【摘要】:歼轰-7是我国完全自行设计研制的机型中非常成功的一例,而且是真正的“自行设计研制”而不是仿制。在研制过程中,歼轰-7大量采用新技术、新工艺、新机载设备,设计与工艺结合,保证了继承性,并创造了多项国内第一,后续型号更猛。
歼轰-7A
歼轰-7是我国完全自行设计研制的机型中非常成功的一例,而且是真正的“自行设计研制”而不是仿制。在研制过程中,歼轰-7大量采用新技术、新工艺、新机载设备,设计与工艺结合,保证了继承性,并创造了多项国内第一:
歼轰-7飞机是我国第一个完全自行设计的歼击轰炸机;
是第一个自觉进行可靠性和维修性补充设计的机种;
是第一个地面试验、试飞规模最大、过程最全、试飞架次最多的机种;
是我国第一次用计算机辅助设计管理系统研制全过程的机种。
“飞豹”冲天,“神鹰”附体:
据公开消息判断,歼轰-7装备初期,可靠性较差。为此火控计算机进行了一定改进,提高了火控雷达和火控计算机可靠性、精确度,改进了导航、通讯,使火控雷达的可靠性提高了5倍。同时屏幕显示性能得到了提高,操作更趋向直接和简捷,提高了作战效能,获得军队科技进步二等奖。
歼轰-7另一个值得注意的改进,是航空部607所的JL-10A“神鹰”脉冲多普勒雷达。
海军计划将JL-10A用于歼轰-7,取代原有的单脉冲雷达。“神鹰”雷达是一种真正的脉冲多普勒平板缝隙天线雷达,其对地工作模式相当好,波束扫描可获得地面成像。一共有中程拦截、近距格斗、对地/海攻击、辅助导航等11种工作模式,具有边搜索边跟踪模式和多目标攻击能力。上视和下视搜索距离分别为80和54千米,上视和下视跟踪距离分别为40和32千米。工作波段是X波段。该雷达的重点在于以毛士艺主持的“机载多普勒锐化处理器的研制”项目。
1995年,“神鹰”工程的原型雷达上通过试飞成功,获得了我国第一幅机载实时的DBS图像。
歼轰-7A
在试飞中,实时的将雷达探测到的地面信号转换成图像,2秒内即可输出在屏幕。2001年3月,机载多普勒锐化比例提到了32:1,分辨率大大提高。试飞员能清晰看到三门峡大桥、山沟、岩层等。但这一锐化比率无法与美国雷达相比,美国雷达早已达到了局部48:1、60:1的高分辨率。32:1的分辨率实际上用处不大,仍需进一步提高。此后,该雷达性能不断提高,据称至2004年607所正在为该雷达增加合成孔径成像功能。但海军已对607所的这一真正的脉冲多普勒雷达表现了极大兴趣,非常重视。这一雷达对迫切需要对地精确探测制导火控手段的空军也有较大意义。歼轰-7改进型:歼轰-7A
总的来说,歼轰-7性能表现只能满足海航部队的燃眉之急,无法满足海航全部战术和未来战场环境的需求。根本的原因就是缺乏成熟可靠的精确对地探测手段,尤其是在脉冲多普勒雷达、飞行火力控制系统等等关键性设备上存在着不足。
空军也迫切希望实现当年装备“轰-7”的梦想,拥有自行研制的优秀空地攻击平台。603所在广征意见后已于1995年著手进行改良型的设计工作。海军也对此给予了极大的重视和支持,因为这关系到海军在21世纪初是否能够拥有真正的精确对地攻击能力,以及更加强大有效的反舰能力。在台海局势不稳的今天,“飞豹”的改进更显其重要意义。海军司令石运生等就多次视察603所,对603所、总设计师、科研人员及科研成果非常着紧。1999年,603所正式承担歼轰-7A“重点型号”研制任务,2000年唐长红就任该重点型号总设计师。603所针对部队提出的303条更改意见,对歼轰-7A改进型机进行了全面更新设计。
西安飞机设计研究所在歼轰-7A的研制中,极大的提高了自己的技术水平。在1999年国庆阅兵之后,上级对603所下达了几个技术难度大、意义重大、时间紧迫的研制与改进项目。为确保“飞豹”A型的研制,缩短同国外先进航空工业的差距,603所立了军令状。由于上级给的设计时间只有常规时间的一半,如仍用手工绘图设计,肯定无法按时完成。603所决定将CAD软件应用到A型的设计上,而且放弃了局部采用的稳妥方案,在国内率先起用全机三维数字化设计、电子预装配的无纸设计。其中,该所57岁的副总设计师吴介琴为首的攻关组,选取曲面外形复杂的机体某段为突破口,进行计算机三维设计。
但是由于很多传统的零部件加工工厂不完全是用数控铣床、数控车床来加工,还有相当一部分是用传统方法加工。因此又得把三维设计翻译成原始的二维图纸,可计算机过不了从三维设计自动翻译成二维图纸这一关,不是多线就是少线。为此又要用绘图机上绘出由三维转成二维的图纸。这一过程极为复杂耗时,累垮了部分科研人员。2000年,“飞豹”A型年仅56岁的龚鑫茂副总设计师积劳成疾逝世,说明在保障上、组织上仍有大量的问题需要改善。
2000年9月26日,603所的三维无纸设计传到西安飞机制造公司。西飞按此图纸生产加工出第一个零件。这标志着国内航空无纸设计获得了首创性的成功。
随后603所做出了中国第一台电子样机。最终,603所借“飞豹”A的研制,建立了具有自主知识产权的CAD/CAE/DMU/PDM集成数字飞机工程设计系统。其中,在国内率先引进NT版CATIA V5软件,进行二次开发应用,从5.0版发展到5.6版,实现了飞机三维设计,超越了传统的落后设计,达到国际先进水平。至此,歼轰-7A全机三维设计是国内首架全机电子样机,并在国内首次实现了“电子预装配”,创建三维数模24744个,部分直接应用于飞机制造和工装设计,实现了无纸设计与制造。
