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預測有多准?殲-10戰鬥機未公開時外國專家對其性能的預測

  • 14 April 2021 Wed |
  •   军事 |
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前言:1

985年,中國在甘肅鼎新附近的巴丹吉林沙漠建立了一個占地極廣的國家級靶場,這個基地逐步擴建成類似美國空軍位於內華達州拉斯維加斯「紅旗戰術訓練中心」的三軍聯訓基地,以測試河北滄州所研發出的各種空對空、空對面戰術,1993年2月,美軍衛星在成功拍攝到一架新式的戰機,這架當時只知代號為8610的戰鬥機,其實就是正執行試飛的殲10戰鬥機。照片中的殲10戰鬥機,正在護航一枚型號不明的巡航導彈。美國隨即全力對這個基地展開大規模監控,才確定殲10這個代號,殲10戰鬥機直到2007年1月5日才首度公開亮相,備受國際媒體矚目,在殲10戰鬥機還沒公開之前,各國軍事專家紛紛對其展開猜測,看看有多少是準確的。

一:殲10戰鬥機的往事

預測有多准?殲-10戰鬥機未公開時外國專家對其性能的預測

殲10戰鬥機是中國60年來第一種完全擺脫蘇聯風格的戰機,其原始設計構想便是爭取戰役集團軍空優,是一架戰術性多於戰略性的武器系統。最早源自瀋陽飛機廠1969年提出殲9戰機,但瀋陽飛機廠專注於「殲8」,殲9戰機始終只停留在風洞測試的階段,最後則是因為缺乏關鍵性技術停止發展計劃,成都飛機廠的殲7已經沒有繼續發展的潛力了,成飛認為需要一架完全擺脫蘇系飛機的全新機型,1980年代初期,中國航空工業制定了用較先進的殲7戰鬥機、殲8戰鬥機替代部分老式戰機,研製殲7戰鬥機、殲8戰鬥機後繼改進型及以MiG-29戰鬥機、Su-27戰鬥機為主要作戰目標,預研能夠滿足2000年前後作戰需要的先進戰鬥機的發展方針。其中第三個目標最終即演化成為殲10戰鬥機。1988年,全新的「殲10」戰鬥機提案浮上檯面,

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這款預研一代的新式戰機計劃,由成都飛機公司負責執行,內部代號「十號工程」或「新殲」(XJ),研製費用達到100億人民幣,「10號機」計劃非常龐大,由WS10渦輪風扇發動機到機栽火控雷達一切都從零開始準備。後來隨着國際關係的變化和軍事科學技術的發展,軍方不斷對性能提出新的要求,飛機的名稱也從殲10戰鬥機變成了殲10A戰鬥機,殲10A戰鬥機裝備的是1473型國產化雷達,正當設計人員全力發展之際,高層的指示由原本的空優戰機改為多功能戰機,發展也因為許多的政治以及經濟因素而一延再延。中國航空工業基礎薄弱、底氣不足,是妨礙J10A戰鬥機發展的主要原因

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1996年7月,成都飛機公司通過了大規格鴨翼轉軸梁鍛件的裝機評審工作,並且完成了從自由鍛改為模鍛工藝的過渡,第一架殲10(01)驗證機在1998年2月安裝完畢,三月進行了首飛,前5架使用渦扇10發動機,進氣口為類似F-16戰鬥機的蠶豆形,2000年,殲10A戰鬥機取得了階段性進展,2001年6月,俄羅斯與中國簽署了提供300具AL31FN渦扇發動機系列合同,在引進俄造AL-31發動機後中後段機身結構必須大幅修改以符合殲10戰鬥機的機身尺寸外,進氣口修改為更大的進氣量梯形進氣口,俄羅斯對AL31FN進行了重大的技術改進,包括移動變速器位置,AL31F的變速器位置在發動機頂部,J10的AL31FN變速器移動到發動機下方,長度由AL31F的4.99米縮短到4.897米,最大外部直徑由AL31F的1.28米1.140米。重量由AL31F的1570公斤降低到1547公斤,

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殲10戰鬥機的原型機數量一開始為5架,後來增加了2架修改型,因性能無法滿足需要,增造的2架原型機改用AL-31F發動機,因AL-31F發動機直徑較小,所以其後段機身較瘦。另外製造了2架地面測試,之後則生產了7架預產型機。整個2002年,殲10A戰鬥機處於緊張的試飛。空中測試主要由06、03號機進行,空中測試主要是發動機測試、武器系統的使用。常常掛載PL8和PL12空對空導彈升空,06號機與03號機使用了不同的雷達告警天線,殲10雙座型戰鬥教練機也在2002年完成了設計,樣機的製造工作計劃在2003年完成。依然採用俄式AL31FN渦輪風扇發動機,殲10戰鬥機的量產計劃從2003年開始啟動,於2005年開始以每月10架的速度量產,直至2011年6月止,總產量已超過260架,隨後逐步增加到年產50架,預計殲10戰鬥機未來將生產1200架,成為中國的防空主力。

