中國殲八IIM戰鬥機

中國殲八IIM戰鬥機

殲八IIM是一種2.5代的多功能戰鬥機,具有了接近典型第3代戰鬥機的綜合作戰能力。具體說來,其火控和航電系統與機載武器系統在技術上都具有較典型的第3代戰鬥機水平,飛行性能方面在第2代戰鬥機中間相當優秀,但與第3代戰鬥機相比,在中低空、亞跨音速區域的機動性能則有明顯差距。

(圖)中國殲八IIM戰鬥機中國殲八IIM戰鬥機

殲八IIM是一種2.5代的多功能戰鬥機,具有了接近典型第3代戰鬥機的綜合作戰能力。具體說來,其火控和航電系統與機載武器系統在技術上都具有較典型的第3代戰鬥機水平,飛行性能方面在第2代戰鬥機中間相當優秀,但與第3代戰鬥機相比,在中低空、亞跨音速區域的機動性能則有明顯差距。

簡介

在殲八還沒有定型的1979年9月,空軍就正式提出了殲八大改的思想,主要內容是針對殲八I的機頭進氣布局限制機載火控雷達性能的缺陷,提出把殲八I改成兩側進氣。次年9月,國家批准了新改型的戰術技術要求,並將新型號命名為殲八IIM。

(圖)中國殲八IIM戰鬥機中國殲八IIM戰鬥機

殲八IIM的研製被賦予了兩項主要任務:一是以米格-23為作戰對象,要求殲八IIM的綜合性能超過它;二是針對第3代戰鬥機的發展,突出其中距攔射和中低空機動能力,以避免中國航空技術水平的差距再次進一步拉大。這兩項任務的實現都要求殲八II在較短的時間內研製成功。

1983年5月,沈飛發完殲八IIM全圖,同年開始製造其工裝和零件,1984年3月01架進入總裝,5月飛機完成了主要測試,6月12日,殲八IIM在瀋陽首飛。經過將近4年的科研試飛,殲八II在1988年10月15日正式定型(值得一提的是1988年是中國航空史上著名的“三機定型”年,另外兩種是殲教七和殲七III,由此不難看出文革對於中國航空工業影響的深遠),1990年該機開始正式裝備部隊。

發展歷程

與航空已開發國家進一步拉大的差距以及北方蘇聯以米格-23為代表的新型飛機的裝備成為中國空軍面臨的最嚴峻挑戰。殲八由於歷史的耽誤,在其裝備部隊的時候,雖然其飛行性能基本達到了米格-23的水平(而且,由於其氣動外形簡潔,其零升阻力在同代戰鬥機中間是最小的),但是在火控系統等方面有明顯差距,與西方已經開始裝備的第3代戰鬥機相比各方面差距就更大,要改變這種局面,可以用新技術、新思想對殲八進行大的改進,也可以停止殲八的進一步發展,設計研製新一代戰鬥機。對此,中國選擇了一條穩妥的道路-既對殲八進行大改發展出新的型號系列作為過渡,同時又開展新一代戰鬥機的相關技術研究工作。

(圖)中國殲八IIM戰鬥機中國殲八IIM戰鬥機

於是,在殲八還沒有定型的1979年9月,空軍就正式提出了殲八大改的思想,主要內容是針對殲八I的機頭進氣布局限制機載火控雷達性能的缺陷,提出把殲八I改成兩側進氣。次年9月,國家批准了新改型的戰術技術要求,並將新型號命名為殲八II。

作為對“文化大革命”消極影響的一種補救,殲八II的研製被賦予了兩項主要任務:一是以米格-23為作戰對象,要求殲八II的綜合性能超過它;二是針對第3代戰鬥機的發展,突出其中距攔射和中低空機動能力,以避免中國航空技術水平的差距再次進一步拉大。這兩項任務的實現都要求殲八II在較短的時間內研製成功。

