歼10PK幻影2000 幻影2000与歼10

虚拟战场:中国新锐歼10战机PK法制幻影2000

http://www.sina.com.cn 2007年02月09日 07:17 兵器知识



歼10 PK 幻影2000



附表1 歼10幻影2000基本性能对比



附表2 歼10幻影2000航电武器性能对比假想声明:本文为《兵器知识》杂志供《新浪军事》独家稿件。未经许可,请勿转载。

图文/张鹏翼

气动特性

在20世纪50-70年代,战斗机普遍追求高空高速性能。其中无尾三角翼是采用较多的一种气动布局,例如美国的F一102、F一106,法国的“幻影”Ⅲ等。这种气动布局的优点是:零升阻力小,尤其是在超音速条件下;翼载荷低;结构重量轻。缺点是纵向操纵性能差,起降性能差。

随着电传操纵系统的应用,出现了放宽静稳定度的无尾布局飞机,例如法国的“幻影”2000。这种飞机既有良好的高速性能,又具有较高的机动性。

另一方面,为了克服无尾布局的缺点.开始尝试使用鸭式布局。最开始是在远离主翼的位置上增加鸭翼,例如XB-70。后来又出现了近距耦合的固定鸭翼,例如Saab一37。最后发展出全动近耦鸭翼.例如以色列的“狮”(LAVI)、法国的“阵风”以及中国歼一10战斗机。

鸭式布局有很多优点,升力高,操纵性好.大迎角性能好,短距起降性能优异.克服了无尾布局的缺点。

从理论上说.全动近耦鸭式布局相比无尾三角翼在气动特性上具有较大优势.那么在实际的空战中这些优势能否得到体现呢?我们可以进行一些具体的对比。

性能对比

我们假想以歼一10战斗机对阵无尾三角翼战斗机“幻影”2000。歼一10的性能为笔者根据“狮”、“阵风”以及“鹰狮”等战斗机的性能推断而来。所带武器也为假设性能相近的武器。两种飞机的基本性能如附表1。

基于这样的基本性能,我们可以对两机的理论机动性能进行分析。 由于歼一10在推重比上占有较大优势.所以在爬升性能和稳定盘旋性能上优于“幻影”2000。

由于翼载荷较低,“幻影”2000的瞬间盘旋角速度很高,但歼一10的可用升力系数大于“幻影”2000,因此两机在瞬间盘旋性能上相近。

因为外挂布局的特点(在翼下贴近机身处可携带四枚“米卡”导弹,),“幻影”2000的转动惯量较小,因此具有优越的滚转性能,在携带导弹的情况下滚转角速度仍然可以达到270度/秒。

由于静不稳定度较大,以及鸭翼的操纵作用,歼一10在俯仰操纵性和大迎角性能上占有优势。在 超音速机动性能上也占有优势(超音速机动性能主要取决于超音速条件下控制面的操纵效率)。假设其航电和武器性能如附表2。

因为本文主要探讨的是气动特性对于空战的影响,因此对航电的设定进行了简化,假设双方具有相等的技术水平,也没有考虑预警机、地面雷达引导和友机数据链等系统支援。

歼10幻影2000战机超视距空战假想(组图)

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超视距空战发射导弹及规避导弹



规避导弹极限距离及向近战转换  超视距空战

假设双方单机,均从5000米高度,以马赫0.9进入,对头飞行。在进入100千米距离以内,都能有效地发现对方,由此进入超视距空战阶段。

目前主动雷达制导的中距空空导弹.有效射程都在50千米以内,而雷达的截获距离一般为发现距离的70%。在60—70千米的距离上可截获目标.也接近了发射导弹的距离,因此超视距空战主要也是从这个距离上开始。

一般认为“米卡”在最大射程上处于劣势,我们假设AIM一120A的最大有效射程为50千米,而“米卡”为40千米。

由于“幻影”2000在导弹射程上处于劣势,必须采取措施来弥补这一劣势。通常的做法是采取战术转弯.同时施放干扰,以破坏敌方雷达的跟踪,尽量延缓敌方发射导弹的时机。进行转弯的时机是刚进入敌机导弹的最大有效射程时.也就是两机相距约50千米时。

在进行转弯时,转弯角一般不应超过40度。因为机载雷达的偏转角最大为60度,如果转弯角度过大,敌机就脱离了本机雷达的最大扫描范围,而敌机雷达可以继续有效地跟踪本机,本机将处于非常不利的地位。

