殲轟七/JH-7系列改良型之
FBC-1飛豹式 & 殲轟七A/JH-7A戰轟機 By LUZE 懲越戰爭中暴露中國海軍在技術上的一些問題,如電戰、反艦武力等,而應需求發展的超音速戰鬥轟炸機。當時至少有兩個方案,一是由西安飛機設計研究所全新設計的戰轟機,一是沈飛的殲八改良型。同時由於蘇聯在北方邊境增射防空飛彈陣地以及軍隊,使得中國需要一種能夠低空高速突防的戰轟機,因此取消改良殲八的方案,由西飛發展全新的超音速戰轟機,殲轟七。同時與殲轟七配套發展C-801反艦飛彈。 JH-7大約在1992年開始少量服役於海軍航空兵。1995年在JH-7的基礎上開始殲轟七A改良計畫。另一方面,1997年時,外銷改良型,FBC-1設計定型,並於1998年珠海航展公佈,其中FB應該就是戰鬥(Fighter)、轟炸(Bomber)之縮寫,而C應該表示中國(China)以與美國飛機編號區分。這就好像FC-1的F應該指戰鬥,而C表示中國一般。 以下就介紹殲轟七家族的改型:FBC-1與轟七A。
一•FBC-1飛豹式
機體、結構設計 機體外型方面,FBC-1與JH-7幾乎是相同的,所以本段不強調是合者,統稱JH-7。 JH-7外型傳統,兩側正震波超音速進氣道、上單後掠翼、雙發、單垂尾、平尾、縱列雙座,類似美洲豹攻擊機,更向日本F-1攻擊機。外型設計雖然很普通,但在結構設計上這是中國第一次擺脫米格機窠臼從新開始的飛機,並且從設計到建造都以歐美方式進行,例如根據總設計師陳一堅先生所說,這架飛機的研究是從〝局部求解到全機求解〞,意思是說,飛機設計時是將每一個部分的氣動力等力學特性計算出來並優化之,然後用這些分開來設計的小元素拼出整架飛機(例如F-22就是設計每一塊小部分的特性如RCS等,再將之綜合),而不是先弄出整體再以整體為基礎優化之(蘇聯早期的戰鬥機、火箭、飛彈就是用整體優化的方式,注重整個系統的性能而不在意細節)。除了研製方式的〝第一次〞外,一些結構佈置等也都突破第一次。 因為是戰轟機,考慮到大量、大型攻擊武器的外掛,機翼便採用一般攻擊機常用的上單翼設計;另一方面,為了在低空飛行時有良好的舒適性即可控性,機翼面積不大,也沒有翼身融合,使得翼負荷增加,雖不利於空戰,但有利於低空突防。主翼前緣有鋸齒,翼端有扭轉,陳一堅說,這是因為模型風洞測事實證實必須有鋸齒才能維持某些條件下的穩定性及可控性,但實機飛行多年的結果,發現這根本不需要,因此在後來的JH-7A中就取消了鋸齒設計。後緣使用單縫式增生襟翼,兼顧大升力與低重量,陳認為這項設計是很成功的。 起落架方面,主起、前起均為雙輪式,主輪距3.06m,主輪與前輪距7.66m。JH-7之前中國所做過的戰機都是把支撐點裝在機翼上,輪胎收進機腹,類似J-7、J-8、幻象2000那樣。但JH-7的機翼設計使得把支撐點放在機翼上時,起落架將多達3m,不論在空間、重量、強度上都難以設計,而窄輪距以及大重量的外掛也考驗起落架的性能,例如說,當飛機兩邊掛載不對稱時,就造成在地面滑型的可能危險。這兩個情況在中國是第一次遭遇到的。JH-7的主起落架設在機腹,為類似客機的雙輪式,主起落架成外八字方式支撐,類似F-16,不過F-16的主起位在同一艙室,而JH-7是分開的,收那時起落架向前收,輪子翻轉後(整個起落架一起轉)收入機腹;前輪也是雙輪式,向後收納。