1983年5月,沈飛發完殲八II全圖,同年開始製造其工裝和零件,1984年3月01架進入總裝,5月飛機完成了主要測試,6月12日,殲八II在瀋陽首飛成功。經過將近4年的科研試飛,殲八II在1988年10月15日正式定型(值得一提的是1988年是中國航空史上著名的“三機定型”年,另外兩種是殲教七和殲七III,由此不難看出文革對於中國航空工業影響的深遠),1990年該機開始正式裝備部隊。
由於技術能力的限制,殲八II並沒有能夠實現中距攔射能力。根據公開出版的《中國航空報》的說法,在80年代末,中國內相繼研製出新型大氣數據計算機、新型火控雷達、平顯火控系統、通訊/導航/數據傳輸系統等,於是601所開始對殲八II飛機進行改進設計,在其定型狀態上加裝、換裝了火控雷達等7項新設備,在這個過程中,殲八II遺留的超視距作戰能力問題的攻關取得了明顯成果,終於,在1995年,具有超視距攻擊能力(同時還有較強對地攻擊能力)的殲八II改進飛機研製成功,使中國戰鬥機首次實現了超視距作戰能力,也使殲八II實現了當年的另一個設計要求。在這種情況下,早已想將殲八II打入國際市場的沈飛迫不及待地在同年10月10日到14日的北京國際航展中首次對外公開了殲八II出口型戰鬥機的一些“照片”和資料,並將其出口型號名稱由原來殲八IIB的發展編號改稱為殲八IIM。
1996年3月31日,殲八IIM首架原型機在瀋陽試飛成功,同年便參加了首屆中國珠海國際航空航天博覽會並進行了飛行表演;1998年該機再次參加珠海航展,此時該機已經比較成熟,於是在這屆航展上,沈飛比較詳細的公開了其戰術技術性能。

火控系統

在殲八II上最初使用的是"攔射火控系統",該系統主要瞄準部件仍然是老式的“射瞄-8甲”光學瞄準具,該瞄準具的特

(圖)火控系統火控系統

點是上緣呈弧線形。系統只有簡單的對空對地功能,其中對空功能理論上允許使用霹靂-4甲飛彈在3000米以上飛行高度、18千米範圍內進行迎頭攔射攻擊,沒有任何必要的輔助功能,系統主要組件均安裝在飛機前機身左側的火控設備艙內。

殲八II後來使用的是洛陽光電技術研究所(即613所)的13號系列平視顯示火控系統(JHK-13/13A/13E),外形特徵是雙層玻璃且上緣為折線形。該系統是在競爭中戰勝了國外產品而加裝到殲八II上的,裝在殲七及上進行試飛,隨著殲八II的定型而定型,並如一)中所述的在80年代末正式加裝到了殲八II改進飛機上。該手冊介紹表明系統共有13種工作方式,含比較完善的對空、對地功能和多種輔助功能。

航電系統

FG-8還採用了頻率捷變(FM)技術來抑制敵方電子干擾。FG-8雷達的性能已經超過F-16A/B上的APG-66,略低於F-16C/D上的APG-68,而整個火控系統已經完全達到早期第3代戰鬥機水平,使殲八IIM具有了使用合適的武器進行超視距多目標對空作戰和精確對地攻擊的能力。殲八IIM這種以新一代戰鬥機電子設備的改進來提高作戰效能的改進方式實際上也是各國在飛機改進中間走的一條相通的路子。

由於採用了大量新型電子設備,飛機維持作戰能力對於電源功率的要求增加,因此,殲八IIM換裝了兩台各15kW的俄羅斯PGD-40-2K型液壓恆頻發電機,使飛機總的電源功率接近F-16A/B的水平(40kW)。實際上,對於現代戰鬥機而言,只要飛機是在同一等級,那么電源功率的大小的差異就可以在一定程度上反映它們的航電技術水平和使用能力的差異;反過來說,如果知道飛機的電源功率而不清楚飛機的航電水平,那么只要參考同級飛機的電源功率和航電系統,就能夠獲得對該飛機航電系統一些大概的判斷。

武器系統

殲八IIM可使用的中距空空飛彈有俄羅斯RVV-AE(即R-77,西方命名為AA-12"蝰蛇"/Adder)和R-27P1(西方命名為

(圖)R-73(西方命名為AA-11R-73(西方命名為AA-11"弓箭手"/Archer)

AA-10A"白楊"/Alamo)中距飛彈,均掛於機翼下中間掛架位置。前者是主動雷達末制導,是殲八IIM實現其多目標作戰能力的必備武器,但是殲八IIM沒有正式裝備該彈,只是其火控系統允許該機擴充使用該飛彈。
殲八IIM能使用的中距空戰武器還是R-27P1飛彈,該型飛彈與AIM-7M的主要性能對比是(括弧內是AIM-7M的數據):最大攻擊距離55Km(44Km);最大發射高度25Km(20Km);最大綜合過載35g(35g);發射重量235Kg(228Kg);戰鬥部重量39Kg(40Kg);制導方式指令(脈衝都卜勒+連續波)。可見R-27P1在射程上也占有優勢。
按照"相位電子雷達集團"的說法,"甲蟲-8II"雷達實際上可以與R-27系列中所有型別配合使用,該飛彈系列涵蓋了半主動雷達、紅外、主動雷達制導方式,因此可以提高殲八IIM進行空中攔截作戰的靈活性。根據外電報導,中國已經裝備有紅外製導的R-27T,該飛彈動力射程為72千米。