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殲10戰鬥機在使用初期量產型時發現在高攻角飛行時,只要達到一個臨界角度,發動機的進氣量及進氣氣流會導致失速現象,嚴重影響推力,測試飛行過程中,飛行員大G拉起殲10時,如果一開始就猛力地拉,飛機的反應雖然極為靈敏,但隨即而來的發動機渦輪葉片失速現象,卻一下子就讓殲10戰鬥機變成失去機動力的活靶。在2010年3月,初期量產型的殲10戰鬥機出現第一種改型,那就是將進氣道由原本的方形結構改為橢圓形,而下緣則向前延伸,主要就是要加強高攻角飛行狀態下的進氣量,並持續導入穩定的氣流,

並大量採用先進技術及工藝,對垂直尾翼也進行了重新設計,此外還對腹鰭也進行了重新設計,更加大型化,極大地增加了航向穩定性,安裝了有源相控陣雷達,這就是J-10B戰鬥機,配備2005年定型的第3代太行發動機,新一代的紅外激光吊艙、更大容量的火控計算機的就是J-10C戰鬥機了,加裝了矢量推進發動機也許命名為J10D戰鬥機,中國航空工業界的技術進步很快,這是殲10B戰鬥機產量不大的原因。

二:初期的殲10的外國軍事專家預測

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殲10戰鬥機的成功發展,讓中國人感到無比雀躍,並對其技術與戰力產生極大之憧憬,而殲10戰鬥機的實際戰力如何、是否產生威脅,外國人也很關心,1996年,成飛廠一張殲10戰鬥機照片,擁有類似幼獅戰鬥機的垂直尾翼,但是機身設計以及主機翼的設計都相當的不一樣。到了2000年曝光,又有另一個不同的殲10戰鬥機模型照片被香港媒體刊出,擁有一個與之前大不相同的垂直尾翼以及雙三角翼的設計,機翼後掠的角度也較小,

之後殲10戰機的眾多小道消息與照片開始網絡上流傳,但眾多疑似殲10照片不是以影像處理軟件加以偽造,就是模糊不清,外國專家根據公開的資料推斷,殲10戰鬥機的原型機並不只一種構型,不過由於資料有限,各方說法不一,不是過度誇張就是過度貶抑,部分外國軍事專家認為殲10戰鬥機至少可與F-16C/DBlock50/52型戰鬥機相媲美,最差也是約略等同於F-16A/BBlock20型戰鬥機,也有部分外國軍事專家認為認為殲10戰鬥機可以痛宰F-22戰鬥機。

預測有多准?殲-10戰鬥機未公開時外國專家對其性能的預測

真正的殲10戰鬥機首次曝光照在2002年1月出現,照片顯示殲10戰鬥機大小約與F-16戰鬥機相當,前翼相當類似以色列的幼獅戰鬥機,最雷同的地方就是在駕駛艙的後方安裝前翼以及在機身後段,發動機的下方安裝垂直安定翼面,再加上三角翼的設計,3具大型的多功能顯示器以及大型的抬頭顯示器如同幼獅戰機的駕駛艙配置,讓人不懷疑也難,軍事專家就外型的特徵認定殲10戰鬥機是以色列「幼獅」戰鬥機的放大版,機身尺寸要比幼獅戰鬥機大,

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同時在翼端也沒有武器掛點,垂直安定面也比較大,機身下方突出的發動機進氣口則是方形的結構,而不是如同幼獅戰鬥機以及F-16戰鬥機半圓形的設計,這是因為發動機進氣量的不同,以及武裝掛載的各項氣動影響,殲10戰鬥機的機首在設計上必須要縮短,後來西方報紙開始傳說,當年美國停止對以色列所發展的I幼獅戰鬥機提供經費,強迫以色列暫停其發展計劃。美國斷後動作讓以色列極度不悅,為了賺回發展投資,乾脆將幼獅全系統研究成果,以10億美元賣給了中國,殲10戰機部分的機身及機翼使用複合材料來,先進的飛行控制科技部分與F-16戰鬥機戰機屬相同系統,這些裝備以及技術均來自以色列。

三:外國軍事專家對殲10的性能預測

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殲10戰鬥機設計採用前翼加上融合之大三角主翼鴨式布局。殲10戰鬥機的前翼與三角主翼距離較近,屬近距耦合的鴨式布局,這種布局可以利用前冀產生強勁渦流,在高攻角飛行時延緩主翼上緣氣流剝離時機,產生渦流升力,從而提高飛行性能,同時殲10戰鬥機前翼及主翼前緣後掠角約45°,具備翼面負荷低、阻力小的特點,並使殲10在260km/h的低速下仍可穩定操作。因此推測其高空高速性能也有不錯的表現,強調需能兼顧高空高速與中低速機動纏鬥性能,一定程度上兼顧了機動性和超音速飛行性能,