經過測試,起落架負載達設計目標之125%時仍未破壞,並解決了滑行時的安全性問題。 另外是由於發動機衍生出的問題,JH-7使用英國勞斯萊斯公司的MK-202渦扇發動機,該發動機不容許類似殲七、殲八那樣的尾噴管設計,因此整個發動機必須往後安裝,導致重心後移,這亦是首次遭遇的。尾部構行的收斂要求很嚴格,當尾部出現過大的角度變化時,飛行時會引起劇烈震動,殲八II就曾在這方面費了不少力氣。西飛同時應用風洞測試以及歐美流行的電腦分析解決這個物提,使尾部的B角(貝他角)小於8度。 另一個符合中國特色但不是很先進的設計在於蒙皮的受力,現代戰機往往讓蒙皮承擔部份應力,藉以減輕結構重量,但JH-7是〝結構歸結構,蒙皮歸蒙皮〞的設計方式,也就是蒙皮預定不作為結構之一部分,這樣一來減少設計的複雜度,符合JH-7設計時的技術水平,缺點是重量會增加。 上述情況通用於JH-7與FBC-1,不過在材料、工藝方面,有些可能不一樣,FBC-1在工藝技術、材料科技上都很先進,畢竟他拿了〝國家科技進步特等獎〞,這方面目前我只知道一筆資料,但從中就知道了不得之處:機翼的一體成型技術。其他如複合材料等的使用也比JH-7普遍,可能是因為複合材料使用較多的關係,FBC-1最大起飛重量與最大外掛都比JH-7高的情況下,航程也增加,對面作戰半徑與SU-30MKK相當。
航電 後座狀況
(由於手邊資料不多,無法對整體航電作充分分析,僅列出我所知道的,望有詳細資料的高手能不吝提供資料,最好是官方報導或是展覽公佈的資料) FBC-1的航電設備在當時是國產品中最先進的,按照公開資料顯示,除了雷達天線可能為俄國產品外,似乎沒有資料顯示該機航電設備有舶來品。其中有數十種航電設備是專門研製的。 雷達以具有平面陣列天線的殲雷十/JL-10取代JH-7的拋物面雷達,這是當年為了與殲十配套而研製的雷達,於1991年巴黎航展首次對外展出,技術上是中國雷達技術的大躍進,達到西方第三代戰機雷達的等級。具備超視距作戰、近程纏鬥、地形測繪、對空對面、輔助導航等11種模式。仰/俯視搜索距離80/54km,仰/俯視追蹤距離40/32km,方位/俯仰角正負60度,X波段。(主要數據取自全球防衛雜誌173期) FBC-1之所以能稱作〝當時最先進的國產飛機〞,主要就在於自動化程度以及數位化程度,儘管不像第五代戰機那樣由統一的紀錄器、電腦處理所有資料。明顯的例子是將射控與導航系統綜合在一起,由統一計算機處理,可共用JL-10的數據,低空飛行時,JL-10除了用於發現目標,還用於測地,提供資料指引飛行員進行地形閃避(也有資料說是可自動迴避),這種低空導航與射控系統的綜合對於精確對地打擊非常重要。另外像警告器、敵我識別器等SA設備也與電戰裝備連線,使飛機能夠更有效的進行電子戰以及自衛。 除了以雷達作低空導航外,還包括慣性/GPS縱合式導航系統、電台導引、微波著陸系統等導航系統。進氣道附近還可增掛導航夾艙或導航/射控雙功能夾艙(不佔用武器掛點)。中國的電子科技近年成長快速,目前低空雷達導航夾艙、前視紅外暨雷射標定夾艙等都有不錯的性能,根據性能數據,低空導航夾艙性能接近美國同類系統,前是紅外暨雷射武器標定夾艙使用距離及高度略遜於俄國系統。