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珠海航展

2019-01-23行健

兵器知识 2019年1期
关键词:矢量航展坦克

行健

歼-10 TVC的表演惊艳全场

第一届珠海航展于1996年举办,笔者第一次和航展结缘是2000年的第三届航展。18年来笔者一共参加了6届航展,特别是2010年后次次不落。珠海航展自举办至今的22年,笔者以及广大军迷通过航展见证了中国军工产业不断走向辉煌的历程。本届航展,某种意义上又是中国军工产业一个阶段性的巅峰。

歼-20和歼-10B TVC的意义

航展,顾名思义首先要说航空航天。战斗机的飞行展示是航展的标签。飞行表演队的特技飞行表演固然精彩,本国顶尖战斗机的出场才是“节目”的中心。上届航展,歼-20两分多钟的惊鸿一瞥,笔者恰在展馆内遗憾错过,本想隔天可能还会有表演,但最终还是没能如愿。本届航展歼-20三机亮相,特别是最后一天的内置武器展示,都说明了该机进入部队领先使用后,已经越来越成熟,越来越具备实战能力。特别是在表演中,属于重型机的歼-20体态轻盈,小半径盘旋等显示出该机良好的操控性。但正如歼-20总师杨伟接受采访时说的,歼-20最重要的三个性能——第一个突出隐身,第二个突出远程的打击能力,第三个突出的是信息化作战的能力。而这些突出的点,在航展上实际上都不能展示。杨总说的很对,其实这三点才是考核未来先进战斗机的重点,否则只看飞行表演就能给一架战斗机做总体评判的话,也许苏-35已经是世间无敌了。

歼-20显示了极高的操控性能

杨总把隐身排在第一,笔者其实非常关心的也是隐身能力,因为回顾二战后喷气战斗机、甚至战斗机出现以来的发展史,截止到战后第五代喷气战斗机之前,几乎每一代之间的差别都是以提升机动为主,附之以探测能力、武器能力以及航程的提升。但以机动为主的代差,差着代的战斗机之间也是可以交战的。谁也不能说,米格-21甚至歼-6无法和F-16过招,雷达不好可以地面引导,无非就是交换比的问题。

唯独到了五代机,它和四代机之间的差别首先是隐身,这种代差和前几代的以机动性为主的代差是不一样的,可以说是一道鸿沟。就像两人比武,一个心明眼亮,另一个是瞎子或是近视眼,都无法清晰判断对手是否出现,离自己多远,方位在哪里,这个比武还没打已经高下立判了。因此,美国人说的五代机的4S标准,在笔者看来,可能一个隐身能力的占比就要达到80%,也就是说,排在隐身后面的那些能力,如超音速巡航、超机动、超视距空战等,其实加起来再强也是无法翻盘的。你都看不见对方还怎么超视距空战?对方神不知鬼不觉已经远程发起攻击了,你的超机动至多被动的躲避一下来袭的空空导弹。所以,对抗五代机首先就要自己研制五代机,美国想让空战战场对自己单向透明,最好的对抗就是我也让你看不到我,或者也让你变成近视眼,双方又变成一种平衡,这种平衡到一定程度,双方的战斗机不断接近,直到可以互相“看”到对方时,则又变成了战斗机机动性之间的较量。这就引出本届航展的又一个明星的探讨——歼-10B TVC(推力矢量喷口)的价值。

喷气飞机的原理很简单,就是喷气发动机向后喷出经燃烧压缩后的高强度气流,产生反作用力推动飞机高速飞行。传统的喷气发动机向后部喷出的是一道直线气流,所以发动机的作用主要是提升或减小速度,并不直接参与飞机姿态变换的操控。飞机的姿态变换、转弯、升降则靠各种舵面来完成。矢量喷管技术,就是让喷气发动机尾喷口可以转动,产生不与机头指向方向完全一致的、有一定角度的喷流,赋予了除舵面以外的另一个可以让飞机转换姿态的控制力。这个力有点像杠杆原理,给一端施加一个方向的力,就会撬动另一端向相反方向运动。例如矢量喷口向下偏转,机头就会快速向上抬起,矢量喷口向左偏转,机头就会指向右侧。有了这样一个额外的,同样很灵活和快速强大的力矩,再配合传统的舵面,飞机就可以在较小的空间和较短的时间内快速改变包括机头指向在内的飞机的姿态,让战斗机做出一些高难度的机动动作。

