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我心目中的国产战略轰炸机发展之路

王朝家有宠物·作者佚名  2007-01-16
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B1B+Su34我心目中的国产战略轰炸机发展之路

目前在网络上、杂志上对我国如何发展战略轰炸机、尤其是战略轰炸机的讨论可谓是沸沸扬扬,在此我提出自己的观点,那就是Su34+B1B,一种是中程轰炸机,另一种是远程战略轰炸机,二者相辅相成,构成我国战略空军的基石。

本人先声明,这两种轰炸机绝对要立足国产,每一个螺丝都要“MadeinChina”,到时候两种轰炸机在中国空军的具体型号和编号由空军决定,未必叫Su34和B1B了。

根据网络流传的资料,俄罗斯未来的战略轰炸力量将由Tu160和Su34组成,由此可见远轰+中轰组成战略轰炸力量是有一定理论基础的,起码老毛子已经在理论上做了充分的论证,我国照搬由远轰+中轰组成战略轰炸力量最起码在理论上是没多大风险的。

为什么是这两种型号呢?很简单,贯彻动力先行的原则。众所周知,飞机的心脏在于发动机,而我国陆海空三军都不同程度存在着“心脏病”,许多型号因此而下马;解决了心脏这个核心问题,其他难题相对更少,解决起来也更容易,起码说力量更容易集中。

说到这,可能很多高手、大虾已经猜出来,我这里所说的心脏就是神秘的WS10/WS10A,这种发动机虽说只听楼梯响、不见人下来,但我想我国航空工业经过20年的研究攻关,这种发动机今年应该可以定型,进入批量生产了。剩下的问题我估计主要是可靠性、使用时间和经验以及大规模生产能力。否则根据公开的资料,我国并没有引进俄国AL31的生产许可证,那我们的歼-11和第三代轻型战斗机计划岂不成了无水之鱼、无本之木了。

注1:2005年5月11日,某重点型号发动机设计定型持久试车在六○六所试车台正式启动。中国一航副总经理林左鸣对全体参试人员提出要求:“重点型号牵动着全行业的心,牵动着上级机关乃至中央领导的心,他们都期盼着我们取得成功为国防工业做出新的贡献”。

我估计注1:说的某重点型号发动机就是WS10/WS10A了,至于歼-10使用AL31F,主要还是成飞对WS10/WS10A不太放心,毕竟歼-10是单发,出事可就不得了;让歼-11用WS10/WS10A就好多了,再怎么样也是双发,如果两台发动机经常同时出故障,那WS10/WS10A发动机的研究者估计连自杀的心情都有。

注2:若国家对国产发动机没有把握的话,绝不会在沈阳仍在使用老毛子的发动机同时,再将没有未来中国“心”作坚强后盾的新歼投入量产,这在战略上和国家安全上是及其冒险的,中国军方绝不会蠢到这种程度。为何在国产发动机已基本完成研造之后仍要进口老毛子的发动机呢?我们知道,一型发动机完成测试定型并不代表万事OK,其可靠性还有待长期考验,当初F-16刚服役是发动机还老出问题呢。故新歼的配套发动机FWS-10必定有一段时期的改进完善过程,尤其是其可靠性。也就是说,先少量使用,过2,3年后再全面生产,况且FWS-10的配套生产设备也需一段时间才能跟上。

不过我认为,今后我国不管研发什么样的战机,都要引进美国通用动力舱的概念,即安装一些通用安装构架,两种发动机可以很方便地互换,这样防止万一哪种发动机出问题,飞机就得统统趴窝的现象。这方面,美国人已经替我们交足了学费,我们就犯不着再来一次了。而且新轰试飞的时候可以用成熟的发动机,出问题的系统少了很多。

在确定了动力系统之后,下面我将阐述为何采用Su34和B1B的理由。

在重型战斗机方面,我国使用、生产SU27、SU30已经多年,颇有心得,国产化进程稳步推进。但由于这两种战斗机的设计基础是用于空战,对地攻击能力尤其是载弹量、航程比不过一些专用的中程轰炸机,如我国的轰6。

轰6性能参数:

