“梟龍”戰機
2003年8月底,由中國成都飛機公司與巴基斯坦聯合研製的FC-1/超7戰鬥機首飛藍天,這個里程碑式的時刻標誌著歷時十余載的超7戰鬥機計劃終於進行到了一個全新的階段。對巴基斯坦空軍來説,他們擁有一種具備現代空戰能力的戰鬥機的夢想終於將要實現;而對中國航空工業而言,超7飛機代表了一種創新的思路、一種與以往不同的模式,它意味著發展了30餘年的殲7飛機在技術上走到了終點;同時,面對廣闊的國際化市場超7飛機也為中國的輕型戰鬥機揭示了一個新的開端。
從“佩刀II”到FC-1
超7飛機的歷史要追溯到上個世紀的80年代,當時西方各國的戰鬥機正處於更新換代的階段。第三代戰鬥機與第二代戰鬥機相比,在技術上有了本質的進步。隨著發動機、電子、空氣動力學等技術的發展,戰鬥機不但能飛的很快,而且為此而付出的機動代價減小。靈活機動的戰鬥機配以功能強大的雷達火控系統,使其空戰效能大大高於第二代戰鬥機,同時這些飛機成為一個優秀的攻擊平臺,使得它們在空戰之外能夠較好的完成對地攻擊任務。80年代發生的幾次空戰證明了這種技術飛躍的效果,技術不但決定了戰鬥的結果,甚至改變了戰鬥的規則。
而中國此時還是以過時的殲6為主,配合以少量殲7、殲8飛機,形成了規模龐大,但實際作戰能力低下的一支防禦性空中力量,面對來自北方蘇聯的強大壓力,這些飛機顯然難以擔當重任。時至今日,可能很多人會迷惑於此:為何整個漫長的80年代中國空軍在裝備上幾乎停步不前?為何當初一些進展似乎順利的項目,例如渦扇-6發動機、殲9戰鬥機等紛紛下馬?技術或許是一個原因,經濟發展的需要或許也是一個原因,但這些原因都無法取代國家安全的重要性,而80年代的練兵熱潮也確實説明軍隊現代化並非僅僅是一句空話。
或許我們能從當時的時代背景出發做出一些推論。80年代中國與西方擁有一個共同的潛在威脅:蘇聯,作為一股強大的牽制力量,中國理所當然的成為西方國家的盟友。這種鬆散的盟友關係和謹慎的信任態度事實上確實給中國軍隊帶來了一些好處,例如小羚羊直升機、海豚直升機、“和平典範”計劃等。今天西方習慣於把這段時期稱之為中國與西方的蜜月期,我們現在無從得知在這短暫的蜜月中中國到底都得到了、或者想要得到些什麼,總之當“雷鳥”在長城上空翱翔的時候,西方甚至在猜測是否中國將選擇F-16作為主力戰鬥機。
巴基斯坦空軍是中國戰機的使用“大戶”
超7飛機就誕生在這種背景下。長期以來,由於共同的戰略需求巴基斯坦與中國走得很近,中國的殲6、殲7戰鬥機也成為了巴基斯坦空軍的重要組成部分。80年代中後期,面對印度空軍裝備的新型米格、幻影,巴基斯坦的殲6、殲7和幻影III等戰鬥機已經無法有效保證空中優勢。在這種情況下,巴基斯坦一方面從美國引進F-16A/B Block15戰鬥機,另一方面則尋求從中國獲得一種具備現代化作戰能力的新型戰鬥機,作為F-16戰鬥機補充的同時也能培養巴基斯坦自己的航空工業。在同中國初步接觸後,兩國共同決定在成熟的殲7M戰鬥機的基礎上開發一種新型的輕型戰鬥機,這就是超7的雛形,巴基斯坦將其命名為“佩刀II”,中國則稱之為殲7CP。
“佩刀II”與殲7飛機相比相差不大,從當時公開的模型看,其主要改進為由機頭進氣改為兩側進氣、加裝前緣襟翼。可見新飛機的作戰思想是加強電子設備和雷達以具備超視距作戰的潛力、改善飛機的飛行性能以適應中低空格鬥。