歼-10B TVC在航展上表演的“眼镜蛇”机动就体现出矢量推力喷管的强大性能,因为传统的“眼镜蛇”机动,战斗机在上仰一个大角度后,飞行员会关闭发动机,这时飞机会靠重力下降一段高度,然后机头逐渐改平,再启动发动机。而歼-10B TVC给笔者的感觉是,做“眼镜蛇”这个过失速机动动作全程未关闭发动机,只是对发动机推力大小有所调整,在全程可控的状态下完成了该动作。如果说苏27的传统“眼镜蛇”机动,体现了飞机的良好气动和操控,以及发动机的高可靠性,那么,歼-10B TVC给人的感觉是,任何总体气动设计良好的战斗机,装上该发动机都可以做出可控的过失速机动动作。歼-10B TVC的精彩表演,也使成立沒多久的中国航空发动机集团展示了自己的成果和强大实力。

FTC-2000G是贵航进军国际市场的产品

印尼和欧洲企业合作研制的轮式步兵战车

有很多探讨过失速机动到底在空战中有没有作用的文章,总的来说,在没有一例具体战例作为依据的基础上,一切探讨都是纸上谈兵。但无论如何,多了一个强大的操控手段,对飞行员来说选择的余地就会大一些。当然,有利就有弊,矢量推力喷管肯定会付出代价,一个是会增加发动机的整体重量,另一个是战斗机使用矢量推力喷管做高机动动作时,会损失能量和速度。第一个问题可以用技术去解决,就是继续提高发动机的推力和推重比,抵消矢量推力喷管增加的额外的作动及控制机构带来的增重。当发动机推力足够强大时,新功能带来的增重是可以被容忍的。美国F-22战斗机使用的F119发动机,采用矩形的二元矢量推力喷管。据有关报道,矩形尾喷口和圆形尾喷口相比,推力有可能损失高达16%,但为了隐身和机动性,美国还是选择了这种方案。对于第二点,的确是一个矛盾,战斗机利用矢量推力喷管做过失速机动动作时,确实要损失很大的能量和速度,再次积累这个能量和达到相应的速度需要时间。瞬息万变的空战战场上,几秒钟就可以决定胜负,因此据说一些有经验的国外飞行员表示他们在空战中宁可要能量和速度。但无论如何,美俄两个航空大国在最先进战斗机上都保有矢量推力喷管,日本研制“心神”验证机,矢量喷管也没缺席,都说明这个技术在当下肯定有它存在的巨大意义,因为现在还没有实战战例能证明它是无价值的。矢量推力喷管也是喷气战斗机发展到一定阶段自然而然会出现的一个技术,因为同样靠喷焰或喷气飞行的导弹很多早已应用这个技术了,采用相似原理飞行的喷气战斗机,其设计师们最终也肯定会在尾喷口上动脑筋。

中国兵器工业集团内蒙古一机研制出国产液力传动装置

液力传动装置要求加工精度和质量极高

掌握核心技术后的收获

游走在航展8号展馆,即中国兵器馆,笔者看着成系列的坦克、装甲车、火炮、弹药和各种轻武器等,自豪之心油然而生。中国地面武器现在的齐全门类、技术先进、自主可控,和中国兵器工业集团公司掌握了地面武器系统的核心技术有巨大关系。

先说车辆,在当今全球化浪潮下,许多发展中国家也可以制造军用车辆,例如最近印尼和伊朗都推出自己的军用轮式作战车辆,这些车辆单看外观似乎都很时尚先进。但这些国家并不掌握车辆的核心技术。车辆的核心技术简单说就是底盘、发动机、传动系统,从民用轿车、商用卡车直到军用的履带式车辆、轮式车辆其实都一样。在这三大件里,底盘虽然做得出色不容易,但相对最简单,难的是发动机和传动系统。发动机在保证可靠耐用的基础上,尽量要做的升功率大、体积小、重量轻、噪音和振动小、省油等。在欧洲,德国MTU公司的柴油机和伦克公司的液力传动结合成的“欧洲动力包”使德制坦克所向披靡。中国由于基础薄弱,当年搞大功率坦克发动机时,甚至求助过南斯拉夫。VT1外贸坦克当年在秘鲁坦克换装时,在秘鲁陆军已经小批量使用过该坦克,表示满意甚至还参加了阅兵式的情况下,就是因为使用乌克兰发动机铩羽而归。据当时参与研制的冯益柏先生回忆,研制团队痛定思痛,下决心一定要拿出自己的动力包。几年的努力之后,采用国产动力包的VT4坦克横空出世,技惊四座。当然,能这么快拿出国产动力包,和之前99式坦克研制时打下的发动机基础有很大关系。

