在上世纪80年代末,我在当时出版的某期《国际航空》杂志上,看到了几篇介绍美国两大航空公司竞争美国未来对地攻击机的文章,这几篇文章图文并茂,介绍了F-16XL和F-15E的各种特点和在竞争中出现的种种让人意想不到的内幕,真是引人入胜。我特别对F-16XL机在只安装了一台发动机的情况下,采用先进机翼布局的办法,获得了极其优异的飞行性能,并在竞争总分只差一点的情况败于F-15E一事感到非常惋惜。为了研究个中情况,我将此杂志放在床头整整一年时间,反复阅读了几十遍,从中获取了对自己所从事技术工作的许多诀窍和受益。这件事虽然已经过去了十几年,但由于我曾经深入研究了两种飞机的竞争过程,所以牢牢地把此事记在心中。前几天,我突然在《中华网》军事论坛上看到一篇题为《中国发展了一种新型歼-7》的帖子,文章中所介绍的新型歼-7飞机的外形及其用途、尺寸等,分明就是告诉我,那架新型歼-7就是你十几年前看到的F-16XL飞机的翻版,所以一时激起了我的情绪,我用了三个多小时时间,将我的这篇帖子一气呵成,用来作为礼物奉献给军坛的网友,为我们国家正在研发这种高性能的强击机而高兴。我看了中华军坛网友给我的回帖,大部分是指责我把新机的性能估算的太高,太脱离实际,并有哗众取宠之嫌,在这里,我郑重地把我的计算方法和我所看到的一些事物,经整理后,奉献给各位网友,希望各位网友指出我出错的地方,让我知道错在哪里,我吸取经验后,一定以更为认真的态度,汇报各位网友的关爱。
一估算各种飞行数据的方法,是我在多年中通过不间断地阅读和学习取材自各种航空杂志上的通常做法。有意见的网友指责我把新机的飞行性能估算的太高,如最大航程、最大载弹量等,我确实是根据飞机采用的发动机最大加力推力的两倍或2.2倍这种对安装了推重比为7以上高性能发动机的对地攻击机最大起飞重量的估算方法得出来的,一般不会出错。有网友问,我国的歼-8Ⅱ飞机也采用这种发动机,虽然采用了两台,在总推力加大一倍的情况下,但为什么飞机的最大起飞重量也才18吨?是不是你弄错了?在此,我的解释是:我前几年到沈飞参观过歼-8Π型飞机好几次,这些因素我都注意到了。歼-8Ⅱ型飞机是空中优势战斗机,在设计时并没有把对地攻击考虑在内,由于空中优势战斗机在执行空中格斗任务时,有一项重要的指标是飞机的加速性要过硬,而推重比则是飞机加速性的关键指标,如果推重比上不去,飞机的加速性肯定不好,所以歼-8Ⅱ采用两台WP-13发动机,使它的全机空战推重比将近达到1,是为了达到空中优势作战的需要而定的。另外,为什么歼-8Ⅱ最大飞行高度不如我所介绍的新机?我的回答是,由于新机采用了无尾双三角翼的先进翼形,而这种翼形是国际上60年代才刚发明并重视的,而歼-8Ⅱ仿佛是照抄苏联50年代末期发展的苏-15截击机的外形,这种落后的翼形空气升力特性远远地低于新机所用的无尾双三角翼形,所以在飞机重量和速度一致的情况下,新机当然能达到的最大飞行高度比歼-8Ⅱ要高。
有网友不相信这种新机能够达到4500公里以上的最大航程。解释这个问题比较简单,因为发动机的额定耗油量已经公布出来了,譬如,“昆仑Ⅱ”发动机的额定最大推力时的耗油量是170克/公斤推力,最大加力推力时耗油是210克/公斤推力;有了上述两个重要指标就好算多了。举个经验例子,飞机满载起飞时一般要开全加力,也只有这时候最费油,攻击机为了省油,通常在起飞时开5分钟的加力,待飞机爬升到2000至3000米高度时在关掉加力,改为巡航飞行,即可达到目的。有的时候也有例外,如以色列在空袭伊拉克核反应堆时,为了节约油料,他们在F-16机严重超载的情况下,坚持起飞不开加力,F-16机直到快跑完3500米超长跑道的全程时才达到起飞速度,这样起飞,可以为战斗机额外的增加很多航程。另外,飞机巡航时,通常只要将油量开关搬到额定推力的4分之3位置时,满载的飞机就可以达到800至900公里的巡航时速,按照上述办法,我们试算一下新机的航程:我们设定,以新机起飞时不用加力,只使用最大额定推力(5700公斤推力),这时的发动机耗油量是170克/公斤推力,我们设定使用这个油量使用率5分钟(爬升时),得出起飞时候的油耗为:
170克(0.17公斤)×5700公斤×1/12小时(5分钟)=80.75公斤
从前述文章中我们已经知道新机总载油量为8.56吨,扣掉耗油80.75公斤,还剩8479公斤;
我们再计算飞机使用3/4油量获得900公里巡航速度时每小时的耗油量为:
