峰火台春秋—HPI, mgr

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正文

關於新戰機—J7MF的評說

(2007-02-08 21:30:32) 下一個

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航展手記——J7MF淺析
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  作者:沙龍

  從80年代到2000年,J7係列作為中國的主力出口機型大量出口到第三世界國家,20餘年來,我國根據客戶的要求對J7係列進行了大量的改進,特別是96年珠海航展期間首次對外公開展出的J-7MG更是將J7係列的作戰性能推向巔峰。J-7MG采用雙三角機翼(內翼後掠角57度,外翼後掠角42度),有前後緣機動襟翼,這些改動大幅度提高了J-7MG的近距格鬥性能以及飛行品質。自從J-7MG推出以來,引起了世界各國的高度興趣,特別是南亞某國派出了龐大的空軍高級試飛團進駐成飛,對J-7MG的各項性能進行了全麵的測試。該團成員對J-7MG的各項性能表示滿意,特別是對其近距離格鬥性能進行了高度的評價,稱J-7MG好像一架小F-16。唯一令考察團不滿意的就是J-7MG的雷達作用距離過短,不能進行超視距作戰。J-7MG由於受自身結構的限製,不太可能采用大口徑的雷達天線,原型機上采用的SSR雷達作用距離僅達26KM,顯然不能滿足未來空戰的需要。然而,J-7MG良好的性能價格比最終征服了外國用戶,據稱,南亞某國已經決定購買79架J-7MG。

  J-7MG成功的出口並沒有使銳意進取的成飛人停止前進的步伐,成飛人清楚的認識到J-7MG自身結構的限製,同時也意識到J7係列仍然因為其較高的性能價格比吸引海外客戶。然而,要在現有結構上僅靠改動電子設備而大幅提高J-7MG的性能已經是不太可能的事情了,成都飛機公司依靠對其自身的技術實力和對市場研究的信心,絕對大膽的對J-7MG進行改動,以增大雷達天線為目的,推出一款新型戰鬥機,並且保持J7係列良好性能價格比的傳統優勢。

性能

  80年代後,成飛作為中國的主要飛機生產基地大有異軍突起之勢,特別是重點型號的研製,為成飛技術的提升打下了堅實的基礎。近幾年來,成飛的飛機不斷推陳出新,這也從側麵反映出成飛實力的不斷增強。

  從這次航展期間成飛推出的模型分析,J-7MF采用矩形機腹進氣口,進氣道上有一分離附麵層的隔板,小型固定鴨翼,而後機身幾乎和J-7MG一模一樣,未作大的改進,仍然采用WP-13係列發動機。根據成飛工作人員介紹,J-7MF項目於98年啟動,目前已經完成了吹風試驗,如果一切順利將比FC-1更早推向市場。

  寫到這裏,不少朋友一定會問,既然成飛已經有了FC-1,為何還要發展J-7MF?首先,我們必須了解FC-1實際上是中巴合作的一個國際項目,它的主要目標是滿足巴基斯坦空軍的需要。FC-1的發展走過了一條崎嶇坎坷的道路,從最初中美合作的超7到後來俄羅斯介入的FC-1曆經10餘年,其發展的步履艱難並不是因為技術的原因,而是因為主要用戶巴方由於國內政治經濟的問題以及巴方在雷達電子設備的選型搖擺不定造成的。根據航展期間傳出的最新消息,巴方最近已經注資2000萬,要求在2005年前為巴空軍提供6架FC-1,其餘款項也將逐步到位。國內消息也顯示,FC-1已經完成技術凍結,如果巴方資金到位,將於2003年實現首飛。由此,最近傳聞的FC-1下馬的消息也不攻自破。而J-7MF則是成飛根據市場需求的研究自籌資金研製的一種麵向三世界國家並以搶占J-7係列傳統市場的高性能價格比的出口型戰鬥機。

