愛華網(wǎng)http://www.sina.com.cn 2007年02月09日 07:17 兵器知識
殲10 PK 幻影2000
附表1 殲10幻影2000基本性能對比
附表2 殲10幻影2000航電武器性能對比假想聲明：本文為《兵器知識》雜志供《新浪軍事》獨家稿件。未經(jīng)許可，請勿轉(zhuǎn)載。
圖文／張鵬翼
氣動特性
在20世紀50-70年代，戰(zhàn)斗機普遍追求高空高速性能。其中無尾三角翼是采用較多的一種氣動布局，例如美國的F一102、F一106，法國的“幻影”Ⅲ等。這種氣動布局的優(yōu)點是：零升阻力小，尤其是在超音速條件下；翼載荷低；結(jié)構(gòu)重量輕。缺點是縱向操縱性能差，起降性能差。
隨著電傳操縱系統(tǒng)的應(yīng)用，出現(xiàn)了放寬靜穩(wěn)定度的無尾布局飛機，例如法國的“幻影”2000。這種飛機既有良好的高速性能，又具有較高的機動性。
另一方面，為了克服無尾布局的缺點.開始嘗試使用鴨式布局。最開始是在遠離主翼的位置上增加鴨翼，例如XB-70。后來又出現(xiàn)了近距耦合的固定鴨翼，例如Saab一37。最后發(fā)展出全動近耦鴨翼.例如以色列的“獅”(LAVI)、法國的“陣風”以及中國殲一10戰(zhàn)斗機。
鴨式布局有很多優(yōu)點，升力高，操縱性好.大迎角性能好，短距起降性能優(yōu)異.克服了無尾布局的缺點。
從理論上說.全動近耦鴨式布局相比無尾三角翼在氣動特性上具有較大優(yōu)勢.那么在實際的空戰(zhàn)中這些優(yōu)勢能否得到體現(xiàn)呢?我們可以進行一些具體的對比。
性能對比
我們假想以殲一10戰(zhàn)斗機對陣無尾三角翼戰(zhàn)斗機“幻影”2000。殲一10的性能為筆者根據(jù)“獅”、“陣風”以及“鷹獅”等戰(zhàn)斗機的性能推斷而來。所帶武器也為假設(shè)性能相近的武器。兩種飛機的基本性能如附表1。
基于這樣的基本性能，我們可以對兩機的理論機動性能進行分析。 由于殲一10在推重比上占有較大優(yōu)勢.所以在爬升性能和穩(wěn)定盤旋性能上優(yōu)于“幻影”2000。
由于翼載荷較低，“幻影”2000的瞬間盤旋角速度很高，但殲一10的可用升力系數(shù)大于“幻影”2000，因此兩機在瞬間盤旋性能上相近。
因為外掛布局的特點(在翼下貼近機身處可攜帶四枚“米卡”導彈，)，“幻影”2000的轉(zhuǎn)動慣量較小，因此具有優(yōu)越的滾轉(zhuǎn)性能，在攜帶導彈的情況下滾轉(zhuǎn)角速度仍然可以達到270度／秒。
由于靜不穩(wěn)定度較大，以及鴨翼的操縱作用，殲一10在俯仰操縱性和大迎角性能上占有優(yōu)勢。在 超音速機動性能上也占有優(yōu)勢(超音速機動性能主要取決于超音速條件下控制面的操縱效率)。假設(shè)其航電和武器性能如附表2。
因為本文主要探討的是氣動特性對于空戰(zhàn)的影響，因此對航電的設(shè)定進行了簡化，假設(shè)雙方具有相等的技術(shù)水平，也沒有考慮預警機、地面雷達引導和友機數(shù)據(jù)鏈等系統(tǒng)支援。
殲10幻影2000戰(zhàn)機超視距空戰(zhàn)假想(組圖)
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超視距空戰(zhàn)發(fā)射導彈及規(guī)避導彈
規(guī)避導彈極限距離及向近戰(zhàn)轉(zhuǎn)換 超視距空戰(zhàn)
假設(shè)雙方單機，均從5000米高度，以馬赫0.9進入，對頭飛行。在進入100千米距離以內(nèi)，都能有效地發(fā)現(xiàn)對方，由此進入超視距空戰(zhàn)階段。
