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zt 印度LCA戰鬥機(組圖)

(2008-12-12 11:09:13) 下一個


印度LCA戰鬥機

印度LCA戰鬥機
印度LCA戰鬥機
印度LCA戰鬥機項目最早提出是在二十世紀80年代初期,當時為對抗巴基斯坦購買的F-16戰鬥機,不過由於印度自身航空研發實力有限,所以仍決定向蘇聯采購米格-29戰鬥機;向法國采購M-2000戰鬥機,LCA轉變為與其進行高低搭配的多用途輕型戰機。1988年HAL公布其設想圖的時候表達其性能要優於F-20。LCA的研製除了HAL等印度本國公司外亦得到如法國達索、美國LM等公司的協助。並且采用較多的國外係統如愛立信PS-05火控雷達通用電氣F-404發動機等。盡管這樣其研製進度仍一波三折。1995年11月17日首架技術驗證機TD-1出廠,首飛原定於1996年7月,後推遲到1999年中,最後在2001年1月5日試飛。

  

印度LCA戰鬥機 - 概述

LCA是在達索公司的協助下進行的先進氣動設計,該機很好地兼顧了超聲速和亞聲速性能,同時很小的展弦比卻具有較高的短距起落性能和較大的可用迎角。這是因為印度考慮到與中國和巴基斯坦作戰的需要,特別是其北部和西北地區的前線機場的固有特性而特別強調的。這也是當初法國在向印度推銷“陣風”戰鬥機時印度人抱怨“陣風”太大了,和其在米格-29的引進生產問題上猶豫不決的主要原因。

印度LCA戰鬥機
印度LCA戰鬥機

LCA也是目前除F-35戰鬥機之外複合材料使用比例最高的戰鬥機,整體複合材料蒙皮。印度自己開發的軟件進行設計,在這方麵他們的確走在了中國的前麵。當然,這與印度獨特的需求有關,且是否複合材料采用的越多就越好還有爭論。

LCA項目是由印度政府1983年提出的,作為米格-21和Ajeet的後繼機,1988年底完成任務規劃,90年完成初始設計。飛機的研製工作由航空發展局劃分為600個工作單元,由全國50家公司與機構分工完成,如國防材料研究室研製發動機用超合金,國家物理試驗室研製碳纖維,國家航空試驗室作疲勞試驗,印度斯坦航空公司作靜力試驗,印度技術學院研究複合材料結構,作係統模擬試驗。可謂印度航空工業整體的結晶。但實際上LCA最終還是依靠了西方和蘇聯的力量進行研製,如以1000萬美元合同從達索公司聘請30名工程師進行技術援助,並向美國提出引進技術的申請。1987年已提出采用美國莫格公司電傳操縱係統用零件,利爾·西格勒公司的電傳操縱係統技術,霍尼韋爾公司的任務計算機、導航設備,本迪克斯公司的座艙顯示、刹車、液壓技術,諾斯羅普公司F-20上的電子綜合化技術,通用電氣公司的F404發動機。所以LCA並不是靠印度本身的力量所搞出來的。

1995年11月17日首架技術驗證機TD-1出廠,首飛原定於1996年7月,後推遲到1999年中,96年底完成第二架驗證機TD-2的製造。由於技術和管理的問題,LCA計劃進度不斷延遲,進展緩慢。1998年印度接連試驗核武器,美國停止了對印度的幫助,同年5月印度不得不將自行開發的GTRE發動機交給俄羅斯進行為期兩年的測試工作。LCA從70年代提出設想,到2001年1月5日的試飛,整個研發過程曆經了近18年,已耗資數百億盧比。在此過程中遭受過國人的嚴厲批評和外界的冷嘲熱諷。另外印度搞核試驗遭到美國製裁使其受到很大影響,因為兩架驗證機采用的是美國GE通用電氣公司製造的發動機。經過了這些曲折之後試飛成功,自然是一個鼓舞。LCA試飛的消息傳出,印度全國反應強烈,總理瓦傑帕伊向參加試驗的全體人員表示熱烈祝賀。

  