  此外,從技術上看,FC-1在俄羅斯介入的情況下,對其氣動布局進行了全麵的改進,進氣口內傾,采用大邊條機翼,換裝俄羅斯RD93渦扇發動機,其改動之大已經脫胎換骨於J7係列,完全可以稱得上一種新型號的戰鬥機,同時,由於采用了如此大的改動,必然導致價格相對高昂,這對中國傳統市場追求物美價廉必然是一個衝擊。另一方麵,J-7MG的研製成功使成飛認識到J-7係列的生命力依然存在,如何保留J-7MG的固有優勢,改進其缺點,推出一種廉價、性能適中(特別是具備超視距作戰能力)的戰鬥機已經勢在必行。成飛在十餘年重點型號和J-7係列的研製中積累了豐富的經驗,在利用已經成熟的新技術改裝現有戰機方麵已經駕輕就熟。J-7MF采用了一對小型固定鴨翼而不是FC-1的大邊條設計,該小鴨翼同樣起到邊條的作用,但是更加簡單,而且不必對機身作大的改動,這也體現出J-7MF追求低成本的目標。同樣,照搬J-7MG的後機身,仍然采用WP-13係列的發動機也是基於這一點。

  綜上所述,J-7MF實際上是針對J-7MG不具備中距作戰能力這一缺點研製的一種性能介於FC-1和J-7MG之間的戰鬥機,它將麵向更廣闊的用戶市場,成為J-7係列用戶的更新換代產品,它同FC-1並不是同一檔次的產品,它將同FC-1一並成為新世紀出口的主力機型。



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網友論兵---也說J7MF
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  作者:方方

  相對於J7係列其他型號,J7MF的改進相當之大,幾乎已經完全脫胎換骨,成了一種新的型號,其與J7係列的技術跨度完全可以和幻影III到幻影2000的技術跨度相比。並不是象有些同誌說的那樣,舊瓶裝新酒,隻是通過改裝先進電子設備而獲得綜合作戰能力的提高(這是J7MF改進途徑之一,但並非全部)。

  以腹部進氣而言,J7MF並不象以前的J8B、超7為了擴大機頭容積而簡單地將進氣道移到腹部,那是J7FS的做法。如果僅僅是擴大機頭容積以加裝電子設備,那麽J7FS的改動完全滿足要求,改動又小,根本不必畫蛇添足搞出這麽一個複雜的矩形進氣道出來。事實是,J7MF的進氣道是經過精心設計以滿足複雜條件下發動機的進氣要求的,而且大家心知肚明那是采用了哪種飛機的技術。

  而氣動布局,J7MF也並非完全照抄J7E:

  為了前移焦點以配合重心所增設的前置翼麵,證明我們的設計技術有了階段性的提高,可以通過氣動布局的調整來協調重心和焦點的相對位置,而不是J7II時代用配重來解決問題。這方麵J7E是第一步嚐試,而到了J7MF則比較成熟了。但這對翼麵太小,很難做到近耦布局鴨翼那樣產生強的有利幹擾。當然,如果采用大麵積鴨翼,設計得好的話,可以有相當好的效果。但即使在J8ACT上也未能采用可控鴨翼,看來在三翼麵相互影響以及控製方麵我們還有很多東西沒搞清楚,還有一段路要走。當然啦,看看老毛子的T10-24飛了多少年了,我們的J8ACT才多久?

  機翼沒什麽好說,在J7E基礎上加強結構增設掛點而已。需要注意的卻是平尾。事實上MF的平尾相對7E已經下移而基本和機翼處於同一平麵。這種措施就是為了避免或減小大迎角下的上仰問題。析其原因隻有一個:飛機要經常進行大迎角機動,必須保證其性能。事實上7E的大迎角性能不差,很少聽說由於平尾的上仰問題而失事的——98航展報道說大迎角通場時迎角接近40度,聽起來有點誇張,但至少20多度是有的,而F-16的迎角限製也不過29度而已。這種改進說明大迎角性能已經是MF的設計重點之一了——這點似乎也可以說明J7MF和J7係列的區別:J7係列強調的是小迎角超音速截擊性能。另一個變化是平尾的後掠角減小,但因為是模型,看不到轉軸,無法確定是否改用直軸平尾。至於平尾麵積可能也縮小了,隻是沒有三視圖無法確定。如果真的縮小,那麽很可能就已經采用了FBW。