正常起飞重量:72000千克

最大起飞重量:75800千克

最大着陆重量:55000千克

正常载弹量:3000千克

最大载弹量:9000千克

自卫武器:7门航炮

实用升限:13100米

最大航程:6000千米

其实即使是SU34,其性能数据与轰6相比,也还有一定的差距,但在使用方便性、机体和设备先进性方面,50年代的轰6与80年代的SU34则有天壤之别,因此我国发展SU34,即可以起到替代轰6一部分功能的作用,更重要的是可以发展我国的战略轰炸力量。

我国在发展SU34时,可以考虑对SU27的结构进行减重,因为SU27的结构设计是80年代,我国完全可以用一些现代的新材料、新工艺进行替代,况且SU34与SU27在机体结构上有许多通用之处,可以分担强度设计、试验的费用,因为我认为SU27我国花了大价钱引进,不用烂用完太不应该了。

SU34性能参数:

翼展:14.7米

机长:21.94米

机高:5.93米

翼面积:62.0平方米

空重:14000千克

正常起飞重量:39000千克

最大起飞重量:45000千克

载油量:12100千克

最大武器载重:8000千克

空重:14000千克

升限:15000米

最大航程:4000千米

在SU27的基础上,进行设计SU34,可以通过各种渠道,对老毛子的SU34进行了解,我国的SU34也采用并排双座,一些性能诸元也可以和原装的SU34一样,但我国的SU34改变的一些机体结构材料,进行了减重,也就相应增加了载弹量和航程。

发展SU34,对我国的航空工业有一定难度,但不是不可逾越的,毕竟我国有SU27、SU30、歼11的基础,后机身设计可以基本套用,只要重新设计前机身即可,剩下还要设计电子设备和更大功率的发动机。

电子设备,许多可以借用轰7和SU27的,无非是作进一步改进,但难度就小了许多,今后还可以继续发展,用在B1B上。

您也许会说,SU34与轰7不是重复建设?其实不然。

轰7性能参数:

机长:22.32米

翼展:12.70米

机高:6.57米

最大平飞速度:1.7马赫

最大起飞重量:28475千克

最大外挂:6500千克

作战半径(正常载弹):1650千米

转场航程:3650千米机载武器:共7个外挂点。可挂载C-801/802反舰导弹,PL-5系列格斗导弹,炸弹、火箭弹等。另有1门双管23毫米机炮

动力装置:斯贝-202涡轮风扇发动机*2(国产型称为“涡扇-9”),推重比5.05可以看出,均比SU34低了一个档次,况且最要命的是动力装置:斯贝-202涡轮风扇发动机*2(国产型称为“涡扇-9”),推重比5.05,比SU34将采用的WS10差太多,发展潜力也比不过SU34。不过现阶段在SU34未服役前,用轰7代替SU34,等SU34服役后,轰7慢慢退居二线。

在发展SU34时,要完全立足于我国自己的力量,要有自己的知识产权,如果老毛子要和我国共同开发,我国分担部分费用,我国也要有全部元器件的仿制能力,不能让老毛子将来卡了脖子。

等SU34服役后,可以对第一岛链的目标进行打击,还可以配合轰6、轰7,打击目标。这里关键是SU34有一定的自卫能力,与SU27、SU30配合作战更方便一些。

以上的观点,欢迎大家共同探讨,下一篇文章,我将阐述研发B1B的道理。

B1B+Su34我心目中的国产战略轰炸机发展之路

本文我将说明为何我国远轰采用B1B的理由。

您也许会问,我国与其仿制B1B,为何不直接仿制TU160呢?原因还是在于发动机。

“海盗旗”的发动机是四台HK-32型涡轮风扇发动机,分别并列安装在靠近机身的两翼下,单台(加力)推力245千牛(25000公斤力)。B-1B装备的是通用电气公司的F101-GE-102加力涡轮风扇发动机,单台最大推力8000公斤,加力推力13608公斤。“海盗旗”4台发动机所产生的最大推力,相当于B-1B开加力时的推力;开加力时的推力比B-1B大65%。“海盗旗”的推重比为0.32,而B-1B的为0.3。“海盗旗”的正常起飞重量285000公斤。这大大超过B-1B最大起飞重量(加满油,挂满弹)216370公斤。“海盗旗”的翼裁荷为770公斤/平方米,B-1B为810公斤/平方米。

