中国J-10战斗机。
尽管中国和以色列官方均否认曾合作研发新型战机,但一般推测,在1987美国施压以色列放弃国产“幼狮”战机项目后,以色列将该项目的先进研究成果转让给了中国。而且,以色列非官方媒体还声称,J -10/“幼狮”确实从一开始就是中以联合研究项目。但考虑到两国不同的政治背景,以及J -10和“小狮子”不同的作战需求,似乎还不能确定双方是否有过合作。因为,上世纪80年代,中国空军追求的是防空战斗机,“幼狮”的设计重点是对地攻击,空战能力只是其次的考虑。同时,中国新型战斗机的设计尺寸比“幼狮”更大,更重要的是充分利用其12.5吨推力的发动机。“小狮子”使用的发动机是普惠1120发动机,推力9.4吨。除了以色列的“贡献”,装备F-16A的巴基斯坦空军也可能向中国提供了一些先进的技术信息。
J -10的首架原型机可能在1996年中期首飞,中国官方首飞日期为1998年。但实际上,在后一天,3号样机有了很大的改进。为了给项目研制提供原型机,* * *生产了5架原型机用于飞行试验(机号1003-1007)和2架地面试验平台(机号1008-1009)。两架预生产J -10中的第一架是在2000年。
自2003年2月以来,至少向中国空军提供了7架飞机(飞机编号1010-1016)和可能的10预生产J-10(可能未装备雷达)。其中几架目前正在接受中国空军作战部队的测试和评估,其余的则留在位于陕西阎良的中国空军试飞训练中心进行项目开发的最后阶段。
据悉,J -10的飞行试验已于2003年6月完成,并获得了生产许可证。首批50 J -10A可能已经开始生产。第一个装备J -10的战斗机团(可能隶属于西南第44航空师,面向印度)将在2005年底形成初步作战能力。据估计,中国将生产至少300架J -10,但这个数字仍然只是其空军装备的数千架J -6、J -7和J -5的零头。据说成都飞机工业集团公司的J -10月产量是两架。
作为基本型单座J -10A的补充,一种双座改型(J -10B)也于2003年2月首飞。改进后的飞机加长了机身,以容纳后驾驶舱,并增加了飞机油箱的载油量。改装飞机的外观特征显示,该机并非教练机,而是意在发展一种新型攻击战斗机或J -10的电子战和防空压制模型。
和印度荣耀一样,中国也计划发展一种海军战斗机(J -10C)。据说中国海军更倾向于装备双发舰载战斗机。所以有可能重新设计J -10,使用俄罗斯克里莫夫公司的两台RD-93发动机。考虑到海军战斗机的采购有限,这一方案的效费比无疑较差。正因如此,中国海军更倾向于使用俄罗斯的苏-33。
除了满足中国空军自身的需求,J -10(出口型)极有可能在国际军火市场找到自己的位置。但目前没有明显迹象表明中国会将J -10推向国际市场,该机也没有在国际航展上展示过。
总平面
J -10沿用了上世纪80年代初设计的“幼狮”战斗机的气动布局,但经过改装以满足中国空军的要求,采用了中国最初设计的新型战斗机的大尺寸和重重量。
J -10在改进了狮崽战斗机的近耦鸭翼布局后,抛弃了狮崽的水平尾翼,采用了大三角翼和鸭翼布局(翼展比后者长了一米多,机翼面积增加了15 ~ 18%)。但与此同时,J -10保留了“幼狮”(以及瑞典“鹰头狮”)采用的可动翼技术:外翼前缘为可动襟翼,固定内翼在全动鸭翼的配合下产生优异的气动性能。常规飞机的水平尾翼位置由三角翼后缘的四个可移动副翼占据。翼尖没有轻型空空导弹的挂架,与“狮崽”和“鹰狮”不同。
J -10布局最值得称道的特点是翼身一体化。通过精心设计主翼与机身中部连接处的曲面,增加了飞机内部容积(用于携带油料和设备,为后期发展预留空间),同时也有效利用了由此带来的气动升力效应。主翼后部机身两侧没有其他结构,再次体现了翼身一体化的设计理念,只是在尾喷管前端的腹部下方增加了两个外斜腹鳍。这两个腹鳍是用来保持飞机在大迎角飞行时的稳定性,有着高高的垂尾。与“狮崽”一样,J -10也设计了四个减速板,其中两个位于机身上部的主翼后面,另外两个仅位于尾翼下部的腹鳍之间。
