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拨开“枭龙”迷雾 FC-1究竟什么档次(组图)

http://jczs.sina.com.cn 2004年07月13日 11:40 千龙新闻网
拨开“枭龙”迷雾FC-1究竟什么档次(组图)

枭龙战机

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拨开“枭龙”迷雾FC-1究竟什么档次(组图)

枭龙01号机

  迷雾重重

  自FC-1 01架原型机首飞以来,媒体的报道简直可以用“铺天盖地”来形容。对相关人士的采访、虚实莫辨的言论、网络流传的小道消息以及试飞过程中出现的一些耐人寻味的现象,仿佛给FC-1罩上了一层诡秘的浓雾。在空前开放的媒体报道下,FC-1却仿佛离我们更远了。在这重重迷雾之下的FC-1,究竟是什么样的呢?

  翼刀

  01架原型机出厂的时候,机翼上那对翼刀几乎令所有人跌破眼镜。一时间,网络上热心探讨者有之,疾言厉色者有之,某杂志还专门撰文讲述“翼刀不是落后的象征”。一片沸腾。然而事隔半年,03架首飞,航迷们惊喜地发现曾经以为要和FC-1长期相伴的翼刀居然消失了!而且据说01上面的翼刀也没了。又是一番热闹。

  那么翼刀如此迅速的出现然后消失的原因何在?在杨伟总师访谈录里面有这么两句话:“风洞试验时,我们设计了很多边条,有十几种,边条能够在一定条件下产生强的脱体涡,提高飞机的升力,但同时会带来力矩的非线性,目前选择的这种边条应该说综合效果最好。”“翼刀对改善力矩非线性特性有一定好处。”

  根据这段话,笔者认为:翼刀在这里起抑制边条涡的流动和发展的作用。这样一来,带来的非线性力矩影响也减小了,当然涡升力也同样减小了。这比较符合杨总的说法。01首飞之前,国内没有研制大边条飞机的经验,出于对平尾和后边条低头效率的担心,而加装了翼刀,削弱涡升力,也是一种保险措施。在01试飞过程中,发现没有出现可能的强烈抬头趋势——这个试飞员可以感觉得到,高G机动时不需要强烈推杆,于是考虑取消翼刀。只是,翼刀如此仓促地出现和消失,给人以完全不同风格的感觉,更象是激进的商业促销和保守的科研试飞两种态度交互作用的结果。

  抬头问题

  01首飞照片一出炉,立刻有人发现该机离地时平尾偏角相当大,几乎达到向下偏转的极限。这对于实际上处于轻载状态的首飞原型机来说并不正常。很快,对首飞试飞员雷强大校的采访也证实了这件事。根据雷大校的说法,在高速滑跑试验时就发现了飞机抬头困难的问题,但气动外形已无法大改。于是利用电传飞控系统的优势,预置平尾下偏角,解决抬头难的问题。这实际上是一种打补丁的手段。对飞行员而言,操纵感觉是正常了,但实际问题并没有解决。

  对于超音速战斗机而言,起飞抬头并不是平尾设计的极限状态,最大过载机动和超音速机动/配平时对平尾的配平要求更高。预置平尾偏角只是解决了起飞抬头问题(而且是在飞机轻载、重心非前限的情况下),在其它极限状态下,平尾将由于预支了部分配平能力而无法提供足够的抬头力矩。此外,预置平尾偏角还将导致飞机配平阻力增大。因此对FC-1而言,如果不彻底解决抬头问题,其各方面性能特别是机动性将由于平尾配平能力限制而受到严重影响——有朋友提出舵效问题,但在相同条件下,配平能力的下降并不因舵效而改变。

  笔者以为,这种情况可能是由于前机身超重,造成重心偏离设计位置所致。最理想的解决方法当然是前机身减重,以及调整内部布局,后移重心。从前述载重系数来看,FC-1仍然有相当的减重空间的。此外还可以仿效当年苏-27原型机的“减重——补强”方法,只是要走到这一步就比较无奈了。最不好的方法就是在后机身增加配重,这实际上是以牺牲飞机性能为代价来解决配平问题。