3/4×0.17公斤×5700公斤=726.75公斤(每小时耗油量)
我们用最大额定推力起飞以后飞机还剩的总油量除以飞机巡航速度时每小时的耗油即可算出飞机的最大航程为:
8479(公斤油)÷725.75×900=10514公里
广大网友看到这个数字一定很吃惊,因为自有飞机起就没有听说战斗机加满一次油就能飞1万多公里的事情,为什么呢?因为飞机起飞以后,肯定不会直飞一段最省油的航线,另外,飞机还要根据规定保留30分钟的剩余油料,特别是到战区以后,不管副油箱还有没有剩余油料,都要看情况把它抛掉,再加上执行战斗任务时,要超音速飞行几十分钟,或者在海平面高度作极其费油的超低空突防,这些都将加大燃油的消耗,另外,如果飞机在远程奔袭过程中遇到了顶风飞行,特别是在同温层如果碰上300公里的顶头风,那也是很费油的,但除此以外,我们只要求它的最大航程为4500公里,即实际上最理想最大航程的不到一半,它能达不到吗?网友们,为了解答你们的疑惑,我用上述简单的办法把该机的耗油算了一遍,你们相信了吧?这就是因为“昆仑Ц”发动机在巡航状态时的省油,加上采用双三角形机翼的极高升阻比、大载油量造就了新机的大航程。
二飞机的飞行速度等,在前几天那篇贴子里,我是用极其保守的算法来估算新机的最大飞行速度等。例如,美国在两种F-16对比试飞时,这两种飞机都飞出了2马赫的最大时速。可是,这样的比对方法用在我们的新机上也许并不合适。因为,最大的问题就出在美国在设计F-16时,并没有把最大速度当成一个非常重要的指标来要求。因为根据越南战争美国获得的空战经验认为,战斗机的空中格斗,一般都在亚音速时的600至900公里左右进行的最多,还没有发现发生在空战中作战的双方把速度都飞行在2马赫速度以上,所以在F-16的设计过程中,美国的设计师没有给F-16设计进气口的空气调节门,这样,当F-16在飞行时速度接近2马赫时,进气口进入的空气和发动机实际需要的空气流量发生了极大的不匹配,所以造成了发动机推动效率的大大下降,所以F-16安装F-100-229这么高级的发动机,却在最大速度这个指标上大大低于F-15的马赫2.5,就是因为这个原因。
可是用这种比对法去评估中国的新机,我认为实际上还没有把新机采用世界上最先进、单位迎风面推力最大的“昆仑Ц”发动机和使用了非常适宜战机高速巡航的大型双三角翼这个因素考虑在里面,我们知道前苏联的图-144和法国、英国合作制造的“协和”号客机,都是在全机推重比只有0.3的时候,达到了马赫2.2至2.4的巡航时速,为什么呢?除了发动机的吹气速度快以外,还有一个重要原因,就是采用了风阻系数极低的双三角形机翼。根据这个因素,我分析,我们的新机还有一个可以达到的指标是可以在高空进行超音速巡航,另一个特点是最大速度很可能要突破马赫2.4甚至2.5。
有的网友们对我的这个推测可能会有疑问,不相信由歼-7改装而来的新机能够飞得这么快。在这里我问一句:网友们,你们知道歼-7最快能够飞到什么速度吗?那可不是说明书上标示的马赫2.05。我在80年代初的时候,看过一份空军的调查报告,调查分析了中国空军在70年代末期发生的两起歼-7飞机空中解体的事故原因,就是因为这两架飞机在飞行中飞机上用来测量飞行速度的空速管和相应测量孔道堵塞,飞行员由于不能掌握实际的飞行速度,而轻轻松松地将歼-7飞机飞到了马赫2.5以上。由于当时我国的飞机制造工艺不象现在这么完善,所以,这两架飞机就在高速飞行超负荷时空中解体了。
三有网友问:至于为什么在有了美国对比试飞两种F-16之后,我国已经掌握到F-16XL这种飞机的诸多优点,但没有早一点发展这种类型的飞机,而要推迟到20多年后才来发展?这个问题太不好回答了。因为大家都知道,我们国家虽然在过去取得了伟大成就,但也犯下了许多严重错误。具体到航空工业方面,典型的例子还有:“运-10”为什么被废弃?80年代中旬我国研制的第一种战略轰炸机为什么会下马?这些严重的人为失误造成我们国家的航空工业至今还在困境中苦苦挣扎,我们的空军的实力和国力根本不成比率,造成美帝国主义至尽还在无休无止地对我们施加压力,干涉我们的内政。惨痛的教训教育了我们,我相信,只要我们全体网友团结起来,用一种声音说话,督促我们的政府认真地加强国防,督促我们的解放军扎实地练好兵,站好岗,我们今后的日子才会越来越红火。
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