在纪念世界航空一百周年之际,我们有必要以崭新的视角来审视我国“飞豹”的研制历程。作为我国自行研制开发的多用途战机,它是无数我国航空工作者和空军试飞员智慧和生命的结晶,是我国航空工业实现历史性飞跃的体现。今天,“飞豹”作为一种飞机平台已具有强大的后续发展能力。认真分析研究“飞豹”在研制中的经验和教训,对于国产战机今后的发展有着相当重要的借鉴意义。
据统计,目前世界各国在作战飞机的搭配中,攻击型飞机约占飞机总数的60%左右。在两次海湾战争、科索沃战争及阿富汗战争中,美国平均出动的飞机有十万多架次,绝大部分是多用途战机执行攻击任务。多用途战机以其作战半径远,突防能力强,载弹量大,低空特性好,可在夜间、复杂条件下进行攻击等特点,成为现代战争的主要力量。
我国空、海军的飞机装备一直以歼击机为主。在20世纪80年代初,我军缺少具有进行空中遮断和强大威慑力的空中对地、海攻击武器。为维护国家主权和领土完整,针对我国领土辽阔,海岸线长的特点,我军的战略方针向“攻防兼备”方面转变,从而使我军急需一种具有全天候突防能力,可实施电子对抗、载弹量大、航程远,又具有相当强的空战能力的多用途战机,中国“飞豹”的研制正是以时代的发展和战争模式的演变为背景。
“飞豹”具有良好的低空跨音速特性。该机的最大起飞重量为28000公斤,标准作战重量为18000公斤,最大外挂重量6500公斤;最大使用表速为1200公里 / 小时,最大平飞m数为1.7;在正常载弹情况下,具有1650公里的作战半径。“飞豹”有7个外挂点,攻击力强。能携带多种制导武器和炸弹、火箭弹、航炮弹等,是名符其实的攻击型飞机。
先进的设计思想
是“飞豹”研制成功的关键
在中国航空工业发展的初始阶段,我国的新机研制大致分为引进、生产、使用、改进几个步骤,总体来说独立性不强,并没有形成完整的设计、生产、试飞体系。当时,我军主要发展的是能进行空中拦截任务的高空、高速歼击机,战机的研制思想比较单一。随着我军军事战略方针的转变,不仅要求战机要提高空战能力,夺取局部制空权,而且需要有较强的对地(海)攻击能力,以便对敌纵深目标实施打击,消灭敌有生力量,支援地(海)部队作战,进行空、海封锁,掩护登陆作战。这就要求我军要有一种战时能在高技术条件下取胜,平时能对敌产生巨大威慑的,具有强大攻击能力,又有相当强的空战能力的多用途作战飞机。
我国航空科研人员经过多年的实践认识到,作战飞机的研制开发中一定要有自己的技术特点,因为在飞机这种尖端技术上,别人必定会有所保留。在我国多用途战机的研制初始,与国际水平差距甚远,技术储备不足,投入的经费有限,更重要的是缺乏自行研制新机的经验。很多外国专家曾断言:“离开了洋拐棍,中国研制高性能战机简直是天方夜谭”。
经过认真充分的准备与论证后,我国决定完全依靠自己的力量研制多用途战机。为了使“飞豹”成为性能卓越的先进战机,为了追赶世界先进飞机的研制水平,我国航空科研人员制定了20年不落后的设计目标,同时以“三突出”的原则来实现“飞豹”的作战思想,以追求活载荷(燃油加上武器的重量)为主,体现“飞豹”是攻击型的飞机。在高空性能与低空性能上,突出低空性能;在超音速与亚音速上,突出亚音速性能;在攻击与自卫性能上,突出攻击特性。实践证明当时制定这样的原则是非常正确和英明的,国外不少多用途战机也有这样的选择。由于在当初“飞豹”的研制中,始终贯穿了先进的设计思想,所以使该机具有较强的综合作战能力和自卫能力。此外,“飞豹”还具有较好的中、低空机动性,从而保证“飞豹”在完成攻击任务后的生存能力。
综合国内外成熟经验和先进技术
是“飞豹”研制成功的保证
