航天技术概论大作业
歼轰-7
关于歼轰-7
歼轰-7,又名飞豹,对外名称FBC-1,北约代号:比目鱼,是我国于20世纪80年代开始自行设计研制的中型战斗轰炸机。由中国西安飞机制造集团与603研究所合作设计制造的一款战斗轰炸机,其主要设计用以进行战役纵深攻击以及海上和地面目标攻击,可进行超音速飞行。在战斗机世代上划分属苏系四代战斗机,美系划分标准为三代战斗机,该战机于1973年开始研发,至1988年首次试飞,共历时16年,在1998年珠海航展上首次公开,
研制背景
1> 形式背景
1974年初,中国海军在西沙对越自卫反击战中取得了击沉击伤敌四艘巡逻艇的战绩,但也暴露出缺乏海军航空兵空中支援的问题。这主要是因为当时海航装备的歼击机基本没有对海攻击能力,轰-5航程较短,又过于老旧不堪重任。因此适合海航使用的新型攻击机成为迫切急需的机型。在1975年的军备发展会议上,军方强烈要求三机部,现航空工业总公司,研制一种中程轰炸机以满足未来的作战需求。同时空军的轰-5、轰-6速度太慢,无法适应现代高强度作战的要求,而超音速的强-5航程又太短(1500
千米) ,且载弹量仅有2000千克。因此空军也迫切希望拥有兼有战斗机和轰炸机性能的新型飞机。国防科工委根据海空军的要求,确定关于新歼击轰炸机的战术技术要求,随即据此要求三机部用一个机型,装备同种类武器和机载设备,分别满足海空军的需求。在计划中,海空军的新歼轰除了作战使用的武器和配备不同外,技术性能基本一致。
虽然中国空军主要作战任务以国土防空为主,不过考虑对地、海面战
场的支援,空军对对地攻击能力也比较重视,50年代先后从前苏联引进的TU-16(中国仿制型号轰-6)、IL-28(中国仿制型号轰-5)轰炸机,成为中国空军第一代对地支援作战能力,但随着防空体系的发展,特别是防空导弹的出现,让这些飞机的作战效能迅速下降,不过任何事物都有自己的弱点,地面防空导弹系统和截击机主要依靠雷达来发现目标,对于前者来说受地球曲率影响,对低空目标探测距离较近,而受当时数据处理系统的影响,截击机的雷达也难以探测地面杂波背景下的目标,不过在低空高速突防也不是容易的事,特别是在复杂地形条件下,飞行员由于视野变差,难以及时发现地形障碍,容易撞山,不过随着航空电子系统的发展,出现可以及时发现地形障碍的地形跟随雷达,其与飞控系统相交联,可以自动完成低空突防飞行,大大提高了飞机低空攻击的安全性和成功率,具有代表性的飞机就是美国的F-111和前苏联的苏-24,其中F-111利用其较为完善的航空电子系统在低空突防成功避开了越南防空系统的拦截,显示了较强的的作战能力
2> 军事背景
从70年代起,中国空军已经意识到轰-5、轰-6存在的穿越对方防空系统能力差的缺点,由于中苏分裂,中国无法从前苏联得到相关的型号及技术,尽管航空工业竭尽所能对这两种飞机进行了改进,如改进轰-5的机载雷达和自动驾驶仪,提高了其低空飞行能力,为轰-6加装第二代领航轰炸系统,但并没有从根本解决问题,因此要想突破80年代预想战场的防空体系,必须有一种可以低空突防的作战飞机,与此同时,中国海航也面临着同样问题,国外海军水面舰艇已经普遍装备舰空导弹,其防空能力也日益提高,以轰-5、轰-6为装备主体的海航的作战能力也面临着挑战,所以海航也需要一种和空军差不多的飞机来满足80年代作战环境的要求。因此中国在新型战机的研制中强调海空军通用,即同一种机体加装不同的设备和武器来满足空、海军的作战需要。不过当时空、海军虽然在战机的主要技战指标上基本一致,但在座舱布局却有分歧,空军从低空高速突防性能出发,希望新机采用F-111、苏-24那样的并列双座,其主要优点就是由于两个飞行员并列双座,视野大,并且两者可以共享仪表板数据,可以互相协
