(xué)術(shù)上就叫“放寬靜穩(wěn)定性”。顧名思義，這種設(shè)計降低了飛機(jī)的穩(wěn)定性，飛機(jī)在飛行中時時處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，需要不停的進(jìn)行“微操”保持飛機(jī)的穩(wěn)定，這對于傳統(tǒng)機(jī)械飛控的飛機(jī)來說，是不可想象的。這里咱們科普一下，在三代機(jī)的電傳飛控之前，從螺旋槳到噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)，飛行員操作飛機(jī)的過程中，操縱桿、油門、舵面之間都是通過機(jī)械的方式連接，這和早期汽車、坦克上的控制技術(shù)一樣，開起來很費(fèi)力氣。
網(wǎng)絡(luò)圖
再戰(zhàn)斗機(jī)上，如果飛機(jī)需要飛行員一直不停的微調(diào)飛行姿態(tài)，會讓人一直處于緊張狀態(tài)，不但增大操作難度、減低作戰(zhàn)效率，還會增大飛機(jī)的失事概率。
那這里就需要上面提到的電傳飛控技術(shù)啦。不同于傳統(tǒng)機(jī)械飛控的飛行員直接控制舵的運(yùn)動，電傳飛控是把飛行員的操作轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)過飛行計算機(jī)處理后，發(fā)給舵面進(jìn)行動作。那電信號控制加上計算機(jī)輔助，操縱的速度、精度肯定要比機(jī)械傳動更好，飛機(jī)操作起來更靈敏，這也是三代機(jī)獲得高機(jī)動的關(guān)鍵。
網(wǎng)絡(luò)圖
更重要的是，在飛行員不操作的情況下，飛控計算機(jī)就會收集遍布機(jī)身的傳感器傳來的數(shù)據(jù)，對飛機(jī)的飛行姿態(tài)進(jìn)行每分鐘數(shù)百次的修正，保持飛機(jī)的穩(wěn)定，大大減少了飛行員的操作量，讓飛行員可以專心于作戰(zhàn)。而且，在飛機(jī)進(jìn)行投彈任務(wù)時，電傳飛控可以打開自動平飛模式，保持飛機(jī)平穩(wěn)飛行，讓飛行員專注瞄準(zhǔn)投彈。
網(wǎng)絡(luò)圖
在我們的日常生活中，也能感受到電傳飛控的優(yōu)勢。我們現(xiàn)在的家用汽車也用上了“電傳飛控”，我們轉(zhuǎn)動方向盤、踩油門、踩剎車時，根據(jù)動作的幅度，先產(chǎn)生一個對應(yīng)強(qiáng)度的電壓信號，發(fā)送給汽車的“車載電腦” ECU單元。收到控制信號后，車載電腦根據(jù)隨時收集的車速、發(fā)動機(jī)工況等信息，對轉(zhuǎn)向裝置、發(fā)動機(jī)噴油系統(tǒng)等進(jìn)行精確的控制。那接下來你是不是以為我要說廣告了呢，但我并沒有接到哈，這叫虛晃一槍，咱們下面繼續(xù)講飛機(jī)。
網(wǎng)絡(luò)圖
那說回成飛的新戰(zhàn)機(jī)方案，在確定了鴨翼布局+電傳飛控后，最重要的就是發(fā)動機(jī)問題了。70年代末開始研制的新渦扇發(fā)動機(jī)“太行”已經(jīng)來不及了，所以選擇了仿制自米格-23使用的R-29-300渦噴發(fā)動機(jī)，代號為渦噴-15。
三、殲10項目的前期準(zhǔn)備
那基本方案成型后，成飛又經(jīng)過數(shù)次競標(biāo)，期間不斷對方案進(jìn)行優(yōu)化，在這個過程中，對試驗團(tuán)隊也有鍛煉，比如原本耗時三年的風(fēng)洞試驗，成飛的團(tuán)隊一年內(nèi)就完成了三輪。到1984年，成飛 的鴨翼方案最終被確定為新殲方案，空軍對新殲的要求很高，要求接近F16，超過米格23。1986年，國務(wù)院和軍委正式批準(zhǔn)新殲項目，代號十號工程，這就是殲10名字的由來。
網(wǎng)絡(luò)圖
項目上馬后，被任命為總師的宋文驄首先干的，就是改革流程。在殲10的項目上，成飛第一次組件了一支“一體化作戰(zhàn)”的大團(tuán)隊，打破了舊的條條框框，把以往各個單位各自為戰(zhàn)、朝令夕改、經(jīng)常做無用功的問題一次性解決，那說簡單點，就是讓團(tuán)隊的組織度和效率有巨大的進(jìn)步。
殲10的很多設(shè)計理念實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，比如它的液壓系統(tǒng)有相互分離的兩套，增強(qiáng)戰(zhàn)機(jī)的生存性；設(shè)備按照維修頻率的高低從里到外布置，開設(shè)大量維修口蓋，更換發(fā)動機(jī)也不再像殲6、殲7需要把飛機(jī)把后機(jī)身拆下來，只需要把發(fā)動機(jī)從尾部取出，大大縮短了地勤人員的維護(hù)時間。
網(wǎng)絡(luò)圖
另外，在殲10開始研制時，成飛設(shè)計所用的設(shè)計工具還都是計算尺、圖板、手搖計算機(jī)，這種我們現(xiàn)在看來很“原始”的設(shè)備。為了加快研制進(jìn)度，我們花幾億人民幣引進(jìn)了國外先進(jìn)的計算機(jī)系統(tǒng)和設(shè)計程序，當(dāng)然，咱可不學(xué)某些南亞大國，只管悶頭買買買，為了不受制于人，源程序咱們也要，開發(fā)咱們自己的設(shè)計系統(tǒng)。那自此之后，我們也趕上了國際先進(jìn)的設(shè)計水平，我們的設(shè)計人員再也不需要趴在繪圖桌上一點點的畫出幾十萬張圖紙。
網(wǎng)絡(luò)圖
那殲10項目的前期論證和準(zhǔn)備就基本完成啦，但是就在殲10的研制進(jìn)入快車道時，一款來自俄羅斯的戰(zhàn)機(jī)險些讓殲10項目下馬。那么這款戰(zhàn)機(jī)究竟是何方神圣呢？成飛后來又是如果通過殲10逆境翻盤？現(xiàn)在的殲20和殲10又有哪些千絲萬縷的聯(lián)系呢？那這部分內(nèi)容我們放到下期來講吧。