殲八Ⅱ

殲八Ⅱ

殲八Ⅱ是目前中國主力戰鬥機,可超視距空戰,作為高檔機與低擋的殲七構成殲擊航空兵裝備體系。早期型航程達2200千米,由單脈衝雷達火控,一次攻擊1個目標,技術水平與蘇聯米格23、美國鬼怪差不多,除了空戰還有對地攻擊的任務,算多用途戰鬥機。近年來,火控系統升級,用脈衝都卜勒火控雷達,可超視距同時攻擊多個空中、地面、水面目標。

簡史

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20世紀60年代,適值美國、台灣國民黨以台灣、泰國等為前沿基地,使用U-2、火蜂等有人、無人駕駛高空偵察機對中國大陸頻頻進行偵察活動。中國空軍當時列裝的所有飛機在升限上均達不到高空接敵的需要,亟待發展一種高空高速截擊機,這就是殲八的由來。此時,中國在成功仿製米格-17米格-19後,將目光瞄準了先進的米格-21。由於中蘇關係破裂,有關部門得到的圖紙不甚完整,加之在工藝上使用了許多先進技術,造成仿製上的困難。為此,技術人員作出了艱苦努力,掌握了該機的設計、生產要領,為日後設計、生產殲八戰鬥機做了良好輔墊。
在殲八項目以前,軍隊與航空工業部門曾多次提出脫離實際的戰鬥機計畫,如東風107、東風113等。急躁冒進,造成不必要的損失。由於有失敗的教訓,在設計殲八時,謹小慎微,以致在氣動布局與外形上不敢突破米格模式。在經老一輩飛機設計師唐延傑黃志千等人的權衡下,沿用殲七即米格-21的氣動布局,借鑑米高揚設計局E-152的設計思想,採用現成技術,將殲八設計成殲七的雙發放大型,提高了升限和爬升率。沒有採用強五的跳躍式前進法而是採取了步行法。雖然這種做法對當時快速、穩健地研製出殲八有莫大的好處,卻注定了其未來命運,導致了它不是一個好的飛行平台,對以後的改型有許多不利影響。70年代末,面對蘇聯越南廣為布置的米格-23,以及始終籠罩在國土上的逆火轟炸機的陰影,老舊的殲六殲七已無力勝任未來空戰的新使命。1980年國家決定在殲八Ⅰ基礎上,研製性能先進的殲八Ⅱ,設計者們採用了蘇聯蘇-9/11至蘇-15的發展模式,改用兩側進氣,加長了機身比度。仍未擺脫米格機的窠臼,在其身上可以看到米格飛機的身影。機頭雷達罩、發動機進氣口、可摺疊腹鰭、機腹雙管23毫米炮等沿用了米格-23的設計,發動機尾噴管整統罩形式頗受米格-19的影響,主翼形狀、起落架形狀與收放方式與米格-21相同,而部分小的艙門還能見到美制F-86的設計!
失之交臂的輝煌
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實際上,若以奪取空中優勢為己任,殲八Ⅱ的設計過於牽強,不如採用殲九、殲十三、強六改、殲轟七改方案。殲九是幾乎與殲八同時發展的戰鬥機。由於當時要求性能高,方案幾經變更,始終未造出一架原型機,被迫於1980年下馬。強六是70年代後期在米格-23基礎上發展的變後掠翼攻擊機,與殲九一樣擬採用一台相當於美制F100、F110與俄制AL-31的122千牛大推力的WS-6渦扇發動機,具有改進成制空戰鬥機或多用途戰鬥機的潛力。殲十三是70年代發展的擬取代殲六的空中優勢戰鬥機,原先擬採用WS-6,後來改用在米格-23所採用P29-300發動機基礎上設計的WP-15發動機,其命運同樣是胎死腹中。殲轟七是西安飛機設計所、西安飛機製造公司設計、生產的雙發重型戰鬥轟炸機,立項於70年代,採用兩台斯貝MK202(國產型稱為WS-9)渦扇發動機,具有良好的氣動布局,大的航程與載彈量,是一種很好的飛行平台,擁有相當大的改進潛力。如果改進火控系統,換裝WS-6或俄羅斯AL-31,採用電傳操縱等設計,完全可以改進成具有強大的對空、對地(海)攻擊能力的類似F-15E或蘇-30MKK的多用途戰鬥機,其改裝前景與意義超過比其稍後研製但先服役的殲八Ⅱ。70年代是中國航空史上百花齊放時期,其間先後湧現了運十、殲十二、直六等項目,後期達到了中國作戰飛機研製的高潮。令人遺憾的是,多數項目或因航空工業部門,或因使用單位最終下馬,所幸殲轟七因設計、生產單位的堅持得以僥倖生存下來。縱現歷史,使用單位在裝備什麼樣的作戰飛機上多次徘徊、猶豫不決,導致先進的、具有良好改進前景的諸多作戰飛機下馬,與其配套的先進發動機無一保留,使設計隊伍斷層、人才流失。由於使用部門的作戰思想停留於短距離,在地面引導下快速、分散地截擊入侵之敵,使他們熱衷於戰術的所謂連續性、繼承性,熱衰於對相對落後的殲八的改進,從而不得不選擇了殲八Ⅱ。在當時,殲八Ⅱ就不是唯一選擇,也不是最佳選擇。然而,現實畢竟是現實,對中國先進戰機的美好願望只能停留在對那段輝煌歷史的回憶之中了