  当然,还有一种可能性就是和前述翼刀一样,也是一种保险措施——在前机身增加配重,以纵向静稳定的构型来保证试飞和表演的安全——若果真如此,不能不说这配重委实加得大了点儿。

  从03试飞的照片来看,起飞时平尾偏角已经有所减小,这是一个令人欣喜的现象。希望最终FC-1能彻底解决配平问题,取消平尾预置偏角。

  迎角传感器

  03的迎角传感器仍然采用和01相同的风标式传感器,外观上唯一不同的是03的迎角传感器周围标出了风标的偏转范围。根据照片估算偏转范围为:>+60度/<-30度。

  这说明了什么呢?这个范围当然不是飞机稳定可控的飞行迎角范围。因为迎角超过35度后出现的不对称机头涡,使得任何没有不具备大迎角三轴控制能力的飞机都无法稳定飞行。那么迎角传感器采集这种远远超出正常飞行范围的数据干什么?一个可能的解释是:飞机的电传飞控具有在这样的迎角范围内改出非正常状态的能力——否则这些数据对飞控计算机而言根本毫无用处。若果真如此,那么对所有希望FC-1具有良好机动性甚至超机动性的同好而言,倒算得上一个好消息。因为这要求飞机在超出正常迎角范围后仍然具有保持稳定飞行的能力(虽然不一定可控),以及足够的俯仰控制能力(包括后边条产生的低头力矩),要不然飞机一下子就进入深失速或螺旋,再好的飞控系统也无能为力了。

  结语:路在何方

  FC-1原本是为巴基斯坦空军量身定做的,但依靠巴基斯坦空军一家的订货,显然无法形成规模效益,开发成本分摊到每架飞机上,价格也是巴基斯坦无法接受的。于是成飞的眼光转向国际市场。

  根据宣传材料,成飞对FC-1的定位是:作为米格-21、F-5等二代战斗机的后继机,兼有较好的对空和对地攻击能力,效费比较高的低价位战机。随着第三世界国家装备的第二代战斗机逐渐到寿,即将大批退役,FC-1这个级别的轻型战斗机市场确实拥有较大的市场潜力。但问题是,FC-1在这个市场上有多少竞争优势呢?

  瑞典萨伯JAS-39和美国退役后廉价倾销的F-16C/D将是FC-1面对的最强大的竞争对手。FC-1刚刚开始试飞,这两种飞机却早已投产并远销多国,性能均是有口皆碑。F-16的主要优点是:性能全面,经过实战检验,价格低廉(当然啦,倾销嘛)。但缺点也明显:机体陈旧,剩余结构寿命有限;发展潜力已近枯竭,难以采用新技术以对抗未来威胁;重量较大,对大多数中小国家空军并非最佳选择。就性能而言,JAS-39更具威胁性,因其兼有F-16的大部分优点而没有上述主要缺点。它的问题主要在各国空军传统和习惯方面。萨伯飞机的传统市场是北欧,当然近年来已经有所突破,获得南非和少数东欧国家的订货,但要进入大多数第三世界国家空军还有一段路要走。

  FC-1能否和这两种飞机一争高下?

  笔者以为,在总体作战能力方面,当前的FC-1仍然远逊于F-16C/D。一方面,从公开资料推测,FC-1的机动性仍未达到第三代战机中较好的水平。另一方面,也是最重要的方面,即FC-1武器不配套,不全面。对空武器方面,FC-1目前可以配备的近距格斗导弹有:美制AIM-9L/M、以制“怪蛇“3/4、国产PL-7/9以及俄制P-73;中距导弹有:美制AIM-7、俄制P-27,如果用户要求还可以配备以制“德比”、俄制P-77“发射后不管”导弹以及南非的V-4“射水鱼”,H-4“猛禽”(但AIM-120就不必指望了,美国不会允许中国造的战机发射它最先进的导弹)。对比对空武器的五花八门、琳琅满目,FC-1配备的对地武器恐怕只能用“寒酸”来形容:57mm和90mm火箭发射巢、各种弹径的非制导航弹,充其量再加上激光制导炸弹、AGM-65(巴基斯坦装备的)。前些年国内演习片断中不乏昂贵的苏-27使用火箭弹和非制导炸弹进行对地攻击的镜头——就凭这个能说服用户FC-1具有良好的对地攻击能力吗?当然,可以从国际市场采购。现在市场上比较出色、且附带条件较少的对地攻击武器系列主要来自以色列、俄罗斯。但即使是号称注重商业信誉的以色列,也不得不看美国脸色行事——“费尔康”预警机是最典型的例子。至于俄罗斯,除了后勤保障体系方面的问题,同样有政治因素限制——巴基斯坦就绝对不敢将俄系武器作为主力,而中国始终拒绝与伊尔库茨克飞机生产联合体合作生产苏-30MKK(该厂生产印度的苏-30MKI)也有这方面的考虑。由此可见,FC-1虽然号称“多用途”,但由于武器不全面不配套,实际上是“一条半腿”走路,还是一种以对空作战为主,兼具简单对地攻击能力的战斗机,综合作战能力仍难以与F-16匹敌。