此外,“海盗旗”大约比B-1B大20%。它的翼展(平直状态)55.75米、(全后掠)33.53米,机长53.95米,机高13.72米,冀面积370米2;而B-1B的翼展(平直状态)41.67米、(全后掠)23.84米,机长44.81米,机高10.36米,翼面积181.2平方米。

目前我市能立足国内生产的发动机,

WS10:最大起飞推力:12600公斤(加力)。7350公斤(不开加力)

涡扇—9型涡轮风扇喷气发动机,最大静推力5556公斤,最大加力推力10000公斤。

而TU160用的NK-321涡扇发动机,单台最大推力137.3千牛,加力推力226.5千牛。

如此看来,发展TU160,就得重新发展一型更大推力的新发动机,根据WS10的发展历程来看,大约要20年时间才能定型,那时黄花菜都凉了。

而BIB用的F101发动机,美国在其基础上发展了F110和CFM56发动机,其核心机与F110和CFM56相同,只不过F101涵道比为2,而F110涵道比大约为0.7,是小涵道比发动机。

为此,我国在发展自己的B1B时,完全可以进行逆向研究,将B1B上用的WS10B涵道比为扩大为2(WS10涵道比:0.89),这样做虽然要对高压涡轮进行修改,但一些主要部件还是可以通用,起码比从头研制TU160的NK-321涡扇发动机更容易,把握也更大一些,所需要的时间也短得多。

在确定的动力系统之后,下一步就是B1B的总体布局了。根据我国面临的实际威胁,我国对B1B的研究肯定很透彻,也从各种渠道对B1B进行了详细了解。在总体布局方面,最关键的是机翼系统的设计。

B1B的变后掠翼,我国从强6就开始研究,但因为变后掠翼变得落后而放弃。虽说我国没有拿出成熟产品,但对其原理还是很了解的。不过我认为既然变后掠翼已经落后,就不要在上面耗费时间和精力了。

我为B1B选择的机翼系统有以下几种:

1、歼10的双三角翼

2、F16XL的无尾三角箭形机翼

3、SU27的机翼

4、FB22的三角翼

以下这几种机翼布局,我国比较有把握的是1和3,只要简单放大,再根据风洞试验的结果进行修改就可以了,机翼的先进性也有一定的保证。但我个人比较看好2,F16XL的无尾三角箭形机翼,从1975年开始,通用动力和NASA兰利中心共同对149种不同布局进行了长达3,600小时的风洞试验、经反复筛选后选中了用无尾三角箭形机翼的布局。试验表明,这种机翼的布局最好地保持了F-16原有的亚音速性能,提供了进一步改进超音速和低速大迎角性能的余地,并更好地兼顾了总体性能,增加了机内油箱的容积,机翼下提供了更多的外挂点。箭形机翼布局既有较好的持续机动能力,又有突出的大速度升阻比和巡航效益。在此基础上公司又针对增强对地攻击任务进行了细化设计、通过精细的弯扭和后缘反弯度度设计改善亚音速升阻比和横侧航向稳定性。

由于F16XL无尾三角箭形机翼的先进性能,因此美国对F16XL无尾三角箭形机翼至今仍然保密。不过由于时间的因素,许多资料应该还找得到,最起码可行性美国已经替我们试验过了,在此基础上我国可以对F16XL的无尾三角箭形机翼进行放大设计,应用在B1B上。

F16XL的主要飞行验证结果:

飞行验证计划由通用动力公司和空军联合试验组实施、开始于1982年7月,历时约3年。在试验的最后阶段还将XL-2的进气道改为大口进气道以提高空气流量,使F110-GE-100发动机得以充分利用,提高了推重比。

主要结果归纳如下,除特别说明外,都是指XL-1的数据。

外挂:

F-16XL利用机翼的大弦长安排了半埋式的保形挂架,飞行结果表明比常规挂架大大减小了阻力和提高了速度,携挂12枚MK-82炸弹的阻力和F-16A携挂6枚同样炸弹时基本相同,而都挂6枚相同炸弹时前者阻力可小66%,当F-16XL加挂4枚先进中程空空导弹保形挂架的阻力比常规挂架小70%、保形外挂对加速性影响尤为突出,在加挂对地攻击武器时,F-16XL的加速性明显优于F-16A。在加挂空空武器时尽管F-16XL的剩余功率略小于F-16A,但还是基本相同、保形挂架还大大提高了低空突防速度。F-16XL在携挂2个副油箱、6枚MK-82炸弹、4枚AMRAAM导弹和2枚AIM-9L导弹时,在军用推力下与相同条件下的F-16A相比,速度可增加120公里/小时。燃油/航程