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在前段機身部分,與F-16戰機的扁橢圓狀機首不同,殲10戰鬥機的前機身截面更趨近於圓形,機首直徑達710mm,可以容納尺寸較大的雷達天線,但在進行高攻角飛行動作時,其整流壓縮效率不如F-16扁橢圓截面前機身,所以殲10的進氣口上唇明顯向前延伸,形成一片面積較大的延伸板,其除可彌補圓形前機身整流壓縮效率不高的缺點外,也可有效隔離邊界層流。不過進氣口上唇過度向前延伸會引發震顫與強度不足,為補強結構加裝了6根肋條,

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殲10戰鬥機氣泡式座艙設計與F-16戰鬥機比較還是比較埋入機身內部,不像F-16戰鬥機飛行員整個肩部以上都露在機身之外,或許是可能會影響後段機身的氣動力特性,中後段機身為符合穿音速時的面積率呈現玻璃可樂瓶狀的凹陷。為了在進行高攻角飛行動作時仍有方向的控制力,以及超音速飛行時的航向穩定性安裝了一片又高又大的垂直尾翅,機身尾段下方還安裝了2片與F-16戰機類似的大面積腹鰭,機尾兩側上下方設置了4片減速板,顯示出設計者在維持殲10戰鬥機方向穩定性用心。

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殲10機體用了相當比例的複合材料構件及鈦合金.材料,AL-31FN發動機可讓殲10戰鬥機獲得約1.05~1.1的空戰推重比,搭配良好的氣動力設計,殲10戰鬥機可進行持續的7G迴轉動作,不過各方對殲10戰鬥機的飛行性能評價較高,認為僅推重比較低、低速性能與持續迥轉率略遜於Su-27戰鬥機,但其飛控質量及瞬間迥轉率則優於Su-27戰鬥機,中高空高速性能、相對較低的翼負荷、高機動飛行動作更優於F-16戰鬥機,面對F-16A/B戰鬥機時還擁有推重比優勢,但綜合AIFF先進敵我識別器、ALQ-184電戰子艙、ALE-50拖曳式誘餌,則殲10在面對F-16戰機時,並不見得能討到便宜。

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配備PL-12與PL-8導彈的殲10戰鬥機具備與西方第三代戰機同等的戰力,其100km雷達偵測距離比F-16A/BBlock20遠,而且高速性能甚佳,在雙方都配備主動中程導彈的狀況下,殲10戰鬥機將在視距外作戰小占優勢。在近戰部分,假設殲10A戰鬥機的正常起飛重量是10-11噸,那麼配備AL31FN發動機的J10A的推重比將會達到1.14,F16A/B戰鬥機在無外掛情況下的推重比可能只有1或者1.1,此外J10A戰鬥機採用比F16A/B更大面積的主翼和兩個全動式前翼,因此在作低空大迎角飛行時候可以獲得比F16A/B更大的異力係數,低速性能同樣較占優勢,在空戰中,殲10A戰鬥機與F16A/B戰鬥機在武器技術水平大致相當的情況下,機動性能的發揮將會起到決定性作用,

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雙三角翼可以改善超音速下所產生的誘導阻力,主翼外側有可動式前緣襟翼,機翼因而具有「可變曲度翼剖面的特性,理論上也提供了殲10戰鬥機在低速操控環境下有較好的操控性能,F-16戰鬥機將明顯不敵,在對地性能部分,殲10戰鬥機的初期表現遠不如美軍F-16戰機,光是美軍的全套遠近精準彈藥就使其望塵莫及,服役初期的殲10戰鬥機對地攻擊性能較弱,而優先強調空優性能的發揮,預期殲10戰鬥機的對地、對海.遠距精準攻擊戰力,會隨着服役時間的增長而逐步建立起來。

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殲10A戰鬥機的缺點是隱身能力有限,雙三角翼設計增加了雷達反射截面,現有殲10戰鬥機的外型就無法符合反射雷達波的條件,就正面十度圖錐量測,殲10戰鬥機的RCS與殲7戰鬥機戰機相當。但超過十度圓錐,RCS立即大幅增加,尾部十度圓錐量測的結果,殲10戰鬥機仍然大於殲7戰鬥機。而且,殲10因正面截面積大,氣導效應產生的熱能明顯大於殲7戰鬥機,對於熱追蹤導彈的反制有負面的影響,殲10戰機的接戰條件仍是相當有限,

