“瓦良格”号航母即将驶离大连港,这标志着中国海军即将拥有第一艘航空母舰。“瓦良格”号航母的真实能力如何?中国是否拥有高性能的舰载机和组成战斗群的护航、补给舰艇?中国组建航母战斗群需要多大的花费?拥有航母战斗群后可以完成哪些任务?我们将在《航母元年》这个系列专题里对中国未来的航母战斗群进行全面解析。
No. 004 2011.07.21
  航母实质上一个海上活动机场,一艘航母的战斗力如何,主要取决于其搭载的主力舰载战斗机。中国在09年已试飞歼15舰载战斗机,一般相信歼15是俄制苏33舰载战斗机的国产化版本,所以我们可以透过苏33来大致评估歼15这款中国航母的未来利刃。

歼15舰载战斗机仿制自苏33

俄军航母上的苏-33舰载战斗机

  近大半年来,一种采用三翼面布局的苏27系列战斗机在沈阳飞机制造厂附近上空频繁试飞,引起了广大军迷的热烈关注,其热度不输成飞歼20战斗机首飞热潮。根据互联网流传的照片分析,该机与俄罗斯的苏33舰载战斗机非常相似,也采用三翼面和可折叠机翼设计,并与苏33一样采用了削短的尾锥。通过上述特征,基本可以确定该机是中国第一艘航母所配备的舰载战斗机,仿自俄制苏33。从该机后部照片还可以看出,该机采用了国产WS-10“太行”涡轮风扇发动机。

  苏33舰载战斗机简介

  苏33战斗机是基于苏27战斗机发展的舰载改进型飞机,80年代早期,苏27的早期原型机T-10系列开始进行滑跃起飞试验,在试验取得良好效果后,改进出T-10K验证机,并以此为基础研制了苏33战斗机。该机于1987年首飞,1989年11月首次在“第比利斯”(即后来的“库兹涅佐夫”号)航母上进行着舰试验,93年正式服役,共生产了24架。

  为了适应航母起降作业需求,苏33在苏27基础上进行了诸多改进。主要改进措施有:一、在机身前部增加了一对前翼,以增加升力系数,降低了进场速度,并提高了低速时的操纵性。二、换装了更强壮的主起落架支柱,以适应着舰的剧烈碰撞。三、采用折叠式机翼,有效地降低了停机面积。四、削短尾锥,减少了停放长度需求。五、加装了着舰拦阻钩,以适应航母的拦阻系统。六、换装АЛ-31Ф серии 3发动机,因为舰上起飞需要更大推力,所以比起陆基苏27S所使用的АЛ-31Ф,АЛ-31Ф серии 3增加了应急推力模式,最大可以达到12800千克;另外因着舰需要考虑失败复飞等问题,АЛ-31Ф серии 3还提高了快速启动性能。七、为应对海上盐雾腐蚀,将大量镁合金部件换装为不锈钢等耐腐蚀材料。在其他方面,苏33的改进较小,航电基本来自苏27S战斗机,武器系统方面主要是在翼下增加了一对挂点。



  苏33飞行性能有下降

  在为上舰做出大量改进后,苏33空重增加到18400千克,比苏27S的16340千克有较大幅度上升,同时前翼也增大了阻力。苏33的最大航程从苏27S的3900公里缩小至3000公里,最大速度也从2500千米/小时下降至2300千米/小时;其它性能也有相当幅度的下降,海平面爬升率从苏27S的接近300米/秒下降到230米/秒,最大过载下降到8G。

  苏33基本上还是一款舰载制空/截击用战斗机,特别是航空电子设备还处于80年代早期水平,与苏27S一样,不可使用主动雷达制导空空导弹,不具有多目标同时功能能力,也不具备多用途能力,难以使用各种精确制导武器。同时因为上舰改造,苏33的各种飞行性能也较苏27S有较大幅度下降,与陆基高性能战斗机有一定差距。

  该机具体参数如下

  机长:21.94米

  翼展:14.70米

  高:5.93米

  机翼面积:62.0米

  空重:18400千克

  最大着陆重量:29940千克

  最大起飞重量:33000千克

  动力:两台АЛ-31Ф серии 3涡轮风扇发动机,最大推力7600千克,最大加力推力12500千克,应急推力12800千克

  最低速度:240公里/小时

  最高速度:2300公里/小时

  最大过载:8G

  爬升率:230米/秒

歼15战斗机相对苏33的改进

苏-33舰载战斗机即将起飞

  据海外媒体报道,早在上世纪90年代,中国就从乌克兰买回了T-10K验证机(即苏33),并在沈阳飞机设计所开始进行研究仿制,这是歼15舰载战斗机最早的起源。但是苏33的技术已经过于老旧,所以直接仿制带来的效益太差。所以基于中国现有的航空技术,沈阳飞机设计所在T-10K的基础上进行了大量的改进工作,以21世纪初期水平的设备重新武装了T-10K平台。