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殲八Ⅱ源於殲八和殲八I,是中國在戰鬥機領域秉承蘇聯米格飛機傳統的基礎上,儘可能地利用成熟技術取得的一項重大成就。儘管作為戰鬥機先天不足,但仍具有承前啟後的作用,奠定了戰鬥機採用非機頭進氣的基本格局,對日後中國戰鬥機的設計、使用產生了深遠影響。中國空軍曾有研製殲十二的失敗教訓。該機是在60年代發展的一種單發輕型超音速戰鬥機。由於航程太短,缺乏全天候作戰能力於70年代末期下馬。在整個六、七十年代,中國已試飛的所有飛機中,最具創新精神的莫過於殲十二了。可悲的是自設計時,就是個落後機種。不過有幾項成就值得大書特書,如:擺脫了蘇聯戰鬥機的束縛,採用下單翼、前緣襟翼、整體風檔等,還有洗鍊的突出的機尾造形等。這些早在六、七十年代就已有的設計理念與技術未被套用於日後的殲八Ⅱ的發展與改良中,相形之下,殲八Ⅱ的設計風格卻遠遠不及殲十二。回溯殲八Ⅱ的設計方針,當是具有全天候作戰能力的,可執行超視距空戰的、能全面對抗米格-23的戰鬥機。而事實是,由於所採用的氣動布局,尤其是三角形機翼,限制了殲八的進一步發展。歷史上,美、歐、蘇等國裝備了許多三角翼飛機。美制F-102、F-106,法制幻影Ⅲ等是無尾三角翼戰鬥機。其優點是跨音速阻力小,利於超音速飛行,而缺點也不少,前兩者是截擊機,在本土使用還說得過去,幻影Ⅲ急急被幻影F1取代,儘管較前者好不了哪去,只是採用後掠翼改善了起飛性能等。後來的幻影2000因採用了電傳操作、放寬靜穩定度等技術,使無尾三角翼機獲得新生。以色列在幻影5基礎上研製的幻獅加裝了鴨翼,使飛行性能得以改善。90年代以來,歐洲研製的新戰鬥機無一不採用鴨翼加三角翼布局。中國新近研製的殲十亦採用此種布局。當時唯一使常規三角翼飛機發揚光大的只有蘇聯,他們發展了米格-21、蘇-9、蘇-11、蘇-15等一系列三角翼戰鬥機。其中蘇霍伊設計的是截擊機,只有米格-21為前線戰鬥機。作為一種簡單、高效、低成本的白天型戰鬥機,大量裝備部隊並向外出口有其得天獨厚的政治、經濟等原因,是蘇聯向2倍音速戰機發展的重要機型。儘管存在諸多不如人意的地方,但畢竟是東方陣營少有的一種2倍音速戰鬥機而得以向全球漫延。從技術與使用角度講,三角翼戰鬥機有著無可替代的優點,並且是戰鬥機翼型的主流。但是純三角翼,即既無修形又無其他措施的常規三角翼飛機早已不再是發展方向。純三角翼適於高空、高速飛行的截擊機而非多用途戰鬥機和空中優勢戰鬥機。三角形機翼必須得到修型才能成為優秀戰鬥機。為彌補不足,蘇霍伊設計局將蘇-15改進成雙三角翼飛機,成飛公司將殲七改進為雙三角翼帶有前緣襟翼的殲七MG或殲七E。改進後的殲七是格鬥能力最強的國產格鬥機。殲八Ⅱ的飛行性能要遜色得多,較之唯一優勢就是航程遠。這一點可能是被海軍看中的唯一優點。放眼世界,無論是軍用還是民用飛機,70年代以後,再無純三角翼可言(例如F-15採用扭轉的切角三角翼,F-16採用電傳操縱的切角三角翼)。原因就是純三角翼僅利於高速性能的發揮、不利於低速性能的發揮,機動性與使用經濟性較差。作為中國九十年代的主力戰鬥機,殲八Ⅱ卻令人費解的沿用純三角翼不變。雖然利於高空高速飛行,但由此造成的飛行性能差,對縮短機身長度不利,其惡果是無法估量的。不僅影響飛行,而且直接導致機身細長。採用純正三角翼布局是殲八Ⅱ的第一個先天不足。
大量使用新材料,工藝水平有所提高
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早在仿製米格-21時,中國就已經掌握了諸如化學銑切、整體壁板加工等新技術,並開始嘗試新材料的套用。以後,經過若干年的努力,在研製殲八時,已開始使用複合材料。主要套用在水平尾翼與重直尾翼上,在為其配套的WP-7發動機上,已經採用空心渦輪葉片。隨後,中國曾在強五飛機上試飛全複合材料垂直尾翼。仿製複合材料套用較多的海豚直升機,對國產飛行器大規模套用複合材料是個良好的促進,因而在殲八Ⅱ上,新技術、新材料的套用水平也到了前所未有的水平。