據說國際公認中國的半導體製程技術已經超越俄國,因此目前的問題就在於系統整合設計了,這相對於沒有硬體基礎是簡單得多的,有句話說得有理〝一個電子系統的功能,取決於硬體製造以及程式設計,其中程式設計靠的是天才,不需要深厚的技術基礎也可以有好的產品,而硬體靠的就是相關技術基礎,這是需要時間及經費去建立的〞,所以將來中國戰機的電戰性能大概是不愁升級沒門路了。 自我防禦方面,雷達警告系統、敵我識別器與反制設備連線,除能施放干擾絲及熱焰彈,還配備內建的主動干擾系統(JH-7則只有被動電戰系統,也就是干擾絲等),整個操作過程高度自動化。 另外還包括三軸增穩三餘度線傳飛控系統、自動駕駛系統、數套1553B資料匯流排、數位式任務規劃電腦等。 座艙儀表方面,從網路上有的照片看來,我看到一張有密密麻麻傳統儀表的前坐艙以及一個有4個液晶顯示器的後座艙,不曉得FBC-1就是〝前儀表後液晶〞的佈置,還是那是不同型號的照片就不得知。座艙內用中國戰機常用的紅光照明,據說這樣會使座艙光線柔和,降低飛行員精神負擔。 彈射椅裝有側向火箭以增加兩個飛行員逃生的安全性,該彈射椅讓中國飛機首度成功進行串座高空跳傘及0到1000km/hr之彈射救生。 通訊系統方面FBC-1與殲七、殲八改良型是共通的,與舊型飛機共不共通我不清楚。而資料匯流排也共通,利於戰時情報交換及後勤作業。 雖然以上一些〝創新的、第一次的〞設備或性能在研究現代飛機的同好眼中已經沒啥新鮮,但這說明FBC-1具備第四代戰機(西方三代)的特點,重要的是他不像J-8IIM那樣用那麼多俄國系統,而是國產系統,這對中國航空工業的心理及實質意義是很重大的。
武器/籌載 FBC-1兩翼各有3個掛點(含翼端掛點),加上機腹一個共7個,另外再進氣道附近還有夾艙掛點。最大武器掛載6500kg(SU-27SK為6000kg,SU-30MKK為8000kg),比JH-7多約1500kg。除了籌載量大,籌載物與重量之比例也很大,最大起飛重量時,活動重量(燃油+武器)佔總重接近50%,達到先進戰機之指標(如Rafale之空重與最大外掛皆約9000kg)。 固定武裝為中國戰機常用的23-3型雙管23mm機炮,對空武器為霹靂系列空對空飛彈,對面作戰時有C-801/802飛彈以及炸彈等。中國已經有自己的雷射導引炸彈以及前是紅外線/雷射導引夾艙,所以也可掛載雷射導引炸彈進行精密攻擊,除了自行研製的炸彈及夾艙外,還有俄國的Kh-59系列等飛彈以及夾艙可供選擇(目前也許優先用於SU-30MKK,但的確有裝備該炸彈之消息,且Kh-59可能技術轉移至中國)。2000年珠海航展時,一架FBC-1模型掛著一種兩側進氣的沖壓飛彈,據說那是〝鷹擊12〞超音速反艦飛彈。還有一種不知道有沒有,即使有也不能明講的武器,就是巡弋飛彈,殲轟七系列勢必都會裝備巡弋飛彈。
動力系統 FBC-1與JH-7一樣裝備英國勞斯萊斯的MK-202〝史佩〞發動機或其國產型WS-9,這裡之所以用〝或〞,是因為從JH-7使用經驗,WS-9並不是很成功的MK-202翻版,其推力、壽命等都比原裝貨差,因此很早就有消息說中國乾脆直接進口MK-202裝備轟七系列,所以FBC-1到底是用WS-9還是MK-202我無法確定。 2002年5月,中國正式證實自行研製的〝崑崙號〞渦噴發動機設計定型(根據張時的報導,2001年9月9日就已完成基本測試,2002年初完成高級測試項目),報導說這是〝中等偏大推力發動機〞,令報導表示胡錦濤參觀研製單位時詢問到新渦噴能否用於縣翼戰機的問題,相關單位表示〝可以很容易的換裝〞,以上兩個報導意味著,〝崑崙〞發動機可能是EJ-200或M-88等級的發動機,既然該發動機具有自主知識產權,推力、大小又能滿足許可,而FBC-1也算是中國現代化航空力量的一部分,所以未來不無可能換裝。
