歼轰-7“飞豹”,对外名称FBC-1,是由我国于80年代开始自行设计研制的中型战斗轰炸机。该机主要装备海军航空兵,2000年后其改进型开始装备我空军,是解放军作战飞机中耀眼的新星。该机由中国西安飞机工业公司负责研制。目前该机的改型歼轰-7A具备了全天候、复杂气象下的精确对地攻击能力,正在批量装备部队。
研制背景
来谈谈歼轰-7研制的背景。1974年初,中国海军在西沙对越自卫反击战中取得了击沉击伤敌四艘巡逻艇的战绩,但也暴露出缺乏海军航空兵空中支援的问题。这主要是因为当时海航装备的歼击机基本没有对海攻击能力,轰-5航程较远,又过于老旧不堪重任。因此适合海航使用的新型攻击机成为迫切急需的机型。在1975年的军备发展会议上,军方强烈要求三机部,现航空工业总公司,研制一种中程轰炸机以满足未来的作战需求。同时空军的轰-5、轰-6速度太慢,无法适应现代高强度作战的要求,而超音速的强-5航程又太短(1500千米),且载弹量仅有2000千克。因此空军也迫切希望拥有兼有战斗机和轰炸机性能的新型飞机。国防科工委根据海空军的要求,确定关于新歼击轰炸机的战术技术要求,随即据此要求三机部用一个机型,装备同种类武器和机载设备,分别满足海空军的需求。在计划中,海空军的新歼轰除了作战使用的武器和配备不同外,技术性能基本一致。
1976年6月,三机部下属各单位的设计精英云集北京,被要求在最短的时间内提出各自设计方案。沈阳飞机制造厂和南昌飞机制造厂率先提出了自己的方案。起先三机部倾向沈阳歼轰-8方案,该方案计划在歼-8的基础上发展一种强调对地攻击能力的轻型歼击轰炸机。沈飞以米格-23MC为基础,改歼-8机头进气为两侧进气配置,采用新型大推力发动机,在牺牲升限和速度的前提下(由20000米、M2.0下降到15000米和M1.75),增大载弹量(由2200千克到4500千克)。同时飞机的航程也提升至3000千米以上。
南昌厂的强-6型强击机的设计思想则更加超前。从60年代到70年代这段时间,世界航空界非常流行可变翼技术的应用开发,这股潮流对中国航空业也产生了相当程度的影响。在强-6的研发初期,部份科研人员建议在吸取米格-27,以及从越南战争获得的F-111的精华,发展我国的下一代歼轰机。其实从60年代末开始,中国唯一具有攻击机制造经验的南昌飞机制造厂,在总设计师陆孝彭坚持下,吸收部份米格-23的设计经验,已经开始设计单发双座超音速强击机,作为强-5和歼-6的共同后续机。南昌厂确定的强-6方案,采用悬臂式变后掠翼设计,机腹进气,装一具最大后推力为12200千克的涡扇-6涡扇发动机。从外形来看,强-6就像是F-16和米格-23的混合体。但计划采用的涡扇-6发动机出现了严重的技术瓶颈,同时更为重要的是,由于底子薄弱、技术力量不足,变后掠翼设计所带来的焦点移动与飞机控制矛盾等各种问题无法解决。最终强-6项目中途夭折。
这时,苏联已在我边境附近部署了重兵,高密度大纵深的防空火力网已经建成,进攻威胁咄咄逼人。在这一严峻形势下,终于在1977年11月,西安603所在统一内部争议后,发表了第三个方案的初步设计:一种具有前线超音速低空突防能力的歼击轰炸机。603所确定了传统设计和线传飞行控制技术相结合的路子,力图使该设计达到更先进的水平。新歼轰的竞争进入了三足鼎立的局面,之后歼轰-7最终确认由西安的603所负责研制。据称当时赋予该项目“70工程”代号。