印度LCA戰鬥機 - 性能布局

LCA翼展8.2米,機長13.2米,機高4.4米,正常起飛重量8500千克(無外掛),空重約5500千克,最大平飛速度M1.7(亦有數據為M1.8),實用升限15240米,限製過載+9/-3.5G。從這些數據不難看出,LCA是一種自重很小的輕型超音速戰鬥機。但正因為如此,使用上也會受到一定限製,例如有效載荷不會大大,航程也會受到影響。至今未見公布該機的航程數據,但可以斷定它的作戰半徑也一定不會太大。

在印度航展上亮相的LCA
在印度航展上亮相的LCA

整個LCA計劃分為600個工作單元,由50多家公司和機構參與,印度斯坦公司負責整體集成。雖然印度政府雄心勃勃,但是仍然不能改變核心技術需要外國提供的事實。1987年美國同意向印度出口航電設備、複合材料等技術。1998年美國空軍為LCA提供了技術和後勤支援。在項目定義階段法國達索公司也提供了包括信息數據處理、軟件在內的一些技術。

LCA采取無尾三角翼布局,進氣道位於機身兩側機翼下方。飛機按放寬靜穩定度設計,集成4餘度電傳飛行控製係統,利用垂尾和機翼後緣的兩段式升降副翼以及前緣的三段式縫翼對飛機的飛行姿態進行控製。飛機采用碳纖維複合材料、鋁鋰合金以及鈦合金等先進的材料。其修型三角翼采用碳纖維複合材料,安裝在機身上部,前緣複合後掠,內段後掠角小,外段大。大扭轉角,上下單塊蒙皮使用螺栓安裝在翼盒上,大部分翼肋和桁條采用複合材料製造。前緣裝有三段式縫翼,後緣為兩段式升降副翼,氣流在前緣內側的渦流分離器和內側縫翼的共同作用下,在翼根和垂尾處形成渦流。減速板位於機身上方垂尾兩側。垂尾、方向舵、升降副翼、減速板以及起落架艙蓋都采用了複合材料。這一機翼設計非常獨特,尤其是向前凸的前沿,但外界普遍懷疑這一設計的合理性,認為外凸設計實際上會減低LCA的機動性能。而且大三角翼並不符合短距起降的要求,因此也不適合艦載使用。另外機翼下還有著非常奇怪的四個大型突起物,但又並非翼刀,估計為作動筒,但若真如此設計,似乎比較笨拙一些。

原型機采用1台通用動力公司的F404-F2J加力渦扇發動機,推力80.5千牛;批生產型的PV1-5發動機由印度自行研製,帶有道蒂·史密斯公司的全權數字式控製係統的GTX-35VS渦扇發動機,推力83.4千牛。進氣道為幾何不可調Y型方式。但實際上印度自己研製的PV1-5發動機是否可靠,還是很大的問題。2002年2月,出於國際形勢的變化,美國再度向印度提供軍事援助和貿易,同意出售數量尚未公布的F404-GE-F2J3發動機,用於裝備LCA戰鬥機。因此,批量生產的LCA非常可能放棄國產發動機,全麵采用F404-GE-F2J3。

印度LCA戰鬥機
印度LCA戰鬥機

LCA采用了洛克希德·馬丁電子公司的四餘度電傳自動飛行控製係統(AFCS),實現了“手不離杆”(HOTAS)操縱。武器包括1門23mmGSH-23雙管機炮,帶有220發炮彈,射速3300發/分。機翼下有7個外掛點,可掛印度的各種導彈和火箭、炸彈等。

型別有:單座基本型;LCA-T雙座教練型,將來可能會取代Kiran教練機;NAVALLCA,計劃中的海軍型,將在飛機尾部增加著艦攔阻鉤。LCA計劃總費用為560億盧比(1981~1982年值)。美方則估計費用為650~780億盧比(合50~60億美元)。除了兩架技術驗證機外,HAL還在製造5架原型機(PV1-5),客戶則隻有印度空軍,大約需要200架左右,算上海軍型也不會太多,生產型的飛機大約單價在2500萬美元左右。但是,看現在LCA舉步維艱的情形,LCA何時投入、能否投入裝備還存在很大的疑問。

