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歼31:将走向世界的隐身战机

 

2015-03-03    摘自腾讯军事网


 

    歼31:将走向世界的隐身战机

 

歼31隐身战斗机在赴珠海前试飞演练。

 

  今年第十届珠海航展的重头明星--俗称"歼31鹘鹰"的国产中型隐身战斗机已于10月28日抵达珠海三灶机场。歼31即将首秀珠海,显示中国航空工业经过近20年快速发展,已具备高度的自信。歼31在珠海航展上亮相,更意味着中国会将最先进四代隐身战斗机推向市场,对国际军贸格局、乃至世界力量格局都会有深远的影响。

 

 

歼31隐身战斗机的由来

 

  歼-31是由我国沈阳飞机设计研究所研制的第四代战斗机验证机,用于验证空气动力学设计、隐身外形、轻量化结构、新一代航空电子设备和先进制造等技术,以积累先进战斗机设计经验,并争取获得出口订单。据中国航空系统院士回忆录系列文章介绍,我国海空军在2010年前就进行了第四代战斗机方案竞标,成都飞机设计研究所的方案中标并发展出歼-20重型隐身战斗机,于2011年1月首飞。

 

 

  由于沈阳所的方案在竞标中未能获得军方认可,因此失去了主导新型战斗机研制的机会,该所出于积累设计经验考虑,决定自筹资金上马新一代战斗机的技术验证机。2012年6月,歼-31的02架原型机从沈阳经高速公路运抵陕西阎良中航强度研究所,以进行飞机结构强度试验,照片引起网友高度关注。同年10月31日上午10时32分,机身编号31001的歼-31飞机01架原型机成功首飞。从该编号看,该机的正式名称应该是310技术验证机,由于它还不是我军正式装备,也不会被赋予"歼"字头编号;歼-31是军事发烧友、媒体误读机身编号后自行认定的,并非正式编号。

 

 

在2010年之前的竞标中,沈阳所的三翼面方案低速机动性能相对较好,但受三翼面结构限制,在航程和高速机动能力等方面有所不足,而这恰好是第4代战斗机发展的重点,于是沈阳所决心放弃三翼面布局,转为采用常规布局方案。另一方面,歼-20战斗机竞标结束后,我空军未来主力战斗机已经名花有主,不可能再采购另一种重型四代机,于是沈阳所计划研制一种可发展成中型战斗机的验证机,以争取获得空军订单。在这两方面因素的共同作用下,310验证机最终采用两台俄制RD-33中型涡扇发动机,成为中型战斗机大小的验证机。

 

    歼31:将走向世界的隐身战机

 

歼31隐身战斗机采用2台俄制RD-33涡扇发动机

 

歼31也适合于外贸出口

 

 

  与战斗机相比,技术验证机不需要考虑大批量生产、高可靠性、载荷航程、整体性能等要求,只要能满足几个特定领域的要求就可以,因此飞机重量和体积往往较小、机载设备较少、研制周期较快。为了降低费用、加快进度,有的验证机还采用现有战斗机的部件,如美国X-31验证机就使用了F-16战斗机的起落架。

 

 

  和其它验证机相比,310采用了双发动机布局,这导致其机体较大、费用较高,与验证机的通常要求并不相符。另一种采用双发布局的验证机是俄罗斯苏-47,该机安装两台AL-31发动机,最初被认为用于验证前掠翼技术,后来证实该机是作为苏军90年代初新一代战斗机而研制的。以此类推,310验证机其实也有很强的发展为战斗机的意图,由于一开始就采用了双发布局,因此该机改进为战斗机所需的工作较少。

 

 

  310验证机由于安装了两台RD-33发动机,飞机重量和体积被限制在中型战斗机水平上,因此机内弹舱和油箱容积有限,远低于歼-20战斗机,无法装载重型对地攻击弹药,因此不适合需要大型战斗机和远程攻击机的我国空军。但只要该机外销价格适中,能够在机身武器舱内安装2-4枚中距空空导弹,对空拦截作战半径超过300公里,有一定的对地攻击能力,就可以满足主要考虑国土防空作战的第三世界空军的需要,有一定的出口机会。

 

 

  第三世界国家采购战斗机的主要限制是费用问题,先进战斗机的价格越来越高,因此只有少数国家具备采购四代机的能力。当前美国、韩国、日本、土耳其、瑞典都有自己的中型/小型四代机方案,并积极向外推销,排除他们同一阵营的国家后,有可能采购我国四代机的只有伊朗、巴基斯坦、委内瑞拉等少数几个国家,总的潜在市场规模在150~250架之间,恰好超过新型战斗机摊平研制成本的最低规模要求。

 

 

  巴基斯坦FC-1战斗机的采购工作尚未过半,伊朗在F-5基础上改进的"闪电"战斗机刚刚服役,委内瑞拉的苏-30MK2战斗机在2006年才服役,因此这几个国家到2025年左右才需要服役下一代战斗机。考虑到战斗机工程研制和试飞需要10年左右的时间,因此现在就需要完成合同谈判,以正式开始飞机的研制工作。

