作者:张 明 自我国第三代战斗机歼-10服役以来,似乎总受到火力偏弱问题的困扰,不过近日互联网上出现一张歼-10配备双联装中距空空导弹复合挂架的图片,如果属实,那么歼-10的空战能力将迈上了一个新的高度。 实际上,这并非歼-10配备的双联装空空导弹复合挂架的首次公开,早年在中航门前的歼-10模型上就出现过这类挂架,只不过当时外界普遍对其真实性持怀疑态度,没有给予足够重视,现在看来,这个挂架可能是歼-10改进的一个重要组成部分。 气动布局限制 细心观察歼-10公开披露的图片,会发现在挂载3个副油箱时,歼-10的空战挂载基本是2枚中距空空弹加2枚近距格斗空空导弹,应该说这个指标并不出色,只相当于早期“幻影”2000C防空型的水平,甚至低于台湾装备的“幻影”2000-5(其配备有4枚“米卡”中距空空导弹和2枚“魔术”-2近距格斗空空导弹),相比“阵风”和“台风”这样本属同级的新型战机,差距就更大了。究其原因,主要是歼-10的气动布局限制了其挂载能力。 歼-10采用了鸭式布局,其主翼是大三角翼,这种机翼的特点是展弦比小,激波阻力小,超音速性能好,结构简单,重量较轻,但其缺点是诱导阻力较大,因此高亚音速状态下的机动性和航程指标较低。为此,歼-10加装前翼来提高升力,从而提高了飞机的机动性,以便较好地兼顾高速拦截和低速格斗的不同性能要求。但是,原本三角翼挂载能力较低的缺点却难以得到根本解决——毕竟三角翼的翼展较小,因此能够提供的挂点位置较少,具体到歼-10,则每侧机翼只能提供3个挂架(相比之下,采用边条翼的F-16每侧机翼下有4个挂架),而且由于三角翼前缘的后掠角较大,这就造成机翼外侧的挂架位置相对靠后,如果挂载较重的武器,就会造成飞机的重心靠后,同时由于距离机身重心较远,产生的力矩较大,对机翼的刚度和强度都会造成一定的影响。因此,对于三角翼飞机来说,一般最外侧的挂架主要用于挂载较轻的武器,如近距格斗空空导弹,往往还需要前伸导弹发射架来调节飞机重心,歼-10采用的就是这种设计。 既然机翼的外挂点受到限制,“幻影”2000-5、“阵风”、“台风”等采用三角翼的飞机便开始在机身增加挂架,尽量弥补缺陷,比如“台风”的机身附加挂架就用于挂载中距空空导弹,留出机翼重载挂点用于大型空地武器,毕竟激光制导炸弹、空地导弹等大多有控制翼面,需要挂架具备一定的离地高度。不过附加机身挂架也有不足之外,主要是挂载武器的长度和翼展都受限制,这是因为许多飞机的起落架舱都位于机身两侧,外挂武器必须为舱室和起落架收放让出空间,法国“米卡”中距空空导弹的小体积很大程度上就是向“幻影”2000-5的机身挂架空间做出的妥协。另外,机身附加挂架的高度有限,离地面较近,这就限制了弹药的翼展尺寸。为了解决这个难题,多种战机的机身挂架都半埋入机身,提供空间的同时降低外挂物引起的阻力,避免飞机机动性受到太大影响。 但对于歼-10来说,尽管机身两侧共拥有4个挂架,机身中心线还有1个,但由于其采用机腹进气布局,加上进气道长度较短,起落架舱位于机身两侧,这就限制了其机身挂架的挂载能力。此外,对比国外同类武器,国产“霹雳”-12主动雷达制导中距空空导弹的长度和体积都偏大,如果歼-10在机身挂架挂载,那么导弹头部已经超过了进气口,这就会对进气道的气流造成不利干扰,如果流场出现问题,非常容易引起发动机推力下降,从而降低飞机的作战性能,甚至导致事故。这就是歼-10没在机身挂架上挂载“霹雳”-12的根本原因。 挂点布置受到限制,直接影响了歼-10的挂载能力,可以说这已经成为制约歼-10性能提高的关键因素。