近日已研制歷時27年的印度國產(chǎn)LCA輕型戰(zhàn)斗機正面臨關(guān)鍵的性能評估,,但一名印度空軍高官表示該機仍未達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),。那為何該機經(jīng)歷如此漫長的研制過程仍未能量產(chǎn),是否會成為又一個"阿瓊"項目,?該機整體性能與中國梟龍相比又是一個什么水平,?網(wǎng)易軍事將進(jìn)行獨家解析。
LCA戰(zhàn)斗機小批量生產(chǎn)型(即LCA MK-1)近期亮相,,不過印度空軍高官表示該型機并未達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),,并表示將要換用推力更大的F414發(fā)動機。
LCA多項性能不達(dá)標(biāo)
近日,,印度國產(chǎn)“光輝”輕型戰(zhàn)斗機(LCA)項目臨近關(guān)鍵的初始作戰(zhàn)許可節(jié)點評估,。印度空軍一名高級官員表示,由于LCA-MK1型戰(zhàn)斗機性能沒有達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn),,印度空軍將轉(zhuǎn)而研制MK2型戰(zhàn)斗機,,該機將采用推力更大的F414發(fā)動機,以提高該機的作戰(zhàn)性能,。從印度空軍對LCA -MK1型戰(zhàn)斗機存在著持續(xù)轉(zhuǎn)彎率(可能指的是穩(wěn)定盤旋),、可用攻角,、低空速度不足等問題來看,LCA-MK1仍然存在結(jié)構(gòu)超重,、整機推重比不足,、氣動布局不完善等問題。這些問題表明,,雖然LCA研制至今可謂歷經(jīng)坎坷,,但離真正完善和服役還有較長的路要走。
印度獨立以后,,采用左右逢源的不結(jié)盟政策,,因此有著較為有利的國際環(huán)境,其武器外購渠道也比較通暢,,從東西方都可以采購到較為先進(jìn)的武器裝備,,其中就包括先進(jìn)作戰(zhàn)飛機,引進(jìn)武器裝備雖然可以在短時間內(nèi)提高印度軍隊技術(shù)水平,,但是其維護(hù),、升級都需要原廠商完成,需要大量的費用,,同時也容易受制于人,,印度本身就有成為當(dāng)今主要大國的雄心壯志,自然不希望這種局面持續(xù)長久,,所以從獨立不久,,印度就曾經(jīng)引進(jìn)英國技術(shù),組裝生產(chǎn)蚊蚋式輕型戰(zhàn)斗機,,此后又先后引進(jìn)生產(chǎn)了美洲,、米格-21、27等戰(zhàn)斗機,,為發(fā)展自己的航空工業(yè)打下了一定的基礎(chǔ),。
LCA研制得到多國技術(shù)支援
進(jìn)入上世紀(jì)80年代,隨著巴基斯坦引進(jìn)F-16戰(zhàn)斗機,,印度空軍也開始著手引進(jìn)第三代作戰(zhàn)飛機,,為避免先進(jìn)作戰(zhàn)飛機受制于人的局面再次出現(xiàn),印度決定自行研制一種輕型作戰(zhàn)飛機,,與引進(jìn)的米格-29等戰(zhàn)斗機形成高低搭配,,在一定程度上降低對國外先進(jìn)武器的依賴,1983年印度正式提出LCA(先進(jìn)輕型作戰(zhàn)飛機)項目,,該機做為印度空軍現(xiàn)役的米格-21,、美洲虎等戰(zhàn)斗機的后繼機,可以用于防空攔截,、奪取空優(yōu),、對地攻擊、偵察及反艦等作戰(zhàn)任務(wù),,LCA項目由印度斯坦航空公司(HAL)負(fù)責(zé),,超過50家公司參與,但是由于印度自身經(jīng)濟技術(shù)薄弱,,所以印度也尋求國外的技術(shù)支援,,LCA的國外合作方包括;法國達(dá)索公司幫助設(shè)計氣動布局,,美國洛克希德公司提供電傳操縱系統(tǒng)方面的援助(LCA的電傳系統(tǒng)軟件是在美國F-16ISAT試驗上完成試飛),,通用電氣公司提供F-404渦扇發(fā)動機。
LCA的首架技術(shù)驗證機TD-1,。該機直到項目開始后的18年才開始首飛,,而LCA的固有問題至今仍未得到解決。