  歼15的航电将比苏33先进一代

  首先是最容易升级的航电设备。早在90年代初,中国就开始大量采用基于MIL-STD-1553B双向数据总线的联合式航电系统,在FC-1“枭龙”战斗机上还采用了加入光纤高速数据总线的综合式航电系统,可以实现火控、导航、飞控三种不同功能电子系统的交联,而苏-33采用的还是老式ARINC429单向低速数据总线的分立式航电系统,只能交联火控系统和导航系统。

  更容易理解的一些现象是:苏33火控系统采用的TS-100计算机运算速度只有17万次/秒,甚至无法同时使用两枚导弹攻击两个目标。而中国用于歼-8II战斗机火控计算机就已经达到数百万次/秒,FC-1“枭龙”的计算机则达到了十亿次/秒以上。歼-8II、歼轰-7、歼-10和歼-11都采用了平板裂隙天线的脉冲多普勒雷达,而苏-33则还是采用老式倒置卡塞格伦天线的N001雷达。N001雷达的对地模式只有简单的导航模式,连真实波束测绘功能都没有,更不要说动目标检测、合成孔径成像等先进对地观测模式,与此同时飞机总线系统也无法匹配各种对地精确制导武器,落后的航电导致苏33只能单纯作为截击机使用,缺少对地精确打击能力。

  综上所述,苏33的航电系统已经严重不适应现代战争的需求。而中国从80年代起,通过与西方交流和自身努力,积累了丰富的航电工程经验。与歼15同系列的歼11B战斗机已经采用了先进的带综合特征的联合航电系统,所以就目前而言,歼15的航电系统至少会与歼11B相当,达到西方90年代末的水平。现在的问题是,歼15究竟是用歼11B上业已成熟产品,还是更进一步采用带有第四代战斗机特征的综合式航电,包括有源相控阵雷达。



  采用国产太行发动机增加推力

  其次是动力系统,АЛ-31Ф系列发动机是苏联基于70年代技术水平研制的战斗机用发动机,基于当时的高温材料水平,该发动机选用了压比较低的压气机系统和较低的涡轮前温度以保证可用性,取得了较好的效果。但是该机的轴系设计有较大缺陷,中国歼10战斗机的绝大部分失事事故都是因为该发动机轴系漏油失去润滑造成。同时,АЛ-31Ф发动机压比低、涡轮前温度低,导致其油耗在第三代涡扇发动机中偏高。

  中国现有的WS-10“太行”涡轮风扇发动机,采用了高达32的总压比和1710K的涡轮前温度,远高于АЛ-31Ф的23.8总压比和1665K涡轮前温度,油耗从АЛ-31Ф的0.77kg/kgf.h降低到0.67kg/kgf.h。而且太行发动机的推力达到了132千牛,约合13500千克,远大于АЛ-31Ф серии 3的12800千克最大应急推力,更有利于起飞操作。发动机推力上升,也有助于提高飞行性能,估计歼15战斗机的爬升率等性能可以接近陆基苏27S的水准。

  歼15在其它方面的改进

  歼15的最后改进集中在材料和生产工艺上。80年代苏联缺乏先进的钛合金加工能力,所以后机身钛合金大框只有采用电子束焊接方式拼合,焊缝强度远低于整体锻件,严重影响结构强度和疲劳寿命。而随着技术的进步,大型机床发展带来的好处,中国现在已经可以生产苏27系列飞机的整体钛合金大框,极大地增强了机身强度,在提高过载能力的同时也提高了飞机的使用寿命。

  歼15在中国海军舰队航空兵中,本身带有很强烈的过度性质,所以对其的改进基本还是基于原有平台,没有进行脱胎换骨的重新设计改造,这也是为了提高研制进度,同时更有效的利用苏联/俄罗斯海军航空兵的广泛试飞经验。作为中国的第一款舰载战斗机,能飞起来,能降下去,能迅速形成战斗力就是最大的胜利。但是通过换装国内多年积累的先进航电和发动机,该机已经具备了与世界各国现役舰载战斗机对抗的能力。

滑跃起飞不会制约歼15战力

网友拍到的歼15战机频繁试飞

  苏33可以重载滑跃起飞

  一直以来,有一个问题,就是歼15战斗机可以在滑跃跑道上起飞吗?就算能起飞,不用弹射能重载起飞吗?重量限制是否会影响其战斗力?