作,这对于高负荷的低空飞行是非常宝贵的,但海军采用的是导弹轰炸机的概念,即增加一个武器控制员对空舰导弹武器系统进行操纵,希望采用串列双座,由于低空突防飞行所需要的技术难度太高,需要较高性能的地形跟随雷达等航电系统,而相对平坦的海面低空飞行就简单的多,仅需要雷达高度表与飞控系统交联就可以了,同时由于国产雷达数据处理方面的不足,在海面背景条件下的探测能力尚可满足部队的需要,但滤除地面杂波的能力还有待提高,因此有关部门最终决定先研制海航型低空突防战机,然后再研制空军型低空突防战机。
歼轰-7在未来的使命
JH-7的发展完成不但给我军提供了一种填补装备空白、综合作战性能较好的作战飞机,更重要的是通过走过JH-7整个的研制过程,使我国航空工业和军队都得到了设计和使用先进对地攻击机的经验,提高了海、空军的打击力量。通过独立走出的战斗轰炸机的研制道路,还可以为后续更先进的型号提供经验,作为我国发展先进对地攻击机的第一个型号,JH-7具有承上启下的重要作用。
作为一个比较现代化的空中作战平台,JH-7的性能要比目前先进的多用途重型战斗机有所落后,但是却是我国远程攻击系统中的重要组成部分。整个JH-7项目都是由国内研制的,主要的材料和成品都立足于国内,供应能够得到保证,在战争期间不会受制于人。JH-7具有的机体空间大,有效作战载荷多的优点,也使JH-7具有很大的改进潜力,可以不依赖国外的帮助就依靠完成对飞机的材料、电子和机载武器系统进行升级和改进,可以通过改进为不同的特种型号来满足海、空军的多种作战需要。
JH-7作为中国航空工业新发展的机型不可能很快的被淘汰,但是也要看到,JH-7已经不能满足我国空军新的装备体系和军事发展思想,单一的作战性能也不适合现代作战飞机的多用途发展方向。我军近年来引进的SU-27/30系列战斗机性能先进,发展性能好,JH-7在综合作战性能上无法与这些型号比较,具有的只是采购价格低,具备比较好的后勤保障能力和可以由国内完全自主生产的优势。因为目前我国空军装备的飞机大都为落后机型,这就使海、空军都面临着很大的防空压力,目前引进和生产的先进作战飞
机将主要用来提高制空作战能力,能够用来担负对地攻击的飞机数量有限。但是当这些飞机的国产化型号的装备已经满足制空的需要后,就将和JH-7争夺对地攻击的生存空间。随着我国引进的SU-27系列飞机的国产化和新型多用途战斗机的发展,JH-7作为对地攻击机的作用将受到很大的影响,可以认为以目前的JH-7为基本平台的改进型是无法满足未来空中战场的装备需要的,空军装备的主力远程攻击机将以SU-30MKK 和国产类似的型号为主,随着我国航空技术的发展,通过在JH-7的机体上应用先进的雷达和综合航电、复合材料和气动上的改善,可以大幅度的提高JH-7改进型的综合作战能力,使其与SU-30MKK 这类先进的大型多用途战斗机的差距进一步缩小,JH-7比较低的采购和维护费用也使飞机的效费比有所提高,作为更加先进的机型大批量服役前的过度和补充,很适合我国现阶段军费有限而又有大量飞机需要替换的客观条件。应用JH-7和在其基础上发展的各种改进型号与其他主战机型配合使用,将使中国空军的装备技术水平和综合作战能力走上一个新的台阶。随着我国在航空科学技术上的飞速发展,具有先进航空电子设备、现代化机载武器系统和隐身作战能力的新型高性能战斗轰炸机将与第四代先进战斗机一起成为我国空军新一代航空武器系统的重要组成部分。使我国的空中力量在装备的质量上能够达到世界一流水平,真正的成为攻防兼备的现代化空中作战力量。
歼轰-7研制过程中国内首次运用的技术
JH-7的设计中采用了很多以前没有尝试过的技术手段,JH-7是我国第
