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呔痴秸獾闶渴峭耆还坏摹8蟮奈侍馐牵夜闹髁缂撸�11系列、歼-10、和歼轰-7M的发动机都受到外界的影响和控制。可以想象,如果俄国不再向我们供应涡轮盘,那将出现什么景象。歼-12M完全是依靠自己的力量研制的,并且是为高性能发动机的国产化打基础的,其重要性是不言而喻的。吕总,你怎么看?”
吕鸿铭高工是当年歼-12项目组的成员,是我国飞机制造业的元老,现为项目组的顾问。他激动地说道:“我做梦也没有想到当年的研制成果会受到中央这样的重视,高性能的超轻型战机应该在现代战争中有它的一席之地。我现在主要是为年青一代摇旗呐喊,要靠新一代的努力来完成中央交下来的任务。”
设计师李战兵首先请首长去机库观看样机。展现在大家面前的样机,虽然依稀还有点当年歼-12轻巧的模样,实际上从外形到内脏都已经是面目全非了。它有一个前伸的头锥,头锥的后上方是一个气泡型的座舱盖,飞行员将有很好的视野。机腹下是发动机的进气口。机翼还是普通的后掠翼,细看的话可以看出后掠角变小了些,机翼面积大了不少。外形的最大变化是没有了尾翼,水平尾翼和垂尾都没有。机身粗多了。机翼下有4个外挂点。前三点起落架。
李总指着样机作了简略的介绍,按照空军下达的任务书规定,这是一款超轻型全天候战斗机,突出亚音速、中低空的格斗性能。起飞总重仍为4500千克。不过已经用我们掌握的最先进的材料、技术和装备武装起来,比起当年的歼-12有了质的飞跃。让我从头讲起:头锥虽然较小,但比起进气道内的锥体还是大得多了,锥内是一台604研究所研制的小型主动相控阵雷达,探测距离45千米。不过它主要还是依靠强大的无线数据链,从预警机或地面警戒雷达得到目标和战术环境的信息。机翼面积增加了35%,由于突出亚音速性能,后掠角也减小了些,并且机身也加粗了不少。它的核心是一台世界上独一无二的DS-1电动风扇喷气发动机,等一下由尹总给大家详细介绍,它的独特性能,使得机腹进气不怕大角度的机动,发动机的长度也缩短了,效率得以大幅度提高。它的电磁矢量推力控制为我们去除尾翼又奠定了基础,它在轴向360度的范围内可以把喷气流偏转最大到17度,响应速度极高。它的微波助燃系统极大地提高了燃烧效率,战斗航程达1300公里。左机翼的翼根下是1门30毫米机炮,备弹250发;4个外挂点目前只能挂载2枚135公斤的霹雳-15近程空空导弹或PL-11中程空空导弹,不久将可在外侧再挂2枚85公斤的改进型霹雳-15A了。”
回到会议厅后,李总借助投影仪,继续向首长和主持试飞的军代表作了详细的汇报。歼-12M将是世界上实用的最轻的超轻型战斗机,正常起飞重量仍为4600公斤,最大起飞重量则由5295公斤提高到5400公斤。机翼减少了后掠角,翼展由7。2米增加到7。4米,面积增加了35%,采用高升阻比翼型,中低空机动性能十分突出;由于发动机长度大幅度缩短,进气口移到机腹,机头前伸有一个较大的机头雷达罩,长度由10。3缩短到10米;由于去掉了垂直和水平尾翼,机高由3。73米降到了3。1米。因为机身变粗,超音速飞行时阻力大幅度增高,但是由于DS-1发动机突出的性能,短时间的最高速度可达1。6马赫;巡航速度仍为0。9马赫。去掉尾翼后转向力矩完全依靠DS-1突出的电磁矢量推力控制来实现。在风洞试验中显示其响应速度比电传系统还快。
尽管去掉了尾翼及其控制装置,采用了钠镁合金,改进了供电电气系统,改用半导体空调机,可以大幅度减重,可是DS-1电动风扇喷气机的增重,再加必备的400公斤金龙电池、0-0弹射座椅和座椅的钨网装甲,还要配置GPS卫星定位仪、半导体强制冷热成象仪、微光夜视仪、火控雷达、“天眼通”雷达/导弹告警接收机、宽带数据/图象传输通道等先进装备,使全机空重由3172公斤增加到3200公斤。它的机身油箱和整体机翼油箱的最大载油量由1250公斤增加到1400公斤,不过正常起飞重量时只需要800公斤特种油料,就可以达到1300公里的战斗航程;当满载燃油时,转场航程可达3000公里!