從一開始,“佩刀II”計劃就決定採用國際合作的模式。當時中國無論在電子設備、發動機或者是氣動設計上都遠遠落後於國際先進水準,採取國際合作的方式不但能夠縮短研製週期,而且能使中巴兩國的航空工業均從中獲益,最重要的是:當時可以與西方合作。
首先進行競爭的是發動機。1987年初,普惠公司來到中國並推薦了他們的PW1120渦扇發動機、F404渦扇發動機和PW1212/1216渦噴發動機,其中PW1120為以色列正在研製的“獅”式戰鬥機所選用(同時也用於“鬼怪”戰鬥機的改進);F404則用於著名的F/A-18戰鬥機;PW1212為A-4攻擊機所用的J52渦噴發動機的改進型, 1216型為在1212型的基礎上安裝渦噴13型發動機的加力燃燒室及配套設備的改進型發動機,加力推力為7425kg。幾乎與此同時,英國羅.羅公司也向中國推薦了其RB199-127/128型渦扇發動機,該發動機加力推力達到7430kg、推重比為7.6,帶有全權數字式燃油控制系統和反推力裝置,用於“狂風”系列戰鬥機。同中國同期生産的航空發動機相比,這些發動機無論從性能上還是可靠性上都遙遙領先,而且通過一些改動都可以安裝到“佩刀II”戰鬥機上,如果一切順利的話,發動機將不會成為飛機研製的阻力(中國戰鬥機的研製瓶頸往往就在發動機上,比如殲9、殲13和後來的新型殲擊機,航空發動機的研發製造能力基本説明瞭一個國家航空工業的實力)。
“LAVI”戰機安裝了美國PW1120發動機
同發動機的情況有些不同,在飛機的外形設計上“佩刀II”經歷了一個相對複雜的過程。最早的設計在整體氣動上並沒有什麼明顯改變,依然沿用了米格-21的57度三角翼正常佈局,因此也延續了米格-21飛機的缺點:亞跨音速性能不佳、起降性能差,相對於巴基斯坦空軍面對的對手而言,這種性能是無法滿足使用需要的。1988年,正在同中國就“和平典範”計劃(升級改進55架殲8II戰鬥機)合作的美國格魯曼公司加入了“佩刀II”計劃,針對該飛機的性能要求,他們提出將機翼修改為類似于F-16戰鬥機的42度前緣後掠梯形機翼加邊條的形式,同時平尾形狀也相應有所改變。經過此番改動後,原來的兩側進氣已經無法在較大的迎角下滿足發動機進氣需求,因此格魯曼公司將進氣口下移並內傾10度,成為類似于“陣風”戰鬥機的“肋部進氣”方案,這樣在邊條和機身的共同作用下,即使是在大迎角的時候也能保證發動機正常工作。至此,“佩刀II”飛機的總體氣動佈局基本敲定,這個基本方案一直延續至今,只有少許的改變。
89年後風雲突變,盟友成了仇敵,仇敵卻刀兵入庫不再怒目相向。美國公司的退出導致超7計劃一度陷於停頓,沒有了發動機幾乎什麼都無法展開。1990年中國宣佈將繼續超7計劃,但是如何繼續?當時並沒有答案。此時的巴基斯坦由於美國制裁甚至無法得到已經付了錢的F-16戰鬥機,因此也只能選擇將“佩刀II”進行下去。