然而與這些大名鼎鼎的名字形成鮮明對照的是LCA的研制非常緩慢,。1983年項目正式啟動,,1990年LCA才完成初始技術(shù)設(shè)計,1995年首架技術(shù)試驗機TD-1出廠,,1996年完成第二架TD-2,。LCA原定1996年首飛,但是由于電傳操縱系統(tǒng)的故障,,試飛被推遲到上世紀(jì)末,,但是由于1998年印度進(jìn)行核試驗,美國及西方對其進(jìn)行禁運,,造成LCA研制計劃中斷,,隨著本世紀(jì)初美國解除對印度的制裁,整個計劃才得以恢復(fù),。2001年LCA的TD-1完成首次試飛,,印度官方稱其為“TEJAS”(梵語“光輝”的意思,含意該機有遠(yuǎn)大的前程),,TD-2在2002年完成試飛,。受此鼓勵,印度決定整個計劃進(jìn)入第二階段,,也就是原型機階段,,根據(jù)計劃,印度一共制造5架原型機(編號PV-1-PV-5),,首架飛機在2003年完成試飛,。由于PV-2、3在試飛中暴露了推力不足的缺點,,導(dǎo)致飛機速度和加速性能未能達(dá)標(biāo),。
不過2005年印度空軍仍舊決定LCA投放小批量生產(chǎn),,首架低速生產(chǎn)型LSP-1在2007年出廠,首批8架編號LSP-1-LSP-8,,此前有消息指按照計劃印度空軍將在2013年接收正40架正式生產(chǎn)型飛機(即前面提到的LCA MK-1),。但從現(xiàn)在的情況來看,LCA重量超標(biāo),,推力不足的問題仍舊沒有得到徹底的解決,,所以這個計劃能否實現(xiàn),恐怕還是一個很大的問號,。
相比之下,,中國的殲10戰(zhàn)斗機僅用18年時間即正式量產(chǎn)、進(jìn)入部隊服役,;JF-17從研制到服役,,更是用了不到7年時間即形成實戰(zhàn)能力。
LCA LSP-3號機試飛時的情況,。從LSP-2開始LCA的發(fā)動機就更換為F-404-GE-IN120,,但飛機性能指標(biāo)仍不理想,歸結(jié)到最后還是超重問題,。
超重導(dǎo)致LCA研制進(jìn)度拖延
從LCA研制的過程來看,,重量過程幾乎貫徹始終,原型機就曾經(jīng)進(jìn)行過減重設(shè)計,。但是在海平面飛行測試中仍舊無法達(dá)到最大設(shè)計速度,,為此不得不將原來的F-404-GE-F2J3(推力約80千牛)更換為F-404-GE-IN120(從LSP-2開始配備)。后者采用了JAS-39戰(zhàn)斗機上面的RM-12戰(zhàn)斗機的部分技術(shù),,推力提高到85千牛以上,,但是飛機的穩(wěn)定盤旋等指標(biāo)仍舊沒有達(dá)標(biāo),究其原因還是重量問題,。
從公開資料來看LCA MK-1構(gòu)型戰(zhàn)斗機空重高達(dá)6500公斤,,比原計劃足足重了1噸,相比較之下JAS-39的使用空重也不過6600公斤左右,。如果考慮到JAS-39這個指標(biāo)是標(biāo)準(zhǔn)作戰(zhàn)重量,,而LCA許多設(shè)備及掛架還沒有裝備,那么達(dá)到全狀態(tài)的LCA很可能比JAS-39只重不輕,,這意味著LCA的推重比指標(biāo)要比原來低的多,。而對于戰(zhàn)斗機來說,推重比是機動性能的基礎(chǔ)指標(biāo),,推重比低意味著穩(wěn)定盤旋,、垂直機動、爬升、加速性能,、起降性能都降低了,,所以LAC研制過程中一直在更換發(fā)動機,而盡管是同一系列的發(fā)動機,,但是由于重量不同,,飛機的重心會發(fā)生變化,從而導(dǎo)致控制律的差異,,因此需要對飛控及操縱系統(tǒng)作出調(diào)整,這造成LCA進(jìn)度拖延的一個重要原因,。
LCA采用的雙三角翼使得它機動性能和航程性能較低,,而且還不能掛載太大、太重的武器,。
LCA雙三角翼設(shè)計并不成功
攻角是LCA涉試不達(dá)標(biāo)的另外一個問題,,LCA采取獨特的無尾雙三角翼布局,這個布局缺點就是展弦比小,。LCA機翼的展弦比只有1.8,,是當(dāng)今戰(zhàn)斗機中最小的,相對厚度小,,激波阻力低,,因此超音速性能較好,這顯示印度空軍比較重視LCA的防空攔截能力,。但是三角翼的缺點就是展弦比大,,誘導(dǎo)阻力大,高亞音速條件下的機動性能和航程性能較低,,另外就是起降性能差,,還有一個缺點就是機翼后掠角較大,機翼外側(cè)的掛架位置靠后,,因此不能掛載太大,、太重的武器,否則造成飛機重心后移,,操縱飛機的操縱性能,。