  上面提到关键系统的供应问题——在笔者看来,这实际上是FC-1的另一个致命弱点。

  自军刀II开始,直到今天的FC-1,整个计划始终受到航电、武器系统的困扰。由于FC-1航电立足国外,不可避免地受到国际政治关系的干扰。先是1989年中国和西方关系恶化,尽管飞机平台设计还在缓慢推进,但发动机、航电等引进项目全部落空,超-7几乎成了空壳子。后来虽然俄罗斯介入,提供了一条可靠性存疑的发动机供应渠道,但航电设备却始终是空中楼阁。在90年代末期,就看到航电供应厂商流水般地换来换去。别的不说,厂商名倒是记住了不少。到了2002年,航电系统仍未能确定,结果飞机武器系统也无法确定,FC-1进度一拖再拖,迫使成飞不顾电子系统的滞后,先完成FC-1机体的生产和试飞.。

   十几年来的曲折经历,想必给中巴双方都留下了深刻的印象。1982年马岛海战,殷鉴不远。事后有人说,只要阿根廷再有5枚“飞鱼”……那么FC-1呢?如果被切断航电和武器供应,结果又会如何?我们一直强调,FC-1对于那些不希望受到美国限制的国家是一个不错的选择,但只要无法建立起航电、武器系统的稳定供应渠道,那么无论在战场还是在市场,无论FC-1设计水平有多高,性能有多好,都可能因为这个致命弱点而一败涂地——一如同阿喀琉斯的脚后跟。

  笔者以为,FC-1要想最终成为一种在战场和市场上都出色的多用途战斗机(如果“出色”的定义不是只有区区一、两百架产量的话),就必须解决上述两个关键问题。但专门为FC-1研制航电、武器、甚至发动机系统,不仅开发费用高昂,而且时间上也来不及。出路何在?

  首先,要变更观念。

  高效费比飞机不等于“低价+中等性能”。历史上几乎没有哪种中等性能战斗机能卖出去,F-16/79、F-20是最好的例子—只有F-5E例外。但那是冷战期间国际政治军事形势使然,非F-5E之能。何况,经历了90年代多次空中战争之后,质量取胜的观念早已深入人心,对于大多数无法建立数量优势的中小国家空军更是如此,中等性能战机的处境也因此更加尴尬。

  必须进一步提高性能,但增加的成本如何解决?利用扩大的市场来消化——最近的例子,JSF如果没有超过3000架的市场需求,价格根本不可能控制在3500万美元以下。以当前而论,目标不应该只限定在巴基斯坦区区一、二百架订货上,要把目光放远一些,例如中国空军和其它仍在使用F-5E、米格-21的空军。如果竞争获胜,产量不会少于1000架。这样的生产规模,可以使我们对FC-1作进一步的改进而价格不变和只有小幅度上升。

  第二,抢占国内市场。

  一直不明白成飞为何没有努力争取国内订货的迹象,即使在宣传上也看不出来。这和西方公司的做法大相径庭。很多时候对方只是在探讨合作意向时,西方公司就已经把飞机涂上对方空军的机徽、拉出去作展示了,即使谈不成,也可以壮壮声势,扩大影响。

