歼-10前传 中国曾经的可变掠翼重型歼击机计划

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  “歼-10”这个编号实际上早在上世纪六十年代就被一种自研歼击机使用过,虽然由于种种原因这种飞机仅仅昙花一现,但因其特殊的气动布局,仍然在中国航空发展史上占有独特地位。
  进入新世纪的头几年以来,由成都飞机设计研究所和成都飞机工业公司研制的歼-10歼击机逐渐揭开了神秘面纱,经过珠海航展、国庆六十周年阅兵和“八一”飞行表演队的公开展示,这种采用鸭式布局的高性能第四代歼击机已经广为世人熟知。但大多数人所不知道的是,“歼-10”这个编号实际上早在上世纪六十年代就已经被一种自研歼击机所使用,虽然由于种种原因这种飞机仅仅昙花一现地停留在纸面方案上,但因其特殊的气动布局,仍然在中国航空发展史上占有独特地位。
  
  研制米格-21全天候型
  
  上世纪六十年代初,中国得到了引进苏联米格-21歼击机的机会。在沈阳飞机制造厂开始对这种飞机进行仿制的同时,一小批原装进口的米格-21歼击机首先装备了空军第十一航校,由中国空军的一些尖子飞行员对其进行性能试飞摸底,他们要找出米格-21的优点和缺陷,并在此基础上研究如何充分发挥这种飞机性能的空战战术。
  米格-21是一种飞行速度快、爬升率高、跨音速和超音速操纵性好的轻型昼间歼击机,飞行性能特别是在高空高速性能方面较之前中国引进的米格-19要好很多,飞机的最大飞行速度达到两倍音速以上,这在当时世界上也算是比较领先的。但由于当初米高扬设计局在设计该机时受制于单台发动机推力的限制,因此飞机的机体尺寸和起飞重量都比较小,武器也只有一门30毫米口径航炮和机翼下挂载的两枚红外制导空空导弹,飞机的整体攻击火力很弱。另外米格-21由于机体尺寸小,其内部总体布置相当紧凑,机内燃油容量偏小,即使在机腹加挂一个副油箱的情况下作战半径仍然很有限,因此也被戏称为“机场围墙守护者”。同时飞机上也没有装备机载火控雷达,只安装了一个功能比较简单的雷达测距器,无法在夜间或复杂气象条件下作战。
  米格-21的这些缺陷和不足在很大程度上限制了飞机的作战能力,并不能完全满足当时中国空军的要求。但米格-21对于那时的中国来说已经是能够获得的性能最好的歼击机了。即使是这样,制造出米格-21对于当时中国的航空工业水平来说仍然是一项艰难的任务。为了能保证仿制成功,当时中国航空工业汲取了“大跃进”时期仿制米格-19歼击机时急于求成却适得其反,产品质量问题严重导致大批飞机积压在工厂里无法交付使用,白白浪费了大量宝贵资源和时间的深刻教训,在仿制之前首先对米格-21进行了长达三年的“技术摸透”,一方面是为后续的米格-21仿制工作中所可能出现的重大问题做好技术准备。另一方面中国的飞机设计人员也是希望通过这种方式来掌握两倍音速歼击机的设计思想和设计方法,为今后自行设计性能更先进的歼击机打下必要的基础。
  经过这样一番“技术摸透”之后,沈阳飞机设计研究所的设计能力有了较大提高,设计人员也着手针对米格-21“腿短”、“近视”的这些固有缺陷,打算用自己的技术力量重新设计出一种性能更好的全天候歼击机,来满足空军保卫领空的需求。1964年10月,国产新型歼击机的研制在沈阳飞机设计研究所展开。当时的技术方案有两个,一个是单发方案,采用一台大推力的涡轮风扇发动机,该方案后来被命名为歼-9。另一个则是为了防备大推力涡扇发动机研制可能遇到困难而作为备份的双发方案,采用两台米格-21现有发动机仿制的涡喷-7改进型,该方案后来被命名为歼-8。两种飞机设计方案都保留了米格-21的高空高速性能,但机体更大,因此装载的燃油量更多,作战半径和续航时间都有了长足提高。特别是还装备了可制导空空导弹的全功能火控雷达,作战效能自然与米格-21这种昼间型歼击机不可同日而语。
  不过限于当时中国航空工业还比较落后,虽然提出的飞机性能指标比较先进,但真正实现起来却困难重重。指标更先进的歼-9飞机最终未能研制成功而半途夭折,原本作为备份方案的歼-8由于力求稳妥,不但采用了成熟的现有发动机改型,而且在气动布局上也沿用了米格-21机头进气的有尾三角翼布局,因此研制比较顺利,于1969年实现了原型机首飞。不过这时中国正处于“文化大革命”的混乱时期,歼-8飞机的研制也因此受到了很大干扰,再加上这是国内第一次设计性能较为先进的歼击机,因此歼-8全天候型歼击机一直拖到八十年代中期才得以最后设计定型,这距离该机当初提出设计指标已经过去了二十年时间了。
  