空對面武器

殲八IIM的反艦武器可以擴充使用俄羅斯Kh-31A反艦飛彈(西方稱為AS-17"氪"/krypton),但只能在機腹中心線掛架掛一枚。該飛彈是一種超音速近距反艦飛彈,1989年研製成功,1992年首次公開,發射重量為650千克(殲八IIM機腹中心線掛架最大允許掛載重量為1 500千克),穿甲戰鬥部重150千克,射程5-70千米,飛行中段依靠INS制導,末段則採用主動雷達導引。其特點是採用固體火箭與衝壓發動機聯合推進,發射後首先依靠固體火箭發動機將飛彈加速到馬赫數1.8,然後衝壓發動機(以航空煤油為燃料,彈內載有60千克航空煤油)開始工作,將飛彈加速到馬赫數3-4,這樣使該飛彈具有極強的突防能力和目標毀傷能力。

(圖)霹靂-5 霹靂-5

殲八IIM同樣具有擴充使用Kh-31P反輻射飛彈的潛力,而據外電報導,中國已經從俄羅斯引進了該飛彈的生產技術。Kh-31P是在Kh-31A的基礎上發展的,其尺寸加大,重量也增加為680千克,戰鬥部重90千克,最大射程達到110-130千米,並採用無線電近炸引信以增加對雷達天線的破壞。該飛彈有能力對付諸如愛國者PAC-2系統的AN/MPQ-53之類的先進防空雷達,這就賦予了殲八IIM執行“對敵防空壓制”(SEAD)任務的能力。該飛彈的最大缺點是有3個被動導引頭,這樣在執行SEAD任務之前就必須先掌握敵方防空雷達頻率範圍以使用相應的導引頭進行攻擊,相比之下,美國HARM飛彈以一個導引頭就覆蓋了西方現代防空雷達的主要頻段。
殲八IIM可使用的炸彈有中國產反跑道炸彈、中國產250-2/3低阻子母炸彈、航空燃料空氣炸彈等,它們均已在多種展覽中公開展出。其中國產反跑道炸彈採用大角度俯衝攻擊方式,可以穿透400毫米厚的混凝土層;後者殲八IIM除機翼最外側掛架外都可以攜帶,最多可同時攜帶10枚(其中機腹下的GDJ-4型複式掛彈架同時掛載6枚)。250-2炸彈的情況為為:1979年開始裝備,空彈重量74千克,可以裝5千克重的殺傷型子彈28枚、或2.5千克的殺傷子彈42枚、或2千克重的反坦克子彈26枚,載機投放高度250-10 000米;250-3的相關數據為:不裝引信炸彈重216千克,裝藥重量91.4千克,適應投放高度範圍500-4 000米,投放速度範圍450-1 100千米/小時。殲八IIM本身則具有在300米的低空進行對地攻擊的能力。

殲八IIM仍然可以使用傳統的火箭彈進行對地攻擊,其機翼中、外側掛架都可以掛載發射90-1火箭彈的HF-7A型7管火箭發射巢,發射巢裝彈後重量不大於160千克。90-1火箭彈是一種破甲殺傷火箭,全彈重約15千克,戰鬥部重量4.75千克,其中裝藥重量1.12千克,最大飛行速度約600米/秒,最大射程6 000米左右。發射條件是載機速度600-1 000千米/小時,發射高度低於1 000米,俯衝角範圍22度-45度,其威力足以炸穿3米厚的土層。
綜合起來看,殲八IIM雖然具有超視距攻擊和一定的空對面作戰能力,但是其武器掛載能力對其作戰效能明顯是一個很大的限制,如執行對空攔截任務時,殲八IIM公開的掛載方案表明它只能同時掛2枚中距飛彈(機翼中間掛架),相比之下,蘇-27SK能夠同時攜帶10枚R-27,蘇-30MK則能夠同時攜帶6枚R-77E;反艦時殲八IIM只能掛載一枚Kh-31A飛彈,而台灣IDF戰鬥機則號稱能夠掛載3枚“雄風-2”(Hsiung Feng-2/HF-2)反艦飛彈,蘇-30MK則能夠同時攜帶6枚更重的Kh-31P。同時,由於缺乏相應的武器,殲八IIM還不能有效地利用FG-8相當強大的對地功能執行精確對地攻擊任務。掛載能力的問題可以說主要是由殲八IIM的氣動布局以及結構設計決定的,因此使用重量輕、體積小的精確制導武器可以說是進一步提高殲八IIM外掛武器系統作戰效能-尤其是空對面作戰效能的唯一途徑,國外此類武器發展很快,典型的有美國LOCAAS“低成本自主攻擊系統”和前述SSB等,這為今後為殲八IIM發展和選用這類武器提供了參考方向。