研究所用了不到一年时间高质量地完成了改进的全部详细设计发图,4个月完成了某工程电子样机,创造了飞机设计史上的奇迹。但是由于CAD的不完善,部分工作还需要转回到纸面上进行,费时费力。CAD/CAE/DMU/PDM集成数字飞机工程设计系统使得西安飞机研究所走上了新的台阶。系统研制只用了半年时间,先后涉及到大气机、通信导航识别、非航电监控、飞行控制系统及显控处理机、数据处理机、任务机等近百项重大关键技术,并建立了航电火控系统POP、ICD文件库,编制机载软件7万条,测试软件33万条,使我国综合航电火控系统技术又上了一个台阶。
歼轰-7A使用双总线、双余度、集中控制、综合显示与“一平两下”显示系统布局。前后座均有飞机操纵、发动机操纵设备,以及配套设置任务操纵按钮。表盘、电门布局进行优化安排,布置合理。风挡改为单曲度、22毫米厚的无框架有机玻璃整体风挡,与水平线夹角近29度。为改进视野,前座靠背降低30毫米,后座安装底座提高30毫米。
总体的看,603所在研制歼轰-7A的过程中,跟踪国际航空工业最新技术动态,运用新技术,结合现代集成设计理念、管理方法、技术体系和先进装备,构建飞机设计研究和管理一体化体系。逐步采用了项目管理、A-B总师制、并行工程现代先进管理方法,全面提高飞机总体技术水平和质量,对飞机结构及其系统进行了最低限度的适配性更改,提高了飞机战技性能。603所在所长黄强和所领导班子带领下,借助国家高新工程的机遇,把歼轰-7A作为重大契机,重点加强飞机系统、总体设计、综合试验等开发能力,高起点进行科研保障条件建设。但应当指出的是,我国航空设计的总体水平仍与美俄有一定差距,体制、程序上也存在着不合理之处。
歼轰-7A的重要改进:
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。
另外还有,A型的脉冲多谱勒火控雷达天线,先进的座舱显示设备都值得关注。
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。据说比原始斯贝推力大了几百kg。可以说变化不大。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。至于换装新式发动机的问题,现在还没有太明显的表现,泰山ws13现在还在试车,定型需要一段时间,至于对歼轰-7A的适应性改进更待时日,而且气流量以及尺寸和安装位置都和ws9有所不同,歼轰-7A要换后机身进气道等位置需要大动手术。
太行ws10现在正是香饽饽,歼十、歼十一都在争抢,歼轰-7A一时半会根本排不上队,而且气流量以及尺寸和安装位置都和ws9差别很大,歼轰-7A要换除了后机身进气道等位置需要大动手术之外,整个飞机也要进行气动、结构改进来适应发动机,难度不亚于重新设计一架飞机。
唯一一个有可能的就是西安红旗厂现在策划改进ws9的ws15,其推力变化不大,但是推比大有提高,蚝油率也会有大的下降,而且原型机就是歼轰-7A现用发动机,改装难度不大,这样改装后也会有立竿见影的效果。
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。
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。
更重大的歼轰-7改型也在研制中,总的来说,这一改型实际上是一种全新设计,只不过有部分机体还和歼轰-7相同。据传此型号被称为歼轰-7B,也有传说实际就是歼轰-8。一个更虚幻的说法是歼轰-7B将采用并列双座双垂尾布局,结合当初空军希望要一种并列双座战斗轰炸机的想法,有一定道理。外形的改动工作量很大,说明研制单位对其的作战对象、环境有了全新的想法。飞行控制系统将彻底大改,取消配重、翼刀等落后的控制手段。B型采用火控、电子设备将进一步改进,涡扇-9届时将全面国产化。另外,将采用更深入的隐身技术。目前并列双座这一说法较为受网友肯定。
2004年初,海航在西安进行了两架歼轰-7新改型接收仪式
现在,现役歼轰-7的改进正在紧张进行中。
歼轰7A进行的几项最新改进(原文引用自——《新浪博客:dd驱逐舰》):
歼轰-7A今后的改进主要集中在提高挂载不同武器的适应能力,比如最近我在603以及西飞能够得到的资料显示,现在做的改进型就是要改装新的航电以及雷达,改装电传,并且改装前后缘机动襟翼以提高歼轰-7A起降和机动能力。这些改进主要为了适应挂载空射弹道导弹的需要。至于具体是什么型号的导弹,我无可奉告(也不知道),下面就用一种出口的导弹b611为例来说明一下大概情况:
国内使用型的b611导弹现在主要还是作为陆军支援火力,为三联装运输-起竖-发射车,自重比航展b611有所增加,体积不变,在大大增加弹头重量情况下射程与出口型减轻弹头重量的最大射程相比还有富裕,出口型最大似乎是280-300km。空射型也就是在陆用型号之上稍加改进而成,根据歼轰-7A的挂载能力和各个挂架承载能力,一架飞机挂载两枚也就四吨左右,完全可以视为飞机正常作战负载。改为空基,其射程随便估计一下也会提高到450km左右吧,而且这种东西末端速度根据航展资料也在6ma左右,如果根据df15、df11的成熟技术改为具有末端机动能力并且释放诱饵,更是让海上目标防不胜防——所以这种武器还是很有改装的必要地。