美国艾里逊公司的商用车用AT自动变速器

发动机之外,传动系统的研制难度更大。之前中国接触过的苏制坦克都是手动挡,换挡麻烦,坦克用左右两个推拉杆操作,转向要靠刹死一侧履带,非常落后。懂装甲车的朋友一定知道,二战后美国的坦克装甲车辆,清一色的液力传动,驾驶员操作简单省力。一位日本专家曾这样评价车辆发动机和AT液力传动装置的质量控制难度,他说如果发动机是1的话,AT液力传动装置的质量控制难度是7。在乘用车领域,日本爱信精机、捷特科,德国ZF、奔驰,韩国现代以及美国的通用汽车、福特、克莱斯勒垄断了AT液力自动变速器。而重型车辆和军用车辆的液力传动装置研发更是高度垄断,美国军车基本上就是艾里逊公司一家,工程机械车辆还有卡特彼勒。德国是伦克和ZF,英、法、日也可以本国配套。前段时间韩国公布消息,该国K2主战坦克因本国制造的液力传动装置可靠性不佳,改为进口德国伦克公司的产品。

中国从上世纪80年代就探索过坦克用液力自动变速装置,无奈可靠性太差不堪用。如今,中国兵器工业集团公司内蒙古一机通过不懈努力,研制出国产坦克装甲车辆的液力传动装置,已经配套多型国产坦克装甲车辆,并随VT4外贸坦克出口泰国。在泰国军方发布的VT4坦克视频中,当看到驾驶员不用频繁手动换挡,用方向盘轻松驾驶坦克,以及坦克原地中心转向时,可曾知道这些都要归功于国产液力传动装置。

中国SH15型155毫米车载加榴炮,该炮的国内自用型号曾在去年西南边境局势紧张之际在网络上曝光

再说火炮,这也是一个核心的技术。时至今日,并不是每个国家都可以全过程制造高水准火炮的。韩国吹嘘的K9自行火炮,据说炮管坯料要从德国进口,中国台湾至今无法全过程制造火炮。新中国成立后,我国师从苏联的大陆军思想,重视炮兵和火炮研制,建立了齐全的火炮研制体系。特别是上世纪80年代改革开放后,我国成系统引进155毫米火炮设计和制造技术。时至今日,正如珠海航展8号馆内所见,155毫米加榴炮已成为一个非常齐全的体系,发展出当下能想到的任意一种型别,有牵引炮、履带式自行炮、卡车炮、8×8轮式炮、带小功率发动机的简易自走炮、超轻型直升机吊装炮等等。炮管长度上,39倍、45倍、52倍口径均有涉及,弹药的种类也极其丰富。

火箭炮也是一大亮点,现在的大口径远程火箭炮,配合制导火箭弹,可以当一个简易的低成本导弹来用,又可以保证火力密度,是今后地面作戰的急先锋。中国兵器工业集团公司在中国火箭炮的研制方面历史悠久,技术扎实,解放军陆军部队的主力火箭炮都是兵器工业集团的产品。

有了车、有了炮,再加上中国兵器工业集团公司自主的火控系统、各种反坦克导弹,以及航空航天各集团的各种防空导弹,就可以根据用户的需要随意组合成车载武器系统。只要你能想到的,都可以很快拿出产品,这就是拥有全产业链和核心技术的高度优势。

材料和耐用性是努力方向之一

从本届航展中国军工的产品展示可以看出,在军事领域的终端成品来看,中国无任何缺门,虽然传说中的10吨级通用直升机和更高端的新型远程轰炸机模型没有现身,但从网络上的种种信息来看,也应在紧锣密鼓研制之中。笔者认为中国军工未来的努力方向是在继续紧跟世界高新技术发展潮流的同时,提高产品耐用性,这需要继续夯实基础材料和工艺。