  至於垂尾,明顯經過重新設計,麵積加大很多,對提高方向穩定性有利。而機頭的橫橢圓截麵也有助於提高大迎角下的方向穩定性。而采用前翼帶來的對垂尾的不穩定幹擾,由於前翼麵積很小,實際影響不大。

  再說說性能。

  目前唯一知道的J7MF機動性能參數就一個:爬升率200。這也是J7MF飽受攻擊的一點。但需要指出的是,各國計算爬升率的條件是不同的。簡單的例子:世界飛機手冊上F16爬升率330(大概吧,記不清了),而蘇27隻有250,難道說F16爬升能力強過蘇27?!開玩笑!至於IDF達到254,就更是胡扯(以前有位仁兄做過分析,在此不在多說)。所以,這個數據並不能證明J7MF機動性如何如何,但卻可以從中分析出一點東西來:

  J7E起飛重量約7500,一般認為所用的WP-13F加力推力6600,則推重比0.88,爬升率200。

  J7MF爬升率200,即使條件與J7E相同,推重比也至少要0.88,如果考慮改用腹部進氣阻力增大,則推重比很可能達到0.9以上(假設0.95)。如果報道屬實,J7MF采用WP-13F改,推力8噸多(假設8100),則起飛重量估計8500左右,增重1噸。

  下麵和FC-1作一比較。

  J7MF FC-1
  發動機 WP-13F改 RD93
  推力 ~8100(?) 8300(?)

  正常起飛重量 ~8500 9100
  最大起飛重量 12700
  正常推重比 ~0.95 0.91
  正常起飛翼載 346 370

  空重(估計) 6200 6800
  結構增重(相對
  J7E) 1000 1600

  機長(M):  14.00
  機高(M):  4.73
  翼展(M):  8.8 9.00
  翼麵積(M2):  24.5  24.62
  展弦比:  3.16  3.29

  最大速度:  M1.8 M1.7
  升限(M):  16000 16600
  爬升率 200 ~200(由推重比推測)
  轉場航程 2600 2900
  最大過載(G):  8~9 9.0

  由上表可見,J7MF的性能其實不遜於甚至超過FC-1,但使用的卻是性能較差的渦噴發動機,效費比較高。如果用戶出得起錢,給J7MF換裝RD93之類的發動機,性能將有個質的飛躍。由於J7MF采用的都是成熟的技術,技術風險不大,性能、進度有保證,這才是中國漸改成功的範例。反觀FC-1,在發展過程中越改越遠,完全拋棄了原型機而另起爐灶,代價不小,效果卻並有限。雖然指標還看得過去,但和J7MF相比總是心中沒底——畢竟J7MF的原型J7E的性能有目共睹,而迄今中國還從來沒有搞出一架實用的邊條翼布局飛機。

  可以設想一下,如果價格放寬到1500萬,則J7MF完全可以換渦扇、裝FBW、改用複合材料,性能可以達到三代戰機水平。事實上可以取代FC-1作為低檔輕型戰機。


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走在邊緣——再評F7MF
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  作者:laya

  F7MF應該是成飛在市場需求驅動下的產物。要理解F7MF的遮衷和彷徨,必須從市場談起。

  戰機和其他產品一樣都存在高端和低端之分,顯然F7MF是麵向低端市場的。

  F7MF的原準機米格21--具有代表性的2代戰機,遍布世界各地,先後有49個國家/地區使用,服役數量近五千架。如此龐大的用戶群和良好的群眾基礎(笑),這算是改進F7係列的有利條件吧。接下來的問題就是如何改?——改裝還是改型?