因为这个限制,“幻影”2000的战术机动将围绕两机对头的轴线进行.形成一个蛇形机动。如图2所示。

在进行一到两次转弯之后。两机距离缩短到40千米以内,此时“幻影”2000可以发射“米卡”导弹。而歼一10在此前已经发射了AIM一120A导弹。

主动雷达制导的空空导弹自主截获目标的距离约为20千米,在发射之后到自动截获目标之前这段时间.是超视距空战的关键阶段。

在预计敌方导弹接近到一定距离后,必须采取规避动作,例如转弯或者爬升。因此空空导弹的可攻击范围是有限的,在偏离其发射方向一定距离之后.导弹由于能量的消耗将无法追上目标.如图3所示。
歼10PK幻影2000 幻影2000与歼10

还是由于雷达扫描角度的限制.战斗机进行规避的时候,转弯角度一般不应大于50度,否则本机雷达将丢失目标,无法对导弹提供中继制导。

本机的火控系统将根据本机的速度和高度以及来袭导弹的距离,计算出战斗机必须进行转弯的时机。如果超出这个时间,本机必须用大于50度的角度进行转弯才能规避敌方导弹,这样的结果也就是本机无法对发射的导弹进行制导,等于自动放弃了进攻机会。

当导弹和本机的距离小到一定程度时,本机必须进行180度的转弯才能规避导弹的攻击,这个距离称为“极限距离”.火控系统会给出告警。

除了转弯之外,还可以同时采取上升机动,以消耗导弹的能量。

由此可以看出.超视距空战中决定胜负的因素,就硬件而言,主要包括:雷达的探测和截获距离:干扰和抗干扰的能力;导弹的射程、攻击范围和命中率:本机的敏捷性,例如进行蛇形机动时,需要飞机不断进行滚转以变化盘旋方向:本机的加速性能和 超音速机动性能。

如图4所示,如果本机具有较高的速度,则容易飞越导弹的攻击范围。虽然第三代战斗机都有超音速飞行能力.但平时一般在亚音速飞行。超视距空战中,从发现到交战,时问只有几十秒.而从亚音速加速到超音速的时间也是几十秒。因此,具有超音速巡航能力对超视距空战有极为重要的意义。除此之外,还需要战斗机在超音速状态下具有较好的机动性能,这是目前的第三代战斗机所缺乏的。

歼-10与幻影2000在超视距空战中优劣对比(图)

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歼-10与幻影2000在超视距空战中优劣对比



歼-10与幻影2000在近距空战性能对比  除了这些硬件,火控软件的支持也十分重要。超视距空战需要把握几个关键时机,如发射导弹的时机.发射之后进行规避的时机,以及机动动作的选择.进入到极限距离的警告等。飞行员自己无法做出准确的判断,必须借助于火控系统。所以火控系统良好的信息提示对于超视距空战非常重要。

歼一10与“幻影”2000在超视距空战中的优劣如附表3所体现。

我们可以看出,歼一10由于推重比的优势,以及鸭翼的操纵能力,在机动性能上占有较大优势。再配合导弹在射程上的优势,可以做到先敌发射,在空战中占有主动。

由于“米卡”导弹重量较轻.所以机动性能较好,在导弹截获目标的前提之下,命中率较高。但是总体来说它在超视距空战中处于被动的地位。

我们也可以看出,单机对单机的超视距空战,在双方武器技术相当的情况下,都有可能命中对方。那么在导弹发射到进入自主导引阶段之前.到底是选择跟踪敌机还是选择脱离.实际是对飞行员神经的考验,空战的结果也具有很大偶然性。所以,超视距空战有赖于机群的配合和系统的支援,例如预警机和地面雷达对目标的指示,机群之间的配合。

在本文设想的空战中.假设双方都采取了规避动作,在双方都剧烈机动的情况下,很可能丢失对目标的跟踪,导致中距空空导弹脱靶。那么在双方重新转入对头飞行之后.空战将会转入近距格斗阶段。

近距空战主要取决于如下因素:战斗机的机动性能;火控系统的反应速度,例如装备头盔瞄准具的飞行员可以较为迅速地锁定目标;近距空空导弹的性能。

歼一10和“幻影”2000在近距空战上的性能对比如附表4。可以看出,“魔术”2导弹和“怪蛇"--3导弹在性能上相当,鸭式战斗机在机动性上占有较大优势。

近距空战中双方的目的都是占据发射导弹的有利位置,而避免本机进入敌机的导弹攻击范围。围绕这一目的,双方将采取复杂的机动,因此在本文中不可能一一探讨,只介绍近距空战的基本模式。

