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发信人: sanmu (mu), 信区: Green
标  题: 苏-27如何转变成新一代战机?(转)
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Oct  5 18:02:19 2001) , 转信


苏-27如何转变成新一代战机?(转)及中国军机制造技术 

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送交者: qcqc0007 于 October 04, 2001 :
中国军事天地: 

苏27无疑是设计得最成功的第三代超音速战斗机之一,引进苏27生产
技术大大缩短了我国在航空技术方面与世界先进水平的差距。但是由
于在航空技术方面我国已落后太多,加上我国吸收、消化苏27的先进
技术也需要较长时间,如果搞完第三代之后再搞第四代,那么随着F-
22的投入使用,我军的战斗机技术水平仍然会落后对手一代。   
我认为解决这一问题的最好办法,就是设法将苏27直接发展成为第四
代超音速战斗机。但以我国目前的技术条件来看,该计划必须分成两
个阶段来完成:第一个阶段是使它在采用现有苏27技术的情况下,让
它成为一个发展第四代战斗机先进技术的平台(通俗点说,就是象美
国发展F-14一样,先搞一个采用第三代战斗机火控雷达和发动机技术
的第四代战斗机机体);第二个阶段是才全面应用最新技术(如先进
雷达、发动机和复合材料),使它成为一种名副其实的第四代战斗机
。这样一来既可降低发展新一代战斗机的技术风险,又争取了时间。
本文讨论的主要内容是如何完成第一阶段的发展任务。   由于苏
27已经基本具备了第四代战斗机的超机动性和短距离起降能力,因此
改进的主要目标是在保持它的机动性能不变的情况下,大幅度提高它
的隐身性能和超音速巡航能力。苏27的翼身融合体布局本来对隐形是
非常有利的,但是由于发动机短舱之间构成的凹形通道和暴露的发动
机叶片,都使它的雷达截面剧增。   据《苏27空气动力设计揭秘
》(《国际航空》98.3)一文介绍,保证苏27大仰角可操纵性的关键
是机头截面形状、翼根边条形状、机翼前缘偏转角和垂尾的参数。这
表明,只要改动不涉及机翼和机身前部,其他部位的改进不会大幅度
降低飞机的机动性。更凑巧的是美国ATF验证机YF-23的机头形状、机
身边条的位置和发动机进气口位置与苏27惊人地相似,而YF-23的最
大仰角理论上可达60度(试飞时只有25度,但 YF-23是半无尾布局,
对仰俯控制能力影响较大)。因此我认为,如果把苏27的发动机短舱
,象YF-23那样通过一个S形进气道从机身下部改到上部,就能够在不
影响机动性的前提下,使改进后的苏27成为一种具有隐形结构的飞机
(当然除此之外,还有许多地方要做进一步的隐形处理)。   把
苏27的发动机短舱从机身下部改到上部,所遇到的主要问题是必须大
幅度缩短发动机的长度。而短时期内想通过提高压气机的增压比,减
少风扇级数的方法来做到这一点不太现实的。我认为唯一可行的办法
,就是采用脉冲式外涵道加力室和涡轮旁路式燃烧室这两种技术来取
代传统的加力燃烧室:脉冲式外涵道加力燃室外涵道是指外涵道气流
的加力燃烧由单独的脉冲燃烧室完成,这样的外涵道燃烧室可以布置
在风扇后面,而不是涡轮的后面;涡轮旁路式燃烧室是指在发动机高
工况时,对内涵道燃烧室出来的超量气流不进行冷却,直接从涡轮旁
边流过,这样使内涵道气流能够保持高温,不需要再加力燃烧。通过
这两项技术的有机组合,就有可能取消加力燃烧室。(注:外涵道采
用脉冲燃烧室的原因,一是在取消涡轮后面的加力燃烧室之后,肯定
会降低发动机的总推力,而脉冲燃烧可以直接产生推力,弥补总推力
的损失;二是通过对脉冲燃烧的控制,可产生控制推力矢量的射流,
简化推力矢量系统的结构)。   总之,通过后机身的改进,苏27
至少可以获得大部分的隐身效果(就隐形而言,外形所起的作用比结
构材料大,欧洲战斗机EFA的表面有70%有复合材料构成,雷达截面却
在2平方米左右);应用外涵道加力技术,最起码可以使超音速飞行
时间加倍(AL-31F发动机的涵道比为0.6:1,这意味着单独使用外涵
道加力作超音速巡航时,加力时增加的油耗只有原来的三分之一左右
);从而把苏27改进成为一种准四代战斗机。 QCQCOOO7附注: 个人
观点: 1、在讨论第四代战机之前,首先从研发、制造的技术层面来
说,应该明确第四代战机所应用的主要技术,根据各报刊的简介,我
总结如下:新型隐身技术,包括机体隐身设计和电离隐身技术(俄罗
斯拥有,美国正在研制);新型电子技术,中国在这方面略强于俄罗
斯,逊于美国、日本;战机制造技术,包括机体设计、风洞配置、新
材料新工艺,中国与俄罗斯、美国基本持平,或者相当接近;核心技