飛行性能

殲八II採用帶下反角的懸臂式中單三角翼 、大後掠角斜軸下平尾、大展弦比垂尾、大單腹鰭、兩側進氣的常規布局,全機雷達散射截面積(RCS)大於8平方米。殲八II的進氣道和尾部截面均按照面積律設計,前、後機身下各有兩塊減速板。機翼前緣後掠角為60度、翼展9.344米,機長21.59米,機翼面積42.2平方米(注意:與很多資料上的飛機機翼面積數據一樣,這是毛機翼面積而不是外露機翼面積。所謂“毛機翼”是指將兩翼前、後緣分別向內延長相交後所得到的假想機翼平面,毛機翼面積是一個通用的參考面積),因此外形上給人的直觀感覺就是機身長、翼展小。實際上從這裡我們已經可以看出殲八II氣動和結構布局對飛機外掛能力帶來的一些不利影響—它的翼展很小,同時又把主起落架布置在機翼下,這就影響了其機翼的武器掛載能力;同時對於三角翼而言,靠近機翼外側的外掛架前移能夠減小干擾阻力,然而對於靠近翼根的掛架情況卻恰好相反,所以這種布置又加大了飛機作戰時的干擾阻力;最後,由於殲八IIM機身較長,又是常規布局,這就也不允許它以過大的迎角起飛,否則機尾容易擦地(因為主起落架後面部分太長)。

(圖)主翼剖面主翼剖面

殲八II作為一種過渡裝備,基本繼承了殲八I的氣動布局,從而使其超音速性能仍然相對突出。同時,為了在很短的研製時間內確保“提高中低空機動性能”這兩大設計要求之一的實現,殲八II在主要在三個方面採取了措施,即對氣動布局進行修形、精心設計發動機/進氣道系統和改善飛行控制系統。試飛證明這些措施的結合能使殲八II達到了“提高中低空機動性能”的設計要求。

飛機氣動布局設計的最主要內容上合理地選擇機翼翼型和機翼平面形狀,其目標是減小零升阻力(此阻力系純粹的付出)和升致阻力(即誘導阻力,系產生升力所必須付出的代價),提高飛機的最大升阻比。但是作為一種帶有應急性質的過渡型戰鬥機,不能苛求殲八II對氣動布局進行很大的修改,而只能進行修形,如對機翼進行細節修改設計、對垂直尾翼進行進一步進行的最佳化等。以其垂直尾翼為例,通過更進一步的氣動剪裁設計最佳化,殲八II垂直尾翼的效率比殲八I有較大提高,它不僅提高了飛機的盤鏇能力,而且與可收放的大腹鰭結合作用,保證了殲八II在機身長度比殲八I進一步增加後的方向穩定性。

同類戰機性能比較

R-77E與同類的AIM-120A/B/C、"米卡"、"天劍"-2(Tien Chien-2/TC-2)、Derby的基本數據比較
R-77EAIM-120MICATC-2Derby
動力射程(Km)9080(a)6592.6(b)75-95
最大攻擊距離(Km)7065506563(c)
尾追最大射程(Km)32
迎頭有效射程(Km)48
尾追有效射程(Km)14
最大使用高度(Km)292023
最大速度(馬赫數)44
制導方式慣性/指令+主動雷達慣性/指令+主動雷達慣性/指令+主動雷達慣性+主動雷達慣性+主動雷達
導引頭波段J(d)I(e)J
引信主動雷射都卜勒(f)主動雷達
主動段最大距離(Km)(對5平方米目標)18161516-20
最大綜合過載(g)4030(g)35>50
離軸發射角(度)+/-80+/-25(h)+/-45
最大跟蹤角速度(度)/秒3060
戰鬥部重量(Kg)1820102220
戰鬥部類型環桿破片桿狀破片(i)破片破片連續桿
發射重量(Kg)175158110183118
長度(mm)3600365031003620
直徑(mm)200178160
前翼展(mm)730627(j)730
後翼展(mm)460526410