提高战斗机的航程可通过减小单位耗油率、提高升阻比,增加飞行速度和载油量来实现、F-16XL的低阻气动外形和较大的内部燃油容积很有利于燃油/航程效率。该机的燃油重量比由F-16A的0.28增加到0.34,提高了14%,因而单位航程(速度除以油量)在低空高速(M>0.65)时明显大于F-16A、在高空飞行时略小于F-16A。而最大升阻比特性表明,在亚音速时.F-16XL不如F-16A、但在超音速飞行时比F-16A高25%。若和F-16A相比,只携带内部燃油的条件下、F-16XL的航程就可提高53%,若带一个外挂油箱可提高124%;在携挂对地攻击武器时、如12枚MK-82炸弹,比挂6枚炸弹的F-16A的航程要提高44%。F-16XL的转场航程达4,150公里。

纵向机动性

F-16XL的设计强调机动性,即瞬时转弯速度,而不是持续机动性。飞行结果表明F-16XL在带空-地载荷时的瞬时转弯速度比F-16A提高30%,带空-空载荷时提高了14%,并有突出的超音速转弯能力。正如所预料的,F-16XL的持续转弯性能较差,如在作180度调头机动转弯时,空速要损失330公里/小时,在携带空-空作战载荷时及半油条件下的推重比只有0.7。虽然在模拟空战时,F-16XL利用卓越的滚转性能弥补了持续转弯性能的不足,但这个缺陷还是令人担忧。

横侧机动性

F-16XL在所有操纵条件和外挂情况下,航向操纵性都令人满意。外挂对横侧稳定性没有太大的影响,而飞机的横向操纵能力和滚转性能不论有无外挂都很好。除在大速压下的操纵性受到铰链力矩限制外,操纵品质均满足或超过规范要求。在相同条件下F-16XL的滚转型能都比F-16A好,只是在大速压下F-16XL的滚转性能有些降低。因为这时的铰链力矩使飞控计算机对副翼制动器的控制受影响。飞行表明F-16XL的滚转中止迅速,几乎不出现倾转过调。

大迎角机动飞行

F-16XL有无外挂的大迎角机动飞行性能十分突出,远优于F-16A。在飞机重心位置布置在47.5%平均气动弦长前的构形中,飞行无需作任何空速和迎角限制,任何迎角的偏离都可自动恢复,即使在很小的空速下仍具有很好的迎角恢复操纵响应。

F-16XL-1进行过许多复杂的大迎角机动飞行试验,包括俯仰-偏航-滚转耦合机动、侧滑、1g和最大负过载、最大指令滚转和恢复。和F-16A/B

大不一样的是,F-16A/B迎角摆动范围仅限于在重心最后位置(47.5%平均气动弦长〕时不发生深失速或尾旋的偏离状态,而F-16XL远远超过这个限制,动作幅度相当大,如大功角(直至90度)的爬升机动包括全杆拉起,180度滚转,前俯冲再全杆拉起的一系列激烈动作。同样的机动在飞机加挂了12枚MK-82炸弹也被完成,还进行有限的加挂副油箱后的类似机动。在加挂空-空载荷时,飞机显示出优异的大迎角纵向飞行品质。

起飞和着陆

F-16XL的进场与着陆操纵品质与F-16基本相似,着陆距离也没达到预定的600米指标,与F-16相当,而在所有的起飞状态发动机都得开最大加力,在大起飞重量和高温条件下起飞性能比F-16A有所下降。不过XL-2加装F110发动机的起飞性能有明显改善,起飞距离减到680米。

雷达特征

F-16XL的双三角形机翼和加长机身,使雷达特征面大为减小。加之采用了复合材料蒙皮,增加的前缘后掠角,去腹鳍和用保形挂架后,雷达反射面积F-16要小得多。

我认为,当初F16XL在竞争双任务战斗机中输给F15E,主要是因为F16XL是单发设计,飞机也不够大,不能装大量的电子设备。而我国的B1B是四发动机,整体尺寸与美国B1B相当,装进大量的电子设备毫无问题。