90年代俄羅斯米格公司在失去了中國空軍這塊大燒餅後積極提出參與超7戰鬥機計劃,在米格的協助下,超7飛機的相關工作得以順利進行,此時該項目的對外名稱正式改為FC-1計劃。此時的超7飛機已經遠遠脫離了最初的殲7改型思路,隨著形勢的變化和技術的發展,當初的輕型廉價制空戰鬥機已經變成了多用途輕型戰鬥機。這裡需要指出的一點是:並非中國此時無力獨自完成超7飛機的研製工作,但是在當時的成飛公司,其最重要的項目並非超7,而是中國自己的新一代戰鬥機。面對這種在技術層次和戰略意義上遠高於超7的新型戰鬥機,成飛自然而然的將主要精力放在它的身上。此外,超7飛機僅僅是一個外貿項目,其進度不光取決於技術力量,還取決於巴基斯坦方面的資金到位情況和客戶需求,中國軍方和成飛不會為這個項目投入多少資金。就現在已知的一些情況看,作為成飛集團旗下的主要技術科研機構611研究所在整個90年代並沒有將主力投放在超7飛機上,直到2000年FC-1飛機宣佈技術凍結,從官方媒體上透露出來的資訊仍然説明611所始終在集中全力完成新殲的研製工作,即使是現在大體情況也是如此。
因此,在米格公司加入後,超7計劃已經不存在什麼技術上的難關。美國公司退出後,發動機的挑選餘地已經很小(其實退出的不光是美國,西方國家都不會再提供軍用發動機給中國了),中國自己沒有合適的發動機,因此唯一適用的選擇就是俄羅斯的RD-93渦扇發動機了。有了米格的協助,安裝這種發動機並不是什麼困難的事情。此外就是航電、雷達等設備的選擇。從殲7P等戰機開始巴基斯坦便習慣於選用西方的設備以保證性能,由於最終客戶是巴基斯坦,國外公司也樂於提供相關的電子設備。雷達火控系統的競爭者曾包括法國薩基姆公司和湯姆森公司、英國的瓦可基公司。雷達的競爭型號包括義大利的FIAR雷達和瓦可基公司的雷達,前者由法國薩基姆公司負責。最終,巴基斯坦選擇了義大利的FIAR Grifo S-7機載雷達。至此,超7/FC-1戰鬥機計劃在技術上基本塵埃落定,剩下來的就是按部就班的造出原型機、試飛、定型、交付使用。
超7的技術分析
作為一種21世紀出現的戰鬥機,超7飛機究竟有何技術特色呢?它是否能夠像它的前輩殲7飛機那樣在世界戰鬥機市場上爭得一席之地呢?讓我們從技術的角度來仔細觀察一下這架飛機。
超7飛機的技術數據:
全機長 : 14.5米
全機高 : 5.1米
翼展(不帶翼尖彈) : 8.5米
機翼面積 : 24.4平方米
機翼前緣後掠角: 42度
重量數據:
正常起飛重量 : 9100千克
最大起飛重量 : 12700千克
基本飛行性能(設計值):
最大飛行速度 : M1.6
實用升限 : 17000米
最大轉場航程 : 3000 KM
留空時間 : 3.5小時
起飛滑跑距離 : 500米
著陸滑跑距離 : 700米
1. 機動性能
氣動設計基本決定了一架飛機的機動性特點。前面已經説過,與殲7飛機不同,超7飛機將主要著重突出亞跨音速的機動性,這就要求這架飛機應該具備大推重比、小翼載荷和適合於亞音速盤旋的機翼。從飛機的外形上我們可以看出,超7飛機的總體佈局與F-16戰鬥機類似,採用了展弦比為3左右的中等後掠角梯形機翼,並且配合以邊條和機動襟翼。這種機翼的特點是升力線斜率高、誘導阻力小,因此大迎角性能較好,盤旋時能量損失較少,明顯優於殲7飛機的三角翼。此外,內傾進氣口兩肋進氣道和邊條翼、機翼前緣機動進翼都是經過考驗的成熟技術,有助於提高大迎角性能和盤旋性能。從氣動總體設計上看,超7飛機在技術上並未做很多冒險,基本上就是以夠用為標準,用成熟技術來獲得較為實用的性能。
超7飛機與F-16的大小、佈局都很類似
