國產殲10與美制F-16綜合性能對比[转]
國產殲10與美制F-16綜合性能對比[转]
殲10是我國最新研製的三代輕型戰鬥機，從起飛重量、技術水平作戰任務等各方面看，和F—16戰鬥機都較接近。在殲-10的研製過程中，也是以F-16為主要的比較對象。在殲一10歷經20年完成研製並公開亮相之後，廣大朋友十分關注殲一10與F一16的比較。
殲一10的設計適應新時代需要
一架飛機的性能，首先來自於它的起飛重量和推重比。起飛重量決定了飛機執行任務的能力，例如載彈量和航程。推重比反映了飛機的用途和技術水平，運輸機的推重比一般較低，殲擊轟炸機居中，戰鬥機較高。而在戰鬥機中，第一代噴氣戰鬥機的推重比約為0.5∼0.6，第二代約為0.7.0.8，第三代約為0.9∼1.2。官方介紹殲一10為第三代戰鬥機，因此推重比應為第三代標準。
殲一10採用了全動近耦鴨翼+大後掠角三角翼的氣動佈局，這是八十年代以後的設計中採用的典型氣動佈局。採用這樣的氣動佈局，和八十年代對戰鬥機空戰性能提出的要求是分不開的。在六十年代以前.戰鬥機一直往更快的速度和更高的升限發展，這主要是為了滿足截擊性能的需求，尤其是截擊高空高速的戰略轟炸機和偵察機。隨著核大戰逐漸由現實威脅轉化為潛在威脅，單純追求高空高速性能的戰鬥機在常規戰爭中暴露出嚴重缺點，主要是機動性較差。基於越戰的經驗教訓.新研製的戰鬥機開始追求高機動性。在當時，主要強調穩定盤旋性能和爬升性能，以適應當時「咬尾」方式的空戰。但是隨著空空導彈技術的進步。八十年代以後，空戰性能對飛機機動性提出了兩個新的要求。
第一，在近距空戰中，大離軸角的近距空空導彈使飛機只需要概率瞄準目標即可發射，瞬間盤旋角速度和敏捷性成為空戰中更重要的因素。
第二.在超視距空戰中，飛得快、飛得高的戰鬥機發射的中距空空導彈具有射程上的優勢，因此戰鬥機應該追求馬赫數2.0和升限20000米的性能優勢。
基於上述兩點需求，戰鬥機應當採用低翼載荷、大後掠角的機翼設計，例如大後掠角三角翼。很多高速戰鬥機都採用了類似的機翼，如米格一21、殲一8和「幻影」2000。這種機翼在超音速條件下阻力比較小，但是亞音速和跨音速條件下升阻特性較差，飛機的機動性比較差。「幻影」2000採用的無尾佈局在一定程度上可以彌補機動性的不足。但也因為沒有平尾，飛機雖然飛得快，但是超音速機動性卻比較差，不如殲一8II戰鬥機，不符合超視距空戰的需求。
為了同時滿足亞音速、跨音速機動性和超音速機動性的需求，「颱風」、「陣風」和殲一10不約而同地採用了鴨翼+大後掠角三角翼的氣動佈局。
鴨翼的作用主要有兩點。第一，飛機在飛行時要保持力和力矩的平衡。鴨翼在配平時產生的是正升力。第二，在大迎角下鴨翼和主機翼之間可以產生有利干擾，增大主機翼的升力.增升率可以達到50%。
基於上面這兩條優點，鴨式佈局的飛機既保留了大後掠角三角翼飛機超音速條件下的優點，又克服了其亞跨音速機動性差的缺點。
從照片上可以看出.殲一10的機翼同時採用了固定扭轉和前緣襟翼，這二者可以明顯減小飛機的誘導阻力，提高穩定盤旋性能。因此，殲一10具有優良的超音速性能、亞跨音速瞬間盤旋性能、亞跨音速穩定盤旋性能。高推重比還保證了飛機具有優良的爬升性能，機動性能比較全面。
此外，鴨式佈局在大迎角下具有較強的低頭控制能力，可以提高超音速巡航升阻比並有利於和矢量推力配合。利用這些優點，殲一10在將來可以進一步提高超音速機動性和過失速機動能力。
作為一種以空戰為主的飛機，殲一10的機內載油應該不是太多。空戰時由於飛機的掛載較少，所以其作戰半徑仍然很大，但是執行對地攻擊任務時，航程就會受到限制。，因為執行對地攻擊任務時，飛機掛載的武器較重，而且多採用低空航線，因此耗油量很大。由於機內載油少，為了保證足夠的航程，必須攜帶較多的副油箱.這樣剩下用於攜帶武器的掛點就不多了，必須在航程和掛載武器中做一個折衷的選擇。殲一10的多任務能力因此受到一定的影響。但殲一10具有空中加油能力，算是對這種缺陷的一種彌補。
