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发信人: ersy (放假了,打球去), 信区: Green
标  题: 超7技术探秘 与F-16、IDF战机谁领风骚?(1) 
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Aug  1 12:58:39 2003)

  前不久,由成都飞机工业集团公司生产的FC-1战斗机的首架原形机下线,开始进行各
项地面测试工作,不久之后将会进行首飞。FC-1战斗机是由成都飞机设计研究所设计,成
都飞机工业集团公司生产的一种轻型战斗机,主要面向外贸出口市场,又称为“超7”战斗
机。该战斗机的研制,在经历了多年的发展之后,终于将进入一个新的阶段。按计划,该
机将在2005年投入批量生产。

发展历程

  FC-1战斗机的发展经历了一个曲折而漫长的过程。在上世纪八十年代末,应巴基斯坦
空军的需要,我国和美国的格鲁曼公司合作,准备在歼-7飞机的基础上发展出一种“超-7
”战斗机。主要的改进之处在于将歼-7飞机的进气道由头部移到两侧,这样就可以留出机
头的空间来安装较大功率的雷达和其他电子设备,以适应现代化战争的需要。除此之外,
为了提高中低空的机动性能,对机翼也进行了彻底的修改,把歼-7的大三角翼改成带边条
翼的40度后掠角梯形机翼。为了提高飞机在大迎角下的稳定性,将机身两侧的进气道内倾
10度。超-7飞机计划采用西方的发动机,备选的发动机包括著名的F404发动机、PW1120和
PW1126发动机以及罗伊斯-罗尔斯公司的RB199-127/128型发动机。歼-7飞机是一种偏重于
高空高速性能的战斗机,但是经过这样的修改之后,超-7飞机则完全变成一种注重中低空
格斗性能的战斗机,而仅仅是保留了原歼-7战斗机的大部分机体结构。这个方案成了现在
FC-1战斗机的基本构形。

  在经历了西方国家的对华制裁之后,超-7战斗机失去了发动机和电子设备的来源,计
划也随之停止。但是由于苏联的解体,俄罗斯与中国的军事关系开始解冻,而且俄罗斯为
了缓解军事科研经费的紧张,开始广泛地谋求武器装备的出口和军事技术的对外合作,这
使一度停止的超-7战斗机又获得了新的发展机会。最后,在米高扬公司的参与下,超-7“
研制计划变成为由中国成都飞机工业公司为主,俄罗斯米高扬设计局和巴基斯坦航空联合
体参与研制的合作项目,飞机的名字也改成FC-1。FC-1战斗机的机体设计由成都飞机设计
研究所负责,基本保留了原超-7战斗机的外形,发动机采用俄罗斯的RD93涡轮风扇发动机
,电子设备则根据巴基斯坦的要求向国际招标。

  由于电子设备的选择和经费等原因,飞机的研制又拖延了几年,最后才敲定各项计划
,从而进入紧锣密鼓的工程研制阶段。现在首架原形机已经下线,在不久之后即可首飞。


飞机的性能

  1、飞行性能

  由于FC-1战斗机还未首飞,所以各项性能还无法确定,但是根据以往公开的一些相关
数据,还是能大致估计出该飞机的性能特点。

  根据在过去航展上公布的数据,FC-1的外形数据如下:
  全机长:       14.5米
  全机高:       5.1米
  翼展(不带翼尖弹):   8.5米
  机翼面积:      24.4平方米
  机翼前缘后掠角:   42度

  重量数据:

  正常起飞重量:    9100千克
  最大起飞重量:    12700千克

  基本飞行性能(设计值):

  最大飞行速度:    M1.6
  实用升限:      17000米
  最大转场航程:    3000KM
  留空时间:      3.5小时
  起飞滑跑距离:    500米
  着陆滑跑距离:    700米

  FC-1的俯视图如下:

http://images.qianlong.com/mmsource/image/2003-7-31/fc-1top.jpg


  从这张图我们可以看出,FC-1的机翼设计特点和F-16非常相似。对比两机机翼的一些
基本特征也可以看出这一点:
           FC-1         F-16A

  前缘后掠角    42度         40度
  机翼面积     24.4平方米      27.87平方米
  翼展       8.5米         9.45米
  展弦比:     2.96         3.2
  翼载荷:     373千克/平方米    398千克/平方米 (正常起飞重量下)