根据双方进入空战的角度不同,可以将双方分为均势、优势和劣势。如本机机头指向敌机,而敌机机头未指向本机,则本机为优势状态;如敌机机头指向本机.而本机机头未指向敌机,则本机为劣势状态:如双方机头都指向对方,则双方为均势状态。

在超视距空战中,双方都尽力将机头指向对方,以确保中距空空导弹的发射和机载雷达对目标的锁定。这样,最后可能双方形成对头飞行进入近距格斗的局面.因此假设两机进入近距空战的局面为均势状态。

歼10幻影2000战机近距空战假想(组图)

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歼10幻影2000战机近距空战假想



歼10幻影2000战机近距空战摆脱战术



米卡导弹在中近距空战转换进的性能优势  根据攻击方式的不同,近距空战又可分为前半球攻击和后半球攻击。如果瞄准敌机前半球发射导弹,则为前半球攻击。

假设两机对头飞行,交错后向同一侧转弯,那么转弯半径小的一方可以构成前半球攻击的条件。如图6所示。

在这种模式的空战中,两机的瞬间盘旋角速度相当,但是由于鸭式战斗机的大迎角性能优越,俯仰操纵性好,可以利用大迎角飞行状态迅速减速,从而获得较小的盘旋半径。

如果双方都没有攻击机会,则空战将发展成下一种态势,如图7。

在这种状态下,盘旋半径小的歼一10会进入敌机后方,从而形成尾追攻击。

被敌机尾追后,本机可以采取机动措施进行摆脱。如图8所示的“斜斤斗”机动。通过这种机动,爬升性能更好的战斗机可以摆脱敌机的尾

追.反过来占据有利位置。但是由于歼一10的爬升性能优于“幻影”2000.后者很难通过这种动作摆脱敌机。

通过水平机动也可以摆脱敌机的尾追,如图9。这一机动能否奏效主要取决于两机的最大转弯角速度对比。如果一方不能立即获得发射导弹的条件,则空战将转为互相咬尾的过程。在咬尾的机动中,具有较好的稳定盘旋能力和较大剩余推力的战斗机将处于优势。

实际空战中将会综合采用水平机动和垂直机动,抢占有利位置,夺取空战的胜利。

通过上面的分析可以看出,在几种基本的空战模式中,由于歼一10具有较好的大迎角飞行性能,且推重比明显高于“幻影”2000,剩余推力大,稳定盘旋和爬升性能都优于对手,因此歼一10在近距空战中占明显优势。

不过.如果考虑“幻影”2000携带的“米卡”导弹具有较好的机动性,则空战态势将有较大改变。因为“米卡”的重量很轻.与近距格斗导弹接近,而且采用了矢量推力控制方式,具有很强的机动性能.可以作为近距格斗导弹来使用。除了红外型“米卡”用作近距格斗导弹之外,雷达制导的“米卡”也可在近距离上发射。

一般的近距格斗导弹,最佳发射距离在3~8千米范围内,而中距导弹一般在十几千米以外(如果距离太近导弹尚未加速。机动性不高),“米卡”导弹正好可以弥补这一射程差。设想两机在超视距空战中均未能击中目标,继续形成对头飞行的态势。此时两机一般相距10~20千米。在这种情况下,“米卡”导弹可以发挥其射程优势,迎头进行攻击。而红外制导的近距导弹不仅射程较近,而且一般不能从机头正前方进行攻击。因此,在空战由中距向近距转换的过程中,“米卡”导弹具有很大优势。

通过上面的分析可以看出,歼一10具有优越的气动特性,机动性优于“幻影”2000战斗机,但实际空战中,影响胜负的因素很多,包括导弹、雷达和电子设备、火控软件的性能等,以及系统的支援和机群战术的配合。还取决于飞行员的判断能力和操纵水平。因此,空战绝不仅仅是少数性能数据的对比,而是一个复杂的系统对抗的过程。只有装备性能和使用的最佳结合,才能获得空战的胜利。

图文:中国空军歼10战机高速爬升

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中国空军歼10战机高速爬升

  

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