2002年6月5日LCA第二次試飛,飛行了大約30分鍾。令外界驚訝的是該機於2001年1月完成了首飛,直到目前才第二次試飛,進度非常緩慢。印度國防部稱已經製定了2008年將LCA引入空軍服役的戰機發展目標。

  

印度LCA戰鬥機 - 研製狀況

幾經計劃延期和技術延誤之後,第二架LCA原型機在班加羅爾進行了飛行試驗。看來在2010年前該戰鬥機服役的可能性不大。有媒體稱,印政府正在從國外尋找適當的替換機種。這表明LCA計劃的前景潛伏著危機。印度工業界部分人士認為,LCA的拖延,主要是政治而非設計上的原因。一位工業界人士說:“LCA計劃受政治驅動,它將繼續為政府官員提供就業機會,並將無限期地繼續下去。”2002年底,印度國防部長費爾南德斯說LCA將在3年內投產。他說等原型機完成一係列試驗和測試飛行之後,印度將在3年時間內生產該型戰鬥機,用於海空軍。費爾南德斯聲稱鑒於印度將在4到5年內實現俄羅斯蘇-30MKI戰鬥機的國產化,和其他戰鬥機一起為印度構成一支強大的空軍隊伍。

印度LCA戰鬥機
印度LCA戰鬥機

印度信息係統(Infosys)技術公司於2002年7月成為LCA提供機身複合材料的設計軟件。該軟件能夠增強複合材料的設計能力。機身複合材料由輕型高強度纖維混合構成,強度大。估計LCA機身的45%由這種複合材料構成。

在關鍵的數字飛行控製計算機設備上,2002年11月確定由英國BAE係統公司提供。該合同是由印度航空發展部ADE授予的。從事飛機飛控係統開發的BAE係統控製公司將提供6套激勵器和傳感器,每套包括28個可更換元件。該公司同時在兩架飛行中的LCA飛機上完成激勵器硬件的性能測試。這項工作預計將花費2000萬美元。作為主要分包商的Moog公司將生產係統激勵設備部分。BAE係統控製公司與ADE在為輕型戰鬥機設計飛控係統方麵具有建設性關係。實際上,隨著關鍵的數字飛行控製技術的引進,LCA的國產化程度與印度官方的說法已經相去甚遠了。

進入2003年後,印度軍方一些好高騖遠的研製計劃開始暴露出其固有缺陷,例如自行研製的高性能反坦克導彈、空空導彈都遇到了無法自行解決的困難,這對LCA的進程也產生了負麵影響。

  

印度LCA戰鬥機 - 采用技術

由於達索的介入,使LCA具備高度綜合的航空電子係統,M2K-5風格的座艙。采用的雙餘度數字防滑刹車係統,雖然《中國航空報》曾介紹說殲-10也采用了類似的係統,但LCA在法國人地幫助下應該很好地集成到了整個航電係統地公用設備管理係統中。

印度LCA戰鬥機
印度LCA戰鬥機

技術基本確定源自“陣風” ,相對完善的可靠性、維修性和可維護性設計,在亞洲可能僅次於部分采用F-35可靠性技術的T/A-50“金鷹”。其公用設備管理係統應是亞洲最完善了,唯一可比的可能也是“金鷹”。

印度人自己聲稱LCA的飛機管理具有結構健康監測能力,如果他們沒有吹牛的話相信也是師從“陣風”的技術。那麽目前世界上僅有台風、陣風、LCA與F-35采用了這項技術,T/A-50戰鬥機是否采用還不確定。

雖然從某些方麵來說LCA可以被視為由印度出錢交由法英等國為其開發的戰鬥機,但前麵已經提到過了,印度技術人員全程參與了這一開發過程。可以說通過這一型號發展,使他們從法、英、美、俄等國獲得了相當有助益的技術和經驗。這就如同當年中國送殲-8II到美國去搞“和平典範”,雖然最後沒有搞成但也使中國的技術人員開拓了眼界,提升了自己的研發能力一樣,相信這對於印度發展其先進航空科技將起到巨大地推動作用。

  

印度LCA戰鬥機 - 海平麵測試

印度本土自行研製的“敏捷”輕型戰鬥機(LCA),在2007年進行的海平麵飛行測試中遭遇一連串失敗,引起了各界對於飛機推力係統的質疑。如果相關問題無法得到及時有效解決,印度1983年即開始實施的第四代戰鬥機項目計劃將可能進一步被迫推遲。

