歼击机

— 中国战机研发的坎坷道路 从歼8到歼10战机

作者:刀口谈兵 / 关注公众号:daokouTB  发布:2019-11-02

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作者:大水来中国战斗机最有名的代表作,就是歼8和歼10,其中歼8战斗机是中国第一款自主研发超音速战斗机,一共出了7位院士,分别是顾诵芬 ,李天, 管德, 李明 ,杨凤田 ,温俊峰, 赵振业,其中顾诵芬院士是中科院工程院双料院士,是歼8II战斗机的总设计师,赵振业院士则是起落架专家,开发出了和美国同步的300M超高强度起落架钢,当之无愧的中国起落架大王,而温俊峰则是发动机专家,主持研发了涡喷7和涡喷13发动机,强力支撑了歼8第一代和第二代。
而在新一代战斗机歼10上,大家就发现一个很神奇的地方,歼10战斗机家族,仅有一位工程院院士,这就是已故的宋文骢院士,从技术来说,歼8战斗机是世界二代机范畴,而歼10战斗机是世界三代机范畴,技术难度比二代机高了一个巨大的等级,实际上,应该获得更多的院士荣誉,最少也不会少于3个!
歼10A总师宋文骢,是成都飞机研究所第一个院士,含金量超足
歼10A战斗机用宋老的话来说,是一款具有优秀机动性,先进航空电子设备,良好维修性的全新一代战斗机,这款战斗机最大的特色是史无前例采用了当时世界最先进的近距耦合鸭式布局,和欧洲阵风战斗机和鹰狮战斗机同时代,采用了鸭式布局之后,最大的特色是机体更轻,机动性更好,起降性能更加优秀,所以,中国攻克鸭式布局这一难关,可以作为一个特殊奖励,当选一位院士并无争议。
第二点,歼10A战斗机和过去的歼7和歼8以及飞豹战斗机完全不同的一点是,过去几款飞机仅仅讲究飞行性能,比如:飞机最大速度多好,爬升率多高,滚转角速度多少,稳定盘旋角速度和瞬时盘旋角速度多好,而歼10A战斗机除了飞行性能之外,还破天荒的多了一个飞行品质的要求!
歼10A具备优秀的飞行品质,这是歼8甚至后来的歼11难于比拟的
飞行品质简单来说就是,好飞不好飞,歼10A战斗机给中国空军飞行员最大的特色就是:飞起来特别舒服,飞机启动特别快,飞行员杆动飞机立即就动,而且杆停飞机立即就停,任何一点都可以快速停下,传统战斗机都存在,启动慢,停下慢,来回晃荡好久才能稳定状态,这也是三代机的特色:电传操纵之下,可以巨大改变飞机的飞行品质,而中国歼10A战斗机则史无前例的做到了全飞行包线一级品质,超过了法国幻影2000和阵风战斗机,而美国F-16战斗机大部分区域都是二级品质,一级品质区域比较小。
从这个要求来说,电传飞控技术除了保证飞机不进入危险区之外,而且特别突出了飞行过程中的机动加飞行品质,可以单独申报一个院士,这是中国战斗机历史上的一个巨大突破。
歼20战斗机最大过载10G,飞行寿命可能达到8000飞行小时,比F22战斗机更强
最后一点就是,长寿命飞机设计技术,大家都知道,歼8战斗机最大飞行过载8G,歼10战斗机最大飞行过载9G,实际飞行中做到了9.3G,而新一代歼20战斗机,最大过载高达10G,和美国F22同一量级。
歼10和歼8战斗机最大的差别就是寿命和可靠性,歼8战斗机寿命2000飞行小时,歼10A战斗机则长达5000小时,而且歼10A战斗机可以做的过载次数更多,这要得益于,歼10A战斗机采用的破损安全和耐久性标准,也在中国战斗机研制中,第一次对全机疲劳关键件进行疲劳设计和试验,每个疲劳关键件图纸上都有这么一行字:结构薄弱点数:X。