  就FC-1而言,就算当初是专门为巴基斯坦开发的,但时过境迁,形势已经完全不同了。空军战略的转变,使得我们比以前任何时候都迫切需要多用途战斗轰炸机。苏-27/30、歼-10固然是相当不错的选择,但价格高昂,装备数量不可能很多。并且将这类飞机用于对地面非高价值目标的打击实在有浪费之嫌,一旦被击落就更加得不偿失。前面提到大多数中小国家无力建立数量优势,但我们不同,与之相反,我们更需要相当数量的飞机来替换退役的歼-7、强-5。和巴基斯坦空军要求不同的是,这种飞机对空性能要求一般,但对地性能需要更加突出。

  目前来看,FC-1是我们近期能够获得的最好的飞机平台之一。如果能够进行适当改进,拿下国内订单,对整个FC-1计划将带来莫大收益。

  1)我军装备基本要求之一是不能受制于人。FC-1要获得国内订货,就必须解决关键设备的国产化问题。这必然促进相关系统的国产化进程,并且有关的费用还可以分摊到国内订单上,等于是“搭顺风车”。一旦国产化问题解决,前述“脚后跟”问题也就迎刃而解。

  2)国内市场潜力巨大,形成的规模效益将大大降低FC-1的单机成本。成飞也因此有了更大的发挥余地——或者在保持现有价格(或略高)的基础上进一步提高飞机性能,根据用户要求提升其对空或对地能力,和F-16、JAS-39竞争;或者在保持现有性能的基础上进一步降价,和先进高教(如雅克-130、T-50等)的战斗机改型竞争。

  3)本国空军的订货是效益最高的免费广告。对用户来说,开发国空军的订货比什么承诺和保证都有效。

  第三,改进设计,挖掘自身的发展潜力。

  在发展潜力方面,主要包括飞行性能提升和航电水平提升。

  对于前者,由于FC-1改用电传飞控系统,使得今后只需付出相对小的代价就可以获得性能的大幅度提升(如进一步放宽静安定度、采用推力矢量技术等)。而在重量方面,FC-1也大有潜力可挖。如前述载重系数仅0.89,这显然是采用传统材料的结果。如果能大量应用复合材料,就可以大幅减轻结构重量,或者在维持原重量的情况下加强结构增大载弹量,再或者在增加大量设备之后仍维持原有飞行性能。总之,用户拥有极大的弹性可以自由选择,这一点是极具吸引力的。

  对于后者,笔者认为体现在两方面,即预留的设备扩展空间和软硬件接口的标准化。对于预留的设备扩展空间,主要考虑是FC-1源自歼-7II,而歼-7II机体填充密度几近饱和,如果FC-1沿用歼-7II的部分设计,就可能有空间不足之虞,这是应当尽力避免的。对于接口标准化,做过PC升级的朋友相信都会有深刻印象——即插即用型设备普及以来,PC升级变得相当快捷迅速,大大提高了效率。航电设备亦然。事实上JSF在这一点上做得是比较出色的。虽然不能指望FC-1达到JSF的水平,但如果能尽量做好,不但前述兼容问题迎刃而解,而且对于FC-1今后迅速升级提高战斗力具有不可估量的作用。不仅如此,如果能借此契机开发出一套有中国自主知识产权的接口标准,那么对于中国航空今后走向世界都将具有深远的影响。

  以上是笔者对FC-1一些改进方向的设想。如果能够完成,那么FC-1不仅在机动性上可以超越F-16后期型(需要说明的是,F-16后期型的机动性实际上不如F-16A/B)达到第三代战机中较好的水平,在综合作战能力方面与F-16相比也不遑多让。考虑到对大多数中小国家空军而言,最适宜的是8-10吨级的战机,加上FC-1在结构寿命等方面的优势,即使价格上升到1500万美元,对于用户而言仍是极具诱惑力的。乐观点想,除了中国战机的传统客户外,可能还有一部分现装备F-5E、米格-21的国家会成为FC-1的用户。最差的情况,1500万美元,F-16中期型的作战能力,也足够吸引中国空军(当然接下来就是巴基斯坦空军),以作为低档战机配备普通部队。

  写了这么多,分析对也好错也好,设想合理也好荒谬也罢,归根到底一句话:希望FC-1能顺利定型,在蓝天上写下属于它自己的辉煌!

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