【簡介:】隨著中國矢量推力發(fā)動機的逐漸成熟,那么一個很有意思的話題也隨之到來:給殲16裝上矢量發(fā)動機,它在飛行平臺的能力上,能比得上印度的蘇30MKI嗎?
國內(nèi)的殲16在設(shè)計理念上乏善可陳,其
隨著中國矢量推力發(fā)動機的逐漸成熟,那么一個很有意思的話題也隨之到來:給殲16裝上矢量發(fā)動機,它在飛行平臺的能力上,能比得上印度的蘇30MKI嗎?
國內(nèi)的殲16在設(shè)計理念上乏善可陳,其實就是在90年代末期規(guī)劃的蘇30MKK國產(chǎn)改進型;其總體定位就如同殲11B與蘇27sk的關(guān)系,機體平臺基礎(chǔ)設(shè)計不變,主要換掉機載電子設(shè)備獲得性能提升。
在部分結(jié)構(gòu)上,可以通過等剛度替代的方式,在不改變飛機原始結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計的前提下,把原來的鋁合金件換為復(fù)合材料進行減重。只是由于試飛中問題頻發(fā),一直拖到殲20都快試裝備了才批產(chǎn)。
蘇30MKI
蘇30MKK和印度的蘇30MKI相比,后者在平臺上的關(guān)鍵差異,除了三翼面布局之外,在于蘇30MKI采用了SDU-10MK改型數(shù)字電傳飛控系統(tǒng)。
這個系統(tǒng)在控制律軟件設(shè)計上添加了一個通道,飛控計算機能夠根據(jù)飛行員的指令控制矢量推力發(fā)動機,使其噴管能與平尾等氣動面協(xié)同偏轉(zhuǎn),使飛機獲得更好的操縱性和機動性。蘇30MKI在90年代和后來一直被俄、印拿來在航展上做超機動表演,主要也是基于這個基礎(chǔ)。
電傳核心在飛控計算機
電傳飛控的組成框架
殲16能否完整發(fā)揮矢量推力發(fā)動機的性能潛力,核心問題也是這個:飛控系統(tǒng)有沒有對應(yīng)的硬軟件功能擴展,實時讀取發(fā)動機的狀態(tài),并且經(jīng)過控制律運算以后,給出準確的控制信號。
而電傳飛控這個東西,難度在哪兒呢?可以分為兩個方面。
蘇35的飛控計算機被整合在KSU-35系統(tǒng)中。
第一個,是制造層面的,比如飛控計算機啊這些硬件設(shè)備,你得造得出來,不然巧婦難為無米之炊。就好比F22和F35的計算機芯片,也不是洛馬自己做的,得找IBM、INTEL等專業(yè)芯片制造商。
蘇35的飛控計算機被整合在KSU-35系統(tǒng)中。
而就戰(zhàn)機來講,國內(nèi)現(xiàn)在的航空配套體系,是完全有能力制造高水平電傳飛控系統(tǒng)的所有硬件的;且在殲10、殲20戰(zhàn)機上,達到了充分的性能和可靠性證明。殲10控制難度遠超蘇27系,但定型以后到現(xiàn)在,沒有出現(xiàn)過一次電傳系統(tǒng)引發(fā)的失控,更沒有因此墜機過,一次都沒有。
第二個,是設(shè)計層面的。再好的部件,如果主機設(shè)計方水平太挫,裝到一起照樣是故障百出、事故不斷;結(jié)果就是別人用都沒問題,就他家玩意三天兩頭失控,不時因此墜機,好像全國兄弟單位都和他們過不去,所有不合格偽劣產(chǎn)品都賣給他們了一樣。
而針對殲16來說,由于蘇30MKK本身提供了很成熟的飛控框架設(shè)計;因此改進電傳飛控系統(tǒng)主要的風(fēng)險,就在于換裝的新數(shù)字飛控計算機里,安裝的控制律軟件是不是真的靠譜了。
圖:控制律設(shè)計教學(xué)中一個簡化的橫側(cè)向理想狀態(tài)方程。
控制律的核心是什么呢?說穿了,就是把整個飛機的飛行力學(xué)設(shè)計,做成一個數(shù)學(xué)模型,放在飛控計算機里面跑。對于飛機設(shè)計單位來說,最核心的飛控設(shè)計能力,就是這個做數(shù)學(xué)模型的本事,也是真正體現(xiàn)是不是吃透了飛機氣動設(shè)計的地方。
什么是數(shù)學(xué)模型?以最簡單的例子來說,邊長 x 邊長 = 面積;這就是一個求取面積的最簡單數(shù)學(xué)模型,你輸入邊長的數(shù)據(jù),就能得到長方形面積的數(shù)據(jù)。
飛行員拉桿蹬舵,而飛控負責(zé)計算舵面和噴管怎么動。
飛機的控制律要復(fù)雜很多,它是大量非常復(fù)雜的函數(shù)組合。輸入的是飛機的高度、速度、飛機的迎角、操縱桿和腳蹬的控制量有多大等大量數(shù)字;輸出的,是飛機的鴨翼和平尾應(yīng)該偏轉(zhuǎn)多少度、偏轉(zhuǎn)多快。
數(shù)字電傳相比模擬電傳,最核心的優(yōu)勢就在這里:它運算能力更強,而且修改軟件的時候不用連硬件一起改;因此在它的基礎(chǔ)上,能設(shè)計出、并運行規(guī)模大規(guī)模的復(fù)雜控制律軟件。
但要強調(diào)的是,數(shù)字電傳是現(xiàn)代戰(zhàn)機實現(xiàn)高性能的必要條件,卻絕不是充分條件。比如國內(nèi)殲11BS在蘇27UBK的基礎(chǔ)上,把模擬電傳計算機換成了數(shù)字飛控計算機,但反而多次出現(xiàn)蘇27UBK上沒有出現(xiàn)的俯仰失控現(xiàn)象。
殲10能發(fā)揮矢量推力效果,殲16不一定能
殲16換裝矢量推力發(fā)動機后,飛行性能上是否可以媲美蘇30MKI的問題也在這:它在飛控的控制律軟件設(shè)計上,是不是真的能突破殲11BS和殲15表現(xiàn)的水平,實現(xiàn)脫胎換骨的提升?現(xiàn)在沒有任何人能給出肯定的保證,這還有待于未來的實踐去證明。