RD-93發動機的推力較大(加力推力81.4千牛),從超7飛機的結構重量及正常起飛重量看空戰推重比將接近1,而估計超7飛機的空戰翼載荷將是330-350千克/米?左右。從這兩個數字看,其翼載荷與F-16A、F-15A等典型第三代戰鬥機比較接近,而推重比略有差距。這意味著超7至少在理論上將具備同大多數三代機類似的機動性,從其氣動佈局特點看,其性能將更加接近於F-16飛機。不過推重比不足將導致超7飛機在長時間機動作戰中的能量補充不如一些典型三代機。
當然戰鬥機的飛行性能不光取決於機體設計,其操縱系統也相當重要。或許是出於成本的考慮,超7飛機僅採用了縱向三余度電傳系統。縱向電傳的好處是飛機自動駕駛可靠性高,且不會出現某些飛機跨音速時出現的反操縱現象,另外在空戰中飛機的俯仰、機頭指向敏捷性均會較為出色,不足之處則在於滾轉等橫側機動時更加依靠飛行員的經驗。不過超7飛機比較小巧,運動慣性相對F-15、SU-27等大型戰鬥機要小得多,因此操縱性問題不會很大,採用電傳的目的或許主要是為了改善操縱品質,減輕飛行員的駕駛壓力。從超7飛機機翼、起落架的位置看,並沒有像F-16那樣採用放寬靜安定度的設計,這多少也降低了電傳的難度,當然這也在某種程度上限制了超7的機動性。
米格-21家族戰鬥機在空戰中有一個常被敵人利用的弱點:座艙設計。其狹窄的座艙視野經常導致敵機利用其大面積的觀察盲區接近或者逃逸。超7飛機針對此缺點作了不少改進,首先是風擋改為單塊整體式,其次是略微增高座艙,使飛行員的頭部位置更高觀察範圍更廣,加上機翼形狀的改變,超7飛機視野將比殲7系列大不少。不過從照片上來看,由於沿用了殲7系列的背鰭設計,因此後方視野依然不是很好,比起F-15、F-16等機種仍然有不小的差距,這在格鬥中將會體現的比較明顯。除去這一個小小的遺憾,超7飛機採用了流行的雙桿操縱系統(HOTAS),其好處在於充分利用飛行員的兩隻手,極大的提高了人機功效,對提高飛行員的抗荷能力也有好處。
綜合來看,超7飛機作為一個飛行平臺,其飛行性能將明顯好于殲7等第二代戰鬥機,與第三代戰鬥機相差不大。超7飛機的主要活動區域將是在8000米高度以內、1M速度以下,與F-16戰鬥機的主要作戰區域非常接近。如果配備了較出色的導航、地形跟蹤系統,則該飛機將具備較出色的低空飛行性能,這也有利於其完成空戰、對地攻擊的雙重任務。
2. 航電、武器
實事求是的説,超7飛機與殲7家族實在是沒有什麼共同之處了,這在航電系統上有較為明顯的表現。從一開始超7飛機便是一個商品化的設計,而美國公司的加入又帶來了一些新的設計思想,因此超7飛機在航電方面顯示出了較為明顯的西方血統:模組化設計、1553B總線、與西方武器通用的外挂管理、雷達火控系統等。
前蘇聯的戰鬥機在航電設計上存在很多弊病,主要原因在於蘇聯的大型積體電路技術遠遠落後於西方。於是前蘇聯的設計師們就用強大的整合能力將很多落後的元器件組成一套滿足作戰需求的電子設備系統,雖然這能夠解決一時之需,但是從使用上看也存在著維護、升級方面的困難——從某種角度講中國的戰鬥機也存在這種問題。
“和平典範”計劃中被改裝的殲8II戰鬥機
