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八字環垂弦鋁合金的簡單介紹

解夢佬

1992年6月27日上午10點15分,隨著首批8架蘇-27SK和4架蘇-27UBK飛抵位于安徽蕪湖的某空軍基地,中國空軍正式開啟了“蘇-27時代”,此時距前蘇聯正式裝備蘇-27僅7年零5天。目前我國裝備的蘇-27系列戰機數量已經超過俄羅斯,是全球第一大蘇-27戰機使用國,被網友親切地稱為蘇-27的“第二祖國”。

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1996年,中俄簽訂了蘇-27的技術轉讓協議。按照該協議,俄羅斯允許中國在沈陽飛機工業(集團)有限公司組裝200架蘇-27,首批105架 ,第二批95架,合同金額為25億美元。601所和第112飛機制造廠承擔了這項任務,所有200架蘇-27將在5年內組裝完畢。為了加快整個項目的進度,俄羅斯先后派出了100多名專家來華參加蘇-27的國產化工作。在中俄專家的共同努力下,1998年12月15日,中國組裝的首架蘇-27SK首飛成功,并在次年達到年產15架的水平。到2002年中國已組裝出48架蘇-27,次年也組裝出同樣數量的蘇-27。到2004首批105架的零部件全部交付完畢。不過在完成這105架的組裝后,我們主動停止了余下95架的組裝,開始自行改進和研制后續型號。

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我國自行研制殲11B的初衷

國內生產蘇-27的項目和準備工作從1997年開始進行, 生產的蘇-27被命名為殲-11,這是中國的航空工業系統首次進行批量生產的第三代戰斗機。1998年12月16日,沈飛組裝的蘇-27成功首飛,在完成了早期的樣機組裝和試飛后,已經有了一定經驗的沈飛開始批量組裝生產殲-11,殲-11大概在2000年開始交付空軍部隊使用。雖然殲-11的發動機和航電設備等仍然由俄羅斯提供,但殲-11的生產和交付證明沈陽飛機公司已經建立了完整的生產體系。而通過引進蘇-27,有力地促使中國在機械制造、焊接、現代化武器改進以及現代化航空工業安全生產管理等方面獲得進步。

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不過這種所謂的技術轉讓其實骨子里還是賣“組裝許可證”,因為包括發動機、核心航電系統在內的部分核心部件俄羅斯并不愿意進行技術轉讓,而是必須從俄羅斯購買成品。這意味著就算按照原計劃我國實現所謂的“蘇-27國產化”,但是我們要生產更多的蘇-27還是得看俄羅斯的臉色,主動權掌握在俄羅斯手里。沈飛也將徹底淪為一個組裝廠,更關鍵是蘇-27的后續的技術升級也都要依靠俄羅斯,俄羅斯這是典型的“賣完成品賣技術,賣完技術賣升級方案”,如果我們不能掌握獨立生產和升級蘇-27的能力,那麼花巨資引進的這條生產線就將成為俄羅斯的提款機。而中國引進蘇-27的關鍵目標是建立獨立的生產和改進體系,這個體系的建立不能僅限于獲得組裝生產能力,而是要從最基礎的制造到成品供應實現整體的配套綜合,建立起與整機相配套的完整順暢的生產系統。很顯然這與我國當初決定引進蘇-27生產線的目的是背道而馳的。

此外,空軍還非常敏銳地從中看到了更大的隱患,那就是當時俄羅斯一心尋求倒向西方,一旦俄羅斯應西方要求對我國不利,屆時我軍的蘇-27將存在短時間內全部癱瘓的風險(參考土耳其空軍的F-16境遇)。

其次,蘇-27的引進和生產雖然解決了中國空軍的“燃眉之急”,但我們在使用過程中也發現了蘇-27諸多的問題,比如當蘇-27處于0.85~1.2馬赫的跨聲速區間時的最大允許過載不是8而是6.5,這就是著名的“跨音速陷阱”。還有蘇-27理論上在全滿油狀態下能加到9.4噸油,但是受限于機身強度,全滿油狀態最大允許過載不到4個g,還會影響武器掛載,因此正常使用情況下只能帶5.27噸的內油,另外4.13噸的油只有在轉場時才加注(即所謂的超載油箱)。因此其正常內油航程只能達到3000公里,而不是對外宣傳的4000公里(這其實是轉場航程)。此外,由于材料落后,蘇-27SK為了減重和減少飛行阻力,垂尾做得非常薄,相對厚度僅3%,因此表速超過600公里/小時就不能開減速板,否則會出現垂尾強度不足。

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左右兩邊的機翼油箱就是超載油箱

而我國空軍對蘇-27最不滿意的就是它的航電系統。蘇-27的雷達航電、機載武器和飛行控制系統只是前蘇聯80年代初期的水平。相比當時世界的先進水平差距非常大。最早交付的24架蘇-27裝備的SUV-27火控系統采用了RLPK-27雷達(配備N001E天線),對RCS=5㎡的空中目標的最大搜索距離為100千米,可以同時跟蹤10個目標,不過只能打擊其中一個目標,第二批次交付的蘇-27換用了新的N001P天線,提高了邊掃描邊跟蹤精度,同時打擊目標數量提高到兩個。雖然RLPK-27雷達的紙面數據要超過F-16A/B使用的AN/APG-66(V)3雷達(對RCS=5㎡空中目標最大探測距離90千米),但是受限于前蘇聯糟糕的電子水平,再加上蘇-27的正面RCS(10㎡)是后者的5倍(2㎡),在實際對抗中其實并不能獲得先行發現的優勢