1种采用计算机进行辅助设计的型号,在设计过程中应用了可靠性和安全性补充设计,应用了新一代的航空电子系统和早期的数据总线技术,具备了一代综合航空电子系统的基本技术特征。JH-7的电子系统是同时期我国新研制的飞机中最全面和先进的,采用了以惯性导航系统和先进火力控制雷达为核心的综合航电火控系统,在机上采用的火控系统包括以对空、地目标为主的平显火控系统和反舰导弹火控系统这两类。
JH-7的机身为应用了带面积律设计的全金属半硬壳结构,机体规格和
体积较大,机头雷达罩直径很大,可以装载大口径的雷达系统。雷达罩采用不对称结构,上表面的弧度明显比下表面大的多,采用这个设计使JH-7驾驶员的前下方视野达比较开阔,较大的机头下视角十分有利于进行低空飞行中对地标和地面目标搜索时的目视观察。串列的双座舱空间比较大,飞行员的空间视野较开阔,座舱前方有带框的固定风档,每名飞行员都有
向上打开的独立座舱盖。机身两侧有固定的矩形进气道,每个进气道两侧都各有2个辅助进气门,在进气道下方的飞机右侧安装有1门携带炮弹200发的23-3型双管23毫米航空炮。
JH-7在机翼设计上在国内首次应用了中等展弦比后掠式上单翼,机翼
有比较明显的下反角,翼跟部分有增加后掠角的填角。在机翼中段前缘有锯齿结构,在锯齿外侧的机翼上表面安装有翼刀,在机翼上同时采用了功能类似的锯齿和翼刀是十分罕见的设计,这应该是对于在飞机上首次采用的锯齿结构信心不足所致,经过实际飞行验证证明翼刀并没有实际的意义,在改进型JH-7的机翼上已经取消了翼刀。在锯齿外侧的机翼外段部分应用了气动扭转,提高了机翼的气动力效率。机翼后缘内侧为半翼展的增升襟翼,外侧为可差动的副翼。JH-7飞机采用了大面积的单垂尾和单腹鳍,在垂尾前缘还有向前延伸的背鳍,这些设计使JH-7具有比较好的方向安定性。斜轴全动平尾安装位置较低,外缘带有锥形配重。
进气道为外侧边角修圆的矩形,进气道唇口向外侧有小倾角,每个进
气道侧面翼根位置各有2个小面积辅助进气门。前、主起落架都使用双轮,前起落架 向后收入前机身,外偏的八字形主起落架向前收入机身外侧舱内。在中国生产的战术飞机中,JH-7的起落架结构设计与同时期的J-8II 相比具有明显的优势,采用机身主起落架使JH-7的机翼很“干净”整个机翼的下表面都可以布置挂点,而J-8II 机翼内侧挂点受主起落架的影响,对外挂物的重量和规格都有很多的限制。
JH-7在结构设计上一改我国长期以来从苏联继承的标准,采用了接近西方国家的结构设计规范,开始了我国航空型号设计摆脱苏联标准的尝试。在飞机装配工艺上应用了多项较先进的技术,JH-7机翼上采用了带整体壁板的多梁抗扭盒结构,在装配上也首次采用了机翼无余量装配工艺。在JH-7飞机上对钛合金、整体壁板、金属蜂窝等先进结构和材料的成规模应用,使飞机的结构重量系数和当时国内已经完成的其他型号相比都有了很大的提高。
歼轰-7研制过程中遇到的问题
JH-7的研制前后共经历了16年,通过以上的分析可以看出,JH-7基本上达到了设计中所提出的技术和战术要求,但是因为整个研制周期拉的过长,使JH-7在设计完成后就已经不再适合现代航空装备发展的趋势和空军装备体系的要求。歼轰-7研制过程中遇到的问题主要遇到两个问题,动力问题和电子设备问题。