中国99A坦克总师毛明在2015年“九三”阅兵前夕接受中国青年报采访时表示,今后的目标就是使坦克主要部件的可靠性再上一层楼。他说希望能用两三年时间达到目标。笔者衷心希望当下的中国坦克装甲车辆已经或很快就会达成毛明总师的这个目标。

中国21世纪初搁置的203毫米加榴炮项目

中国SH11型8×8轮式155毫米自行加榴炮用上了油气悬挂,是一次勇敢的尝试

美国M110型203毫米自行火炮,炮管寿命7500发

中国兵器工业集团“金雕”无人直升机,武备强

首次参展的“红旗”22防空导弹

再说火炮,笔者想到是炮管寿命。美国M110型203毫米加榴炮的炮管寿命是7500发,同时代的苏联2S7式203毫米榴弹炮的炮管寿命是500发。十多倍的炮管寿命差距,令人印象深刻。上世纪80年代,苏联火炮的炮管寿命依然在六七百发徘徊,西方则利用电渣重熔钢和炮管自紧等技术使炮管寿命大幅增加。英国AS90式155毫米自行加榴炮样炮炮管寿命号称达到5000发。我国也引进了电渣重熔钢和炮管自紧等技术,据说使用这些技术后,炮管寿命相比苏联技术有巨大提升。我国当下在此领域的水平虽然没有公开,但估计和发达国家相比还是有进步的空间。

除了金属材料外,发射药这些基本火工品,直接关系到炮弹和枪弹的性能,正如95式步枪总师朵英贤院士所说,“治枪先治弹,治弹先治药”,先研制出优良的发射药,继而造出好的枪弹,一支好枪的基础就奠定了。

民营企业高德红外,掌握了红外元器件核心技术,获俄罗斯大量订货

再比如我们在新世纪初搁置的203毫米加榴炮项目比较可惜,其实可以捡起来,虽然203毫米加榴炮在当下作用不如155炮,但可以锻炼研制队伍。也许通过这个项目,在炮钢材料、火炮结构设计、弹道技术、弹药等方面又能有一些收获,算是补齐了一课。

中航工业LKF601E机载风冷有源相控阵雷达,可配装“枭龙”战斗机,与中国电科KLJ-7A雷达竞争

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中国和乌克兰合资的天骄航空展出的AI-322涡扇发动机,海平面最大推力24.52千牛,适合教练机使用

天骄航空展出的D-436-148FM三轴涡扇发动机,海平面最大推力86千牛,适合支线客机使用

航空发动机领域,西方航空发动机的寿命可以是俄罗斯的五六倍,就在于在基础材料和某些制造工艺方面有独特技术。即使这样,如英国罗尔斯·罗伊斯公司那样的航空发动机巨擘,每年都在全世界细心寻找可供其使用的新技术、新材料的蛛丝马迹。美国通用电气公司,看到日本某公司的碳化硅技术先进,立刻与其合作,将日方的碳化硅技术用于自己研制的全新40吨级涡扇发动机叶片上。

民营企业三一重工的“海蛟”三轮两栖艇

三一重工“擎天虎”履带式地面无人平台

中國电子集团的自研FPGA芯片。FPGA芯片也是美国独步全球,具有大幅度领先优势的芯片

所以,在基础材料和工艺领域,不管是发达国家还是中国,大家“永远在路上”。这需要国家拿出资金,拿出耐心,精益求精,持之以恒,不以短时间的成果为目标,付出一定会有回报。

在中国电科集团和中国电子集团的展台,各种雷达、电子设备一应俱全。中国电科自主研制的“华睿”DSP芯片以及中国电子自研的FPGA芯片引发笔者关注。美国一些研究机构直言,今后对中国保持优势的主要领域微电子特别是其制造设备是重要的一个。自1991年美国主导的“海湾战争”被称为“硅片代替钢片”的战争,小小半导体在当代作战中的作用不亚于钢铁巨兽,在民用领域,人们的日常生活也离不开它。

去往星辰大海的路上不会一帆风顺,中国确实已经到了夯实基础并用创新引领发展的时代了。

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