除了机翼,J -10与“幼狮”的另一大区别在于进气口。“狮崽”的进气类似于F-16,几何形状固定。J -10采用二维可调进气道,中央激波锥,有点类似于F-4幽灵II。只有J -10将“幽灵”的进气道平移到飞机机腹下方,进气道的前部由调整板(位于边界层分离板后面)形成,提供发动机在不同飞行状态下所需的气流,更适合高性能的空对空作战。此外,可调进气道增加的高效整流压缩能力(1.5马赫时5%,1.8至15%,2马赫时25-30%)大大提高了飞机在超音速飞行时的发动机推力,使飞机获得更好的爬升和高速性能。这种进气道布局的缺点主要包括隐身效果差(这也是所有机腹式进气道布局飞机的通病)、重量大、结构复杂(F-16为此增重80 ~ 100 kg)、生产成本增加,而调节板的动力和调节系统也增加了飞机的维修负担。
适合超音速飞行的气动布局、强劲的发动机和可调进气道,使得J -10的最大速度可达2.2马赫,高于“小狮子”宣称的1.8马赫。J -10的高超性能侧重于空对空作战,因此它将是防空和拦截任务的利器。
考虑到中国显然将美国战斗机视为主要空中威胁,而美国战斗机设计也一直强调夺取制空权的能力,因此不难理解中国应该将空对空作战能力(包括攻防)作为战斗机发展的主要需求。同样,J -10的结构设计强调机动过载要达到9G(所有最新型战斗机追求的目标),这无疑说明中国空军要求这种新型多功能战斗机在空战中表现优异,至少要达到F-16最新型号的性能。
歼-10设计为放宽静稳定性,采用四度电传飞控系统。这是中国战斗机首次采用这种最先进的飞行控制系统。中国空军用专门改装的歼8ⅱ技术验证机对重新设计的电传飞控系统进行了测试,表明J -10的电传飞控系统应该是中国自主研发的。
推进系统
至少首批生产的J -10将采用久经考验的俄制AL-31FN涡扇发动机。苏-27家族也采用了AL-31系列发动机,但FN型增加了完全重新设计的维修舱。这个维修舱是标准的俄罗斯风格。在原AL-31型号中,位于发动机上方,也包括压气机部分上机匣的外侧位置,但FN型维修舱调整到与西方战斗机发动机维修舱相同的位置,位于发动机和压气机下机匣外侧。
除了J -10原型机和预生产使用的发动机,据说俄罗斯在2001年向中国提供了54架AL-31FN(另有消息称是100)。这些发动机用于首批生产J -10。然而,俄罗斯拒绝向中国提供该型发动机的生产许可证。正因如此,中国正在研制可以替代AL-31FN的国产发动机。但即使J -10全部采用AL-31FN,中国也会寻求更先进的改型,其最重要的技术要求是配备轴向360度矢量喷管,提高飞机的机动性和发动机与机身有效配合带来的推进效率。这种发动机在1998年的珠海航展上首次亮相,俄罗斯显然明白中国对该发动机的潜在兴趣。事实上,一直被西方奇怪地忽视的发动机矢量控制技术在亚洲受到了广泛的欢迎。先是被印度空军装备的战斗机采用,然后是马来西亚人,现在可能是中国。
展望未来,中国最终可能会采用土星的AL-41发动机。目前正在为俄罗斯下一代战机研发该型发动机。AL-41的体积可能与AL-31相同,但推力会增加30 ~ 40%。因此,AL-41可能成为未来J -10型号的潜在选择,并使其具备与F-16Block60相同概念验证阶段的作战能力。
目前,强劲省油的AL-31FN为J -10发挥其在空战中的高超性能提供了强有力的支持,使其无论是高速飞行、大爬升率还是大过载机动都不用担心发动机停机。由于其高燃料效率比,该型发动机使战斗机在执行远程渗透任务时表现同样出色。此外,J -10的内置油箱容积为5000升,比F-16的两个保形油箱少700升,但战斗机在携带大载荷的情况下仍能达到理想的作战半径。J -10还可以携带三个副油箱。虽然目前不具备空中受油能力,但据报道,中国有发展空中受油能力的长期计划。