在动力方面,1982年,经中央军委批准,歼轰-7及基本配套的YJ-8空射反舰导弹武器系统全面启动,该机作为海航90年代主要反舰导弹发射平台,是中国海洋方向军事斗争的主战武器装备。歼轰-7采用了复合后掠上单翼和机身起落架,这样的布局的好处在于可以为得到较大的翼下空间,以挂载空舰导弹这样的大型机载武器,另外歼轰-7在中国首次采用了电传操纵系统,其采用了模拟式三余度电传操纵系统,虽然模拟式系统,不过操纵系统的进步配合复合后掠上单翼还较好的实现了低空高速突防和机动性能的要求,据有关资料介绍歼轰-7具备较好的机动性能,具备一定的空战自卫能力。由于要求在外挂空舰导弹的情况下仍旧保持较大的作战半径,因此低油耗的涡扇发动机必不可少,由于国内发动机技术基础薄弱,歼轰-7采用了英国罗罗公司的斯贝MK202涡扇发动机,该发动机最大加力推力91.25千牛, 发动机重量为1841公斤, 推重经6.5, 最大军用推力耗油率为0.68, 其性能远远好于当时国内的涡喷发动机, 尤其是耗油率低确保了歼轰-7关键的航程指标的实现, 在引进斯贝发动机的同时,中国在西安发动机厂也开始了国产化工作-国内涡扇-9,但由于技术差距及其他原因, 涡扇-9的研制进展一直不顺利, 所以早期生产的歼轰-7仍旧使用进口的斯贝发动机, 直到2003年7月17日,国产化涡扇9终于通过国产化工程技术鉴定,获准投入批量生产。实现全国产的涡扇9被命名为“秦岭”。为歼轰-7的进一步发展打下了动力装备的基础。 在电子设备方面,作为以反舰导弹为主要攻击武器的作战飞机,歼轰-7的航电系统即围绕着保障反舰导弹的使用来展开。主要包括为确保战机能够准确到达战区的导航系统和为空舰导弹提供目标指示的火控雷达。根据有关资料歼轰-7的航电系统包括232H 单脉冲多功能火控雷达、ZJ-9指挥仪、210多普勒导航雷达、265A 雷达高度表、HZX-5航向姿态系统等,其中232H 火控雷达最大搜索距离在150公里左右,跟踪大约90公里。由于航空电子设备的增多,中国战机传统采用了硬件互联的办法已经不适合用在歼轰-7战机上,因此歼轰-7在中国首次采用了数据总线将各系统相连,形成初步的综合航电系统,由于当时国内技术条件的限制,歼轰-7的航电系统采用的是低速、单向的ARINC-429总线,系统以火控计算机为核心,负责座舱显示、飞行整体状态的收集、信息处理及各子系统输出控制等功能,虽然歼轰-7的航电系统综合程度仍旧较低。功能也较为有限,但实现了攻击/导航的一体化,有效的提高了系统的作战能力。 要想保障机载空舰导弹的有效使用,仅靠载机还不够,由于技术的发展,现代防空雷达具备探测距离远、精度高等特点,舰空导弹也提高对低空目标的攻击能力,配合近程防御系统,可以形成对反舰导弹的多层拦截体系,因此为提高突防能力,需要降低在对方舰载防空系统中暴露的时间,所以现代攻击机一般采用低空突防的办法,最机载转达最大跟踪距离处跃升,雷达开机,迅速截获、跟踪和锁定目标,然后发射导弹,这个过程时间越短越好,因此为确保雷达迅速截获目标,外部目标指示系统必不可少,作为歼轰-7的主要配套系统,中国海航装备了运-8警戒引导机和高新某号工程电子侦察机,这两者可以对较大面积的海区进行搜索,并将目标信息提供给歼轰-7,后者据此确定自己的航向,
隐蔽接敌,然后迅速发动攻击,因此歼轰-7也是中国最早装备数据链的飞机之一。
试飞对飞机研制的重要作用
一般军用飞机的试飞包括三个阶段,每个都必不可少。 第一是工程试飞。按照军方提出的设计思路研发的新型战机,在制造厂完成生产后,要就先进行首飞验证。这一般是在制造厂的跑道上进行的,虽有军方参与,但这一试飞主要在工厂的基地进行,用来验证飞机基本的安全性、可操作性,确保飞机能够独自安全地飞往进行定型试飞的试飞基地。在这第一道试飞中,会根据首飞中发现的问题和军方提出的意见,对战机进行局部修改设计,并通过试飞对战机进行反复检验,使设计缺陷逐一得到暴露、修改,然后再次进行试飞。这个过程比较漫长,间隔时间也长,但最终出现的会是一架气动性能优良的战机。只有在各方面达标后,战机才会赶赴专门的试飞研究单位进行定型试验,而这也意味着一种新型战机由验证机进入了工程发展阶段!