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蘇27的RLPK-27雷達(配備N001E天線)

而且蘇-27采用的TS100火控計算機只儲存有P-27E/ER空空導彈的參數,因此不能發射R-77主動彈,只能發射半主動雷達制導的R-27ER中距彈。因此在與裝備AIM-120C主動彈的F-16A/B時, 蘇-27將面臨極大的劣勢。AIM-120C在“典型發射條件”下的最大射程達到了100千米,最大速度達到了4馬赫。并且得益于技術的發展,與 AIM-7M相比,AIM-120C的彈徑減小12.5% ,翼展減小47.5 % ,重量減輕32% ,飛行阻力減小30% ,導彈的不可逃逸區達到了42千米。PS:“典型發射條件”指的是在10000米高空,雙方戰機以1.2馬赫的速度相向飛行。

按照蘇聯《蘇-27型飛機分隊戰術》里的數據,R-27ER在“典型發射條件”下的最大射程60千米,考慮到導彈命中率和載機生產率的考慮,R-27ER的典型攻擊距離不超過30千米。也就說,在R-27ER具備發射條件前,蘇-27已經進入到AIM-120C導彈的不可逃逸區。F-16A/B憑借AIM-120C不僅能夠取得對蘇-27的“先發射先脫離” 優勢,甚至還可以形成對蘇-27的單向性殺傷。很顯然,如果不對蘇-27的機載武器系統和航電系統進行徹底升級,那麼蘇-27在未來的超視距空戰中將完全處于被動挨打的地步。

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R-27ER半主動中距導彈

于是我們在組裝了105架蘇-27之后,便停止了繼續組裝,開始自行研制蘇27的后續版本,也就是后來的殲11B系列。601所在蘇-27的基礎上研制一款雙發重型戰斗機,項目從2003年啟動,僅用了4年,首批殲-11B便于2007年下線,2008年首批殲-11B交付部隊。

那麼殲11B相比蘇-27SK有哪些改進呢?

按照規劃,我國自行生產的殲-11系列在技術上必須能夠滿足2000年后的戰場環境,因此我們對于蘇-27的改進可謂是脫胎換骨的,除了氣動布局沒有變化之外,其它全部換完,尤其是殲-11B在國內第一個用國產太行發動機替換了俄制發動機,率先實現了真正意義上的全面國產化,消除了可能被卡脖子的隱患。

殲-11B第二個升級的地方就是機體材料上的更新。殲-11B的主機翼、尾翼和垂尾大面積采用了碳纖維復合材料,機身蒙皮也從蘇-27的金屬蒙皮升級為復合材料蒙皮。相比航空鋁合金,復合材料強度更高,重量也更輕,解決了蘇-27存在的垂翼強度不足的弊端。此外,復合材料的采用還減少了殲-11B的雷達反射面積,正向RCS從蘇-27的10㎡減少到5㎡。而后隨著3D打印技術的成熟,我們還在殲-11B上面使用了激光增材制造技術(3D打印技術的一種),相比傳統技術切削打磨出來的材料,3D打印技術制造出來的材料是一點一點長出來的,因此零部件的精度更高,同時重量也可以更輕,再加上雷達的減重,殲-11B比蘇-27的空重減少了700多千克。這部分重量用來提高了正常使用的內油載荷(從5.27噸增加到6噸),使其在攜帶4枚中距彈和2枚格斗彈的前提下依然擁有超過1000公里的作戰半徑。

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殲11B原型機

殲-11B第三個全面升級的地方就是航電系統。首先,殲-11B采用了數字化電傳操縱系統取代了蘇-27上面的模擬式電傳操縱系統,機動性能得到進一步提升。其次,殲-11B采用了先進的玻璃化座艙,三塊6×6英寸的多功能彩色液晶顯示器組成了信息指揮平臺終端,還有兩個小一點的液晶顯示屏,在前風擋處安裝有一個衍射平顯 (HUD),標準的一平五下。作為火控系統的核心 ,殲-11B使用了當時國內最先進的國產1493型脈沖多普勒雷達,這款全數字PD雷達采用了平面陣縫隙雷達天線,對RCS=5㎡的空中目標探測距離提高到了150千米,能同時跟蹤20個目標,并對其中的6個進行打擊。

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蘇27與殲11B的座艙對比

此外,殲-11B還裝備了性能比俄制電子吊艙更先進的內置電子戰設備,并首次安裝了紅/紫外線導彈尾煙探測告警裝置 。在武器上殲-11B全面實現了國產化,中距彈更換為國產PL-12主動中距彈。格斗彈更換為國產PL-8。由于PL-8的尺寸和重量都較大,為此殲-11B還修改了翼尖掛架的外形 。

那麼殲-11B的空戰能力如何呢?