歼-12M具有全天候空战能力。是一款有相当的战斗力的制空战斗机。
接下来李总请沈阳飞机厂的尹金声副总工程师介绍DS-1发动机的先进技术。这时刘部长插话:“这就是社会主义大协作的优越性了。尹总,你不能留一手噢!”
尹总笑着说道:“是南飞支持了我们,让我们有了实践的机会。我们设计组在初步完成了AL-31FU这款用于歼-11系列战机的涡扇发动机的微波助燃、等离子发电、电磁矢量推力控制三大改进后,立即组织了新型发动机的研制。我们的目标就是要去掉涡轮,这是一个及其艰难的任务。喷气发动机的涡轮是人类发明的可以长时间高效率运行的最强劲的机械。以AL-31为例,其小巧的涡轮在驱动压气机和风扇时最大功率超过了2万马力,这是令人难以想象的。涡轮既然有如此神奇的功效,航空发动机界的研制人员为什么又极力要取消它呢?首先,涡轮限制了燃烧室的出口温度的提高,在某种程度上也限制了发动机效率的提高;而且这又导致了,一旦需要发动机短时间加力时只得让燃油在涡轮后燃烧,也即采用后燃加力,此时效率低下,而且造成了强烈的红外特征。其次,在高温高压下高强度运转的涡轮是制约发动机寿命的最主要的因素。对于我们来说问题更大,这种涡轮的研制难度极高,目前我们还得依靠进口。而且由于出口温度的限制,降低了等离子发电的效率、喷气流的流线受到涡轮的切割,电磁矢量推力控制的作用大为降低,偏流角只能达到7度,不能满足去掉尾翼的需要。
“国外的研究人员试图用旋转活塞发动机来驱动压气机,没有获得突破。我们受到电动螺旋桨研制成功的启发,决定采用交流变频电机来驱动压气机,并且反向利用风扇来辅助驱动压气机,在地面试验中获得了突破。当发动机自身向前高速运动时,进入发动机的空气的动压完全可以转化为静压,由此可以大幅度降低压气机的功率。按计算,当发动机的前进速度达到2。4马赫时,甚至可以不用压气机了,迎面空气可以直接压入燃烧室。那么涡轮喷气机为什么不能充分利用这一原理呢?原因是涡轮的转速是不可控制的,它受燃气的推动而旋转出力。而交流变频电机的转速可以在很大的范围内变化。当飞机加速后,电机的转速可以大幅度提高,输出功率尽管不变,但是充分利用了空气的动压,提高了压气机的效率。发动机就可以发出更大的推力了。可是仅此还是不够的,我们重新设计了风扇,本来风扇是由低压涡轮驱动用来提高喷气机的效率和推力的,我们反其意而用之,让它在高速的迎面气流的吹动下,反过来驱动低压级的压气机。
“航空电动机研制组研制出了超轻型的双转子电机,分别驱动低压级压气机和高压级压气机,可以分别控制其转速。低压级压气机前有一个风扇,当迎面气流提高到一定程度,它就开始辅助驱动低压级压气机了。把一台验证机挂载到1架歼-8下,升空试验证实这一设计是可行的。可是又遇到了问题。AL-31FU的外壳尺寸都是定死的,如果进行改动的话,将影响整机的变动。这时传来了恢复歼-12机型的消息,我们马上与南飞联系,要求他们能采用这一款发动机,这样发动机的尺寸变化的余地要大得多。当然这也给南飞的同志带来了很大的风险,感谢他们愿意与我们共同承担这一风险。空军的任务书规定新歼-12的任务是中低空、亚音速截击,机身就不必搞面积律修形了,可以变粗一些。电动压气机就可以塞进去了。
“我们成功地设计出了世界上第一台电动压气风扇喷气机DS-1,推力4500公斤,加力推力5400公斤。它有那些优点呢。我们归纳了一下:
——发动机效率高,燃烧室出口温度可大幅度提高。取消了后燃加力,加力时燃油也是在燃烧室充分燃烧,只是受发动机部件耐超高温时间的限制,只能短时间取得加力推力。歼-12M的最高速度提高到了1。6马赫。
——等离子发电效率大为提高,足以满足电动机的需要。
——电磁矢量推力控制可以满足取消尾翼的需要,而且还可以提高机动性
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