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中国神秘的“二号任务”:研制的歼-13战机性能与F-16接近
2017-4-22 1:27:00           作者: 潞州节度

中国空军正处在“空天一体,攻防兼备”的战略转型期。在这个阶段,越来越多的三代、三代半和四代机,将成为守卫中国领土、领空、领海安全的主力军。伴随着此过程,中国也将告别二代机群。哪怕这些二代机曾经有过赫赫战功,哪怕这些二代机曾经名扬天下。

于是我们看到,不论是仅仅服役20多年的歼击机轰炸机——“飞豹”,还是服役40多年,号称是“不死的小强”的强-5战机,都不得不面对“离别的时刻”。不久之前“飞豹”的生产厂家“西飞”,宣布了该型战机停产,而更早之前歼轰-7B就已经宣告下马后。强-5战机早在2004年就已经宣告停产,如今也要逐渐退出现役。我们对这些曾经的“老兵”也是依依不舍,但是用体面的“告别”或许是它们最好的“宿命”。其实,这些“老兵”也是幸运的,因为它们曾经翱翔于祖国的蓝天。而在中国航空工业发展史上,有许多战机的型号如天空划过的流星,虽然留下一道耀眼的光芒,却转瞬即逝。比如,曾经强-5的替代机的强-6;比如,曾经的全天候高空高速要地防空截击机的歼-9;比如,曾经准备进行“空中游击战”的歼-12。当然,在这些无疾而终的型号中,还有曾经为接替歼-6而研制的歼-13。

中国神秘的“二号任务”:研制的歼-13战机性能与F-16接近

图示:歼-13的两种设计方案

虽然,中国在1958年才开始根据米格-19研制歼-6战机,到了1960年才开始量产。但是,到了1960年代末,1970年代初,歼-6战机已经明显落后。所以研制一款用于取代歼-6的战机迫在眉睫,这项任务交给了沈阳601所。根据越战时,越南空军的米格-17曾经“调戏”美国造价昂贵技术复杂的F-4重型战机的经验。同时也参考了美、苏战机注重中低空机动性和低空突防能力的发展趋势。中国的军工科研人员总结,当时的空战多发生在中低空跨声速,还是以目视格斗为主。因此,歼-13战机需要有较高的跨声速盘旋、上升和加速能力。在歼-13战机的各项技战术指标中应以突出中低空、亚跨音速机动性为重点,同时还要具备良好的起降性能,能够兼顾高空超音速的特性。

根据这些这些要求,最初提出的歼-13的主要技术指标为:最大马赫数不小于2.0;静升限大于18000米;主要作战高度3000-10000米;作战速度马赫数为0.7-1.5;航程不带副油箱不小于2000千米,带副油箱不小于3000千米;起落滑跑距离为500米,起飞重量9吨。在将技战术指标确定后,1972年3月12日总体室副主任方宝瑞领导的小组正式向上级单位报送了设计方案,当时给将这型新型战机暂时命名为“歼-13歼击机”。同年9月26日,上级单位做出批复,将该型战机定为前线战机,命名为为“二号任务”。同时,还提出了在“减轻起飞总重,奋争推重比达到或超过1.2,在确保机动性的前提下,争取续航时间比歼6有延长”的要求。这些指标,与当时美国正在研制的YF-16战机的设计指标很接近,而YF-16就是美国著名的F-16战机的原型机。最初,YF-16的设计指标为,最大飞机速度M2,升限18000米,在9000米高度从M0.9加速到M1.5所需时间不超过1分钟,在12000米高度、速度为M0.9。

中国神秘的“二号任务”:研制的歼-13战机性能与F-16接近

图示:歼-13腹部进气方案。

在确定了技战术指标后,中国军工科研所于1972年、1974年两次派遣技术人员前往海空军12个单位进行调研,就新型战机的技战术指标与作战单位进行探讨。其中在1974年,由601所、606所和401厂,共同组织了52人的调查小组,兵分两路分别到北方和南方的空军航空兵、海军航空兵7个师、以及军部和航校征求对歼-13歼击机总体方案、战术技术性能和对低空作战的要求。一线作战官兵和海、空军的领导对于歼-13整体设计性能非常认可,同时也提出在机动性、推重比等方面的性能指标应该更高。毕竟,但是美国已经在进行YF-16、YF-17的研发工作。

在对一线官兵进行调研的同时,中国的军工人员也在抓紧时间对歼-13战机进行各种实验和测试。从1973年开始,进行了3000多次风洞试验,检验多种气动布局的;从1974年开始,对20多种机翼结构设计方案进行了强度和气动弹性计算。通过不断的实验,军工人员在积累大量测试数据后,于1975年开始下厂征求工艺员和工人的意见,对方案进行了调整和修改。到了1976年,又开始与621,625所以及冶金部工厂进行了材料选用和工艺方案的讨论。

当然,军工单位对歼-13进行探索和研究之时,军队也从实战角度提出了自己的需求。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。