之后,海空军因为各自作战对象不同及使用兵器不同,而对飞机座舱布局产生了争论。海军作战目标为各种水面舰艇,飞行员根据机载电子设备操纵空舰导弹进行攻击,希望采用类似美国刚服役不久的F-14的纵列双座。而空军因其主要面对是苏联地面部队,希望搞便于两名飞行员协同的并列双座布局。而当时的航空工业不足以搞两种座舱布局,双方进行了旷日持久的争论。这一争论一下子占用了三年的宝贵时间。
进入80年代中国改革开放,百业待兴。军队建设也不得不为经济建设让路。多项新装备研发计划被迫终止,包括歼-13,强-6等最重要的装备发展项目下马。同期的歼轰-7也落得个经费削减,进度放缓的地步。1982年英阿马岛一战,阿根廷超军旗攻击机发射AM39“飞鱼”导弹击毁英国皇家海军“谢菲尔德”号驱逐舰,这给中国军方留下了深刻的印象。马岛战争后,中国海军开始探讨轰炸机、水面舰只、潜艇三位一体的联合作战模式。于是到了1982年11月,歼轰-7、歼-8全天候型计划再次全面启动。到1983年初,603所先后完成了歼轰-7结构,强度和系统原理性实验,同时转入全面详细设计阶段。同时与歼轰-7相配套的新一代“鹰击-8”(YJ8)空舰导弹的预研工作也正式开始。同年5月,国家拨专款更新603所的生产制造设备,以确保飞机的正常生产研制进度。603所在没有原准机可供参照的情况下,提出了标准设计“20年不落后”的口号,主要负责人为陈一坚。在此后10年“飞豹”的研制过程中,仍经受了“三起三落”的严峻考验。
当时,“飞豹”的研制经费只有一亿美元,远低于其他国家同等水平。最初限于条件,许多试验都是在露天完成,使用手摇计算机和计算尺处理大量数据,绘图过程完全依赖手工。最终确定的“飞豹”气动外形如下:正常式串列双座布局,常规半硬壳式蜂腰形机身,带腹鳍。中等展弦比后掠式上单翼有前缘锯齿,带下反角,气动扭转外翼,翼根有填角。斜定轴全动式中下平尾,大后掠单垂尾。两台涡轮风扇发动机并列装在后机身内,进气道位于机身两侧翼根处。
在英国斯贝发动机发展而来的涡扇9发动机为国产发动机的自主研发提供了一定技术基础。
动力瓶颈
综上所述,“飞豹”的机体、气动、火控系统均为我国自行研制。但其发动机涡扇-9则是进口货,十几年过去了,直到最近仍未能彻底实现国产化,成为了歼轰-7的一大瓶颈。
在研制过程中,发动机一直是困扰整个进程的一个瓶颈。因为各种原因,斯贝发动机在“飞豹”研制之初极可能阻碍飞机批生产,影响部队装备。我方人员在1991年5月去英国罗罗公司探讨超-7飞机动力选项之一RB-199发动机时,有关人员介绍了英国空军退役的F- 4H飞机装的斯贝发动机的有关事宜,表示通过检修分别给出300、500、700d'时剩余寿命,我方认为可以考虑引进这些发动机。后这一计划被搁置,一度出现原已进口的斯贝发动机全部用尽,新生产的“飞豹”已无发动机可用的局面。1994年初空军副司令员林虎建议:先装前苏联米格-29飞机的RD-33发动机,以后再换装由624所研制的中等推力涡扇发动机。该建议得到中央军委副主席刘华清的同意,后来因海军和工业部门都认为行不通,由总参装备部于1994年7月25日_27日在南苑空军后勤部招待所开专家会讨论“飞豹”飞机改装中推发动机问题。会上海军、军科院、国防大学的教授专家们都一至认为:“飞豹”飞机总重量吨位适当,双人、双发、中等展弦比、中等后掠角布局很好,作为能对地、对海、对空作战,载弹量大,功能多的超音速歼击轰炸机很适合未来实战要求;要求尽快、尽早、尽量多生产这种装备可靠性高、低空胜能好的斯贝发动机的飞机。重新研制的中推周期可能要很长,所以实在行不通,此事也就作罢。关于过渡用前苏联米格-29的RD-33发动机问题,会上也说一下,主要是推力小不能保证飞机的性能,且改起来也不是那么容易,改后的试验工作也很多,需要重新进行定型试飞,仅此也就无法再多论证了。为了扭转这种混乱局面,海军和工业部门主管人员做了大量工作,最终领导上同意采购上述尚有剩余寿命的斯贝发动机,飞豹“换发”的风波就算平息了。