目前主動雷達制導的中距空空導彈.有效射程都在50千米以內(nèi)，而雷達的截獲距離一般為發(fā)現(xiàn)距離的70%。在60—70千米的距離上可截獲目標.也接近了發(fā)射導彈的距離，因此超視距空戰(zhàn)主要也是從這個距離上開始。
一般認為“米卡”在最大射程上處于劣勢，我們假設(shè)AIM一120A的最大有效射程為50千米，而“米卡”為40千米。
由于“幻影”2000在導彈射程上處于劣勢，必須采取措施來彌補這一劣勢。通常的做法是采取戰(zhàn)術(shù)轉(zhuǎn)彎.同時施放干擾，以破壞敵方雷達的跟蹤，盡量延緩敵方發(fā)射導彈的時機。進行轉(zhuǎn)彎的時機是剛進入敵機導彈的最大有效射程時.也就是兩機相距約50千米時。
在進行轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)彎角一般不應(yīng)超過40度。因為機載雷達的偏轉(zhuǎn)角最大為60度，如果轉(zhuǎn)彎角度過大，敵機就脫離了本機雷達的最大掃描范圍，而敵機雷達可以繼續(xù)有效地跟蹤本機，本機將處于非常不利的地位。
因為這個限制，“幻影”2000的戰(zhàn)術(shù)機動將圍繞兩機對頭的軸線進行.形成一個蛇形機動。如圖2所示。
在進行一到兩次轉(zhuǎn)彎之后。兩機距離縮短到40千米以內(nèi)，此時“幻影”2000可以發(fā)射“米卡”導彈。而殲一10在此前已經(jīng)發(fā)射了AIM一120A導彈。
主動雷達制導的空空導彈自主截獲目標的距離約為20千米，在發(fā)射之后到自動截獲目標之前這段時間.是超視距空戰(zhàn)的關(guān)鍵階段。
在預計敵方導彈接近到一定距離后，必須采取規(guī)避動作，例如轉(zhuǎn)彎或者爬升。因此空空導彈的可攻擊范圍是有限的，在偏離其發(fā)射方向一定距離之后.導彈由于能量的消耗將無法追上目標.如圖3所示。
還是由于雷達掃描角度的限制.戰(zhàn)斗機進行規(guī)避的時候，轉(zhuǎn)彎角度一般不應(yīng)大于50度，否則本機雷達將丟失目標，無法對導彈提供中繼制導。
本機的火控系統(tǒng)將根據(jù)本機的速度和高度以及來襲導彈的距離，計算出戰(zhàn)斗機必須進行轉(zhuǎn)彎的時機。如果超出這個時間，本機必須用大于50度的角度進行轉(zhuǎn)彎才能規(guī)避敵方導彈，這樣的結(jié)果也就是本機無法對發(fā)射的導彈進行制導,等于自動放棄了進攻機會。
當導彈和本機的距離小到一定程度時，本機必須進行180度的轉(zhuǎn)彎才能規(guī)避導彈的攻擊，這個距離稱為“極限距離”.火控系統(tǒng)會給出告警。
除了轉(zhuǎn)彎之外，還可以同時采取上升機動，以消耗導彈的能量。
由此可以看出.超視距空戰(zhàn)中決定勝負的因素，就硬件而言，主要包括：雷達的探測和截獲距離：干擾和抗干擾的能力；導彈的射程、攻擊范圍和命中率：本機的敏捷性，例如進行蛇形機動時，需要飛機不斷進行滾轉(zhuǎn)以變化盤旋方向：本機的加速性能和 超音速機動性能。
如圖4所示，如果本機具有較高的速度，則容易飛越導彈的攻擊范圍。雖然第三代戰(zhàn)斗機都有超音速飛行能力.但平時一般在亞音速飛行。超視距空戰(zhàn)中，從發(fā)現(xiàn)到交戰(zhàn)，時問只有幾十秒.而從亞音速加速到超音速的時間也是幾十秒。因此，具有超音速巡航能力對超視距空戰(zhàn)有極為重要的意義。除此之外，還需要戰(zhàn)斗機在超音速狀態(tài)下具有較好的機動性能，這是目前的第三代戰(zhàn)斗機所缺乏的。
殲-10與幻影2000在超視距空戰(zhàn)中優(yōu)劣對比(圖)