长期以来,我国在研制开发新型飞机时一直使用的是前苏联的技术规范和管理模式,在我国开始自行发展多用途战机时,我们手中仅有的也是前苏联五六十年代的落后资料,要从中获取有价值的信息是很难的。
于是,我国的航空科研人员把目光投向了世界其他航空技术发达国家,如在“飞豹”飞机的技术规范上,大胆引入了美国先进的设计规范和标准,并妥善解决了新规范在飞机设计中的协调、配套问题,不但使“飞豹”的设计水平迈上了新台阶,也为该机的研制成功奠定了可靠的基础。
对“飞豹”发动机的选型也是一项重要和谨慎的工作。如果选用未经考验的发动机,对于一种全新的飞机来说,必然会增加研制困难和风险。科研人员经过各方面论证,决定采用技术成熟的秦岭发动机。对于这一决定,实践证明该发动机的性能虽不是很先进,但性能可靠,故障率少,从而保证了“飞豹”研制工作的顺利进行。
由于我国机载设备选择余地小,在“飞豹”的整个研制过程中,走的是由飞机型号牵引机载设备发展的模式,这也是“飞豹”与我国其它飞机在研制中的不同之处。为了使“飞豹”的先进性能保持较长时间,并可作为一种飞机平台,具备可持续发展的能力,在“飞豹”的研制中还广泛使用了新产品,大大突破了国外在新机研制中新技术不得高于20%的设计风险额度。我国航空科研人员在经过反复论证后,以超前的设计思想为指导,充分挖掘我国现有的制造、工艺、材料和试验水平,解决了设计中局部最优和全局最优的关系,大胆采用新技术、新材料、新成品、新工艺,确保了飞机研制的先进性。在“飞豹”的数百项成品中,仅创新性成品就占了总成品的45%,几乎覆盖了整个系统。
早在80年代初,西安飞机设计研究所的科研人员就成功开发了7760cad / camm计算机辅助设计、制造及管理系统,并率先应用在“飞豹”的研制上,把工程技术人员从繁重的手工绘图、计算中解放了出来,提高了工作效率,大大地缩短了“飞豹”的研制周期。
在“飞豹”的研制中,充分吸收了国内外在飞机研制中的成功经验和教训,对每一种方案都坚持既要先进,又要切实可行,既有继承,又要有创新发展的思路。如“飞豹”在国内首次采用了小轮距“外八字”式起落架,这种设计是为配合该机上单翼的布局,便于在机翼下配置外挂物。采用这种布局型式的国外战机有苏-27、米格-31、f-16等。由于“飞豹”选用的两台技术成熟的涡轮风扇发动机尺寸较大,且不允许增加延伸管,为此,科研人员参考了国外先进机型的经验,并经过大量风洞试验,正确选择了蜂腰机身及尾喷口外露的设计。
大胆进行科技开发和技术创新
使“飞豹”性能优越
我国航空工业走过了50多年的历程,在一定意义上说,“飞豹”是我国50多年航空领域成就的具体展示。在“飞豹”的研制过程中,我国航空科研人员认为,如果不冒风险,永远也赶不上,更超不过国际先进水平,只能拉大同世界先进水平的差距,他们提出“只要是有利于新机的研制,不管什么方法都要进行尝试,即使失败也要失败得轰轰烈烈”。在这一指导思想下,我国的航空科研人员经过精心设计和充分试验,为“飞豹”配套研制了若干项新成品,开发了多项新材料,许多技术已达到或接近了国际先进水平,从而才使“飞豹”具有优越的性能。
“飞豹” 采用了成熟、先进的气动布局。在该机的总体气动设计中,科研人员通过数十次计算优化和数千次的风洞试验,择优选取了翼根带填角、外翼带锯齿及前缘气动扭转的机翼方案,解决了小展弦比机翼要求巡航高升阻比的难题,使飞机具有优良的中、低空性能。在飞机的强度设计中,“飞豹”打破了我国一贯采用的原苏联的规范,大胆采用了美国f-14、f-15、f-16等飞机的强度规范,并跟踪贯彻了代表世界最高水平的美国结构通用规范,实现了强度设计从静强度到疲劳和损伤容限的重大突破,实现了我国强度规范的划时代飞跃。