殲一10從研製開始就考慮了可靠性和可維修性。從公開的照片上還可以看出，殲一10的表面口蓋非常多，這就是為了維修方便而設計的，反映了我國航空技術的進步。這說明我們在研製飛機時，不僅僅局限於達到飛機的技戰術指標，還開始全面考慮飛機的使用問題，這樣設計出來的才是一架真正實用、好用的戰鬥機。
殲一1O和F一16性能對比
空戰機動性的對比F一16在設計之初主要突出空戰格鬥，也就是互相「咬尾」的空戰模式，為此採用了中等展弦比、中等後掠角的機翼。這種機翼在亞跨音速條件下具有較低的誘導阻力，適合穩定盤旋機動，但是超音速阻力較大，不利於超音速飛行。F一16採用的邊條翼佈局可以非常明顯地增大機翼的升力，提高失速迎角，在一定程度上降低誘導阻力。機翼採用了前緣機動襟翼，也是為了降低誘導阻力，提高盤旋性能。
推重比為8的F100一PW一100發動機.使F-16全機空戰推重比達到1.15，結合上述的氣動設計特點，使F—16的穩定盤旋性能十分優秀，爬升率也很大。但是F一16基本放棄了超音速性能，進氣道採用了不可調的皮托管式。這種進氣道重量輕，在亞音速條件TStl發動機結合得非常好，但是超音速條件下推力損失很大。所以F一16雖然號稱最大馬赫數達到2.0，但是實際上它的超音速性能是比較差的。
殲一10和F一16在設計上的共同點是，都利用了漩渦空氣動力學的研究成果，相對於第二代戰鬥機明顯提高了機動性。但是二者在飛行性能上的側重點明顯不同，殲一10要求具有很好的超音速性能，突出亞音速瞬間盤旋性能，同時具有較好的亞音速穩定盤旋性能。而F一16則放棄了超音速性能，主要突出亞音速穩定盤旋性能，有比較好的瞬間盤旋性能。它們在設計重點上的差別，體現了不同時代空戰需求的不同。應該說，殲一10的研製年代在後，更能符合現代空戰的需要。
超音速盤旋性能主要取決於超音速條件下的剩餘推力和飛機操縱性能。在超音速時，飛機的升力中心後移，使平尾配平困難，飛機操縱性能下降。殲一10的機翼形狀和可調進氣道更適合超音速飛行，因此可以確定其超音速加速性優於F一16。
殲一10的靜不穩定度應該大干F一16，而且鴨式佈局在超音速時升力中心後移較少，因此超音速條件下的穩定盤旋能力應該優於F一16。
在現代空戰中，超視距空戰和離軸發射成為主要作戰方式，因此殲-10的機動性比F-16更為全面，也更適合現代空戰的需要。
多任務能力的對比F一16最初完全作為一種廉價格鬥機來設計的，並沒有考慮多任務的能力。但是通過實踐使用發現，第三代戰鬥機的機動性好、航程遠、載彈量大，完全可以作為多任務戰鬥機來使用。因此F—16通過改進強化了對地攻擊能力。一方面在航電系統上進行修改，以適應對地攻擊的需要；一方面加強結構.提高了最大起飛重量。但是付出的代價是飛機重量增加很多，第50批次的F一16C比早期的F一16A重了約1噸。
飛機空重的增加會引起各方面性能的下降。通過增大發動機推力可以彌補一部分性能的損失，但是瞬間盤旋性能的下降是不能通過增大發動機推力來彌補的.除非增大機翼面積——這就涉及到全機外形的重大調整。在飛機設計過程中.飛機的重量和氣動外形、起飛推重比是經過優化以後達到的最佳結果。大幅度增加飛機重量，必然會破壞這種優化的效果。F一16在設計之初沒有考慮多任務作戰的需要，因此在後續改進中大幅度增加重量，也是出於無奈。
F一16C這種輕型戰鬥機要滿足多任務作戰需要，空機重量應該超過8噸，起飛重量應該在12∼13噸左右。殲一10在設計之初應該就選擇了這樣的重量標準，而F一16是通過不斷改進而來，說明殲一10的設計起點高於F一16。但是限於航電水平和對地攻擊武器的種類，殲一10目前在對地攻擊能力上還不如F一16C。不過我國空軍目前裝備的殲轟一7和蘇一30MKK戰鬥機都具有很強的攻擊能力，殲一10更適合執行空戰任務.所以強化殲一10對地攻擊能力還不是很迫切的需要。
