基本内容歼13 飞机的设计思想酝酿于1971 年底,当时根据六院的指示由 601 所招收研究下一代歼击机方案。601 所根据作为我国空军歼击机主力的歼6 已经落后的情况,认为应研制接替歼6 的空战歼击机,作为 80 年代的空军主力战斗机。1974 年初,空军全面提出了歼6 后继机的战术技术要求。1975 年冬,空军有关部门又与设计部门反复探讨,正是拟定了歼6 后继机的战术技术要求,1976 年上报,同年4月24 日,常规装备发展领导小组正式行文批复。 1978 年 8 月,从国外引进了米格-23MC(MiG-23MS Flogger E),以 601 所,112 厂为主进行了全面的技术分析,其发动机 P-29 主要由 410 厂分析。
研发
601所派人于1972,1974年两次去空,海军12个部队进行调查研究,新歼击机的设想得到空,海军领导机关的赞同。1974年初,空军全面提出了歼-6后继机的战术技术要求。1975 年冬,
空军有关部门又与设计部门反复探讨,正式拟定了歼-6后继机的战术技术要求,1976年上报,同年4月24日,常规装备发展领导小组正式行文批复。
1978 年 8 月,从国外引进了米格-23MC(MiG-23MS Flogger E),以 601 所,112 厂为主进行了全面的技术分析,其发动机 P-29 主要由 410 厂分析。1979 年 3 月 10 日,三机部下达了开展歼13 飞机选用涡喷15(P-29)发动机方案论证的通知。601 所经过计算,歼13 改用涡喷15 发动机,是飞机有些性能提高,发动机的现实性和把握性也比较大。同年 10 月 9 日,在沈阳召开了歼13 装涡喷15 发动机方案论证会。1980 年 5 月,总参和国防工办正式批准歼13 改用涡喷15 发动机。但由于后来由于空军队装备发展规划的调整以及缩短新机研制战线等原因,1981 年 3 月以后,停止了研制,直接研制费 1,221 万元。
先进的,就需要学习,在这个问题上,我们应该抛开意识形态问题。
教训是沉痛的。但是,中国并不是没有希望,相反仍有相当大的潜力可挖。事实上,70年代初,中国援助巴基斯坦的歼-6飞机发动机,经美英专家重新组装调试后,使用周期已经延长了一倍。
而且现在,中国和俄国的关系正重修于好,这就更加便于我们吸收别人的长处,制造出自己的优秀发动机,并能将已经替代歼-13的国产新型歼击机,能够没有遗憾地与F-16再争高下。
歼13 型歼击机的气动外形十分巧妙。首先,作为一架绝对空中优势歼击机,歼13 即需要具备尽可能大的最大飞行马赫数以追击或规避敌机,又需要能在亚音速或跨音速作高机动飞行。为了平衡矛盾,该机主翼采用了边条机翼形式。由于有边条前翼,使整架飞机的有效后掠角增大,相对厚度减小,所以激波阻力较小,适合于超音速飞行的要求。而基本翼的存在,又使整个机翼的有效展弦比增大,可减小低亚音速及跨音速时的诱导阻力,特别是大仰角飞行时,从边条分离产生的边条涡形成有利干扰从而增加了升力。另外拖出的边条涡还可以给上翼面补充动能,延缓基本翼上的分离,从而又可以产生相当大的附加升力,这就非常有利于飞机在高亚音速或跨音速时作高机动飞行(要求有尽可能高的可用升力)。
在当时同量级的新战斗机中,同时研制的还有美制的 F-16,这一型飞机设计非常成功,并经过了不断改进,成为了北约国家的主力装备。虽然同处两个世界,意识形态完全不同。歼13 与 F-16 的外形差别也是非常之大,但是在主翼的设计上确是惊人的相似。同是采用了边条翼形式。虽然这一机翼构型现在已是十分常见,但在 60 年代末却是绝无仅有的。而且美国毕竟至少拥有二次世界大战以及喷气时代歼击机设计的经验,而中国什么都没有,能参考的至多不过是米格-19,然而在完全独立的,没有任何经验的情况下,竟能设计出如此先进而巧妙的机翼构型,本身就是个奇迹。