中国歼8战斗机寿命为何如此短暂?原因就是没有进行飞机零件的疲劳设计,仅仅进行了强度计算和设计,国际航空界的公认看法是:假如计算实验不够精巧,找不到真正的薄弱点加强,这就迫使设计师不得不全面加强飞机结构,飞机结构非常笨重,但是寿命却比较短暂。
依靠这3大发明,成都飞机设计研究所彻底掌握了三代机的核心技术,从而为新一代隐身战斗机歼20打下了良好的基础,从这个意义上来说,歼10战斗机给3个院士并不算多!
中国航空工业是如何起来的,歼7,歼8都是低水平的二代机,并不具备正式意义上的技术升级,单纯的技术升级就是在歼10战斗机上进行的。
虽然歼8战斗机做了很多探索,但是总体性能还是很差,和歼10A战斗机是全方位的差距,这也是时代的特点,当然,歼8II战斗机研发从1982年开始,歼10战斗机从1986年开始,前后差了4年,就是一个天上一个地下。
歼8II10多个改型,每个都是好几亿的研发经费,全部加起来比歼10烧了更多的银子,但是成效甚微
歼10战斗机拿得出手的新技术清单:
国内从来没有设计过的腹部进气道,国内独一无二的水泡式座舱;国内首个歼击机全机100%静力试验一次通过;国内首次对新机结构按损伤容限、耐久性 进行设计;国内新机结构研制中首次对全机疲劳关键件进行疲劳设计;国内首次完成带三轴、全权限电传操纵系统的歼10飞机伺服弹性稳定性分析;国内首次完成 全机跨音速颤振试验。
之前我们引进俄罗斯的飞机进行生产,总觉得战斗机不过如此,后来自己设计歼8,最终40年爬不出来,在歼10战斗机上,奋力博一把,终于成了,在飞控技术,长寿命设计,维修性上超越了俄罗斯人!在此技术上将鸭式布局升级,外加隐身技术自主研发突破,最终导致了歼20彻底反超俄罗斯,除了发动机技术之外,俄罗斯已经完全失败,这就是短短30年之内发生的戏剧性场面!
这是最全面的数据:
以宋文骢为代表的航空工业科研人员,克服了难以想象的困难,确立并攻克了近距耦合的鸭式气动布局、全权限四裕度电传操纵系统、综合化航空电子系统和 数字化设计/制造等四大关键技术。建立了一大批包括品模台、铁鸟台系统模拟试验台和实时试飞综合测试系统在内的,适应新一代战斗机研制的试验、试制和试飞 测试设施,使得大量的仿真试验得以在地面进行,大量的故障得以在地面模拟和排除,从而减少了空中试飞的科目,降低了空中试飞的风险,控制了研制成本,提高 了研制效率。
==特别注意,近距耦合的鸭式气动布局、全权限四裕度电传操纵系统、综合化航空电子系统和 数字化设计/制造
近距耦合的鸭式气动布局==这是中国70年代抬式飞机研发20年的结晶。
全权限四裕度电传操纵系统=这是中国和以色列合作的结果,当然,以色列人给的东西并不完全,而且他们的飞机设计问题很多,也是一个半拉子。
我们做了很长时间的验证,也发现了很多问题,最终一点点自己扫雷,把所有潜在的炸弹都扫光掉,而且电传飞控的很多单点故障和包线保护失败,都得到了极佳的实现,而且实现了故障重构,对抗飞控系统偶发的故障,就这一点,就使得成飞超越了老大哥,老大哥虽然在电传飞控技术手投入更多,研发更早,但是这起步早,并不代表啥,现在还在努力攻关电传飞控技术,也可以断言,假如他们不能认真搞定飞控软件的话,FC-31战斗机,前景仍然秒亡。
以色列LAVI战斗机,最终烂尾了,航电和飞控技术部分转移到了中国,中国很快掌握并发扬光大