“飞豹”装稳定、可靠性好的斯贝发动机,保证了9年1600架次定型试飞,以及后来到部队试用并承担“9910”任务都证明是成功的;坚持不换发的大方向已经并且将继续证明是对的。总之,没有成熟的发动机是不能换的。由于大方向定了,在飞机研制、生产不断发展,急需更多发动机的时候,还是下决心购买了英国退役的“堪用”、“堪修”的斯贝发动机近80台,实际能使用的发动机55台,以应国产涡扇-9没出来前的急需。 国产涡扇-9是英国斯贝(SPEY)MK202发动机的国产衍生型,后者是英国皇家空军F-4“鬼怪”式战斗机的标准发动机。
MK202最大推力9,305公斤,推重比在6.5左右。当时中国希望将MK202作为标准发动机装备,出资5亿英镑,于1975年12月13日与罗尔斯·罗伊斯公司签约引进了该发动机生产专利。1976年3月,603所的中国红旗机械厂负责开始试制该发动机。1979年7月25日第一台使用英国毛料制造的零组件、罗尔斯·罗伊斯外购件和附件的涡扇-9完成装配。同年11月13日完成150小时持久试车,首批共制造4台。1980年初,中国制造的两台涡扇-9发动机和两套部件,在英国高空台上作了高空性能、功能、再点火试验和-40℃冷起动试验,并对其5种零部件作了强度试验考核。同年5月30日,中英双方在考核试验通过报告上签字。至此红旗厂成功的实现了第一步,用英国毛料成功试制出涡扇-9发动机。按计划,当时应该接着进行国产毛料试制,但由于当时国民经济调整,使涡扇-9国产化进度拖后,1983年才取得初步进展。压缩机叶片的铸造技术到88年才得以突破。
国产涡扇-9最大加力推力9305千克,最大军用推力5557千克,中间状态推力4692千克,最大连续推力4692千克,最大军用耗油率0.684千克/千克/小时,最大加力耗油率2.0千克/千克/小时,推重比5.05,空气流量92.5千克/秒,涵道比0.62,总增压比20,涡轮前温度1167摄氏度,直径1093.32毫米,最大长度5205毫米(喷口全张开)。从数据来看,涡扇-9的推力固然无法与AL-31等先进发动机相比,但以当时的技术水平已经相当不错了。尤其耗油率则远远优于当时国内的涡喷发动机,使得歼轰-7的航程得到了保证。从弹程指数(载弹量与作战半径乘积),“飞豹”的弹程指数为3150t·km,”狂风“为3120t·km ,F/A-18为2960t·km。 但真正实现全面的国产化还未能实现,外电报道为此解放军被迫从英国引进了一批早已封存多年的“斯贝”涡扇发动机。在2003年7月17日,国产化涡扇-9通过国产化工程技术鉴定,获准投入批量生产。实现全国产的涡扇-9被命名为“秦岭”。于是乎,涡扇-9发动机经过近30年奋斗,终于实现了完全国产化。
在其他方面,歼轰-7也遇到不少难题,但在有关部门的协调下后逐一获得解决。例如试飞中原型机整个方向舵飞掉了,试飞员竟然将方向控制能力接近零的飞机飞了回来。为此修改了垂尾设计,又用回了米格机的垂尾尖顶设计。由于垂尾改变,一些天线也要重新布置。
结构特点