 

 

歼31:将走向世界的隐身战机

 

我国空军下代主力战斗机已确定为歼20重型隐身战斗机。

 

    歼31:将走向世界的隐身战机

 

巴基斯坦网友已想象歼31进入巴空军服役的场景。

 

歼31的设计特色

 

  310验证机采用正常布局,机身两侧布置DSI进气道,中等后掠角、后缘前掠的小展弦比机翼,两台发动机中间装有中型尾椎,两个蝶形垂尾向外倾斜。从侧前方看,310验证机与F-22战斗机较为相似。但从俯视图看,310的机身明显短粗,更类似执行攻击任务的F-35战斗机,只是采用双发布局;从侧面看,310的机身厚度单薄很多,因此机身容积远低于F-35,考虑到该机采用双发布局,因此机内电子设备舱、弹舱和燃油舱的体积会更小。

 

 

  310验证机的座舱盖类似F-22,但外露部分尺寸较小,而后方飞机背脊尺寸较大,这有利于降低飞机阻力,但遮挡了飞行员后方视野,不利于提高空战观察能力。该机座舱盖的结构与歼-11完全一致,分为前部风挡和可向后开启的舱盖两部分,与采用整体舱盖的F-22和歼-20完全不同。在歼-10和歼-11战斗机上,为了满足飞行员警戒自身后方空域的要求,在座舱两侧安装有反光镜,这一方法虽然解决了观察问题,但在隐身飞机上却可能破坏隐身要求。

 

 

  该机的前起落架安装在飞行员座舱下方,向前方收起;由于采用了双轮结构,曾被军事发烧友误以为可以在航母上起降。其实双轮结构使前起落架无需旋转就可以收入机身,减少了前起落架舱的宽度,适合机体前部直径较小或前起落架位于机体中部的飞机使用,例如我军歼-10战斗机就采用了双轮前起落架,而它是一款纯粹的陆基战斗机。

 

    歼31:将走向世界的隐身战机

 

歼31采用中等后掠角梯形翼,水平尾翼前后缘与主翼平行。

 

 

  310验证机采用位于机身两侧的DSI蚌式进气道,这种进气道用内侧鼓包形成的激波推开附面层气流,使其无法进入进气道干扰发动机工作,具有重量轻、隐身性能好的优点。在310验证机进气道后方,设计师安排了一个十分细长的三角形边条,一直延伸到进气道收缩处;其形状与F-22的边条类似,但长度较短,没有延伸到进气道唇口。如果310在航展上进行飞行表演,尤其是进行大迎角飞行表演,那么其涡流云雾的形状和走向将成为研究该机空气动力学设计的重要依据,也是本届航展上最值得拍摄的场景。

310的机翼呈梯形,装有与机翼近乎等长度的前、后缘襟翼,与F-35A战斗机相似,和F-22、歼-20相比少2个副翼。副翼能够提供更大的滚转力矩,从而增强飞机的滚转性能。但是设置单独的副翼会增加重量、提高造价,而F-35A在美军中执行的是对地攻击任务,对空战性能要求较低,因此取消了副翼。310作为第四代战斗机验证机,对机动性应该有较高要求,因此取消副翼十分奇怪。

 

    歼31:将走向世界的隐身战机

 

继歼20之后,歼31也采用了类似F-35的DSI进气道。

 

航展看歼31应看什么

 

  F-22和俄罗斯PAKFA战斗机的尾翼前端插入机翼根部,机翼紊流使得尾翼在大迎角飞行时的控制能力出现非线性突变,迫使设计师不得不大幅修改飞控系统的设计逻辑,在通常情况下只使用副翼和襟翼进行飞机俯仰操作,而尾翼和矢量喷管只在大迎角状态下使用。在F-22战斗机升空前的地面检查中,襟副翼、尾翼和矢量喷管依次摆动,形成有序的波浪,将这一控制逻辑展示的淋漓尽致。

 

 

  310的机翼和尾翼间隔有一定距离,不存在F-22和PAKFA的控制难题,这虽然降低了设计难度,但也对提高机动性造成不利影响。作为技术验证机,310可能在试飞过程中不断修改飞控系统,逐渐放开襟副翼和尾翼的控制权限,从而为未来战斗机气动控制技术的发展积累经验。在珠海航展上,如果310进行展示飞行,那么起飞前的地面检查绝不容错过,多张连拍照片可以清楚地展示各舵面的活动顺序与关联性,从而为分析其飞控系统的设计逻辑提供绝佳机会。

 

 

  在珠海航展上,310验证机的腹部将成为军事爱好者关注的重点。如果照片显示该机副部有大型缝隙,从而证明弹舱的存在,那么310的技术成熟度将大幅提高。(文/游民)

歼31:将走向世界的隐身战机

 

歼31的机腹照片,仍很难辨认出它是否已设置弹舱。


 

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