除殲轟七外,殲八Ⅱ的技術水平是所有國產作戰飛機中最好的。比如,殲八Ⅱ所使用的WP-13發動機大量使用了鈦合金及其加工技術,使經濟性與壽命均有很大改善。全膠接垂尾壁板和勞倫紙蜂窩結構使飛機重量進一步減輕。
成為中國的主力戰鬥機

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殲八Ⅱ自投產以來,已經大量在海、空軍中服役,是繼殲五、殲六、殲七以後的中國第四種主力戰鬥機,也是中國第二代戰鬥機中的最後一個機型。產量大大超出殲八及殲八I,目前的裝備數量僅次於殲七。在遠程、全天侯作戰方面,非前三種戰鬥機所及,只有引進的第-27或殲十一能在性能上超越殲八Ⅱ,而後者在數量與戰術套用上又有獨到的優勢。

在建國50周年的閱兵式上,總共有28架殲八Ⅱ飛越了天安門廣場。其中24架單獨編列,從而成為中國軍隊歷史上最大的機群編隊合成,另外4架殲八Ⅱ受油機與兩架轟六加油機編隊。雖然殲七也有28架,但共有20架單獨編隊,其餘8架是八一飛行表演隊的殲七EB,與長機轟六共同組成第一梯隊。以上事實足以說明,殲八Ⅱ在中國航空兵中的重要地位。
翼型選擇不當,造成終身遺憾
缺乏最佳化設計,造成機身頎長無比

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殲八Ⅱ是中國第二種投入使用的兩側進氣的戰術飛機,是第一種兩側進氣的戰鬥機,從此中國戰鬥機擯棄機頭進氣的簡單形式,開始具有現代的外形特徵。不過,作為中國軍隊跨世紀戰鬥機,由於最佳化設計不足,致使機身頎長。主要原因是與該機採用純三角翼常規布局有關。