我国B1B采用F16XL的机翼设计,机动性是次要的,主要是看中其低阻气动外形和较大的内部燃油容积,很有利于燃油/航程效率,以及F16XL的半埋式的保形挂架大大减小了阻力和提高了低空突防速度,这些对远轰的完成任务能力还是很有利的。

我国的B1B采用四人制驾驶舱,总体设计与原装B1B大同小异,由于SU34在航程、载弹量与轰6还有差距,有了B1B,SU34不能完成的任务可以交给B1B完成,SU34交付部队的时间比B1B早得多,在电子设备的设计、使用方面的经验教训B1B都可以借鉴。

总之,我提出的B1B+SU34的设计任务,对我国目前的航空工业水平,有一定的提高,但不是一点基础没有,属于要跳起来才够得着的果子,有难度,但不是不可逾越。

在完成这两型轰炸机的设计制造后,我国战略空军将由B1B+SU34组成,原有的轰6和轰7慢慢退役或改作他用,SU34的打击范围主要集中在第一岛链;B1B的打击范围主要集中在第二岛链和米国本土〔如果B1B航程不够可以空中加油,应该加一次就够〕,对于耀武扬威的米国航母也有巨大的威慑作用。B1B的大航程和载弹量,SU34的灵活性,完全可以将米国航母驱赶到离我国海岸线1000公里以外〔护航用SU27系列,只要米国航母忙于防空,基本作用就丧失了,至于宙斯盾完全是先期打击目标,或用B1B携带的远程反舰导弹绕过去〕,还可以携带巨大的远程空空导弹打击预警机,把一些我国军方长期头痛的任务解决掉。哪怕付出一些远轰的损失,但与预警机和航母的造价对比,还是合算的。〔能对付米国,应付南沙群岛的任务就简单了。〕

在驾驶人员培训上,可以把SU27系列的飞行员和轰炸机的飞行员结合起来培训,难度应该不大。机载武器尽量借用现役型号,为了适应远轰可以加大航程,但总比重新设计更容易,设计周期也短。

在B1B和SU34服役后,我国还将对其进行改进。根据公开资料,我国的高推已经开始设计试验,况且未来重歼肯定需要推力与WS10相当或更大、推重比为10的发动机,根据通用动力舱的概念,安装在B1B和SU34上应该问题不大〔这也是我坚持采用通用动力舱的概念而宁愿付出增加一些结构重量的原因〕。在使用新一代高推后,可以考虑B1B和SU34的超音速巡航能力,最起码航程、航速肯定增大了。

在说一点题外话,WS10的大涵道比发动机,还可以取消加力燃烧室,投入民用发动机市场,这样分担设计成本,使用经验许多可以借鉴军用型。

以上废话说了一堆,供各位参考、讨论,请大家捧场,谢谢!!!!!

B1B+Su34之机载设备和武器

在确定的发展思路后,下一步就是B1B+Su34的机载设备和武器了。这方面我认为应该尽量选用成熟产品。

首先是机载雷达,作为轰炸机的雷达,应该以对地功能为主,对空为辅,根据我国的具体需求,再加上对海面目标的探测〔海平面反射简单,我国的轰7就是先用于对海攻击,积累经验后在用于对地攻击的〕,其中最重要的是对地测绘和地形跟随,由于有源相控阵的成本,采用无源相控阵即可。

其次是光电探测装置,由于是轰炸机,在重量控制上空余度比战斗机大,可以把光电探测装置一体化装在机体内,具体位置我觉得放在机翼与机身的结合部下方,因为轰炸机主要是对地观测,对空为辅,有被动探测手段,不容易被雷达告警系统发现。

在攻击武器方面,除了远程巡航导弹之外,主要要利用B1B的大载弹量,装一些远程、重型反舰导弹,重量达5吨、战斗部1吨、射程在5-600公里的产品,这样在突袭米国航母时,这些重型弹与轻型的c80x系列相互配合,确保我国负责任地把米国航母送回老家。

 
 
 
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