search
十年前重型隱身機落敗 沈飛如何才能走出陰影?(上)

十年前重型隱身機落敗 沈飛如何才能走出陰影?(上)

關注風雲之聲提升思維層次

解讀科學,洞察本質

戳穿忽悠,粉碎謠言

導讀

成飛和沈飛是航空工業的哼哈二將,其中沈飛還是老大。但與集榮寵於一身的成飛相比,沈飛可算灰頭土臉。十年前重四項目落敗或許代表了沈飛命運的轉折,奮力推出的「鶻鷹」至今妾身未明,陰影中的沈飛前路何在?

本文來自微信公眾號:觀察者網(ID:guanchacn)作者:晨楓 圖說:席亞洲

成飛和沈飛是航空工業的哼哈二將,其中沈飛還是老大。但與集榮寵於一身的成飛相比,沈飛可算灰頭土臉。從把殲-7改進得米格都不認識,到給巴其斯坦干副業整出「梟龍」,到推出第一代可以與世界叫板的殲-10,更是到閃瞎世界眼睛的殲-20,成飛的地位是掙來的。

當然沈飛也沒有閑著,建軍90周年的朱日和閱兵中, 5架殲-16、7架殲-15、7架殲-11B組成強大陣容,佔34架受閱飛機中的一半以上。然而,這些蘇-27衍生型在平台層面上畢竟代表了第三代基本技術,更是使沈飛獲得並非奉承的「沈霍伊」之稱。十年前重四項目落敗或許代表了沈飛命運的轉折,奮力推出的「鶻鷹」至今妾身未明,陰影中的沈飛前路何在?

朱日和天空中的殲-11家族大機群如果放到幾年前,會令人印象深刻

然而當成飛的殲-20飛過,殲-11家族最新成員殲-16也頓時失色

沈飛的轉折點或許開始於更早的殲-10落戶成飛。作為老大,沈飛在分兵援建成飛后,依然被賦予研發殲-8的重任,正是因為分家后的沈飛的實力依然最強。研製殲-8的艱難曲折歷程不能完全算作沈飛之過,除了文革干擾,這也是初生的航空科技的成長中的痛楚。由於時代的限制,殲-8代表的設計理念和製造技術還在研發中就已經落後20年了,殲-8II形成戰鬥力時,殲-10都快要首飛了。更重要的是,殲-10第一次使得航空站到了世界航空科技前沿的門檻。

說起來,即使有殲-10的存在,沈飛依然有機會與成飛平起平坐,這機會就是蘇-27的引進、消化。蘇-27代表了80年代的蘇聯航空科技最高水平,引進蘇-27的時代正好是蘇-27進入第二代的當口。

準備交付的蘇-27SK戰鬥機

滿載航空工業和空軍希望的殲-11戰鬥機

蘇-27採用渦扇發動機、翼身融合體和中央升力體等先進技術,但在設計時為減重採用了很多極端手段,使得機體強度受到一定的影響。由於蘇聯電子技術水平的限制,蘇-27基本型只採用了模擬電傳飛控,雷達、火控、座艙也相當於美歐70年代水平。

第二代蘇-27對機體大幅度重新設計,提高了強度,延長了壽命,增加了起飛重量(意味著增加了燃油量和載彈量)。在電子系統方面更是全面升級,被動電掃雷達、玻璃座艙、數字電傳飛控等使得第二代蘇-27與第一代貌合神離,戰鬥力顯著提高。由於蘇聯解體,第二代蘇-27的研發走了一段彎路,最後,第二代的基本型蘇-27M流產,但玻璃座艙、結構增強、數字飛控、推力轉向、被動電掃雷達等部分技術分別流入雙座的蘇-30MKK和MKI。