作為殲八Ⅱ的第二個先天不足,細長的機身本不是不能縮短的。以其身長來衡量,空重僅有9820公斤,最大起飛重量只有17.8噸,與機身長度較短的單發米格-23相仿,低於米格-27的20.6噸。幼獅戰鬥機空重為7285公斤,最大起飛重量為16.5噸;幻影2000空重為7500公斤,最大起飛重量為17噸。兩項數值均低於該機,但它們的幾何尺寸要小得多。F-16的空重與最大起飛重量因生產批次的不同而不同。空重大致從7.0-9.3噸,最大起飛重量 -23.1噸,已由輕型戰鬥機接近重型戰鬥機水平,尺寸小而重量大。90年代出現的歐洲陣風與颱風戰鬥機亦存在類似F-16的情況。通過對比,可以發現殲八Ⅱ的空重和最大起飛重量與其身長不相稱,好似一名瘦高個拳擊手,力量顯得異常單薄。國外與殲八Ⅱ相同或相近尺寸的戰鬥機最大起飛重量大致在25-35噸,滿足此項數值的國產戰機只有殲轟七。形成這種狀況的原因:一是發動機推力小;二是機翼形狀及增升設計不合理,起落架強度不夠;三是西方飛機盡其可能地使用複合材料、並配以廣泛使用鈦合金用來減輕重量,由於裝備比較完善的電子設備、還有大容量機內油箱,起飛重量往往比較大,而殲八Ⅱ的小起飛重量只能說明有效空間少。可以作一大膽推測,如果當初用WS-6改裝殲八Ⅱ,那么該機勢必要加大起飛重量,同時改善火控雷達,翼型、氣動布局等均要發生深刻變化。然而這對使用單位的習慣不相符,他們習慣於使用輕型的、維修簡單的飛機,而不願使用精密、複雜的作戰系統。在使用現有WP-7或WP-13發動機,該機不是沒有縮短機身的可能。舉例說明:

1、米格-23、米格-31的進氣口就在座艙兩側或靠後位置,F-4、F-5、F-15、F-22、雅克-38、超軍旗、鷂、強五等正常布局的戰鬥機,其進氣口設計莫不如此;幻影2000等無尾三角翼飛機的進氣口位置也較靠前、機翼進一步向前安置,沒有平尾,進一步縮短了機身。

2、Saab-37、JAS-39等近距耦合鴨式布局的戰鬥機,不僅進氣口在座艙兩側,前置鴨翼緊靠進氣口安置,較常規布局縮短了機身;米格-19、米格-21等機翼位置非常靠前,亦可起到縮短機身的作用。

3、F-15、F-22,閃電等戰鬥機為了縮短後機身,刻意對機翼後緣進行了修形,使後緣翼根前移,便於向前安置水平尾翼。蘇-27,米格-31等飛機如果採用三角翼,勢必延長後機身。

4、為了縮短機身長度,許多設計師選擇發動機尾噴管外露的方法,配以將垂直尾翼前移等手段,縮短飛機總長度。有些飛機,如颱風、陣風的雷達罩就在座艙前;有些飛機如F-15、F-22、F-35等將機體大大縮短,而平尾則比較靠後。F-22還將YF-22的形如主翼的水平尾翼進行修形,不僅更利於隱形,縮短總長度,而且可以避免維修時人機碰撞。

特點

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截止2006年底,成都飛機公司已全面停止殲-7系列各型飛機的生產;而與此同時,沈飛的殲-8II系列各型飛機還在熱火朝天地生產。為何停止了機動性能更好的殲-7E、G系列的生產,卻依然保持殲-8II系列各型飛機的生產?
海灣戰爭波赫戰爭以來,空中戰爭的形式已發生了根本性的變化:機動性能世界第一的米格-29戰機,常常在尚未見到敵機就中了中距飛彈而拆戟沉沙!現代技術的發展使傳統空戰中占主導地位的空中格鬥空戰退居次要地位,傳統空戰中不太重要的超視距空戰,卻上升至占空戰主導和支配的地位。