以目前歼-10“2中2近”的空战挂载方案,执行防空拦截、空中巡逻等任务尚可,若要执行纵深护航、激烈制空争夺、战区扫荡等任务,就显得力不从心——此时往往要求战机具备较大的作战半径和较长的滞空时间,歼-10就会面临着机载武器与副油箱“争夺挂架”的局面,现代空空导弹虽然有较高的命中率,但也有严格的发射条件限制,在瞬息万变的空战中,飞行员经常在刚刚满足发射要求时,就把导弹打出去以抓住战机,所以就造成空空导弹在靶场的命中率很高,到了战场上命中率就直线下降。所以对于执行制空争夺任务的战机来说,需要多挂空空导弹,以获得更多的攻击机会。 多联装挂架分析 在飞机的整体布局难以发生根本变化的情况下,提高现有挂架的挂载能力就成为惟一的选择,这就催生了多联装挂架——在单一挂架同时挂载多枚导弹。我们最熟悉的莫过于F/A-18E/F“超级大黄蜂”利用双联装空空导弹复合挂架,演示了同时挂载8~10枚AIM-120的能力,因此对于歼-10来说,利用多联装挂架来增强中距空空导弹的挂载能力可谓提高作战能力的捷径。 从相关图片来看,歼-10在不影响外挂副油箱的情况下,可同时挂载4枚“霹雳”-12和2枚“霹雳”-8,大大提高空战火力,特别是随着我国机载相控阵火控雷达的成熟,歼-10可能会在近期改进配备,届时多联装空空导弹复合挂架就可以充分支持相控阵火控雷达的多目标攻击能力,进而可以发展出多联装空地武器挂架,增强歼-10投射精确制导空地武器的能力,从整体上增强歼-10的战斗力。 但是多联装挂架并不是完美无缺的,也存在一些问题。首先就是阻力——多联装挂架的重量和阻力明显大于普通挂架,且由于外挂物之间的间距减少,则外挂物之间、外挂物与机翼之间发生气流干扰的可能性大增,导致额外阻力产生,这会降低飞机的升阻比和推重比,影响机动性和航程。从目前来看,战机在执行远程作战任务时,配备多联装中距空空导弹复合挂架的情况还是比较少的,主要还是挂载较轻的格斗空空导弹。 另外,由于多联装挂架的重量增加,对于飞机重心的影响更大,因此导弹发射时,重心移动导致的转动力矩也变得更大,而且导弹发射后形成了不对称外挂,对战机的机动性造成的不利影响更加严重。而且需要注意的是,虽然多联装挂架只占据机翼下一个外挂点,但多枚导弹占用的翼下空间还是明显多于只挂载一枚导弹,对于歼-10这样翼展较小的三角翼战机来说,本身“霹雳”-12的体积就大,采用双联装挂载有可能影响到其他挂点,特别是远程任务必不可少的机翼最内侧挂点的1700升副油箱。况且,由于外挂物之间的距离缩小,对于武器的投放也提出了更高的要求,特别是载机在不同姿态条件下发射导弹的安全性,需要额外注意。综上所述,使用多联装导弹挂架需要详细的气动力试验,以避免挂架对于飞机的其他性能削弱较多,更要避免因距离减少而导致的弹药投放碰撞,这也是双联装导弹复合挂架首先不在部队测试的主要原因。 歼-10改进展望 对于一架战机来说,单纯提高导弹挂载能力并不意味着极大提高飞机的空战能力,还需要机载航电系统的全面升级配合,尤其是用相控阵雷达替代机械扫描雷达,改善战机战场感知能力。而随着主动雷达制导中远程空空导弹成为空战主流武器,非隐身战机配备新一代综合电子战系统也日益紧迫。这些配备都会增加飞机的重量和电力负担,最终要求动力进步。 歼-10当前最根本的问题可能还是发动机推力不足——目前使用AL-31FN涡扇发动机的最大推力约125千牛,低于设计时国产发动机指标,使其在应急加速、爬升、稳盘等方面要低于三代半战机,随着采用多联装挂架,飞机的重量和阻力进一步增加,若不改善动力性能,则飞机机动性的下降不可避免。所以说,歼-10采用多联装挂架只能暂时缓解空战火力偏弱的问题,如果想在作战能力上取得总体进步,首先要将发动机最大推力提高到130千牛等级,甚至考虑到电力及冷却系统的需求,最好能达到140千牛级,为飞机改型增重和配备相控阵雷达、综合电子战系统、拖曳式诱饵等高耗电设备留足冗余,这样才能充分发挥多联装挂架改善的武器挂载能力,让歼-10成为一款名副其实的三代半战机。 |