航電系統的對比殲一10和F一16C在航電系統的結構上應該屬於同一代產品，但是F一16的航電系統結構相對比較簡單，採用的是單層次總線系統，有兩條互為余度的數據總線，所有功能組件都與這兩條總線相連，火控計算機作為總線控制計算機.慣導計算機作為備份的總線控制計算機。而殲一10的航電系統結構可能與F／A一18類似，採用雙任務計算機控制兩組雙通道總線的結構。
從體系結構來看，殲一10的航申系統比F—16更為複雜，數字化程度也更高，更方便進行升級。F一16最新型號的單個航電設備要比殲一10先進。例如F一16 Block60已經採用APG一80有源相控陣雷達。但是從F一16的航電體系結構來看，即使採用了相控陣雷達，也只是雷達探測性能有所改善，不可能達到APG一77的「綜合射頻」系統的水準。而殲一10航電系統的改進.除了改進單個航電設備的性能以外，可以向火一飛一推一體化控制系統發展，提高飛機的作戰性能。
改進潛力的對比F一16是從空戰飛機逐步改進為具有超視距作戰能力和對地攻擊能力的多用途戰鬥機。而現在，它在美國空軍中的地位主要是執行對地攻擊任務，兼顧空戰，作為F一15戰鬥機的補充。F一16通過多次改進，增重較多，雖然也相應地增大了發動機推力，但是瞬間盤旋性能下降很多。限於F一16的氣動特性.在它所擅長的範圍內已經發揮得比較完善，若再要提高機動性能，只能對全局做重大調整，這樣做的現實意義不大。因此，F一16今後的改進主要體現在航電和武器系統上。
而殲一10在研製時限於當時的技術條件.有許多設計在工程化之後還沒有達到最佳效果.因此在機動性能上仍有明顯的提升空間。例如，殲一10在複合材料的使用上留有餘地，通過增加複合材料用量可以明顯降低飛機重量。殲一10如果採用推力更大的發動機，能大幅提高爬升性能和穩定盤旋性能。殲一10的飛控系統將限制迎角定得比較保守，而大後掠角三角翼的失速迎角一般都比較大(35度∼40度)，通過對飛控系統的改進，或者增加矢量推力，可以放寬飛行迎角的限制，發揮殲一10的升力特性。
殲一10的航電和火控系統在設計時應該考慮了現代戰鬥機航電和武器系統不斷升級的需要，在軟件上作了充分考慮。在更改了航電設備的硬件，或者增加了某種武器之後，相應的控制軟件能夠比較方便地升級，而不需要像過去的戰鬥機那樣，每做一次修改都要出一個改型。這得益於最近二十年來信息技術上的飛速發展.晚誕生的飛機在信息化水平上的優勢遠遠超過前代飛機。例如，二十世紀八十年代的先進戰鬥機，其控制計算機的運算速度是每秒幾十萬次的水平，而現在普通CPU都已經達到幾億次的運算速度。運算速度相差這麼大，設計者在設計航電系統的控制軟件時所考慮的複雜性就完全不同，設計出來的軟件的完備程度也完全不同。
通過對發動機、結構和航電系統的改進，殲一10的對空作戰能力可以接近號稱三代半的「颱風」和「陣風」戰鬥機，超出一般的第三代戰鬥機。
F一16研製於三十年前.在當時採用了許多先進的航空技術，例如放寬靜穩定度、隨控佈局、電傳飛控、邊條翼佈局等，開創了戰鬥機的一個新時代。但是，時代總是發展的，例如空戰觀念的巨大變革，信息化技術的飛速發展，這在F一16研製的年代不可能都預見得到。因此，後研製的殲一10在設計觀念上有許多地方要比F一16先進，雖然殲一10目前在某些單個設備的功能上還比不上F一16，但它最後所能達到的整體性能要明顯高於F一16。殲一10的研製，達到甚至超過了它研製期間我國航空技術的水平，是一種非常優秀的戰鬥機。
[ 本帖最後由 mxsf0043 於 2007-4-8 23:11 編輯 ]
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