  这里先回答各位读者:能,能,不影响。

  根据苏联在库兹涅佐夫号上的试飞经验,5节航速下,苏33战斗机在105米前起飞点,可以以29.9吨重量起飞,而195米后起飞点可以以32.2吨重量起飞。如果允许像弹射起飞一样,在离舰后有一个下落过程的话,苏33甚至可以在前点以32.2吨重量起飞。功勋试飞员普加乔夫还验证了更大重量起飞的能力,这个起飞重量已经与美军早年的F-14A舰载战斗机相当。值得注意的是,F-14A对航母蒸汽弹射器也有严格要求,在吨位与库兹涅佐夫号相当的珊瑚海号航母上,F-14A就一直无法挂载武器起飞,只有在装有C-13蒸汽弹射器的超级航母上才能发挥重载起飞能力。



  瓦良格配备歼15可保证战斗力

  29.9吨已经足够苏33装载9吨多燃料和六枚空空导弹执行制空和防空任务,由于苏33大部分燃料都装载在机体内,该机内油状态拥有3000公里航程,与F-14D战斗机满载副油箱的转场航程2950公里相当,对于制空任务来说已经相当充足。而对地攻击状态,苏33以32.2吨最大起飞重量起飞,可以在机内满油情况下挂载4枚500千克级激光制导炸弹和2枚自卫用空空导弹,航程优于同样武器配置,外挂两个副油箱的F/A-18E战斗机。

  在库兹涅佐夫级航母上,通过滑跃手段,依靠战斗机性能的进步(相对于F-4等第二代舰载战斗机),苏33/歼15这种超重型舰载战斗机也可以有两个执行远程防空任务的起飞点,一个执行远距离攻击任务的起飞点,这本身已经优于绝大部分超级航母以下的航空母舰。随着WS-10“太行”发动机的使用,歼-15战斗机相对于苏-33,起飞能力还应该有更进一步的提升。

歼15与现役舰载战斗机对比

中国歼15战机CG图

  在世界范围内,当前已经投入使用或即将投入使用的常规舰载战斗机包括:美制F/A-18E/F“超级大黄蜂”、F/A-18C/D“大黄蜂”,俄制苏33、米格29K和法制阵风这五种。由于苏33其实就是老版的歼15,所以相当于全面削弱的歼15,故不需要比较;与歼15相比,其他飞机各有特点。

  歼15飞行性能略逊于阵风

  在航程方面,F/A-18E/F“超级大黄蜂”、阵风、歼15的航程最远,F/A-18E/F转场航程可以达到3330公里,但是这是挂载三个大型副油箱所取得的数据,阵风也不例外。在其中只有歼15不需要采用副油箱转场航程就可以超过3000公里,歼15采用多种加油方案,标准内油约5200千克,最大内油超过9000千克。在最大内油配置情况下,飞行阻力也不会增加,空出来的挂点可用于挂载各种重型精确制导武器,具有最高的作战灵活性。

  在飞行性能方面各有所长,F/A-18系列低速性能出色,但是在跨音速和超音速状态下阻力过大,缺乏截击能力。米格29K推重比出色,具有优秀的跨音速和超音速机动能力,但是航程过小;阵风各方面性能都比较优秀,优势是跨音速机动。歼15则拥有最好的超音速性能,适合制空和防空作战;跨音速机动能力与米格29K相当,比阵风逊色。



  歼15航电性能与阵风相当

  当代作战飞机的使用中,航电设备的作用越来越高。歼15的航电设备(主要是雷达)尚未定稿,按照保守方案设计,估计基本相当于阵风和未改装AN/APG-79雷达的F/A-18E/F。如果按照先进方案设计,则基本相当于改装AN/APG-79雷达的F/A-18E/F,在其它舰载机的对抗中并不会落于下风。

  歼15具有更多重载挂点

  歼-15最大的一个优势是在于其挂载灵活性极佳,该机拥有8个可以挂载重型武器的重载挂点,而且各个挂点间距大,可以挂载各种大直径武器,机身腹部两个前后布置挂点联合起来使用还可以挂载单弹重量超过4吨的超重型武器。而F/A-18E/F“超级大黄蜂”只有5个重载挂点,阵风只有3个重载挂点,米格-29K甚至一个像样的重载挂点都没有。

  战斗机执行远程任务还必须挂载副油箱,需要占据大型重载挂点。比如阵风在执行对利比亚打击任务时,只能挂载2个大型副油箱,然后在机身腹部使用并列挂架挂载2枚AASM制导炸弹,作战载荷仅区区数百千克。在执行任务的灵活性上,歼-15系列是无与伦比的。

  歼15战斗机只是中国舰载机发展的开端,主要任务是为中国在未来10年内建立一支随时可用的舰载机作战力量,同时培养出中国成熟的航母舰载机飞行员。随着歼20隐形战斗机的发展,未来比歼15更小、推力更充沛的歼20战斗机也将会加入到舰载机行列中来,以应对隐形战斗机时代的来临。
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