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航展手记——J7MF浅析
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作者:沙龙
从80年代到2000年,J7系列作为中国的主力出口机型大量出口到第三世界国家,20余年来,我国根据客户的要求对J7系列进行了大量的改进,特别是96年珠海航展期间首次对外公开展出的J-7MG更是将J7系列的作战性能推向巅峰。J-7MG采用双三角机翼(内翼后掠角57度,外翼后掠角42度),有前后缘机动襟翼,这些改动大幅度提高了J-7MG的近距格斗性能以及飞行品质。自从J-7MG推出以来,引起了世界各国的高度兴趣,特别是南亚某国派出了庞大的空军高级试飞团进驻成飞,对J-7MG的各项性能进行了全面的测试。该团成员对J-7MG的各项性能表示满意,特别是对其近距离格斗性能进行了高度的评价,称J-7MG好像一架小F-16。唯一令考察团不满意的就是J-7MG的雷达作用距离过短,不能进行超视距作战。J-7MG由于受自身结构的限制,不太可能采用大口径的雷达天线,原型机上采用的SSR雷达作用距离仅达26KM,显然不能满足未来空战的需要。然而,J-7MG良好的性能价格比最终征服了外国用户,据称,南亚某国已经决定购买79架J-7MG。
J-7MG成功的出口并没有使锐意进取的成飞人停止前进的步伐,成飞人清楚的认识到J-7MG自身结构的限制,同时也意识到J7系列仍然因为其较高的性能价格比吸引海外客户。然而,要在现有结构上仅靠改动电子设备而大幅提高J-7MG的性能已经是不太可能的事情了,成都飞机公司依靠对其自身的技术实力和对市场研究的信心,绝对大胆的对J-7MG进行改动,以增大雷达天线为目的,推出一款新型战斗机,并且保持J7系列良好性能价格比的传统优势。
性能
80年代后,成飞作为中国的主要飞机生产基地大有异军突起之势,特别是重点型号的研制,为成飞技术的提升打下了坚实的基础。近几年来,成飞的飞机不断推陈出新,这也从侧面反映出成飞实力的不断增强。
从这次航展期间成飞推出的模型分析,J-7MF采用矩形机腹进气口,进气道上有一分离附面层的隔板,小型固定鸭翼,而后机身几乎和J-7MG一模一样,未作大的改进,仍然采用WP-13系列发动机。根据成飞工作人员介绍,J-7MF项目于98年启动,目前已经完成了吹风试验,如果一切顺利将比FC-1更早推向市场。
写到这里,不少朋友一定会问,既然成飞已经有了FC-1,为何还要发展J-7MF?首先,我们必须了解FC-1实际上是中巴合作的一个国际项目,它的主要目标是满足巴基斯坦空军的需要。FC-1的发展走过了一条崎岖坎坷的道路,从最初中美合作的超7到后来俄罗斯介入的FC-1历经10余年,其发展的步履艰难并不是因为技术的原因,而是因为主要用户巴方由于国内政治经济的问题以及巴方在雷达电子设备的选型摇摆不定造成的。根据航展期间传出的最新消息,巴方最近已经注资2000万,要求在2005年前为巴空军提供6架FC-1,其余款项也将逐步到位。国内消息也显示,FC-1已经完成技术冻结,如果巴方资金到位,将于2003年实现首飞。由此,最近传闻的FC-1下马的消息也不攻自破。而J-7MF则是成飞根据市场需求的研究自筹资金研制的一种面向三世界国家并以抢占J-7系列传统市场的高性能价格比的出口型战斗机。
此外,从技术上看,FC-1在俄罗斯介入的情况下,对其气动布局进行了全面的改进,进气口内倾,采用大边条机翼,换装俄罗斯RD93涡扇发动机,其改动之大已经脱胎换骨于J7系列,完全可以称得上一种新型号的战斗机,同时,由于采用了如此大的改动,必然导致价格相对高昂,这对中国传统市场追求物美价廉必然是一个冲击。另一方面,J-7MG的研制成功使成飞认识到J-7系列的生命力依然存在,如何保留J-7MG的固有优势,改进其缺点,推出一种廉价、性能适中(特别是具备超视距作战能力)的战斗机已经势在必行。成飞在十余年重点型号和J-7系列的研制中积累了丰富的经验,在利用已经成熟的新技术改装现有战机方面已经驾轻就熟。J-7MF采用了一对小型固定鸭翼而不是FC-1的大边条设计,该小鸭翼同样起到边条的作用,但是更加简单,而且不必对机身作大的改动,这也体现出J-7MF追求低成本的目标。同样,照搬J-7MG的后机身,仍然采用WP-13系列的发动机也是基于这一点。
综上所述,J-7MF实际上是针对J-7MG不具备中距作战能力这一缺点研制的一种性能介于FC-1和J-7MG之间的战斗机,它将面向更广阔的用户市场,成为J-7系列用户的更新换代产品,它同FC-1并不是同一档次的产品,它将同FC-1一并成为新世纪出口的主力机型。
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网友论兵---也说J7MF
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作者:方方
相对于J7系列其他型号,J7MF的改进相当之大,几乎已经完全脱胎换骨,成了一种新的型号,其与J7系列的技术跨度完全可以和幻影III到幻影2000的技术跨度相比。并不是象有些同志说的那样,旧瓶装新酒,只是通过改装先进电子设备而获得综合作战能力的提高(这是J7MF改进途径之一,但并非全部)。