  和另兩種同級戰機(F5.MIRAGE3/5)不同,要讓米格21/F7係列實現跨代戰機的空戰能力--超視距空戰能力卻非常難(F7係列和F16的代溝很深啊!嗬嗬~~~)。難在米格21/F7係列的機頭進氣--限製了雷達天線尺寸。解決這一問題的方法,直接導致是采取改裝還是改型策略(或許這兩者可以互為因果)。在90年代初期,以色列的米格21-2000.俄羅斯的米格21-93走的是改裝道路,包括機體延壽.更換航電設備,最主要還是通過加大機頭激波錐的尺寸來彌合代溝——實現超視距作戰能力。帶來的問題一方麵是飛行品質的下降,另一方麵由於激波錐尺寸有限,雷達的LRU(外場可換設備)必須小型化.數量減少,同時雷達的冷卻問題更加突出,總之矛盾集中到雷達這一方麵。而這兩種改裝計劃好象獲得了不少市場。

  早在80年代末期,中巴也提出以F7為基礎的改型設計——超7,計劃包括換發.改氣動布局.更換航電等等,這顯然是漸改設計的思路。超7後來演化到FC1,要求越來越高,計劃反反複複,進度起起落落。是什麽原因呢?如果簡單的概括,laya以為這是客戶和研發機構的不成熟造成的:在性能和可承受價格之間的矛盾。CAC不是沒有能力作好超7/FC1或再高的計劃,而是缺乏與客戶溝通的技巧和經驗(laya知道CAC和巴基斯坦的XX相處頗有時日且生意也作過不少,不過這不代表CAC可以為客戶製定合理的目標.進度並且可以讓客戶心甘情願的掏出口袋裏的錢))。麵向市場但不意味著為市場所牽製,畢竟巴方(包括其他中國的傳統軍售對象)沒有主持設計先進戰機的經驗。CAC如何將自己的觀念和計劃轉變為巴方的理想目標.如何說服巴方,將決定FC1的前途。

  FC1進度拖延的代價就是CAC將丟掉米格21改型或後繼機的巨大市場,F7MF成了趕最後一班車的過客(也許在這場戲中,A角是FC1.B角就是F7MF了~~)。如方方帖中所言,F7MF的性能其實不遜於FC-1,但使用的卻是性能較差的渦噴發動機,效費比較高。如果消息確實F7MF現已完成吹風,那至少在2-3年後才可交付客戶使用。那時,F7MF麵前高端市場有呼之欲出的JSF,有F16BLOCK60,Rafle,米格29等等,低端市場有米格-21的改裝延壽型號,有MIRAGE3/5(Kfir)F5等等的延壽改裝。也有美國和NATO國家低價傾銷的F16A/B(甚至免費奉送,軍售從來都不隻是商業行為),中檔市場則是JAS39.LCA等等。而F7MF無疑將處於“增之一分如何如何...減之一分又如何如何...”的邊緣,是尷尬還是恰到好處?隻有時間可以回答。

  F7MF走在邊緣,前有FBW和渦扇的誘惑,後有F7MG的憊懶。放棄了全動鴨翼和換發,取固定前翼和WP13F改,這是遮衷的代價也是遮衷的成就。laya也並不認為這是一個裏程碑式的標誌,在米格21的原型機改型中有Ye-6T3.Ye-6/2,那是鴨翼和前緣縫翼的驗證機型。KfirC2也曾增設鴨翼(可拆卸),目的都是為了彌補三角翼的先天不足。

  laya沒有細看F7MF模型的進氣道(也記不住),依據F7MF的最大速度.高度推測和比照F16的進氣道(普惠公司曾實驗如果采取可調進氣道將增重180kg),而且F7MF起落架和電子設備也使頜下進氣道的空間極為有限,為匹配WP13F改更大的氣流量,F7MF應該采用的是固定進氣道。至於F7MF的固定前置小翼,laya同意方方的看法,即為了前移焦點,這當然也提高了F7MF的大迎角飛行性能(見略評F7MF)。但F7MF仍然是一架“穩定”的飛機(亞音速時≥-3%),而這對小翼的另外可能好處在於:減少跨音速時焦點的移動,使大過載下超音速配平阻力下降(尾翼配平阻力減少)。在沒采用FBW的情況下,F7MF已經走到邊緣了。

  PS 看81飛行表演的時候,J7EB的機身下外掛表演用油箱,laya一直以為除了是外掛燃油還另有他用。

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