Su-27M後來改名Su-35,其部分結構改動被蘇-30MKK等繼承

俄軍Su-30SM戰鬥機,也是典型蘇-27系列的第二代改進型之一

第三代蘇-27以蘇-35為代表,採用增推的發動機、先進電掃雷達、機翼前緣L波段雷達、大屏液晶顯示等先進技術,更是在氣動和結構上精細優化,比如用數字飛控與常規氣動控制面的組合代替減速板,減輕結構重量,以容納額外的燃油和電子設備。

30年後,蘇-27及其衍生型依然有強大的戰鬥力。重型的蘇-27身大力不虧,航程、載彈量有先天的優勢,適合安裝各種高性能電子和武器系統以適應空戰和對地攻擊需要,優秀的氣動設計和強大的發動機更是提供了至今依然出色的機動性。然而,要在未來很長時間裡繼續作為勝任的主力戰鬥機,光有寬大的空間還不夠,需要在結構上留有足夠的壽命,在系統架構上便於升級,以適應不斷演變的使用環境和不斷出現的先進技術,否則有可能成為食之硌牙、棄之可惜的尷尬。

沈飛引進的是第一代蘇-27,但這也正是蘇霍伊在轉入第二代研發的時候。在引進和國產化的初期就要求沈飛趕上蘇霍伊的進度,這是不現實的。沈飛本著慎之又慎的老傳統,同時在空軍的節點要求和及早形成批量交付的壓力下,在「吃透」蘇-27基本型的基礎上,以航電國產化、渦扇10發動機替代AL31以及結構上局部採用復材替代為主線,展開了殲-11B的研製。

俄羅斯蘇-27S戰鬥機座艙,其電子系統相當於西方70年代水平

殲-11B的航電趕上了21世紀的水平

殲-11B的身世與殲-8II有幾分類似,也頗有幾分曲折。渦扇10「太行」發動機早期有可靠性問題,嚴重影響了出動率。局部結構用「剛度等代」后,發生顫振現象,需要用配重解決。火控系統延續了蘇-27單純空戰的設計定位,缺乏使用精確制導對地攻擊武器的能力。

殲-11B在2007年6月開始交付使用,不久前才達到全狀態。用10年達到全狀態並不出格,問題在於全狀態的定位。正如2015年剛完成從殲-11到殲-11B的整建制改裝、2016年就帶隊拿下2頂「金頭盔」的中部戰區空軍航空兵某旅旅長肖軍在談及這次與殲-20、殲-16和殲-10C一起在朱日和受閱的感想時所說的:「(殲-11B)剛剛『年輕』就『老』了。」對於動輒要求30-40年使用壽命的現代重型戰鬥機來說,這是令人遺憾的。

殲-11B採用了與殲-10戰鬥機技術水平相當的機械掃描雷達,其技術水平在今天看來有些低了

由於空軍沒有要求對地攻擊能力,殲-11B的火控系統沒有整合精確制導彈葯,在解放軍稍後的精確制導對地武器大發展的時代,殲-11B卻只能發射火箭彈和無制導炸彈,顯得頗為尷尬

殲-11B的缺憾部分來自教條主義的「吃透」和習慣性的「慎之又慎」。蘇-27對航空是一個絕佳階躍式的學習機會,努力吃透是理所應當的。但什麼才是吃透,在怎樣的吃透程度上才能前進,如何前進,這是大問題。

工程技術當然是建立在科學原理上的,但工程研發與科研探索有顯著的不同。科研探索是從已知探索未知,起點是清晰的、已知的。工程技術則是從給定的具體問題探索解決方案。最大特點之一是不確定性,從手頭技術的適用性到可能遇到的技術難題,都存在未知數,但解決方案要求在相當長的時間內保持有效。最大特點之二是有限資源,包括人力物力和時間。

從某種意義上來說,工程研發有點像打仗,不可能等戰場上所有情況都清楚之後再採取行動,一定程度的「戰爭之霧」總是存在的。工程師的英雄本色不是消除所有「工程技術之霧」,而是儘管有不確定性存在,依然用有限資源,有效、可靠地解決問題,還在很長時間內繼續管用,對使用環境或者使用條件的變化不敏感,或者能有效適應。