以腹部进气而言,J7MF并不象以前的J8B、超7为了扩大机头容积而简单地将进气道移到腹部,那是J7FS的做法。如果仅仅是扩大机头容积以加装电子设备,那么J7FS的改动完全满足要求,改动又小,根本不必画蛇添足搞出这么一个复杂的矩形进气道出来。事实是,J7MF的进气道是经过精心设计以满足复杂条件下发动机的进气要求的,而且大家心知肚明那是采用了哪种飞机的技术。
而气动布局,J7MF也并非完全照抄J7E:
为了前移焦点以配合重心所增设的前置翼面,证明我们的设计技术有了阶段性的提高,可以通过气动布局的调整来协调重心和焦点的相对位置,而不是J7II时代用配重来解决问题。这方面J7E是第一步尝试,而到了J7MF则比较成熟了。但这对翼面太小,很难做到近耦布局鸭翼那样产生强的有利干扰。当然,如果采用大面积鸭翼,设计得好的话,可以有相当好的效果。但即使在J8ACT上也未能采用可控鸭翼,看来在三翼面相互影响以及控制方面我们还有很多东西没搞清楚,还有一段路要走。当然啦,看看老毛子的T10-24飞了多少年了,我们的J8ACT才多久?
机翼没什么好说,在J7E基础上加强结构增设挂点而已。需要注意的却是平尾。事实上MF的平尾相对7E已经下移而基本和机翼处于同一平面。这种措施就是为了避免或减小大迎角下的上仰问题。析其原因只有一个:飞机要经常进行大迎角机动,必须保证其性能。事实上7E的大迎角性能不差,很少听说由于平尾的上仰问题而失事的——98航展报道说大迎角通场时迎角接近40度,听起来有点夸张,但至少20多度是有的,而F-16的迎角限制也不过29度而已。这种改进说明大迎角性能已经是MF的设计重点之一了——这点似乎也可以说明J7MF和J7系列的区别:J7系列强调的是小迎角超音速截击性能。另一个变化是平尾的后掠角减小,但因为是模型,看不到转轴,无法确定是否改用直轴平尾。至于平尾面积可能也缩小了,只是没有三视图无法确定。如果真的缩小,那么很可能就已经采用了FBW。
至于垂尾,明显经过重新设计,面积加大很多,对提高方向稳定性有利。而机头的横椭圆截面也有助于提高大迎角下的方向稳定性。而采用前翼带来的对垂尾的不稳定干扰,由于前翼面积很小,实际影响不大。
再说说性能。
目前唯一知道的J7MF机动性能参数就一个:爬升率200。这也是J7MF饱受攻击的一点。但需要指出的是,各国计算爬升率的条件是不同的。简单的例子:世界飞机手册上F16爬升率330(大概吧,记不清了),而苏27只有250,难道说F16爬升能力强过苏27?!开玩笑!至于IDF达到254,就更是胡扯(以前有位仁兄做过分析,在此不在多说)。所以,这个数据并不能证明J7MF机动性如何如何,但却可以从中分析出一点东西来:
J7E起飞重量约7500,一般认为所用的WP-13F加力推力6600,则推重比0.88,爬升率200。
J7MF爬升率200,即使条件与J7E相同,推重比也至少要0.88,如果考虑改用腹部进气阻力增大,则推重比很可能达到0.9以上(假设0.95)。如果报道属实,J7MF采用WP-13F改,推力8吨多(假设8100),则起飞重量估计8500左右,增重1吨。
下面和FC-1作一比较。
J7MF FC-1
发动机 WP-13F改 RD93
推力 ~8100(?) 8300(?)
正常起飞重量 ~8500 9100
最大起飞重量 12700
正常推重比 ~0.95 0.91
正常起飞翼载 346 370
空重(估计) 6200 6800
结构增重(相对
J7E) 1000 1600
机长(M): 14.00
机高(M): 4.73
翼展(M): 8.8 9.00
翼面积(M2): 24.5 24.62
展弦比: 3.16 3.29
最大速度: M1.8 M1.7
升限(M): 16000 16600
爬升率 200 ~200(由推重比推测)
转场航程 2600 2900
最大过载(G): 8~9 9.0
由上表可见,J7MF的性能其实不逊于甚至超过FC-1,但使用的却是性能较差的涡喷发动机,效费比较高。如果用户出得起钱,给J7MF换装RD93之类的发动机,性能将有个质的飞跃。由于J7MF采用的都是成熟的技术,技术风险不大,性能、进度有保证,这才是中国渐改成功的范例。反观FC-1,在发展过程中越改越远,完全抛弃了原型机而另起炉灶,代价不小,效果却并有限。虽然指标还看得过去,但和J7MF相比总是心中没底——毕竟J7MF的原型J7E的性能有目共睹,而迄今中国还从来没有搞出一架实用的边条翼布局飞机。
可以设想一下,如果价格放宽到1500万,则J7MF完全可以换涡扇、装FBW、改用复合材料,性能可以达到三代战机水平。事实上可以取代FC-1作为低档轻型战机。
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走在边缘——再评F7MF
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作者:laya
F7MF应该是成飞在市场需求驱动下的产物。要理解F7MF的遮衷和彷徨,必须从市场谈起。
战机和其他产品一样都存在高端和低端之分,显然F7MF是面向低端市场的。
F7MF的原准机米格21--具有代表性的2代战机,遍布世界各地,先后有49个国家/地区使用,服役数量近五千架。如此庞大的用户群和良好的群众基础(笑),这算是改进F7系列的有利条件吧。接下来的问题就是如何改?——改装还是改型?