印度LCA戰鬥機
印度LCA戰鬥機

“敏捷”輕型戰鬥機是印度斯坦航空公司為滿足印度空軍需要而研製的單座單發輕型全天候超音速戰鬥攻擊機,主要任務是奪取製空權、近距支援,也是印度自行研製的第一種高性能戰鬥機。LCA戰鬥機項目計劃於1983年開始實施,期間原定研發計劃因各種因素至少3次被延遲,最終直至2001年才進行首次試飛。印度空軍提出LCA戰鬥機的作戰能力必須優於美國的F-20輕型戰鬥機

LCA戰鬥機的兩架原型機(PV-2、PV-3)共在泰米爾納德邦阿拉科納姆市(Arakkonam)的拉賈利海軍基地(INSRajali)實施了24次海平麵飛行測試。LCA戰鬥機此前進行的試飛工作都是在班加羅爾市進行的。阿拉科納姆市的環境條件與班加羅爾市截然不同,班加羅爾市位於平均海平麵以上大約3018英尺海拔高度。阿拉科納姆市位於班加羅爾市以東大約215公裏,拉賈利海軍基地擁有一條規格較高的跑道,位於平均海平麵以上大約80米海拔高度,且與具可比性的同類跑道相比,它是最長的。在阿拉科納姆市進行的飛行測試旨在利用其接近海平麵的、炎熱而又潮濕的獨特氣候環境,評估LCA戰鬥機各項係統在這種氣候條件下的作戰性能和可靠性,並對LCA戰鬥機的低空飛行能力進行測試。

然而,海平麵飛行測試結果顯示,LCA戰鬥機無法達到一些關鍵飛行性能指標,尤其表現在最大飛行速度以及起飛等方麵。據悉,LCA戰鬥機無法在海平麵飛行中加速到設計最大飛行速度1.05馬赫,盡管它曾經在更高飛行高度的測試中達到1.6馬赫的飛行速度。專家指出,這可能是因為LCA戰鬥機安裝的推力裝置功率不夠造成的。負責LCA戰鬥機項目計劃的工程師們則表示,為了達到指標飛行速度,將必須對進氣口等係統進行一係列改進,或者安裝新型發動機。但是不管采取何種辦法,都將耗費大量時間。

在研製人員找到有效解決方法之前,印度軍方將不可能批準LCA戰鬥機進入最終作戰部署。LCA戰鬥機的最終用戶——印度空軍曾於2006年訂購20架戰機,但是他們顯然不會同意引進動力不足的戰機。據悉,LCA戰鬥機目前使用的是美國通用電氣公司(GE)設計生產的F404型發動機,靜態推力可以達到80.5千牛。但是飛機推力取決於大量其它因素,包括發動機與機身的結合情況、進氣口的空氣攝入量、航空動力學、發動機罩、機翼等等都可能削弱飛機的實際推力。專家們透露,LCA“敏捷”輕型戰鬥機正是出現了這樣的問題,進氣口的設計以及發動機與機身的融合造成了飛機推力損耗。

印度LCA戰鬥機
印度LCA戰鬥機

對於有消息說,LCA戰鬥機項目的低速生產階段以及印度空軍已經定購的20架戰機,有可能改裝經過特殊改進的GE404IN20型發動機,專家們則予以了否定。他們表示,盡管GE404IN20型發動機具有壽命更長等顯著優點,但是在海平麵飛行時可能也無法產生足夠的推力。專家指出,未來可能需要測試功率更加強大的發動機,如GE414型發動機(F-16戰鬥機即裝備該型發動機)等。

印度軍方已經指示印度航空發展局(ADA)盡快找到LCA戰鬥機飛機推力問題的有效解決方案。LCA戰鬥機已經進行了725次飛行測試,原計劃於2010年年底獲得初始作戰能力(IOC),並於2011年至2012年獲得全麵作戰能力(FOC)。印度航空發展局此前計劃對LCA戰鬥機進行裝備副油箱和武器掛架測試,並將進行導彈發射等一係列試驗。

 
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