第二是定型试飞。这一阶段均是在地处陕西阎良的中国试飞研究院完成的,因为这里集中了中国大批的精英试飞员。这一阶段是风险最大、耗时最长、科目最多的试飞阶段。在这一阶段,从飞机的基本飞行性能到边缘科目,从航电系统到机载武器都要根据试飞大纲进行全面测试。其中航电和机载武器试飞占到试飞总量的60%到70%。很多强度边界科目和特殊状态试飞风险很大,例如失速、螺旋、低空俯冲试飞等,当然也可以根据战机的实际性能,独创出如俄罗斯“眼镜蛇”、“钟”、“360转向”的高难度动作。
第三是武器打靶试飞。在定型试飞完成后,并不意味着万事大吉,在正式装备部队前,还要进行作战使用效能试飞。例如进行战场环境下的各种武器投放,打靶试验,验证武器系统实际效能,以及人机结合使用武器的熟练程度等。但这一阶段往往是由即将接装的部队进行的,那些被选定为装备新机的部队,须按照新战机作战使用大纲规定科目完成试验,才算成功。过了这道关,新战机才能正式进入部队服役,而在全部飞行员均考核合格,且达到了规定的战机服役数量后才算形成初始作战能力。
航天技术概论大作业
歼轰-7
关于歼轰-7
歼轰-7,又名飞豹,对外名称FBC-1,北约代号:比目鱼,是我国于20世纪80年代开始自行设计研制的中型战斗轰炸机。由中国西安飞机制造集团与603研究所合作设计制造的一款战斗轰炸机,其主要设计用以进行战役纵深攻击以及海上和地面目标攻击,可进行超音速飞行。在战斗机世代上划分属苏系四代战斗机,美系划分标准为三代战斗机,该战机于1973年开始研发,至1988年首次试飞,共历时16年,在1998年珠海航展上首次公开,
研制背景
1> 形式背景
1974年初,中国海军在西沙对越自卫反击战中取得了击沉击伤敌四艘巡逻艇的战绩,但也暴露出缺乏海军航空兵空中支援的问题。这主要是因为当时海航装备的歼击机基本没有对海攻击能力,轰-5航程较短,又过于老旧不堪重任。因此适合海航使用的新型攻击机成为迫切急需的机型。在1975年的军备发展会议上,军方强烈要求三机部,现航空工业总公司,研制一种中程轰炸机以满足未来的作战需求。同时空军的轰-5、轰-6速度太慢,无法适应现代高强度作战的要求,而超音速的强-5航程又太短(1500
千米) ,且载弹量仅有2000千克。因此空军也迫切希望拥有兼有战斗机和轰炸机性能的新型飞机。国防科工委根据海空军的要求,确定关于新歼击轰炸机的战术技术要求,随即据此要求三机部用一个机型,装备同种类武器和机载设备,分别满足海空军的需求。在计划中,海空军的新歼轰除了作战使用的武器和配备不同外,技术性能基本一致。
虽然中国空军主要作战任务以国土防空为主,不过考虑对地、海面战
场的支援,空军对对地攻击能力也比较重视,50年代先后从前苏联引进的TU-16(中国仿制型号轰-6)、IL-28(中国仿制型号轰-5)轰炸机,成为中国空军第一代对地支援作战能力,但随着防空体系的发展,特别是防空导弹的出现,让这些飞机的作战效能迅速下降,不过任何事物都有自己的弱点,地面防空导弹系统和截击机主要依靠雷达来发现目标,对于前者来说受地球曲率影响,对低空目标探测距离较近,而受当时数据处理系统的影响,截击机的雷达也难以探测地面杂波背景下的目标,不过在低空高速突防也不是容易的事,特别是在复杂地形条件下,飞行员由于视野变差,难以及时发现地形障碍,容易撞山,不过随着航空电子系统的发展,出现可以及时发现地形障碍的地形跟随雷达,其与飞控系统相交联,可以自动完成低空突防飞行,大大提高了飞机低空攻击的安全性和成功率,具有代表性的飞机就是美国的F-111和前苏联的苏-24,其中F-111利用其较为完善的航空电子系统在低空突防成功避开了越南防空系统的拦截,显示了较强的的作战能力
2> 军事背景