和另两种同级战机(F5.MIRAGE3/5)不同,要让米格21/F7系列实现跨代战机的空战能力--超视距空战能力却非常难(F7系列和F16的代沟很深啊!呵呵~~~)。难在米格21/F7系列的机头进气--限制了雷达天线尺寸。解决这一问题的方法,直接导致是采取改装还是改型策略(或许这两者可以互为因果)。在90年代初期,以色列的米格21-2000.俄罗斯的米格21-93走的是改装道路,包括机体延寿.更换航电设备,最主要还是通过加大机头激波锥的尺寸来弥合代沟——实现超视距作战能力。带来的问题一方面是飞行品质的下降,另一方面由于激波锥尺寸有限,雷达的LRU(外场可换设备)必须小型化.数量减少,同时雷达的冷却问题更加突出,总之矛盾集中到雷达这一方面。而这两种改装计划好象获得了不少市场。
早在80年代末期,中巴也提出以F7为基础的改型设计——超7,计划包括换发.改气动布局.更换航电等等,这显然是渐改设计的思路。超7后来演化到FC1,要求越来越高,计划反反复复,进度起起落落。是什么原因呢?如果简单的概括,laya以为这是客户和研发机构的不成熟造成的:在性能和可承受价格之间的矛盾。CAC不是没有能力作好超7/FC1或再高的计划,而是缺乏与客户沟通的技巧和经验(laya知道CAC和巴基斯坦的XX相处颇有时日且生意也作过不少,不过这不代表CAC可以为客户制定合理的目标.进度并且可以让客户心甘情愿的掏出口袋里的钱))。面向市场但不意味着为市场所牵制,毕竟巴方(包括其他中国的传统军售对象)没有主持设计先进战机的经验。CAC如何将自己的观念和计划转变为巴方的理想目标.如何说服巴方,将决定FC1的前途。
FC1进度拖延的代价就是CAC将丢掉米格21改型或后继机的巨大市场,F7MF成了赶最后一班车的过客(也许在这场戏中,A角是FC1.B角就是F7MF了~~)。如方方帖中所言,F7MF的性能其实不逊于FC-1,但使用的却是性能较差的涡喷发动机,效费比较高。如果消息确实F7MF现已完成吹风,那至少在2-3年后才可交付客户使用。那时,F7MF面前高端市场有呼之欲出的JSF,有F16BLOCK60,Rafle,米格29等等,低端市场有米格-21的改装延寿型号,有MIRAGE3/5(Kfir)F5等等的延寿改装。也有美国和NATO国家低价倾销的F16A/B(甚至免费奉送,军售从来都不只是商业行为),中档市场则是JAS39.LCA等等。而F7MF无疑将处于“增之一分如何如何...减之一分又如何如何...”的边缘,是尴尬还是恰到好处?只有时间可以回答。
F7MF走在边缘,前有FBW和涡扇的诱惑,后有F7MG的惫懒。放弃了全动鸭翼和换发,取固定前翼和WP13F改,这是遮衷的代价也是遮衷的成就。laya也并不认为这是一个里程碑式的标志,在米格21的原型机改型中有Ye-6T3.Ye-6/2,那是鸭翼和前缘缝翼的验证机型。KfirC2也曾增设鸭翼(可拆卸),目的都是为了弥补三角翼的先天不足。
laya没有细看F7MF模型的进气道(也记不住),依据F7MF的最大速度.高度推测和比照F16的进气道(普惠公司曾实验如果采取可调进气道将增重180kg),而且F7MF起落架和电子设备也使颌下进气道的空间极为有限,为匹配WP13F改更大的气流量,F7MF应该采用的是固定进气道。至于F7MF的固定前置小翼,laya同意方方的看法,即为了前移焦点,这当然也提高了F7MF的大迎角飞行性能(见略评F7MF)。但F7MF仍然是一架“稳定”的飞机(亚音速时≥-3%),而这对小翼的另外可能好处在于:减少跨音速时焦点的移动,使大过载下超音速配平阻力下降(尾翼配平阻力减少)。在没采用FBW的情况下,F7MF已经走到边缘了。
PS 看81飞行表演的时候,J7EB的机身下外挂表演用油箱,laya一直以为除了是外挂燃油还另有他用。