其實中國倒是一直很嚮往西方戰鬥機的自動化座艙,從公開展示的殲7MG、殲8IIM等戰鬥機及一些日常報道來看,中國確實是在向西方標準靠攏。中國最早獲得的西方航電觀念或許來自80年代的“和平典範”計劃,格魯曼公司對殲8II戰鬥機改進的核心就在於引進了1553B數據總線。幾乎與此同時,成飛開始了第三代戰鬥機的研製工作,從現在披露的一些情況看,其火控、航電的設計基本遵循西方標準。大量的投入必定獲得了豐富的經驗積累,因此當90年代超7飛機全面展開時,航電系統的設計必定輕車熟路。從現在已經公開的一些情況看,超7飛機採用1553B數據總線、中國的感測器、電子對抗系統、座艙設備和義大利的雷達等。在這裡我們僅就與作戰相關最大的雷達展開討論。
義大利FIAR Grifo S-7機載雷達是一種較小型的多功能脈衝多普勒(PD)雷達,擁有上視、下視和地圖測繪能力,能夠較好的支援各種空空、空地武器,平均無故障時間為200小時左右。現在關於這種雷達的詳細資料還無法獲得,我們可選取與其類似的Grifo-F/M雷達來做一個大體的認識。
GRIFO-F/M雷達性能:
工作頻段(GHz) 9.0-9.5
脈衝重頻類型 高、中、低
上視距離(KM) 62
(5平米目標)
下視距離(KM) 35
(同上)
跟蹤目標數 10
攻擊目標數 1
掃描角度
方位(度) ± 45
俯仰(度) ± 45
天線口徑(mm) 560 ? 380
平均功率(W) 200
電能消耗(Kv·A) 2.05
體積(m3) 0.064
品質(KG) 87
可靠性(小時) 200
從以上數據可以看出,該雷達性能基本與F-16裝備的早期APG-68雷達類似,能滿足一般的空空/空地作戰使用,但與一些大型戰鬥機的差距較大。不過,筆者一直認為巴基斯坦選用這種雷達有一些與武器匹配的問題,這個問題我們在後面的機載武器部分再探討。總的來説,超7飛機配合該雷達將具備較出色的中、近程空戰能力;若配合以低空導航、光電照射吊艙,將擁有較強的全天候對地攻擊能力。
超7飛機的武器選擇較為多樣化,除去基本武器23mm機炮外,應當可以攜帶挂載能力以內的北約標準航空炸彈、空空導彈和中國的航空武器。從巴基斯坦的使用傳統看,美國的“響尾蛇”系列空空導彈(類似中國霹靂5、霹靂9)是必然的選擇,除此之外,法國的“魔術”II(類似中國霹靂7)可能也是近距導彈的選擇之一。根據頻頻露面的超7飛機實體模型所展示的資訊,中國的SD-10主動雷達制導中距彈可能會優先出售給巴基斯坦,如果此舉屬實,那麼巴基斯坦可謂撿到了意外之財。SD-10導彈本身現在依然是情況不明,僅從外觀推測應該是一種類似于P-77、AIM-120的中距彈,簡單測算後可推斷這種導彈的尺寸接近P-77,應該擁有與AIM-120相似的性能。巴基斯坦空軍向來缺乏超視距空戰能力,因此在與印度的米格-29、米格-25、SU-30、幻影2000等飛機對抗中必定處於被動,若裝備主動中距彈的超7飛機服役,則巴基斯坦將一舉擁有與印度同等的超視距攻擊能力。但是問題雖之而來:如果SD-10是中國獨立開發出來的武器,那麼必然存在相關技術保密的問題,這樣一來,導彈與義大利雷達的信號傳輸就可能根本無法進行,中國不可能向義大利提供自己的技術機密,而義大利也未必肯向中國提供相應的支援。同樣的問題可能還會出現在其他的武器上,例如制導炸彈和空地導彈。
超7飛機的武器系統非常完備