  从上面的数据对比可以看出,FC-1和F-16A的机翼在一些基本特征,如展弦比、机翼前
缘后掠角以及翼载荷等数据上都比较接近,这也说明两机在机动性能设计上的偏重点是非
常相似的。这种机翼的基本特点是边条翼加中等后掠角的梯形翼,展弦比在3左右。这种机
翼是七十年代中期至八十年代中期世界战斗机机翼的主流设计,尤其是在中轻型战斗机上
得到广泛的应用,例如著名的F-16、F-18战斗机,F-20虎鲨战斗机以及台湾的IDF战斗机等
。另外,俄罗斯的米格29和SU-27战斗机也采用了相似的机翼设计,只是机翼后缘也有一定
的后掠角,在高速性能上要略好于前几种战斗机。

  这种机翼主要有以下几个特点:

  1、升力特性好。由边条翼拉出的脱体涡在机翼上表面产生负压,增加了机翼的升力。
机翼前缘后掠角比较小,使机翼的升力线斜率较大,也就是说,飞机只要拉出一个不大的
迎角,就能获得较大的升力增量,这样的飞机敏捷性很好。相比较而言,象米格21那样的
大三角翼,虽然总的升力很大,但是必须拉到很大的迎角才能达到升力的最大值,但是在
大迎角下飞机已经很难操纵了,而且飞机敏捷性也不好。

  2、诱导阻力小。机翼的诱导阻力是伴随升力而产生的,升力越大诱导阻力也越大。飞
机在平飞的时候升力等于重力,这时候诱导阻力在总的阻力中所占的比例不大。但是飞机
在做机动动作的时候,要达到好几个G的过载。这么大的过载主要是由升力提供的。飞机进
行大过载机动,机翼上产生的升力是平飞时的好几倍,升力的急剧增加引起诱导阻力的大
幅度增加,这时诱导阻力就成为构成飞机总阻力的主要成分。而机翼的诱导阻力又是和展
弦比直接相关的,展弦比越大诱导阻力越小。这种机翼展弦比为3到3.5,而大三角翼的展
弦比一般为2左右,比较起来这种机翼的诱导阻力要小得多,因此在进行大过载机动时阻力
小,剩余推力大,占有能量上的优势。

  这种机翼最大的缺点就是高速性能较差,超过音速以后激波阻力急剧增加,在这一点
上不如大三角翼优越。

  通过上面的特点也就很容易看出,这种机翼主要是为满足中低空亚跨音速机动性而设
计的,在速度超过1.4倍音速,高度超过1万米以后飞机的性能下降较大。

  关于FC-1在中低空的机动性能,可以拿它和F-16A、IDF两种飞机做一个简单的对比。


  对比的性能是这三种飞机的最大稳定盘旋角速度、最大瞬间盘旋角速度和最大爬升率
。计算性能时,高度取在海平面(实际上计算盘旋性能一般高度要取在1000米以上),重量
取正常起飞重量(机内满油无外挂),发动机推力取台架最大加力推力。做以上的规定是为
了统一计算标准,因此得出的结算结果和一些资料上公开的数据将有所不同。因为是理论
计算,和飞机实际性能也会稍有出。

  计算的数据如下:

  F-16A   正常起飞重量 11094kg
  发动机最大加力推力 10800KG (F100-PW-100)
  最大过载 9G
  (以上数据来自《国外军用飞机性能手册》)

  IDF    正常起飞重量 9525KG (TFE-1042-70)
  发动机最大加力推力 4300 KG*2
  最大过载 9G
  (以上数据来自台湾公开的信息)

  FC-1   正常起飞重量 9100KG
  发动机最大加力推力 8300KG (RD93)
  最大过载 8G
  (以上数据来自官方对FC-1的宣传资料)

  计算的结果如下:

     最大稳定盘旋角速度 最大瞬间盘旋角速度 最大爬升率
  F-16A    18度/秒    24.5度/秒      250米/秒
  IDF     16度/秒    22度/秒       245米/秒
  FC-1    16.5度/秒    23度/秒       230米/秒

  从计算的结果可以看出,FC-1和IDF在中低空的机动性基本相当,而略低于F-16A,这
主要是因为F-16A的推重比要稍大一点。另外,FC-1为了控制成本,只是在纵向控制上采用
三余度数字电传,横向仍然采用机械控制,这样就使飞机的最大过载受到限制,飞机性能
稍有下降。(飞机的最大过载不仅受限于机体强度,采用电传飞控系统以后,可以通过改变
机翼的操纵面来改变机翼上的载荷分布,避免局部载荷过大,从而提高飞机的最大过载)
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  老鼠怕猫?
    那是谣传!^-^ 




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