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殲-10與幻影2000在超視距空戰(zhàn)中優(yōu)劣對比
殲-10與幻影2000在近距空戰(zhàn)性能對比 除了這些硬件，火控軟件的支持也十分重要。超視距空戰(zhàn)需要把握幾個關(guān)鍵時機，如發(fā)射導彈的時機.發(fā)射之后進行規(guī)避的時機，以及機動動作的選擇.進入到極限距離的警告等。飛行員自己無法做出準確的判斷，必須借助于火控系統(tǒng)。所以火控系統(tǒng)良好的信息提示對于超視距空戰(zhàn)非常重要。
殲一10與“幻影”2000在超視距空戰(zhàn)中的優(yōu)劣如附表3所體現(xiàn)。
我們可以看出，殲一10由于推重比的優(yōu)勢，以及鴨翼的操縱能力，在機動性能上占有較大優(yōu)勢。再配合導彈在射程上的優(yōu)勢，可以做到先敵發(fā)射，在空戰(zhàn)中占有主動。
由于“米卡”導彈重量較輕.所以機動性能較好，在導彈截獲目標的前提之下，命中率較高。但是總體來說它在超視距空戰(zhàn)中處于被動的地位。
我們也可以看出，單機對單機的超視距空戰(zhàn)，在雙方武器技術(shù)相當?shù)那闆r下，都有可能命中對方。那么在導彈發(fā)射到進入自主導引階段之前.到底是選擇跟蹤敵機還是選擇脫離.實際是對飛行員神經(jīng)的考驗，空戰(zhàn)的結(jié)果也具有很大偶然性。所以，超視距空戰(zhàn)有賴于機群的配合和系統(tǒng)的支援，例如預警機和地面雷達對目標的指示，機群之間的配合。
在本文設(shè)想的空戰(zhàn)中.假設(shè)雙方都采取了規(guī)避動作，在雙方都劇烈機動的情況下，很可能丟失對目標的跟蹤，導致中距空空導彈脫靶。那么在雙方重新轉(zhuǎn)入對頭飛行之后.空戰(zhàn)將會轉(zhuǎn)入近距格斗階段。
近距空戰(zhàn)主要取決于如下因素：戰(zhàn)斗機的機動性能；火控系統(tǒng)的反應(yīng)速度，例如裝備頭盔瞄準具的飛行員可以較為迅速地鎖定目標；近距空空導彈的性能。
殲一10和“幻影”2000在近距空戰(zhàn)上的性能對比如附表4?？梢钥闯?，“魔術(shù)”2導彈和“怪蛇"--3導彈在性能上相當，鴨式戰(zhàn)斗機在機動性上占有較大優(yōu)勢。
近距空戰(zhàn)中雙方的目的都是占據(jù)發(fā)射導彈的有利位置，而避免本機進入敵機的導彈攻擊范圍。圍繞這一目的，雙方將采取復雜的機動，因此在本文中不可能一一探討，只介紹近距空戰(zhàn)的基本模式。
根據(jù)雙方進入空戰(zhàn)的角度不同，可以將雙方分為均勢、優(yōu)勢和劣勢。如本機機頭指向敵機，而敵機機頭未指向本機，則本機為優(yōu)勢狀態(tài)；如敵機機頭指向本機.而本機機頭未指向敵機，則本機為劣勢狀態(tài)：如雙方機頭都指向?qū)Ψ?，則雙方為均勢狀態(tài)。
在超視距空戰(zhàn)中，雙方都盡力將機頭指向?qū)Ψ?，以確保中距空空導彈的發(fā)射和機載雷達對目標的鎖定。這樣，最后可能雙方形成對頭飛行進入近距格斗的局面.因此假設(shè)兩機進入近距空戰(zhàn)的局面為均勢狀態(tài)。
殲10幻影2000戰(zhàn)機近距空戰(zhàn)假想(組圖)
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殲10幻影2000戰(zhàn)機近距空戰(zhàn)假想
殲10幻影2000戰(zhàn)機近距空戰(zhàn)擺脫戰(zhàn)術(shù)