性能諸元 FBC-l長23.32m,翼展12.70m,高6.57m。最大起飛重28475kg,最大武器掛載量6500kg,最大航程約3500km,作戰半徑約1600km。極速約1.7至1.8馬赫。
二•轟七A/JH-7A 再廠房裡的殲轟七A,注意Kh-31飛彈及導引夾艙
2002年5月,中國正式公佈JH-7的改型,殲轟七A/JH-7A。JH-7A計畫已經不是什麼新聞,根據公開的消息,轟七A計畫從1995年開始,重點在於更新航電、增加匿蹤設計、增強武器籌載及航程等。為了達成後者,一度傳出要改用AL-31系列發動機,但事實卻非如此,動力系統仍為兩個原裝的MK-202,這可能是因為若要更換AL-31則尾部勢必因尺寸不合而重新設計,這將大幅增加成本,由於新一代戰機陸續增加,似乎不需要〝高機動型轟七〞的存在,且隨著電子科技及材料的進步,機體應該也可以減輕,這些因素就使得換發不在那麼必要,這是使用MK-202的可能原因。 外型上,改用一片式風擋,機翼鋸齒也取消,總設計師陳一堅說,雖然風洞測試證實應該要有鋸齒,但根據FBC-1的經驗發現根本沒有必要。以上兩點是JH-7A與JH-7的明顯差別。整體來看,外型的改動是不大的。外掛方面,JH-7A兩翼下各增加一個掛點,共9個。 轟七A最主要的改良在於航電以及維修性。陳一堅說,FBC-1所用的航電設備是當時最好的國產設備,現在當然已經不先進了,但殲轟七A經改良後,仍然是最先進的。因為是新的飛機,公佈的當然不多,所以仍只能看小部分,無法全面分析。 •轟七A的航電共通程度更高,自動化程度也更高,例如低空飛行時就可以自動進行閃避,這意味著機在電腦性能更好也更可靠,飛控系統可能改為數位式四餘度線傳飛控。陳一堅還說,轟七A使用〝開放式結構設計〞,也就是在任何有接點的地方換上符合規格的新裝備都可以隨插即用,這在未來系統升級以及以夾艙進行性能擴充時都相當便利。 •轟七A也重視維修性,全機只設有少數個容易檢修的檢修點,且一些艙門可以〝一把螺絲刀從頭用到尾〞,簡化了後勤需求量。
轟七A當然可以用所有FBC-1的武器,而與FBC-1的最大不同,在於它可裝備Kh-31P反輻射飛彈。從JH-7A公開時的照片看出,兩翼下各有一枚Kh-31P,之所以推斷是Kh-31P而不是Kh-31A反艦飛彈,是因為他在近氣到附近增掛夾艙,Kh-31P是必須裝備導引夾艙才能發射的,即使是SU-30MKK也如此。目前Kh-31P已經在中國生根。 由自動地形迴避以及Kh-31P反輻射飛彈的發射能力看來,JH-7A將是一種防空壓制機,這在戰時搶奪SA是很重要的,他再戰場的應用可能如同美國的F-4G野鼬機一般在一開始摧毀敵人防空體系,為後續攻擊鋪路。此外,能夠發射Kh-31P反輻射飛彈意味著JH-7A應該有很靈敏的電子偵察設備,我猜想他可能可以再小幅修改後成為〝殲轟電七A〞電戰機。
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