歼轰-7飞机采用常规布局。采用中等展弦比后掠式上单翼,外翼带气动扭转,翼根带填角。斜定轴全动中下平尾,大后掠单垂尾,单腹鳍。两侧进气,蜂腰形机身,两台MK202涡轮风扇发动机并排于后机身内,可提供1万公斤的推力,三点式机身起落架,前起落架为后撑杆形式,主起落架为小轮距“外八字”摇臂式。
歼轰-7飞机长22.325米,翼展12.705米,停机高度6.575米,飞机最大起飞重量28 475千克,最大外挂重量6500千克,最大M数1.70,最大使用表速1210千米/小时,转场航程3650~4000千米。歼轰-7的作战半径1650千米,是中国现役轰-5型飞机的两倍。
在飞行控制、火控和武器系统方面,603所正确处理了对空攻击、自卫与对地、海攻击的关系,以对地、海攻击为主;高空特性与低空特性的关系,以低空突防为主。并解决了一系列的重大技术关键,使歼轰-7飞机的综合作战能力大大提高。最终定型的歼轰-7,对比以往的空军作战飞机,具有很多优点。
作战半径大。作战半径可达1650千米。
攻击威力强。 前机身右下侧处装有一门23-3型23mm双管炮,备弹200发。全机载弹量5000千克,具有装备大重量、大口径武器的能力。可挂能以多种姿态发射的空空导弹。
歼轰-7主要作战使命是执行对地、海攻击任务,具有一定的歼击护航能力。该机可用于攻击敌战役纵深目标;攻击交通枢纽、前沿重要海、空军基地、滩头阵地、兵力集结点等战场目标;孤立战场、支持、支援地面和海上作战,以及执行远程截击对敌大中型水面舰艇等攻击任务。
歼轰-7最重要的武器是C-801K/803反舰导弹,最多可带4枚。右图为两枚C-801导弹,颜色不同可能代表其型号不同。两个翼尖挂架可挂霹雳-5近距空空导弹。歼轰-7也是解放军中少有的带有翼尖挂架的飞机。图为齐射霹雳-5导弹。
中低空飞行特性好。603所在国内首创性的采用了线传飞行控制系统,尽管是模拟式线传,但仍具重大意义。歼轰-7设计中,还针对中低空飞行的结构抗疲劳设计和乘员乘座品质进行了专门设计,使飞机具有良好的中低空飞行安全性。
火控武器
具有较先进的武器火控系统,首次在国产作战飞机上采用数据总线为核心的作战系统。主要由多功能雷达、空舰导弹火控、平显、大气数据系统、机载计算机系统总线、惯性/GPS导航系统和控制增稳飞控系统组成。可以多种攻击方式对地、海攻击。据悉,“飞豹”雷达搜索范围为150千米,射控雷达范围为100千米。该机采用了先进的机载设备和成品,采用最新的设计规范,在国内最早使用了数据总线与数字技术进行各系统的综合。计算机系统包括六台数字计算机,以HB6096(ARINC429)规范串行数据传输。总线采用广播通信方式,4个发送器,每个配置一条总线。4个发送器分别为大气数据计算机、惯导/GPS组合计算机、导弹火控系统、平显火控系统计算机服务。
歼轰-7采用惯性和全球定位组合导航系统,导航定位精度高,利于飞机在海上和陆上作战。飞机配备了短波电台和起短波电台,保证了各种条件下通讯的需要。由全向告警装置和有无源干扰装置构成的电子对抗系统、使飞机的自卫能力和生存能力大大增强。自动飞行控制系统和火控系统交联,提高了飞机的攻击精度,多功能的雷达和平显的使用,为飞行员提供了良好的作战手段。宽敞、明亮、舒适的座舱有利于作战效能的发挥。可靠性增长和多次维修性的改进,使飞机具有良好的固有可靠性、维修性。完整、高效的综合保障系统、能有效地保证飞机完成作战和训练任务。
2004年初,海空军在西安进行了两架歼轰-7新改型接收仪式。图中可见歼轰-7A若干外观特点,整体风挡,无翼刀等等。挂载四枚使用涡喷发动机的YJ-83导弹。但涂装应当不是标准涂装。应该指出的是,这一时刻的“飞豹”A绝对不止两架,但总数量却受制于涡扇-9的数量。