在火控武器方面,“飞豹”可携带多枚命中率极高的空地和空空导弹,并可在多种姿态下进行发射。在该机的前机身右下侧,装有一门配弹200发的大口径航炮。此外,“飞豹”还可装备我国自行研制的空舰导弹,该弹具有超低空掠海飞行能力,隐蔽性好,命中精度高,其主要战术指标均优于国内其他同类产品,命中概率超过了法国的“飞鱼”导弹,达到了世界先进水平。经有关专家综合评估,“飞豹”的攻击威力已超过了“美洲虎”、“狂风”、f-18、苏-24等飞机,具备了现代化战机的能力。
“飞豹”采用了先进的惯性和全球定位组合导航系统,其导航定位精度极高。这些先进系统有利于飞机在海上和复杂地形条件下作战。先进的电子对抗装置,可大大增强飞机的自卫能力和生存能力,飞机的驾驶舱宽敞、明亮、舒适,有利于飞行员作战效能的发挥。为确保飞行员在特殊情况下的生存能力,“飞豹”的弹射救生系统可实现双座高度从“0~升限”,速度“0~1000公里 / 小时”的安全弹射。在该机,两位驾驶员弹射离机,首次成功实现了程序控制指令弹射,此项技术是我国弹射救生技术的重大突破。该系统的主要技术指标优于苏-27,现已广泛运用到国产其他战机的研制中。
在机载设备中,“飞豹”采用的自动飞控系统,是目前国内自行研制并投入使用的一套最先进的飞控系统。它由三轴控制增稳、自动增稳和自动驾驶仪两部分组成,首次实现了机载设备高度自动化。在多个子系统中实现了计算机化,可由计算机进行自动导航,不仅提高了导航精度,还可进行目标搜寻和跟踪。
国外不少飞机研制机构有这样一个标准,衡量一架飞机是否先进,就看这架飞机采用了多少先进的电子设备。“飞豹”所采用的先进电子设备有数十种之多,而且大都是首次随机研制的最新电子设备。该机的通讯导航系统除电台外,还装有gps全球卫星导航系统。科研人员为“飞豹”研制开发的综合电子干扰系统,使有源干扰设备兼有施放杂波干扰和欺骗干扰的能力,可对敌机载截击瞄准雷达、空空导弹制导系统、地面炮瞄和地空、防空导弹的控制和制导系统实施干扰,破坏敌雷达或红外跟踪、制导系统,提高载机的突防生存能力。此外,“飞豹”还可将电子对抗与敌我识别系统等实行有效的交联,从而可大大提高飞机的电子对抗和敌我识别能力。
技术精湛、勇敢顽强的试飞员队伍
是“飞豹”成功的力量
1988年12月14日,是我国航空史上具有特殊意义的日子。今天,“飞豹”将进行首次空中飞行。担任这架新机的首席驾驶员是试飞英雄黄炳新,坐在后舱的领航员是试飞员邢彦才。
15时27分,“嘭”的一声,一颗绿色信号弹划破天空。“飞豹”带着巨大的轰鸣滑出跑道,如离弦的利箭直刺苍穹。
“飞豹”起飞成功后,按预定计划,应在升至1000米高度时左转平飞,绕机场一周后落地。然而飞机刚起飞不久,试飞员发现飞机在剧烈颤抖,速度表出现故障,随即仪表板下方火警故障告警灯一闪一闪地发出可怕的红光。“不好,发动机出问题了!”这也是最让试飞员担心的,黄炳新万万没想到刚起飞就遇到了致命的险情。
“一定要冲过去,战胜死神!”试飞员们明白,这架集高技术于一身的战机,是几代科研人员智慧和心血的结晶。飞机的振动越来越大,黄炳新紧握驾驶杆准备操纵飞机降落。机场跑道越来越近,他谨慎地放下起落架和减速板,突然飞机一震,仪表板上一个圆圆的东西被震脱落,黄炳新顺手去接,一看是无线电高度表。随着振动的继续,汗珠从他头盔里冒了出来,他不停地向机舱外观察飞机的高度和状态,只要有一线希望他就要做万分的努力。
黄炳新驾驶颤抖的飞机就要接地了,仪表已被震得无法看清指针。只见他沉着冷静,双眼紧紧盯着跑道。“咣”的一声,随着机轮的接地,黄炳新感到五脏六腑都像被震出来一般。与此同时,只听座舱里“哗啦”一声,仪表板上2 / 3的仪表连着五颜六色的导线一齐被震落下来……
放伞,滑跑,一朵白色的减速伞从战鹰尾部绽出。着陆终于成功了!