雖然巴基斯坦似乎沒有提出具體的多用途任務需求,不過作為一種21世紀出現的戰鬥機,具備通用的武器管理能力和相應的多用途能力是理所當然的需要,而伊拉克戰爭也充分説明瞭近距離支援飛機的重要性。除去一些西方的標準常規彈藥,FC-1飛機能夠選擇的就只有中國的空地武器了。雖然現在中國似乎還沒有可以實際投入市場的空地武器,但從歷屆航展來看,推出這樣的武器也不是很遙遠的事情,例如類似于“小牛”的通用空地導彈、鐳射/電視制導炸彈等。不過這些武器可能會碰上和SD-10導彈同樣的問題,就是和雷達、火控的匹配問題。因此筆者不禁猜測:或許一段時間後FC-1/超7飛機根本就不會裝備國外雷達,取而代之的可能就是中國貨。隨著殲10飛機、殲8改進型和殲11飛機的進展,國産雷達的進展必然迅速(其實從武器本身的發展也可以推測中國雷達的進展),因此完成一台超7飛機需求的小型多功能雷達不是什麼難事,真能如此還可讓中國的雷達廠商多賺一筆。
綜合評價
至此,我們基本能夠對超7/FC-1戰鬥機作一個基本的評價。超7飛機是一架具備第三代噴氣戰鬥機技術特點的多用途戰鬥機,它在市場上的最大優勢將是較高的性價比。誠然,超7飛機與市場上的熱門貨F-16相比還有較大的性能差距,但是對於大多數中小國家來説,其簡單的作戰需求有必要讓他們花那麼多錢來購買全能的F-16麼?花一半的錢,獲得能夠完成F-16大多數任務的超7戰鬥機,何樂而不為?
超7、米格究竟誰能執牛耳?
可以預測,超7飛機的市場還將是中國傳統的亞非拉老朋友們,不過無論是誰都必須承認這將是中國第一種有實力與西方在市場上競爭的戰鬥機。這是中國第一種採取開放式模組化設計、按照市場需求設計的戰鬥機,它不代表中國最先進的航空科技,但卻代表了中國航空將以市場化的方式走向世界,對於中國航空工業的良性可持續發展而言,這一點顯得難能可貴。
對於中國空軍而言,超7飛機將使他們獲得一個選擇的機會。攻防兼顧的作戰思想需要更多的攻擊機,超7無疑是現在最為現實的一種選擇(從技術上看超7將比高教9、殲7MF更適合作為多用途戰鬥機,唯一在技術上能夠與之競爭的就是L-15高級教練機,但這種飛機還處於模型階段),如果將設備完全國産化並成功的降低價格,那麼未來中國空軍批量採購超7也是不無可能。
對巴基斯坦空軍而言,超7/FC-1飛機將使他們在作戰能力上提高一個檔次,在技術上前進一代,在不久的將來甚至可能取代F-16戰鬥機的主力地位成為巴基斯坦空軍的中堅力量(除非以後中國將更先進的飛機出售給他們)。裝備了先進的中距導彈的FC-1戰鬥機將成為印度大多數戰鬥機揮不去的陰影,雖然從飛機的角度看FC-1並不比印度的米格-29、SU-30、幻影2000等飛機出色,但是中國提供的完整的、平臺與武器完美結合而成的戰鬥機系統和後勤保障能力意味著FC-1在作戰中將成為一種高效的武器。它將適合於執行各種空中任務,強大的任務彈性意味著巴基斯坦空軍無需擁有繁雜的機種以滿足不同的作戰需求,從而花更少的軍費來獲得更高的作戰效率。
超7飛機意味著殲7時代的終結,也意味著市場化的中國輕型戰鬥機有了一個全新的開端。讓我們用2003年8月25日下午網路上傳聞超7首飛成功後歡呼雀躍的巴基斯坦論壇上的一個網友的發言來結尾:讓那些不肯交付F-16戰鬥機的人們看看,最終是中國給了我們需要的飛機,它很棒,比F-16還好,中國和巴基斯坦的友誼萬歲!(作者:楚歌)
千龍新聞網 2003年09月16日