术,包括推重比10的发动机研制、新型雷达技术、高精密仪器制造技
术。 2、对于隐身技术,要说明的是,这种技术的研发开始于70、80
年代,在90年代末基本成熟,美国与俄罗斯分别选择了不同的发展道
路,美国使用较简单的隐身机体设计方案,而俄罗斯采用了较难但通
用性强的电离技术方案,其中美国较先实现,发展了F-117、B-2、AT
-3X、SR-71等数种机型,而俄罗斯在90年代末,电离技术也基本成熟
,发展到第三代电离技术,稍后几年即可进入使用阶段。 但是,要
指出的一点是,无论是美国还是中国“战略合作伙伴”的俄罗斯都不
会将隐身技术传授给中国,因为这不但关系到国家的利益冲突,而且
也是国防厂商生存的保命之道。 因此,我们不要幻想俄罗斯会将电
离技术转让中国,而中国也深刻的理解了这一点,早在多年前,就已
经开始了电离技术的探索,而中国科学研究院的陈正东(音译)教授
在这方面的探索可以说代表了中国的最高成就,推测应该是落后于俄
罗斯一代,即俄罗斯版的电离设备上机后5-7年时间,中国的电离设
备即可上机。 对于机体的隐身设计,非一朝一夕之功,必须大量掌
握别国的飞机雷达探测技术数据,因此中国在这方面的探索反而更加
困难,但是在借鉴美国飞机的基础上,可以总结出三点:翼身融合、
消除信号(热、磁、光、声)、减小截面。 在L15上已经可以看到这
方面可喜的变化。 综上所述,未来中国版的隐身技术可能是俄罗斯
和美国的综合版,但是性能应该略逊于美国,与俄罗斯基本持平。 3
、中国在电子制造上已经领先于俄罗斯,这是一个公认的事实,但是
应该指出的是中国在研发上,尤其是电子技术的军事应用一直落后于
各主要发达国家,否则中国就不用引进军机的电子设备来改造自己的
战机了。 然而,我们也不用过分担心中国的能力,因为中国这几年
在电子领域已经取得了长足的进步,在10年之后,应该与日本、法国
、德国的差距不会太大,当然与美国的差距是仍然是非常明显的,但
已经足以使中国军机装备自己的电子设备而不必担心落后于人。 尤
其是,中国在卫星移动通讯、微型芯片集成、微型电子电路等主要的
工业制造领域,已经展示出了强大的实力和广阔的发展前景,并且正
在成为二级产品的主要生产基地,所以这个领域反而是我们最不必担
心的。 4、飞机设计、制造技术,由于中国在90年代开始与美国、俄
罗斯等国家交流访问的结果,使世界有了进一步了解中国的机会,交
流期间中国对外展示的大型超音速风洞、发动机发泡扇叶等曾经使美
国、俄罗斯也不得不惊叹其技术之先进。所以中国在这方面的研制实
力是不应低估的。尤其是在新材料、新工艺上,中国自己的研制实力
并不弱,以超导材料为例,中国一直是世界领先,之所以迟迟不能转
化为生产力,与中国一向的重科研、轻生产的策略不能说没有关系。
但是,另一方面我们也要注意,中国自己的设计制造规范由于是抄
袭俄罗斯和美国的,所以在这方面一直落后于世界发展的前列,以飞
豹为例,由于使用的不是先进的设计规范、设计时没有技术参考数据
,落后于新一代战机的总体平均水平,虽然一直在改进,但是仍然是
没有发展前景的战机。 所以,中国在发展新一代战机之前,应该参
考俄罗斯的设计方式,最好是全程参与,以提供资金换取技术经验。
如果总是直接购买,迟早会后悔。 以MD-90为例,中国的大型机市场
几乎被波音、空客垄断,但是在这之前由于领导决策错误,使中国版
(DC-10)的大型机夭折(才花了几亿人民币,美国搞大型机动辄几
十亿美圆)。 综上所述,中国发展战机的出路是全程参与俄罗斯新
型战机的研发,制定适合自己的设计规范,将科研与生产结合起来,
以企业利润带动科研,采取取经-读经-写经的发展策略。 5、战机的
核心制造技术,一向是不传之密,因此即便是中国付出再大的努力,
也不可能获得俄罗斯的AL-41F,更何况虽然国内媒体将它吹的神乎其
神,实际上只是三代发动机,而且俄罗斯发动机的通病是寿命太短,
以AL-31为例,只有区区300小时,和美国发动机的3000-10000小时简
直不可同日而语,所以,中国军队必须在经费有限的条件下,还要承
受换装发动机(200-300万美圆一台)的重压,这是绝对无法忍受的
。 中国实际上一直在发动机的研制上鼠目寸光,AL31在更新材料、
改进设计、提高制造精度的前提下可以提高一个档次(例如3000-
6000小时,巴基斯坦80年代对歼-7发动机进行热处理后将其寿命提高
到3000小时(原350小时)!)。最近中国在广州与德国合资建立了
一个发动机修理厂,希望这是提高国内发动机制造、维修技术的一个
开端。 下一代发动机的推重比是10左右,美国将在2005年进行工程
研制,预计2007年投产,并换装在F-22上。中国在改进AL31(推重比
8)的基础上,国产化 最快要等到2003年,因此,下一代发动机研制
是刻不容缓的艰巨任务。 







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