  米格-17击败“鬼怪”的启示
  
  就在中国的飞机设计人员埋头苦干研制歼-8和歼-9的时候,他们却发现未来空战模式的发展方向并不像他们所预想的那样,决定胜负的因素不再是能飞多高和多快,而是看谁的飞机能够在空战格斗中更快地改变飞行状态并占据有利的攻击位置,并且抢先向对方发射出导弹。原先那种高空高速性能已经过时,现在是机动性能为王的时代了。
  1964年8月,北部湾事件爆发后越南战争迅速升级,美国全面介入越战并开始对北越各地的目标进行狂轰滥炸,当时美军最先进的军用飞机也都被派到越南战场上参战,希望通过实战检验来看这些新型装备到底好不好用。这里面就有大名鼎鼎的F-4“鬼怪II”战斗机,这种两倍音速全天候重型战斗机具有载弹量大、航程和作战半径远、雷达电子设备先进的优势,并且装备了当时技术领先的“麻雀”中距雷达制导导弹和“响尾蛇”近距红外制导导弹,综合作战能力非常强悍,也是当时美国空军和海军共同装备使用的一种王牌战斗机。
  与各项飞行性能比较全面的F-4“鬼怪II”相比,当时北越空军装备的米格-21不但在高空高速方面不占什么优势,而且在中低空性能上也是落在下风。米格-21与F-4战斗机在空战中遭遇时,除了少数情况下出其不意偷袭成功外,多数时候还是容易陷于被动挨打的局面。特别是米格-21的留空时间短,而F-4却凭借自己载油量大、续航时间长的优势从容地与米格-21缠斗,待到米格-21飞行员因燃油即将耗尽无心恋战,不得不退出战斗返航之际而乘机占据主动进行攻击。在空战中美军的这种战术屡屡得手,令北越空军遭受到了不小的损失。
  米格-21在越南空战中的表现也令中国空军感到非常不安和焦虑,因为米格-21和仿制该机的歼-7歼击机也是中国空军当时装备的性能最先进的歼击机,按照越南战场上的情形来看,以现有的这些装备显然是难以对抗美军战斗机的。而随着越南战争规模的迅速升级和扩大,中国也实实在在地感受到了战争迫近的威胁。当时美军的战斗机甚至还不时地开始侵入中国领空进行挑衅,印度支那的战火大有烧到中国境内的危险,装备一种能够对付F-4的新型歼击机也就成为一个很紧迫的任务。
  不过,虽然美军的F-4战斗机各项性能都比较先进和全面,但也并不是没有弱点。当时北越空军的米格-17高亚音速歼 翼转轴、翼盒等部件结构复杂和超重。这不但降低了飞机性能,还增加了生产和使用维护的难度。
  就在歼-10的研制在技术上陷于困境之际,中国空军对歼击机的战术要求也发生了很大变化。根据越南战争、印巴战争以及中东战争的空战经验,结合当时进行“人民战争”的指导思想,中国空军转而要求研制能够大量生产装备、成本低廉、更能适合“人民战争”的高机动性轻型歼击机,于是采用单台“斯贝”发动机的歼-11飞机和采用单台涡喷-6乙发动机并更为轻小的歼-12飞机开始上马研制。在当时国内技术水平的前提下,相比重型的歼-10来说,轻型歼击机实现起来更有把握成功。于是在变后掠翼技术缺乏经验、飞机机体超重、研制经费攀升以及设计力量抽调的情况下,歼-10的研制实际上已经难以进行下去。特别是“斯贝”发动机的测绘仿制困难很大,研制进度远远落后。尽管在七十年代中期之后中国得以从英国购买到军用型“斯贝”MK202发动机的专利许可生产权,引进了全套的制造技术资料,但还是花费了20多年时间才最终实现国产化。再加上“文化大革命”的冲击和影响,歼-10的研制工作于是长期无人过问并停滞下来。
  
  尾声
  
  混乱的“文化大革命”终于结束后,国家开始将工作重点转移到国民经济建设上来了。再加上当时中国领导人邓小平做出了和平与发展将成为当代世界主题的判断,中国终于得以从长期以来抗击侵略的紧张战备状态转为和平发展建设。国防预算在国家财政总支出中所占的比重开始大幅度降低,这也导致了一大批的国防科研项目被裁撤和下马。1980年,已停滞不前的歼-10变后掠翼歼击机正式停止了研制。
  不过国内对变后掠翼技术的研究并没有因为歼-10的下马而停止。变后掠翼技术对用于对地攻击的强击机来说也不失为一种不错的选择,因此在上世纪七十年代末研制强-5飞机的换代机型时,南昌飞机制造厂也提出了在强-6上采用变后掠翼技术的设计方案。与歼-10设计之初只有部分F-111的残骸可供参考不同,强-6的研制条件要好很多。此时国内已经从埃及引进了一架苏制米格-23变后掠翼歼击机,而苏联米高扬设计局也正是在米格-23的基础上改型研制出了米格-27用于对地攻击。由于有完整的原机进行参考,强-6的很多部件设计都参照了米格-23。
  但变后掠翼带来的结构超重、飞行控制系统复杂等这些固有缺陷都使强-6的研制步履艰难。在国民经济调整的背景下,技术的困难和研制资金的缺乏使该机也被列入缓上项目。从1981年开始,变后掠翼强击机转为技术预研项目。此时在总设计师陆孝彭的主持下经过几年的努力,变后掠翼技术的研究终于取得了重大突破,基本解决了相关的气动布局、机翼结构优化、驱动机构及飞行控制系统等方面的一系列难题,为工程设计打下了坚实技术基础。
  但即便这样,强-6仍然和歼-10一样没能避免下马的命运。除了技术实现难度太大、空军战术思想变化和研制资金短缺的影响外,还和判断出变后掠翼布局不会是将来歼击机技术发展的主流方向有关。变后掠翼虽然集中了不同后掠角机翼的优点于一身,但为此付出的代价也不小,这种布局带来的好处也几乎都被其缺陷所抵消了。飞机设计师们发现为实现变后掠翼所付出的结构重量实在太大,这对于需要努力减轻每一克重量的歼击机设计来说是难以接受的。而随着推重比更大的新一代涡扇发动机的研制成功以及翼身融合、边条翼等更高效率的气动技术的实用化,曾经很红火的变后掠翼技术的发展在八十年代就嘎然而止了。在欧洲国家合作研制了“狂风”变后掠翼战斗机后,世界各国飞机设计师们在设计下一代战斗机的时候都放弃了这种布局。
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