由于俄罗斯拒绝提供AL-31FN的生产许可证,同时考虑到中国一直在努力实现装备采购的国产化率,J -10未来很有可能采用国产发动机,比如黎明发动机公司生产的WS-10A。但目前已知的信息仅包括WS-10A(类似于AL-31)的推力水平和布局,黎明已经计划在这款发动机上安装矢量喷管。
驾驶舱和航空电子设备
J -10的单座座舱为飞行员提供了很好的全方位视野,比继承了前苏联设计风格的中国战斗机要好得多。飞机的航电采用了符合西方工程学原理的设计组合:大屏幕平视显示器、三个LCD多功能平视显示器、油门和推杆控制系统、数据存储系统、先进的自动导航和气象数据计算机以及头盔瞄准具。虽然这些产品的供应商还不能确定,但头盔瞄准具基本可以确定采用国产型号,将由洛阳航空设计院设计生产。
J -10采用多模式“扫描和跟踪”雷达。为了拿到订单,以色列Herta公司引进了其EL/M-2035雷达,而俄罗斯公司为中国空军提供了一系列选择,包括他们正在使用的一些雷达(像相位加速器公司的“珍珠”,是歼8ⅱC装备的甲壳虫-M雷达的改进型)。国产的JL-10A雷达也是一种选择,但其研制进度能否跟上J -10的服役时间不得而知。由于J -10已经陆续开始生产,其雷达应该已经选定,但目前仍没有关于具体雷达型号的报道。
中国的J -11(苏-27和苏-30)装备了高性能的红外搜索跟踪和激光测距综合系统,为战斗机提供了完全被动的搜索跟踪能力。J -10自然有可能配备相同或相似的系统。但在J -10的原型机和预生产型机上,并没有容纳红外搜索跟踪系统的球形结构,似乎也没有其他机身窗口显示内置系统。
武器
J -10装备一门半埋式双管23mm炮(中国版俄罗斯产Gsh-23炮),位于前起落架左侧进气口下方。11挂架设计在J -10的机身下方:6个挂架在机翼下方,1个在机腹下中轴线上,另外4个挂架串联,分别在机腹两侧启动(类似幻影-2000、阵风、F-15E的机腹挂架配置)。中国官方尚未公布J -10的外部载荷能力,但估计为5,500kg。
根据照片,J -10的大部分原型机和预生产型机都装备了两枚PL-8近程红外制导导弹。J -10的武器系统还将包括已经在J -11上使用的俄制空空导弹(R-73近程和R-77中程主动制导导弹),以及中国的PL-12中程雷达制导空空导弹。J -10还可以携带国产和俄罗斯空对地导弹和激光制导炸弹(包括鹰击-8K反舰导弹和新型鹰击-9反辐射导弹),以及非制导炸弹和航空火箭弹。
据悉,用于J -10的导航和目标指示吊舱正在研制中,这些装置可能与机枪对称放置在进气口右侧。
技术和操作考虑
在获得第一批有关J -10的资料时,西方国家虽然知道其先进的气动布局和技术直接来自以色列的“幼狮”战斗机,但仍然认为它是一种轻型战斗机。事实上,直到最近,大多数西方媒体提供的J -10的评估数据都是基于“幼狮”战斗机的重量、尺寸和技术性能。
然而,在获得准确的数据后,展现在人们面前的却是另一番景象。J -10实际上是一种中型战斗机,在作战性能上类似于F-16C Block 50和幻影2000-5,或者更准确地说,就像单架欧洲战斗机或“阵风”。因此,毫不夸张地说,J -10具有与最新型F-16相同的作战能力,但其机身更大,发展前景更好。在J -10的初始设计选型中,与当前西方战斗机设计思路不谋而合的地方得到了加强,尤其是可调进气道。
与亚洲其他国家的国产战斗机一样,J -10最现实的问题是其航电和制导武器的研制工艺和可靠性。另一个值得关注的是数字电传飞控系统,它不仅存在可靠性问题,而且在与一架充满现代航电系统的战斗机结合后能否充分发挥潜力还有待观察。