米卡導彈在中近距空戰(zhàn)轉(zhuǎn)換進的性能優(yōu)勢 根據(jù)攻擊方式的不同，近距空戰(zhàn)又可分為前半球攻擊和后半球攻擊。如果瞄準敵機前半球發(fā)射導彈，則為前半球攻擊。
假設(shè)兩機對頭飛行，交錯后向同一側(cè)轉(zhuǎn)彎，那么轉(zhuǎn)彎半徑小的一方可以構(gòu)成前半球攻擊的條件。如圖6所示。
在這種模式的空戰(zhàn)中，兩機的瞬間盤旋角速度相當，但是由于鴨式戰(zhàn)斗機的大迎角性能優(yōu)越，俯仰操縱性好，可以利用大迎角飛行狀態(tài)迅速減速，從而獲得較小的盤旋半徑。
如果雙方都沒有攻擊機會，則空戰(zhàn)將發(fā)展成下一種態(tài)勢，如圖7。
在這種狀態(tài)下，盤旋半徑小的殲一10會進入敵機后方，從而形成尾追攻擊。
被敵機尾追后，本機可以采取機動措施進行擺脫。如圖8所示的“斜斤斗”機動。通過這種機動，爬升性能更好的戰(zhàn)斗機可以擺脫敵機的尾
追.反過來占據(jù)有利位置。但是由于殲一10的爬升性能優(yōu)于“幻影”2000.后者很難通過這種動作擺脫敵機。
通過水平機動也可以擺脫敵機的尾追，如圖9。這一機動能否奏效主要取決于兩機的最大轉(zhuǎn)彎角速度對比。如果一方不能立即獲得發(fā)射導彈的條件，則空戰(zhàn)將轉(zhuǎn)為互相咬尾的過程。在咬尾的機動中，具有較好的穩(wěn)定盤旋能力和較大剩余推力的戰(zhàn)斗機將處于優(yōu)勢。
實際空戰(zhàn)中將會綜合采用水平機動和垂直機動，搶占有利位置，奪取空戰(zhàn)的勝利。
通過上面的分析可以看出，在幾種基本的空戰(zhàn)模式中，由于殲一10具有較好的大迎角飛行性能，且推重比明顯高于“幻影”2000，剩余推力大，穩(wěn)定盤旋和爬升性能都優(yōu)于對手，因此殲一10在近距空戰(zhàn)中占明顯優(yōu)勢。
不過.如果考慮“幻影”2000攜帶的“米卡”導彈具有較好的機動性，則空戰(zhàn)態(tài)勢將有較大改變。因為“米卡”的重量很輕.與近距格斗導彈接近，而且采用了矢量推力控制方式，具有很強的機動性能.可以作為近距格斗導彈來使用。除了紅外型“米卡”用作近距格斗導彈之外，雷達制導的“米卡”也可在近距離上發(fā)射。
一般的近距格斗導彈，最佳發(fā)射距離在3～8千米范圍內(nèi)，而中距導彈一般在十幾千米以外(如果距離太近導彈尚未加速。機動性不高)，“米卡”導彈正好可以彌補這一射程差。設(shè)想兩機在超視距空戰(zhàn)中均未能擊中目標，繼續(xù)形成對頭飛行的態(tài)勢。此時兩機一般相距10～20千米。在這種情況下，“米卡”導彈可以發(fā)揮其射程優(yōu)勢，迎頭進行攻擊。而紅外制導的近距導彈不僅射程較近，而且一般不能從機頭正前方進行攻擊。因此，在空戰(zhàn)由中距向近距轉(zhuǎn)換的過程中，“米卡”導彈具有很大優(yōu)勢。
通過上面的分析可以看出，殲一10具有優(yōu)越的氣動特性，機動性優(yōu)于“幻影”2000戰(zhàn)斗機，但實際空戰(zhàn)中，影響勝負的因素很多，包括導彈、雷達和電子設(shè)備、火控軟件的性能等，以及系統(tǒng)的支援和機群戰(zhàn)術(shù)的配合。還取決于飛行員的判斷能力和操縱水平。因此，空戰(zhàn)絕不僅僅是少數(shù)性能數(shù)據(jù)的對比，而是一個復雜的系統(tǒng)對抗的過程。只有裝備性能和使用的最佳結(jié)合，才能獲得空戰(zhàn)的勝利。
圖文：中國空軍殲10戰(zhàn)機高速爬升
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中國空軍殲10戰(zhàn)機高速爬升