不仅如此,为了使阻力减至尽可能的小,歼13 采用了上单翼。但是上单翼形式稳定性好,不利于高机动飞行。所以该机在设计时巧妙地使主翼下反,增加了飞机的轴向不稳定性,解决了这个矛盾的问题。
而且该型机是中国歼击机首次采用前缘机动襟翼,虽然偏转速度现在已不得而知,但足以和飞机的俯仰姿态响应,和飞机的飞行马赫数及仰角相配。更何况当时我国还没有随控布局中的“放宽静稳定度”技术,飞机无法靠“增稳系统”自动控制舵面,所以使用这一设计是十分大胆的。
歼13 歼击机的主要制约因素在于其发动机。
一开始,歼13 拟采用一台英制斯贝 MK.202 涡扇发动机(加力推力9,300公斤力)的国产型涡扇-9(WS-9),但因推力不能满足需要而改用推力为 12,200 公斤力的涡扇-6(WS-6)发动机。不久从国外引进了米格-23 之后,又决定改装米格-23 所用的 P-29,国产型也称涡喷-15 的涡轮喷气发动机。但后来都未能付诸实施。
从表格可以很轻易地得出结论,同期同量级的美制战斗机 F-16 所采用的发动机推重比达到 8,而我国的歼13 所采用的发动机,小的竟只有 5.2,大的不过 6.5。与美制发动机存在着根本的,巨大的差距。
由于发动机的成功,美制 F-16 后来成了一款成功的,优秀的北约制式战斗机。而同是新研制的歼击机,歼13 气动外形设计优秀,不但没有量产,甚至在原型机还未制造出来,就已经夭折,颇令人扼腕。
中国歼-12战斗机
发展航空工业,极为重要的一条,就是优先发展航空发动机工业。航空发动机是飞机的“心脏”,它的技术性能和结构关系飞机的战术技术性能、可靠性和经济性。各种类型的航空发动机都要在高温、高压、高转速、高负荷的苛刻条件下长时间地反复工作,还要求它重量轻、体积小、使用安全可靠、经济性好。
同时提出的多种性能要求和极端的工作条件,迫使各种型号的航空发动机必须设计精巧,加工精密,使用高性能的材料和成品附件。发动机综合了多学科和多种专业技术成果,技术难度大,研制周期长,耗资多。它当之无愧地代表了一个国家的工业和科技最高水平。环顾世界,也只有美、前苏联、英、法等少数工业发达国家,才能独立地研制和发展先进的航空发动机。
中国航空发动机的老师是前苏联。从技术角度讲,苏联的发动机在一些方面不如美国。它们通常体积较大,制造较粗糙,使用寿命较短,耗油率较高。中国仿制的航空发动机一些性能指标还低于前苏联。歼击机发动机大修周期(即一个安全使用期限)通常为100~200小时,而美国等西方国家发动机使用周期一般大于4,000小时。
正当上世纪60年代中国航空工业倾力消化吸收改进涡轮喷气发动机时,国际上更先进、更经济、更稳定的涡轮风扇发动机诞生了,并立即成了航空界的主流。经过反复权衡,中国航空界决定上涡扇机。又是一段艰难的历程,涡扇机的难度、复杂性远远超过涡喷机。工程费时费力,进展缓慢,从60年代一直拖到80年代。虽然也研制成功涡扇5、涡扇6等型号发动机,但因种种原因,终于未投入批生产。
这样一个巨大的差距是无法通过独立的、逐步提高的办法,或是通过进口一些先进的发动机充做样板来加以克服的……同汽车工业一样,航空工业要大幅度提高水平,只能来自国外的直接技术协助……引进(罗尔斯.罗伊斯的”斯贝“发动机)将使中国在比较短的时间内前进10年……同西方最先进的涡轮风扇发动机相比,中国人至少还将落后12年。尽管如此,10年跳跃的实践结果将意味着,对他们未来飞机性能的一次关系重大的提高……努力的势头会超的初步地跳跃而继续下去,中国的独立设计和制造能力将会飞快增长