以對戰攜帶R-77主動彈的蘇-30MKI為例。蘇-30MKI的N011“雪豹”無源相控陣火控雷達雖然號稱最大探測距離可達400公里,但是據印度空軍自己透露,其對標準空中目標(RCS=5㎡)的最大探測距離也就在135千米,要遜色于殲-11B的150千米,而且殲-11B經過部分隱身處理,正向RCS只有蘇30MKI的一半,因此在雙方的中距空戰中能夠做到對蘇30MKI的率先發現。

而R-77中距彈雖然號稱射程達到了100千米,但是俄羅斯的測試標準是在20000米高空,雙方戰斗機以1.5馬赫的速度想向飛行的結果。而PL-12的射程則是按照國際通用的“典型發射條件”下測量出來的數據。事實上,如果按照“典型發射條件”測試,R-77的最大射程也就在50公里(印度空軍高呼自己深有體會),之所以射程如此之短,其格柵尾翼“功不可沒”。

另外,殲-11B與蘇-30MKI的交戰空域屬于高原地區,因此我們設定雙方在“典型發射條件”下進行交戰,導彈的平均飛行速度按3馬赫計算。那麼PL-12的最大射程為70千米,不可逃逸區能夠達到30千米。而R-77的最大射程為50千米,不可逃逸區只有22千米。很顯然殲-11B不僅可以提前發現蘇-30MKI ,而且能夠獲得搶先發射中距導彈的優勢,并且由于不可逃逸區更遠,在進入R-77的不可逃逸區前便能完成對PL-12的中距制導然后撤離,安全性也更有保障。

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攜帶R-77的蘇30MKI

如果對方出動比殲-11B先進半代的陣風戰斗機,殲-11B只要換裝PL-15便能輕松應對。陣風雖然采用了技術水準更高的RBE2型有源相控陣雷達。但是機鼻直徑太小(540毫米左右),雷達天線陣面僅有535毫米,T/R組件只有836個,較少的T/R組件導致整體雷達功率不高,探測性能受限,對RCS=5平方米的空中目標探測距離為140千米,要略小于殲-11B。陣風使用的流星沖壓式中距彈在“典型發射條件”下的最大射程為190千米,不可逃逸區為80千米。

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而根據《科技與創新》2019年24期的一篇論文給出的仿真數據,在尺寸與AIM-120D幾乎一致的情況下,仿真出來的國產某型雙脈沖中距彈在“典型發射條件”下的最大射程能夠達到182千米。如果我國自用的PL-15尺寸與出口型的PL-15E一致,那麼PL-15在“典型發射條件”下的最大射程是能夠達到200千米的。PS:出口型PL-15E依然是傳統的單脈沖固體火箭發動機。

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那麼我們可以得出,PL-15的不可逃逸區高達104千米。很顯然,殲-11B雖然只是四代機,但是憑借設計上的先天優勢,以及射程更遠的PL-15,在與四代半的陣風對抗中,依然能夠做到先敵發現,先敵發射。

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所謂的仿制問題,俄羅斯表示完全沒有!

關于殲-11B,網上討論最多的莫過于所謂的仿制了,部分網友認為殲-11B是中國對蘇-27的仿造。事實自然并非如此,事實上早在2009年,時任俄羅斯國防武器出口公司總經理的阿納托利▪伊賽金便對所謂的中國仿照蘇-27一事進行了澄清。他在回答記者的相關問題時解釋道:“俄羅斯已經注意到中國生產的飛機仿冒了蘇-27的外觀,但是這還需要證據,這(仿造戰斗機)是非常復雜的技術,外表可能一樣,但是里面的設備可能完全不一樣”。作為俄羅斯負責武器出口業務的國有公司,阿納托利▪伊賽金的講話代表著俄羅斯官方的態度。很顯然,俄羅斯官方并不認為殲-11B是仿造的蘇-27,因為雙方早就簽署了蘇-27的技術轉讓合同,殲-11B的研制只是按照合同,在對蘇-27進行許可證生產過程中的技術升級而已。

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值得一提的是,在履行蘇-27技術轉讓的過程中,俄羅斯僅按照合同規定提供了用于組裝生產的設計資料,并未提供蘇-27的原始設計資料。因此,沈飛要想自行研制殲-11B,就必須消化摸透蘇-27的設計技術,這與當年全面摸透米格-21設計然后自行研制出殲-8是一樣的。也就是說,沈飛早已經徹底摸透了蘇-27,并掌握了核心技術。根本就不像網絡上調侃的那樣只會吃蘇-27的老本。之所以殲-11B、殲-16外觀上與蘇-27非常像,并不是說沈飛沒有實力對其進行大改,根本原因還是蘇-27的氣動布局已經非常優秀,空軍并不希望對其進行過多改動。也正是因為沈飛成功研制出殲-11B,粉碎了俄羅斯試圖通過發動機和關鍵的航電系統這兩個核心部件來拿捏中國,將蘇-27變成提款機的圖謀。

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