中国神秘的“二号任务”:研制的歼-13战机性能与F-16接近

图示:歼-13两侧近气方案

经过中国军工部门的多方论证,结合军方提出的各项需求,最终给出了歼-13战机的初步设计方案。为了加强机动性,采用带前缘机动襟翼的边条机翼。边条翼的气动特点是,在亚、跨音速范围内,当迎角不大时,气流就从边条前缘分离,形成一个稳定的前缘脱体涡,在前缘脱体涡的诱导作用下,不但可使基本翼内翼段的升力有较大幅度的增加,还使外翼段的气流受到控制,在一定的迎角范围内不发生无规则的分离,从而提高了机翼的临界迎角和抖振边界,保证飞机具有良好的亚、跨音速气动特性。但是由于边条翼会在涡流流场中的部分翼面容易产生抖振,引起结构疲劳。所以,机翼采用了多墙多支柱结构的机翼,进气道则用腹部进气形式,机身起落架也进行了进行了专门打样。为加强火力,机翼上多加挂点。为控制飞机最大起飞重量,飞机仍然要分型,大量生产的是白天型,不装雷达只装测距仪;另外少量生产装雷达的型号,只作全天候截击使用,机动性要差一些。火力则是航炮与近距格斗导弹并重。

在完成初步设计后,三机部于1977年6月在北京召开了歼13方案论证会。会议对飞机总体、气动、结构、材料及各个主要系统进行了认真的论证、审查。会上对于设计方案基本认可,并详细比对了两侧进气及腹部进气两种方式,最终认可了腹部进气的设计方案,但是对601所提出进行充分的试验工作的要求。同年7月,三机部又在沈阳和西安,对歼-13战机的座舱和火控系统展开了论证。经过详细的论证和研究之后,1977年12月20日拿出了完整的《歼-13初步设计方案》。1978年2月5日,得到批示,将歼-13列为了重点项目。不过,技战术指标有了,设计方案有了,但是“扼住”歼-13“命运的咽喉”的却是发动机。

中国神秘的“二号任务”:研制的歼-13战机性能与F-16接近

图示:经过改进的歼13,改进重点主要是减小机身阻力。

在当时,中国所能提供的发动机是涡喷-7。但是这款发动机的推重比仅为5,远低于YF-16等原型战机的8,根本无法满足歼-13的设计要求。为了尽快完成歼-13的研制工作,中国的军工人员开始向面向国际选择发动机。最终中国选定了英国的斯贝Mk.202军用型涡扇发动机,这种从民用发动机改进而来的发动机,虽然推重比只有6,但是已经装备在了美国的“F-4鬼怪”战机和“A-7”战机上,时一款成熟的军用发动机。于是,中国通过罗马尼亚的关于与罗-罗公司建立了联系,并开始对采购发动机进行咨询。到了1973年7月17日,英方又约见我驻英大使,表示已经授权罗-罗公司,谈判向我国出售军用斯贝发动机。不过,中国军工人员对于斯贝发动机进行考察后,得出了该型发动机性能并不突出、结构复杂、价格昂贵的结论,于是斯贝发动机的也被排除在歼-13战机的选择范围。于是,中国研制的涡喷-6丙发动机成为备选方案,不过涡喷-6丙的研制工作并不顺利。到了1976年12月31日,经上级领导批准,歼-13战机的发动机选择国产的涡扇6作为动力装置。但是,涡扇-6战机的研制工作一拖再拖,最终也没有完成研制工作。就在整个研制工作陷入僵局的时候,中国从埃及活动了米格-23战机,以及该型战机的发动机R-29-300。通过对R-29-300,决定以该型发动机为基础研制涡喷-15发动机,并以此发动机作为歼-13战机的动力选择。仿制的涡喷15发动机结构为双转子,环形燃烧室,气动喷嘴,高温涡轮,加力推力全程无级可调涡轮喷气发动机。最大推力81千牛,加力推力122.5千牛,推重比6.5。而且在随后进行的各项测试工作中,发现涡喷-15单位推力、推重比、中低空亚跨声速的高度、速度特性上都优于涡扇6发动机,完全可以满足歼-13战机的需求。

歼-13如果使用涡喷-15发动机,海平面上升率达到了300米/秒,已经接近F-16战绩的水平。不过如此巨大的进步,却成为歼-13战机下马间接原因。由于,发动机的更改,让不同部门和军方对于歼-13战机的技战术提出了新的修改意见。比如,要通过改进使飞机具有使用导弹进行拦射的能力;最大飞行表速要从1200千米/时扩大到1350千米/时;机动性指标要进一步提高;并希望能按改装涡喷15发动机的方案接近上限数据等等。但是,新的需求提出之后,却迟迟得不到最终的确定。结果,就在等待期间,国家开始实行“以经济建设为中心”的基本路线,军队建设也不得不为经济建设让路,于是歼-13战机被迫停止了研发。

中国神秘的“二号任务”:研制的歼-13战机性能与F-16接近

图示:涡扇6涡轮风扇发动机

不过,歼-13虽然下马了。但是,边条翼的研究工作并没有停止,而且对于最初的腹部进气道设计也进行了重新改机之后,601所推出的新型边条翼布局格斗战斗机参加了国内新一代战斗机竞争。只不过,由于空军倾向于采用611所采用鸭式布局的方案,也就是后来的歼-10战机。

至此,歼-13战机的研制才真正的宣告了落幕。

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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