工程實踐中的不確定性是客觀現實。所有理工科大學生都學過微積分,有些在後續的學習和工作中還要用到更加高等的數學工具,但幾乎沒有人敢說完全徹底地掌握了微積分,但在掌握基本概念和方法后,這點不確定性並不妨礙有效應用,當然這不排除在應用過程中根據需要打補丁。換句話說,完全徹底的吃透既不可能,也無必要。

回到蘇-27的國產化,關鍵在於林,而不是每一棵樹。吃透、消化的關鍵是理解、掌握設計基點、技術思路和關鍵數據,而不是拘泥於每一個具體技術細節,更不應該在國產化過程中被這些細節框死。

引進消化的目的是為了再創造,而不單是為了簡單的引進替代。在落後的時候,很容易把引進替代作為目標,「先吃透消化、達到先進水平再說,先學會走,再說跑的事。」這是貌似合理的做法,但在思路上已經偏差了,越是「忠實」地復現原技術,歧路走得越深。引進技術再先進,其設計基礎與的實際需要總是有偏離的,根子歪了,樹不可能是正的。

客觀地講,殲-11B研製中,空軍的「短平快」要求和廠方對「吃透」蘇-27的執念相互糾纏,使該機最終成果沒有達到理想狀態

在殲-11B的研製時代,空軍已經提出「攻防兼備、首戰用我」的攻勢空軍思想,空戰當然是攻防的重要組成部分,但不是唯一部分。

在蘇-27基本型的研製中,受到蘇聯防空軍和前線空軍各司其職的影響,也由於美國空軍在F-15的研製中「一磅也不用於空對地」和蘇聯航空科技水平的影響,蘇-27基本型只有十分簡陋的對地攻擊能力,基本上只能用無制導火箭彈和鐵炸彈抵近攻擊缺乏先進防空能力的弱勢對手。在實戰中,這樣的對手是否值得用蘇-27這樣的高成本先進戰鬥機去攻擊是一個問題。

但這對蘇聯空軍不是問題,大量的蘇-17/22、蘇-24更加適合對地打擊,首先裝備蘇-27的防空軍則根本不承擔對地攻擊任務。在第二代、第三代蘇-27研發的時候,即使對俄羅斯來說,技術基礎也已經偏離了,強調增加對地攻擊能力。

但空軍從一開始就不一樣。空軍缺乏有效的對地攻擊平台,尤其是航程遠、載彈量大、具有自我護航能力的戰役打擊平台,轟-6的航程遠、載彈量大,但缺乏自我護航能力。強-5具有有限的自我護航能力,但航程和載彈量較低。

因此,在引進蘇-27不久的90年代,空軍就在東南沿海演習中,用蘇-27執行對地攻擊任務,儘管只能發射無制導火箭彈,一時成為外媒恥笑的話題。但在當時的特定環境下,要能從相對安全的內地基地起飛而在台灣海峽對岸具有足夠的留空時間和載彈量,還只有蘇-27,強-5用起來就有點勉強。

在技術上,殲-11B的研製時代已經是航電數字化、戰術飛機多任務化的時代了。F-15的「一磅也不用於空對地」的時代背景有兩方面:1、F-111不甚成功的例子,使人們對多用途談虎色變,空戰專用有助於減小研發中的技術風險;2、航電技術限制使得空空與空地需要專用系統。

但第三代戰鬥機的高推重比、低翼載提供了大量的剩餘升力,使得空戰戰鬥機天然適合轉用於機動性要求不高的戰鬥轟炸機。另一方面,電子技術的發展使得航電可以容易地滿足空空和空地要求,早期還需要在地面由地勤做模式切換,後來發展到可以在空中由飛行員做實時切換了。美國F-18經典型是最早成功實現多任務化的,所以F-18的正式編號是F/A-18,凸顯其雙用途特點。「一磅也不用於空對地」的F-15更是發展出成功的F-15E,儘管美國空軍還是羞於稱之為F/A-15E。