许多参与“飞豹”研制的业内人士都有一个共同的感慨:“‘飞豹’是设计生产出来的,更是试飞出来的”。由于“飞豹”是我国完全依靠自己的力量研制开发的新型多用途战机,在许多方面经验不足,设计和生产中的许多问题都会在试飞中显现,这给试飞员的试飞工作带来了巨大的压力与考验。
“飞豹”于1989年9月正式移交中国飞行试验研究院进行第二阶段的调整试飞,随着试飞工作的不断展开,又暴露出了许多问题,其中在跨音速飞行时飞机的抖动现象更为突出,如不能很好地解决,势必会严重影响飞机的最后定型。于是他们决定攻克这个难关。
1992年8月25日,黄炳新和杨步进两名试飞员在驾驶“飞豹”进行排振试飞时,他们俩在空中承受了常人难以忍受的振动。在收油门关“加力”的瞬间,飞机的方向舵突然被振掉了。两位试飞员冒着巨大的危险,积极配合,操纵方向难以控制的飞机向机场飞去,在着陆时飞机的右轮胎又发生爆破,试飞员及时用刹车修正方向,经过两次努力后才放出减速伞,创下了飞机在没有方向舵的情况下安全着陆的奇迹。
随后,中国飞行试验研究院的科研人员和有关厂所的设计人员经过不断分析和试验,采取提高方向舵管梁及其连接刚度,加强方向舵支臂及其周围的结构等措施,最终解决了飞机的振动问题。
然而新的问题还在不断发生。1996年8月12日,是我国航空工业和空军某试飞团最为沉重的一天,“飞豹”在执行试飞任务时发生了一等事故,杨晓彬、唐纯文两名试飞员为挽救飞机壮烈牺牲。然而风险和“死神”没有吓倒英勇的中国空军试飞员,广大试飞员前仆后继,不断向新的险情发起冲击。1997年6月19日,试飞员谭守才、彭连启在驾驶“飞豹”执行科研试飞任务时,飞机座舱意外失去密封,当高度表指向1540米时,只听“嘭”的一声巨响,飞机的前座舱盖被抛到了空中,试飞员谭守才经过16分钟空中“搏杀”,终于驾机安全返场,又一次创造了试飞奇迹。
在“飞豹”定型试飞的8年时间里,试飞员们创造了国内定型试飞时间最长、处理险情最多,解决问题最好的多项纪录,终于使“飞豹”作为一个新的机种填补了国内空白,其优异的性能和良好的飞行品质受到了部队飞行员的一致好评。
1998年11月15日,在第二届珠海中国国际航空航天博览会上,由试飞团试飞员谭守才、史同洲驾驶“飞豹”,为观众进行了精彩的飞行表演,它充分展示了我国航空工业的雄厚实力和我国航空技术的最新成果。
1999年,“飞豹”荣获国家科技进步特等奖。
通过“飞豹”的研制成功,我国科研人员总结出了很多非常有价值的经验,当然也有血的教训。由于人为和历史的原因,造成了“飞豹”的研制“三起三落”,好几次都险些下马,使飞机的研制周期被人为地拉长了不少。
在研制中,由于我们缺乏系统工程的经验,加之基础技术储备不足,带来了不少问题和隐患。由于“飞豹”在研制初期的可行性论证不够深入,也造成了今天仍存在的一些遗留问题。
综合评价,“飞豹”是一架设计成功、性能优良的多用途战机。该机稳定的操纵、良好的中、低空性能和较大的作战半径及较强的攻击能力使其成为国产的优秀机种。
“飞豹”现已成为一个可持续发展的飞机平台。以该机为原型机,我国将会不断研制出更多、更新、更好的多用途战机。我们相信,在未来捍卫祖国领土完整和维护国家主权的正义行动中,“飞豹”必将发挥重要作用。
责任编辑:京 勉 ■
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