从70年代起,中国空军已经意识到轰-5、轰-6存在的穿越对方防空系统能力差的缺点,由于中苏分裂,中国无法从前苏联得到相关的型号及技术,尽管航空工业竭尽所能对这两种飞机进行了改进,如改进轰-5的机载雷达和自动驾驶仪,提高了其低空飞行能力,为轰-6加装第二代领航轰炸系统,但并没有从根本解决问题,因此要想突破80年代预想战场的防空体系,必须有一种可以低空突防的作战飞机,与此同时,中国海航也面临着同样问题,国外海军水面舰艇已经普遍装备舰空导弹,其防空能力也日益提高,以轰-5、轰-6为装备主体的海航的作战能力也面临着挑战,所以海航也需要一种和空军差不多的飞机来满足80年代作战环境的要求。因此中国在新型战机的研制中强调海空军通用,即同一种机体加装不同的设备和武器来满足空、海军的作战需要。不过当时空、海军虽然在战机的主要技战指标上基本一致,但在座舱布局却有分歧,空军从低空高速突防性能出发,希望新机采用F-111、苏-24那样的并列双座,其主要优点就是由于两个飞行员并列双座,视野大,并且两者可以共享仪表板数据,可以互相协
作,这对于高负荷的低空飞行是非常宝贵的,但海军采用的是导弹轰炸机的概念,即增加一个武器控制员对空舰导弹武器系统进行操纵,希望采用串列双座,由于低空突防飞行所需要的技术难度太高,需要较高性能的地形跟随雷达等航电系统,而相对平坦的海面低空飞行就简单的多,仅需要雷达高度表与飞控系统交联就可以了,同时由于国产雷达数据处理方面的不足,在海面背景条件下的探测能力尚可满足部队的需要,但滤除地面杂波的能力还有待提高,因此有关部门最终决定先研制海航型低空突防战机,然后再研制空军型低空突防战机。
歼轰-7在未来的使命
JH-7的发展完成不但给我军提供了一种填补装备空白、综合作战性能较好的作战飞机,更重要的是通过走过JH-7整个的研制过程,使我国航空工业和军队都得到了设计和使用先进对地攻击机的经验,提高了海、空军的打击力量。通过独立走出的战斗轰炸机的研制道路,还可以为后续更先进的型号提供经验,作为我国发展先进对地攻击机的第一个型号,JH-7具有承上启下的重要作用。
作为一个比较现代化的空中作战平台,JH-7的性能要比目前先进的多用途重型战斗机有所落后,但是却是我国远程攻击系统中的重要组成部分。整个JH-7项目都是由国内研制的,主要的材料和成品都立足于国内,供应能够得到保证,在战争期间不会受制于人。JH-7具有的机体空间大,有效作战载荷多的优点,也使JH-7具有很大的改进潜力,可以不依赖国外的帮助就依靠完成对飞机的材料、电子和机载武器系统进行升级和改进,可以通过改进为不同的特种型号来满足海、空军的多种作战需要。
JH-7作为中国航空工业新发展的机型不可能很快的被淘汰,但是也要看到,JH-7已经不能满足我国空军新的装备体系和军事发展思想,单一的作战性能也不适合现代作战飞机的多用途发展方向。我军近年来引进的SU-27/30系列战斗机性能先进,发展性能好,JH-7在综合作战性能上无法与这些型号比较,具有的只是采购价格低,具备比较好的后勤保障能力和可以由国内完全自主生产的优势。因为目前我国空军装备的飞机大都为落后机型,这就使海、空军都面临着很大的防空压力,目前引进和生产的先进作战飞
机将主要用来提高制空作战能力,能够用来担负对地攻击的飞机数量有限。但是当这些飞机的国产化型号的装备已经满足制空的需要后,就将和JH-7争夺对地攻击的生存空间。随着我国引进的SU-27系列飞机的国产化和新型多用途战斗机的发展,JH-7作为对地攻击机的作用将受到很大的影响,可以认为以目前的JH-7为基本平台的改进型是无法满足未来空中战场的装备需要的,空军装备的主力远程攻击机将以SU-30MKK 和国产类似的型号为主,随着我国航空技术的发展,通过在JH-7的机体上应用先进的雷达和综合航电、复合材料和气动上的改善,可以大幅度的提高JH-7改进型的综合作战能力,使其与SU-30MKK 这类先进的大型多用途战斗机的差距进一步缩小,JH-7比较低的采购和维护费用也使飞机的效费比有所提高,作为更加先进的机型大批量服役前的过度和补充,很适合我国现阶段军费有限而又有大量飞机需要替换的客观条件。应用JH-7和在其基础上发展的各种改进型号与其他主战机型配合使用,将使中国空军的装备技术水平和综合作战能力走上一个新的台阶。随着我国在航空科学技术上的飞速发展,具有先进航空电子设备、现代化机载武器系统和隐身作战能力的新型高性能战斗轰炸机将与第四代先进战斗机一起成为我国空军新一代航空武器系统的重要组成部分。使我国的空中力量在装备的质量上能够达到世界一流水平,真正的成为攻防兼备的现代化空中作战力量。
歼轰-7研制过程中国内首次运用的技术
JH-7的设计中采用了很多以前没有尝试过的技术手段,JH-7是我国第