然而,殲-11B的研製還是沿用了蘇-27基本型純空戰的設計思路,無視實際技術條件和空軍思想變遷的現實,使得殲-11B在設計時就定位有誤,造成難以糾正的缺憾。

從列裝我軍開始,蘇-27和殲-11戰鬥機就不得不承擔了跨海對地攻擊的任務

時至今日,高原駐訓的殲-11戰鬥機部隊要解決的重要問題也是如何用無制導炸彈和火箭彈攻擊地堡

蘇霍伊在蘇-27基本型剛剛投產的時候,已經在規劃改進方向了:

1、改進航電,實現多任務化

2、加強機體結構,增加起飛重量,延長使用壽命

3、採用增推的發動機和推力轉向

其中發動機不是蘇霍伊的事情,推力轉向除了與飛控的整合外也不是蘇霍伊的事情,對沈飛也一樣。蘇霍伊的改進結果就是蘇-27M。但由於蘇聯解體,蘇-27M及其衍生型几上幾下,部分成果通過蘇-30MKK和MKI實現后,最終還是通過蘇-35才全面實現。當然,蘇-35不是蘇-27M的簡單復甦,而是與時俱進、採用了最新技術的魔改版。

相比之下,殲-10戰鬥機一開始就整合了雷霆-2激光制導炸彈,具備了精確打擊能力

在殲-11B研製時期,解放軍空軍可能認為蘇-30MKK戰鬥機配合大量採購和仿製的Kh-29導彈已經足以滿足我軍精確打擊的需求,沒有要求殲-11B具備較強精確打擊能力

相比之下,除了國產化和局部替換,殲-11沿用了蘇-27的模擬飛控和未經加強的機體。最簡單的電傳飛控只是用電信號傳遞飛行員的操縱動作。但在信號傳遞中,自動實現一定的聯動並加入增穩,這才是電傳飛控的意義所在。

模擬飛控採用以運算放大器為核心的模擬電路來實現,系統相對簡單,響應速度快,但功能複雜度難以提高,電路有模擬電路固有的漂移和故障率問題,用過老式電子管或者晶體管收音機的人對此會有體會,調好的電台每天都要用旋鈕微調一下,否則什麼也沒動,可能就跑台了。模擬飛控更難升級,就像電子管收音機要與錄音機相連,除非預留插孔,否則只能整個換掉。

最簡單的數字飛控是把模擬飛控簡單地數字化。但數字飛控的生命力在於整合先進功能,不僅自動分析、過濾飛行員的過度操縱動作,也可以自動補償因為燃油和彈藥消耗帶來的重量和重心變化,更可以與發動機、火控交聯,實行飛火推一體化控制,在瞬息萬變的戰鬥中,把飛行員從複雜、繁瑣、精細的操作動作中解放出來,成為戰術家,而不再只是操作員。數字化架構還提供了系統自檢功能,實時監測系統狀態,出現故障時不僅提示,甚至可以自動重組,通過其他系統的兼職來恢復主要功能。數字化架構更是可以通過軟體升級,就好象智能手機可以通過下載升級版本,甚至增加全新功能。

背景簡介本文作者為自由撰稿人、自動化專家晨楓。文章於2017年8月25日發表於觀察者網(http://m.guancha.cn/ChenFeng3/2017_08_25_424342.shtml)。風雲之聲獲授權轉載,分上下篇發出。

責任編輯孫遠


歡迎關注風雲之聲

知乎專欄:

http://www.yidianzixun.com/home?page=channel&id=m107089

今日頭條:

熱門推薦

本文由 一點資訊 提供 原文連結

一點資訊
寫了5860317篇文章,獲得23258次喜歡
留言回覆
回覆
精彩推薦