作戰形勢的最新發展和變化,迫使中國空軍開始檢討其奉行了近五十年的重格鬥空戰、輕超視距空戰的作戰、訓練指導思想。並開始按新時期空戰形式的最新發展,配置自己的武器庫。

90年代,中國空軍開始引進蘇-27蘇-30戰鬥機,但令人吃驚的是,中國空軍在引進昂貴的蘇式飛機時,竟然未給其配置發射後不管的超視距飛彈。據空軍試飛團前副團長、殲-10首席試飛員之一的李存寶大校說:“蘇-27沒有主動雷達制導的飛彈,半主動的R-27很難使用”。由於此差距,“在內部的對抗演習中,殲-10曾取得對蘇-27的絕對優勢”(見兵工科技2007年增刊第56P)

當中國空軍從海灣戰爭、波赫戰爭認識到這一重大失誤時,為時已晚,數十億美元引進的傳統空戰模式飛機,要改裝成現代空戰模式飛機,其代價自然不菲。於是,空軍只好先在國產廉價飛機尋找改裝對象——其目光自然投向了具體超視距作戰潛力的殲-8II系列作戰飛機。

殲八II試飛

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一是殲-8II有碩大的機頭,可以安裝大直徑天線的雷達,據兵工科技2007年增刊介紹,殲-10的前機頭直徑達到710毫米,與美國F-15這樣的重型戰鬥機的730毫米直徑的機頭相差不遠,這樣的設計為殲-10提供了一個非常有利的條件,即在重量和F-16差不多的情況下,可以安裝一台像F/A-18那樣強大的雷達。高性能的雷達讓殲-10獲得非常好的空中探測能力、上視和下視能力,其性能與F-16後期型號相媲美;憑藉這種雷達,殲-10可以與任何重型戰鬥機進行超視距空戰。而殲-8II的機頭直徑更是高達800毫米,完全可以安裝比殲-10更為強大的雷達(據說殲-10與殲-8新型安裝的是同一型號的雷達)。

二是殲-8II飛機是三角形機翼,具有超音速、超視距作戰的基本條件。兵工科技2007年增刊介紹,殲-10選用的機翼為小展弦比,大面積三角翼(與殲-7、殲-8的機翼類似)。三角翼的優勢很突出,而小展弦比三角翼則更有優點:由於小展弦比的三角翼的翼根弦長很大,在機翼絕對厚度較大時卻可以保持較小的相對厚度,對於減小超音速時的阻力非常有利(但小展弦比機翼也有其缺點,誘導阻力大、特別在亞音速區更明顯,不利於巡航、大迎角持續機動和起降,殲-10採用鴨式布局加以改善)殲-8II的氣動布局非常適合現代超視距作戰。

三是殲-8II飛機這是一款成熟、廉價的作戰平台。殲-8II是中國自行研製的作戰平台,其價格不過數千萬元人民幣,遠遠低於蘇-27、蘇-30和殲-10的數千萬美元。

由於上述原因,中國空軍在90年代中後期開始對殲-8II系列飛機的重大改進,突出其超視距作戰為主的能力,裝備了與殲-10相同的機載雷達、配備了中國自主研製的中距攔射空對空飛彈。而此彈還裝備了其後生產的殲-10戰機。據航空知識2007年第2期34P《殲-10試飛大暴光》透露:“2003年9月,殲-10飛機最後一個重大項目的試行——空中飛彈靶機試飛開始。試飛行員徐勇凌將進行殲-10飛機的首次空空飛彈實彈發射試驗。該飛彈曾廣泛套用在國產殲-8等系列戰機上,是中國自行研製的一種性能優良的中距攔射空對空飛彈”。

由此可知,在殲-10列裝前,中國空軍唯一具有超視距發射不管能力的作戰飛機,竟然只有殲-8II系列。中國空軍先前對超視距空戰的忽視,與後來對超視距空戰的渴求,從殲-8II系列飛機的不斷改進、裝備可見一斑。

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