1种采用计算机进行辅助设计的型号,在设计过程中应用了可靠性和安全性补充设计,应用了新一代的航空电子系统和早期的数据总线技术,具备了一代综合航空电子系统的基本技术特征。JH-7的电子系统是同时期我国新研制的飞机中最全面和先进的,采用了以惯性导航系统和先进火力控制雷达为核心的综合航电火控系统,在机上采用的火控系统包括以对空、地目标为主的平显火控系统和反舰导弹火控系统这两类。
JH-7的机身为应用了带面积律设计的全金属半硬壳结构,机体规格和
体积较大,机头雷达罩直径很大,可以装载大口径的雷达系统。雷达罩采用不对称结构,上表面的弧度明显比下表面大的多,采用这个设计使JH-7驾驶员的前下方视野达比较开阔,较大的机头下视角十分有利于进行低空飞行中对地标和地面目标搜索时的目视观察。串列的双座舱空间比较大,飞行员的空间视野较开阔,座舱前方有带框的固定风档,每名飞行员都有
向上打开的独立座舱盖。机身两侧有固定的矩形进气道,每个进气道两侧都各有2个辅助进气门,在进气道下方的飞机右侧安装有1门携带炮弹200发的23-3型双管23毫米航空炮。
JH-7在机翼设计上在国内首次应用了中等展弦比后掠式上单翼,机翼
有比较明显的下反角,翼跟部分有增加后掠角的填角。在机翼中段前缘有锯齿结构,在锯齿外侧的机翼上表面安装有翼刀,在机翼上同时采用了功能类似的锯齿和翼刀是十分罕见的设计,这应该是对于在飞机上首次采用的锯齿结构信心不足所致,经过实际飞行验证证明翼刀并没有实际的意义,在改进型JH-7的机翼上已经取消了翼刀。在锯齿外侧的机翼外段部分应用了气动扭转,提高了机翼的气动力效率。机翼后缘内侧为半翼展的增升襟翼,外侧为可差动的副翼。JH-7飞机采用了大面积的单垂尾和单腹鳍,在垂尾前缘还有向前延伸的背鳍,这些设计使JH-7具有比较好的方向安定性。斜轴全动平尾安装位置较低,外缘带有锥形配重。
进气道为外侧边角修圆的矩形,进气道唇口向外侧有小倾角,每个进
气道侧面翼根位置各有2个小面积辅助进气门。前、主起落架都使用双轮,前起落架 向后收入前机身,外偏的八字形主起落架向前收入机身外侧舱内。在中国生产的战术飞机中,JH-7的起落架结构设计与同时期的J-8II 相比具有明显的优势,采用机身主起落架使JH-7的机翼很“干净”整个机翼的下表面都可以布置挂点,而J-8II 机翼内侧挂点受主起落架的影响,对外挂物的重量和规格都有很多的限制。
JH-7在结构设计上一改我国长期以来从苏联继承的标准,采用了接近西方国家的结构设计规范,开始了我国航空型号设计摆脱苏联标准的尝试。在飞机装配工艺上应用了多项较先进的技术,JH-7机翼上采用了带整体壁板的多梁抗扭盒结构,在装配上也首次采用了机翼无余量装配工艺。在JH-7飞机上对钛合金、整体壁板、金属蜂窝等先进结构和材料的成规模应用,使飞机的结构重量系数和当时国内已经完成的其他型号相比都有了很大的提高。
歼轰-7研制过程中遇到的问题
JH-7的研制前后共经历了16年,通过以上的分析可以看出,JH-7基本上达到了设计中所提出的技术和战术要求,但是因为整个研制周期拉的过长,使JH-7在设计完成后就已经不再适合现代航空装备发展的趋势和空军装备体系的要求。歼轰-7研制过程中遇到的问题主要遇到两个问题,动力问题和电子设备问题。
在动力方面,1982年,经中央军委批准,歼轰-7及基本配套的YJ-8空射反舰导弹武器系统全面启动,该机作为海航90年代主要反舰导弹发射平台,是中国海洋方向军事斗争的主战武器装备。歼轰-7采用了复合后掠上单翼和机身起落架,这样的布局的好处在于可以为得到较大的翼下空间,以挂载空舰导弹这样的大型机载武器,另外歼轰-7在中国首次采用了电传操纵系统,其采用了模拟式三余度电传操纵系统,虽然模拟式系统,不过操纵系统的进步配合复合后掠上单翼还较好的实现了低空高速突防和机动性能的要求,据有关资料介绍歼轰-7具备较好的机动性能,具备一定的空战自卫能力。