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隱形化的J10A戰鬥機似乎進行過概念設計,主要在氣動外型上採用了前翼、三角翼機身融合技術。機頭設計參考了F22戰鬥機的經驗,放棄了傳統的流線型方式,改用扁平、多邊菱形設計方式,雙垂尾翼,外傾角度大致與美空軍F22戰鬥機相同。另一種輕型化隱形J10A戰鬥機,依然採用單發,雙垂直尾翼,類似F35戰鬥機。其他基本結構不做太大的調整。雙發隱形化J10A戰鬥機圖片顯示其設計概念依然採用了前翼、機腹進氣方式,但隱形化J10A戰鬥機並非強調完全隱形,如果硬要在隱身能力性能上做改進,那還不如重新設計一架新戰機較快,做大規模的修改來滿足隱身能力性能效果是有限的,J-10B戰鬥機進氣道設計,對雷達波而言可以達到一定程度的效果,但畢竟還是有限。

四:部署

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外國軍事專家對殲10A戰鬥機的定位在軍隊內部一直有所爭論,有人認為它主要是過渡機,不會過多裝備。中國空軍已經裝備了100架Su30系列多用途戰鬥機、138架Su27SK/UBK戰鬥機,第二階段還有可能生產一定數量的J11B戰鬥機改良型。蘇式飛機在中國空軍的定位當然是高級戰鬥機,接近300架的數量已經不是一個小數字,超過日本航空自衛隊所擁有的F15J戰鬥機的數量,J10A戰鬥機航程較短只能作為一線區域防空戰鬥機,定位應該屬於「中檔」戰鬥機,在分攤龐大研發經費後,造價將高出殲11戰機一截,整體性能表現卻反而不如殲11,殲10戰鬥機戰機部署後,外界一般認為其可與解放軍既有的Su-27戰鬥機、Su-30戰鬥機形成「高低配」;但由於殲10戰機的生產費用也不便宜,無法大量生產以替換現役殲7、殲8戰鬥機,

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殲10A戰鬥機作為中檔戰鬥機只是相對於蘇式飛機而言,其實造價依然偏貴,更大推力的AL31FN在價格上比早期型RD93渦輪風扇發動機更貴。機載設備也使用了國產的1473系列新型雷達,應該是國產雷達中最為昂貴的。對於中國這樣一支大空軍而言,過多的「中檔」戰鬥機的存在是高不成、低不就,反而更需要一批價格較低而性能能夠滿足國土防空要求的戰鬥機,造價較低的FC-1梟龍戰鬥機才是真正可能大量生產的低檔戰機。而另一方面,J10A戰鬥機畢竟是第三代戰鬥機,裝備之初就面臨即將改良的問題,而且美國即將開始裝備第四代的F22戰鬥機,F22戰鬥機都能夠至少擁有打擊中國空軍第4代戰鬥機的兩次機會,然後以接近M1.05馬赫超音速巡航的速度快速脫離戰場,在這種情況下大量以10A戰鬥機換裝中國空軍的做法是否明智?

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殲10A戰鬥機首先裝備河北赤峰的空1師第2團,海軍航空兵第4師12團,雲南陸良的空44師132團、浙江長興的空3師8團及廣西桂林的空2師5團,當時雲南戰略方向主要以殲6戰鬥機為主,直到2007年才全部退役,目前依然是J7的天下。殲10A戰鬥機的先期批量生產型率先裝備成都軍區,有利於快速地維修、測試、補給。其三、西南戰略方向依然防務負擔繁重,越南、印度依然是中國注意的對象。而雙方都十分了解Su27系列的性能,尤其是越南空軍本身是繼中國之外,第二大裝備Su27SK的外國。

因此,在成都部署J10A戰鬥機符合空軍作戰的基本規則,第一批殲10A戰鬥機集中部署在陸良還顯示注意印度空軍的發展擴充狀況。在西藏中國沒有部署的作戰飛機,雲南的空44師、重慶的空33師作為空中戰略威懾力量,在有事時候負責對印度戰略方向的空中防禦,不過針對印越的意義具備象徵性質,更為實質性的任務是作為戰略預備隊,以其1000公里的作戰半徑,作為二線部署的殲10A戰鬥機首要任務可能是防止對長江三角洲的空襲,同時戰時伺機適當前伸,與Su30MKK戰鬥機、Su27SK戰鬥機和殲11戰鬥機實施協同作戰。

五:結論

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無論外國軍事專家的預測是對是錯,殲10戰鬥機性能優異,能有效提高解放軍空軍之空中作戰能力,對加快中國軍隊武器裝備現代化建設及鞏固國防具有重大意義,殲10戰鬥機讓中國軍機從第2代跨越至第3代,太行發動機,讓中國軍用航空發動機從第2代跨越至第3代,PL-12主動中程空對空導彈彈讓中國空對空導彈技術從第3代跨越至第4代,使中國成為第4個能同時自主研發先進戰機、高推力發動機和導彈的國家,縮短了與西方國家的航空科技差距,為之後的20系列打下堅實的基礎。

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