歼轰-7A
A型主要作战目的集中为精确对地打击能力和打击大型舰艇的能力。A型的重点是自主研制“综合航电火控系统”,将飞行控制系统和火控系统互联综合,这在国内是首创,空军对此也深感兴趣。A型改进的航电火控系统,尤其是前后舱的综合显控技术是国内最复杂、技术难度最大的系统,大量采用有源液晶显示器,具备了“玻璃化座舱”的特点。这也是我国第一个采用商用显控系统的军用作战飞机型号。
在发动机方面,涡扇-9的全面国产化将继续推进,2001年前后该项工作获得重大突破。但至2004年上半年,国产化工作仍存在各种各样的问题,尚无法全面铺开大量装备,对“飞豹”A进入部队形成战斗力产生了严重影响。
在机体结构、气动外形方面也作了改进。采用了北京航空制造工程研究所具体负责的全复合材料平尾,简化了平尾的工艺难度和成本,减重及强度和寿命性提高一倍;该所还负责了歼轰-7A的钛合金超塑成型双腹鳍,使得飞机的稳定性和载荷分布得到了合理调整。这也代表着我国钛合金设计制造技术有了新的发展。对平尾翼尖配重形式进行优化,改善平尾的颤振特性;提高了其承载能力和颤振临界速度,减低振动效应,原来减重20%的目标提高到24%。改用整体圆弧风档。垂尾前缘改用芳纶复合材料。经过共计35项新材料、新工艺、新技术的改进之后,A型空重减少400千克,最大起飞重量增加10%,航程增加。提高了可靠性和维护性。局部涂敷隐身涂料。为配合上述改进,西安飞机设计研究所研制出国内最大的全机低速颤振模型;自主开发了应力分析求解、有限元整体求解等。
改进将使A型具有使用多种国产和俄罗斯先进精确制导武器的能力。按国内近年航空武器发展的情况,歼轰-7A的武器装备推测如下:保留23-3 23mm双管机炮。歼轰-7A至少拥有10个外挂点,除了能使用C-801/803反舰导弹外,还可使用引进生产的Kh-31A(AS-17)超音速反舰导弹,Kh-31P超音速反辐射导弹。有可能采用国产巡航导弹,据称国产巡航导弹已于1990年代初进入工程研制阶段,预计可在近年可部署服役。航空报于2004年已证实“飞豹”A可投掷精确制导炸弹,站长预计为激光制导炸弹。
其他可用的对地攻击武器,还包括现役和研制中的国产与进口航弹、火箭弹等。歼轰-7A可使用的外挂吊舱包括:由607所研制的蓝天全天候低空导航吊舱,以及613所研制的前视红外(FLIR)/激光瞄准组合夹舱等。国内可能也在研制联合直接攻击弹药(JDAM)和联合距外武器(JSOW)之类的多功能空射武器,这些武器在由014中心等单位研究开发。
同时,A型的改进设计,强调了以飞机可靠性、维修性和综合保障能力为重点,以完善飞机操纵、环控救生、燃油系统更改配套为目标。603所完成了《“飞豹”改进飞机“四性”大纲》和配套设计46项,编制地面设备目录,培训空、地勤人员,对新研改进成品可靠性进行了摸底试验,使“四性”和战技性能显著增强。这也是我军首次系统的对飞机可靠性、维修性进行规划设计。
此外,现役歼轰-7的改进也在紧张进行。近期中央电视台节目播放了相关的画面,可以发现歼轰-7的基型已换上了采用平板缝隙天线的新型雷达,这必然是一种脉冲多普勒雷达。其天线与JL-10A试验样机略有不同,估计是JL-10A的批量实用型号。
外形尺寸
机长22.325m
机高6.575m
翼展12.705m
重量及载荷
最大外挂重量6500kg
最大起飞重量28475kg
性能数据
最大飞行速度M1.7
实用升限15200m
转场航程3650kg