由于要求在外挂空舰导弹的情况下仍旧保持较大的作战半径,因此低油耗的涡扇发动机必不可少,由于国内发动机技术基础薄弱,歼轰-7采用了英国罗罗公司的斯贝MK202涡扇发动机,该发动机最大加力推力91.25千牛, 发动机重量为1841公斤, 推重经6.5, 最大军用推力耗油率为0.68, 其性能远远好于当时国内的涡喷发动机, 尤其是耗油率低确保了歼轰-7关键的航程指标的实现, 在引进斯贝发动机的同时,中国在西安发动机厂也开始了国产化工作-国内涡扇-9,但由于技术差距及其他原因, 涡扇-9的研制进展一直不顺利, 所以早期生产的歼轰-7仍旧使用进口的斯贝发动机, 直到2003年7月17日,国产化涡扇9终于通过国产化工程技术鉴定,获准投入批量生产。实现全国产的涡扇9被命名为“秦岭”。为歼轰-7的进一步发展打下了动力装备的基础。 在电子设备方面,作为以反舰导弹为主要攻击武器的作战飞机,歼轰-7的航电系统即围绕着保障反舰导弹的使用来展开。主要包括为确保战机能够准确到达战区的导航系统和为空舰导弹提供目标指示的火控雷达。根据有关资料歼轰-7的航电系统包括232H 单脉冲多功能火控雷达、ZJ-9指挥仪、210多普勒导航雷达、265A 雷达高度表、HZX-5航向姿态系统等,其中232H 火控雷达最大搜索距离在150公里左右,跟踪大约90公里。由于航空电子设备的增多,中国战机传统采用了硬件互联的办法已经不适合用在歼轰-7战机上,因此歼轰-7在中国首次采用了数据总线将各系统相连,形成初步的综合航电系统,由于当时国内技术条件的限制,歼轰-7的航电系统采用的是低速、单向的ARINC-429总线,系统以火控计算机为核心,负责座舱显示、飞行整体状态的收集、信息处理及各子系统输出控制等功能,虽然歼轰-7的航电系统综合程度仍旧较低。功能也较为有限,但实现了攻击/导航的一体化,有效的提高了系统的作战能力。 要想保障机载空舰导弹的有效使用,仅靠载机还不够,由于技术的发展,现代防空雷达具备探测距离远、精度高等特点,舰空导弹也提高对低空目标的攻击能力,配合近程防御系统,可以形成对反舰导弹的多层拦截体系,因此为提高突防能力,需要降低在对方舰载防空系统中暴露的时间,所以现代攻击机一般采用低空突防的办法,最机载转达最大跟踪距离处跃升,雷达开机,迅速截获、跟踪和锁定目标,然后发射导弹,这个过程时间越短越好,因此为确保雷达迅速截获目标,外部目标指示系统必不可少,作为歼轰-7的主要配套系统,中国海航装备了运-8警戒引导机和高新某号工程电子侦察机,这两者可以对较大面积的海区进行搜索,并将目标信息提供给歼轰-7,后者据此确定自己的航向,
隐蔽接敌,然后迅速发动攻击,因此歼轰-7也是中国最早装备数据链的飞机之一。
试飞对飞机研制的重要作用
一般军用飞机的试飞包括三个阶段,每个都必不可少。 第一是工程试飞。按照军方提出的设计思路研发的新型战机,在制造厂完成生产后,要就先进行首飞验证。这一般是在制造厂的跑道上进行的,虽有军方参与,但这一试飞主要在工厂的基地进行,用来验证飞机基本的安全性、可操作性,确保飞机能够独自安全地飞往进行定型试飞的试飞基地。在这第一道试飞中,会根据首飞中发现的问题和军方提出的意见,对战机进行局部修改设计,并通过试飞对战机进行反复检验,使设计缺陷逐一得到暴露、修改,然后再次进行试飞。这个过程比较漫长,间隔时间也长,但最终出现的会是一架气动性能优良的战机。只有在各方面达标后,战机才会赶赴专门的试飞研究单位进行定型试验,而这也意味着一种新型战机由验证机进入了工程发展阶段!
第二是定型试飞。这一阶段均是在地处陕西阎良的中国试飞研究院完成的,因为这里集中了中国大批的精英试飞员。这一阶段是风险最大、耗时最长、科目最多的试飞阶段。在这一阶段,从飞机的基本飞行性能到边缘科目,从航电系统到机载武器都要根据试飞大纲进行全面测试。其中航电和机载武器试飞占到试飞总量的60%到70%。很多强度边界科目和特殊状态试飞风险很大,例如失速、螺旋、低空俯冲试飞等,当然也可以根据战机的实际性能,独创出如俄罗斯“眼镜蛇”、“钟”、“360转向”的高难度动作。
第三是武器打靶试飞。在定型试飞完成后,并不意味着万事大吉,在正式装备部队前,还要进行作战使用效能试飞。例如进行战场环境下的各种武器投放,打靶试验,验证武器系统实际效能,以及人机结合使用武器的熟练程度等。但这一阶段往往是由即将接装的部队进行的,那些被选定为装备新机的部队,须按照新战机作战使用大纲规定科目完成试验,才算成功。过了这道关,新战机才能正式进入部队服役,而在全部飞行员均考核合格,且达到了规定的战机服役数量后才算形成初始作战能力。