殲八IIM機載飛彈與美國AIM-9M"響尾蛇"、法國"魔術"2(Magic2)等的比較

PL-5C/EPL-9/9CR-73EMagic2AIM-9M
迎頭最大射程(Km)8
尾追最大射程(Km)122010-1212-15
最大使用高度(Km)21202520
最大馬赫數3.5
導引頭特徵比例導引2元 4元線列四元氮致冷Insb
最大綜合過載(g)40(a)40505035
離軸發射角(度)+/-30(b)+/-30(c)+/-60
最大跟蹤角速度(度/秒)(f)
引信雷射引信(E)無線電引信紅外引信(C)脈衝數字
戰鬥部重量(Kg)7.4(d)7.7139.4
戰鬥部類型5000個鋼珠連續桿(e)破片破片
發射重量(Kg)1051151058986
長度(mm)2900290027502870
直徑(mm)160170157127
翼展(mm)858510660635

總體評價

總體上來說,殲八IIM可以認為是一種2.5代的多功能戰鬥機,具有了接近典型第3代戰鬥機的綜合作戰能力。具體說來,其火控和航電系統與機載武器系統在技術上都具有較典型的第3代戰鬥機水平,飛行性能方面在第2代戰鬥機中間相當優秀,但與第3代戰鬥機相比,在中低空、亞跨音速區域的機動性能則有明顯差距。毫無疑問,在殲八IIM綜合作戰效能的增強中,火控系統與航電設備以及由此帶來的機載武器系統的改進做出了最主要的貢獻,雖然它同時也換裝了新發動機,但由於沒有同時採用先進的發動機控制系統和飛行控制系統(在通常情況下,這兩個方面本身也屬於“合理改進”的範圍,比如F-16/蘇-27在改型中將模擬式電傳操縱改成數字式,而米格-29則將機械操縱改成數字電傳等),發動機的推力增加也不明顯,因此對於綜合作戰效能提升作用並不大。至於殲八IIM的綜合作戰效能的具體評估,這裡有一個公開的研究數據可供參考:沒有超視距作戰能力的殲八與F-16A/B(MLU)的空戰損失交換比可能高達13:1,而殲八IIM則可以達到1.4:1的交換比,即殲八IIM的綜合空戰效能比殲八提高了8.3倍。

(圖)中國殲八IIM戰鬥機中國殲八IIM戰鬥機

因為與輕型的殲七系列戰鬥機不同,殲八IIM可以說是一種中型戰鬥機,這類飛機在一般的第三世界國家是空中力量的核心,在需要的時候,這些國家對這類戰鬥機的處理要么是在國際上尋求高效費比的改進方案對其進行升級、要么就是乾脆採購諸如F-16C/D、JAS-39之類成熟的第3代甚至3.5代戰鬥機來替換它們—如果要說殲八IIM綜合效能的確已經達到第3代戰鬥機的水平的話,那么也必須看到這已經是殲八II合理改進以後潛力發揮的極限,而現役許多三代機則還有很多的改進潛力—通常沒有誰會願意花費比改進費用多得多、而又比購買某些已經大批量生產的第3代戰鬥機少不了多少的錢來購買一種新型號的2.5代或者已經基本沒有潛力的3代戰鬥機作為空軍的核心力量,這就是殲八IIM戰鬥機面臨的現實市場狀況的關鍵不利因素所在(而沈飛本身顯然也不具備為國外其它型號的二代機提供綜合改進的能力)。

殲八IIM的意義主要還是在於中國國內市場—它為中國國內現役戰鬥機的改裝提供了一套現成的方案以及很有價值的思路,這有利於中國國內戰鬥機實施改裝、提高作戰能力,以滿足新一代戰鬥機形成有效威懾能力前空軍的現實需要,同時,這也有利於中國國內航空製造企業增長參與國際市場競爭的經驗和能力。
從有關報導來看,沈飛仍然在努力為殲八IIM尋找用戶並有實施進一步改進的計畫,在改進計畫中外電已經報導的有加裝電傳操縱系統、前緣襟翼等,其中包含直接升力控制功能的先進三軸四餘度電傳操縱系統已經在2000年珠海航展上公開的殲八II-ACT(ACT表示“主動控制技術”)上得到了充分驗證。如果這些改進能夠得以實施的話,無疑將大大改善殲八IIM的機動性—這樣的改進將最終使殲八IIM幾大性能都真正完全達到或者超過類似“幻影”-2000C的水平;同時,FG-8雷達實際上很容易完全升級到N-010的水平(直徑680毫米、具有15種工作方式、DBS比值達到110:1、兩種SAR解析度、對3平方米目標最大搜尋距離100千米、同時攻擊4個目標、50-70千米距離進入自動超視距飛彈攻擊準備、上/下視允許高度差+10千米/-6千米等等),它還可以方便的移植“甲蟲”系列其它型別的技術,如“甲蟲”-27、“甲蟲”-PH(無源相控陣,工作方式增加到17種)、“甲蟲”-MS等。

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