综合化航空电子系统==这和82工程的引进有关系,1553B数据总线,脉冲多普勒雷达,武器挂载总线系统等的攻克,这些主要是电子工业部的功劳!
数字化设计/制造=这是法国达索开发的软件,美国波音公司向全世界推广的技术,可以说,这是波音公司给全世界干的大好事之一,另外一个好事是AQS先进质量管理技术,虽然波音现在由于黑心资本家坐台,快把自己搞残了,但是过去的几十年对中国航空工业的功劳确实大大的!
在国内数十个厂、所、院校的大力协同下,各项研制工作高度平行交叉作业,科研攻关与原型机研制同步推进。科研人员在远少于国外同类机型研制资源的情 况下,积极发挥主观能动性,争分夺秒,现场处置问题“大事不过夜,小事不过点”,超常地攻坚克难。先后攻克“S”形蒙皮拉伸成型、“整体油箱密封”、“整 体圆弧风挡成型”、“300M钢起落架制造”、“机翼整体壁板喷丸成型”、“抗疲劳制造”、“飞机电磁兼容性测试”等重大制造技术难关,完成全部攻关试验 任务。使歼-10飞机原型机制造守住了一个又一个节点。
611所研发辛苦,132厂制造也不轻松,这其中也有很多很多的难点,最大的难点是抗疲劳制造,这也是歼10战斗机长寿的关键所在,飞机需要做很多的机动,携带沉重的挂载,高空低空,高速低速,低头抬头,各种姿态组合。
飞机寿命长是作战必须,所以,一方面需要设计师做精心设计,另外一方面需要严格控制加工过程,比如严格保证尺寸公差,提高表面粗糙度,严格精心表面处理热处理。
虽然都是干飞机,但是歼10战斗机加工工艺,却让132老工人,新工人都冒了冷汗,最大的挑战来自于,飞机零件材料更难啃,加工精度更高,最初加工报废率很高!
经过努力,终于搞定了,这也成就了下一步辉煌的跳板,新一代飞机,其实不是歼20,而是更便宜的枭龙。
枭龙战斗机研发,从经济角度来说,并不是太合算,花了3亿美元,销售数量也不算多,大体就是300架量级,一架2500w到3000w美元,最大的收获在于项目管理,和费用控制,技术方面仅仅是使用现有的歼10战斗机技术就可以比较轻松满足巴方要求,但是却几乎把中国家底“掏空”,因为小巴要求太多,最新版本的枭龙,将装备相控阵雷达,外加霹雳15超远程导弹,战斗力已经达到三代机最高水平。
在这么一款很小的战斗机上,巴方总是不停歇的向成都提出各种新鲜的要求,最终使得原来比较宽敞的空间,日渐拥挤,而且飞机设备超出原始要求很多,最终挤压了飞机结构的空间,麻烦到来!
飞机需要进一步减重,否则满足不了飞行性能要求,最终咋办,心黑手狠的设计师,提出,将上下公差取消一半,正向公差取消,就保留负数公差,就这一点,使得成飞工人亚历山大,经过艰苦努力,还是搞定了!
611所在拼命,疯狂的追求卓越,132厂成飞也是如此,在枭龙的基础上,歼20带来了更大的挑战,精度更高,零件更复杂,实际上歼20战斗机难度更大了,但是单价上涨并不高,利用脉冲生产线,自动装配线等技术,响应国家的高效制造的号召。
成飞在民机上得到了全套的数字化设计和制造技术,也受到了欧美全面质量管理的熏陶,最终反哺战斗机技术,得到了升华
很多朋友都觉得古怪,成都是一个极其休闲的城市,节奏超慢,但是成都飞机研究所和成飞,则成了中国航空工业的顶梁柱,能加班能吃苦,能拼搏,认真干活争创世界一流!
有成都人回一句:吃不好玩不好,干毛线的飞机哦。


本文作者 :刀口谈兵

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