針對這些缺點,LCA的機翼采用了復(fù)合后掠前緣,,機翼前緣內(nèi)側(cè)后掠角50度,,外側(cè)為60度。這樣,,機翼內(nèi)側(cè)的前緣相當(dāng)于于渦發(fā)生器,,前緣分離渦首先在此形成,然后在機翼渦分流器的作用下對機翼上的氣流進(jìn)行補充和加強,從而起到增加升力,,提高飛機的機動性能的作用,。但從印度空軍對LCA迎角性能的不滿意來看,似乎LCA這個設(shè)計并沒有達(dá)到預(yù)期效果,。更有資料指LCA的艦載型可能會采用伸縮式前翼,,以提高渦升力,從中可以看出印度對這個設(shè)計還是有保留,。
LCA航電系統(tǒng)為3代機標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)合式航空電子系統(tǒng),,這也是LCA項目少有的真正成果。但由于LCA采用了以色列火控雷達(dá),,這使它只能使用以色列生產(chǎn)的中距彈,。
雷達(dá)、空空導(dǎo)彈面臨選擇問題
LCA的航電系統(tǒng)為三代機標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)合式航空電子系統(tǒng),,采用三條1553B數(shù)據(jù)總線,,任務(wù)計算機為核心,座艙采用包括平顯和多功能顯示器在內(nèi)的玻璃化座艙,。在LCA計劃中,,航電系統(tǒng)是少有的取得成果的項目,這一套航電系統(tǒng)已經(jīng)移植到蘇-30MKI和米格-27和美洲虎等戰(zhàn)斗機的升級,。LCA的機載雷達(dá)原定采用JAS-39戰(zhàn)斗機的PS-05脈沖多普勒火控雷達(dá),,但是由于瑞典不能提供相關(guān)的機載武器,印度空軍當(dāng)年采購AIM-120也不那么現(xiàn)實,,所以印度空軍決定自行研制機載多功能火控雷達(dá)和主動雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈,。但從現(xiàn)在的情況來看,其進(jìn)度比LCA本身還要緩慢,,所以LCA現(xiàn)在選擇的機載雷達(dá)可能是以色列ELTA公司的EL/M-2032火控雷達(dá),,該雷達(dá)已經(jīng)用于印度空軍美洲虎和印度海軍海鷂式戰(zhàn)斗機的升級。
但如果是EL/M-2032的話,,那么LCA采用俄羅斯空空導(dǎo)彈特別是R-77主動雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈就會產(chǎn)生問題,,因為任務(wù)計算機要根據(jù)雷達(dá)探測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)彈發(fā)射區(qū)的計算,這涉及到兩者配合的問題,,估計俄,、以兩國都不會向?qū)Ψ教峁┫嚓P(guān)系統(tǒng)的核心參數(shù)。因此,,筆者認(rèn)為LCA可能會采用以色列的德比主動雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈,,從德比的重量和體系來看,也比較適合LCA的掛載,,目前德比已經(jīng)配備在印度海軍的海鷂戰(zhàn)斗機上面,。以色列提供給LCA另外一個重要的探測系統(tǒng)包括LITENING光電瞄準(zhǔn)吊艙,,讓LCA具備了晝夜全天候精確打擊能力。
在珠海航展上進(jìn)行飛行演示的巴基斯坦空軍梟龍戰(zhàn)機,。梟龍裝備有SD-10中距彈相比LCA裝備的德比具備射程優(yōu)勢,,而且在近距格斗空戰(zhàn)中整體也優(yōu)于LCA。
超視距空戰(zhàn)
配備德比,,對于LCA一個直接的后果就是在超視距空戰(zhàn)中無法對抗巴基斯坦空軍的JF-17戰(zhàn)斗機,。后者配備的KLJ-7機載火控雷達(dá)探測距離與LCA配備的EL/M-2032相當(dāng),而機載武器JF-17的SD-10的動力射程在80公里,,有效射程在50公里左右,,相比之下德比的動力射程才有60公里,有效射程大約30公里,,這意味著JF-17與LCA的超視距空戰(zhàn)會有較大的先機,。
近距格斗空戰(zhàn)
如果雙方在超視距攔射中不中,進(jìn)入近距格斗的話,,根據(jù)海外資料JF-17的空重大約為6586公斤,內(nèi)油2300公斤,,與LCA MK1的空重取6500公斤,,內(nèi)油3000公斤相近;JF-17采用的RD-93發(fā)動機推力約8300公斤,,而后者的F-404-GE-IN120在8600公斤左右,;取標(biāo)準(zhǔn)空戰(zhàn)狀態(tài)(半油,紅外彈*2)JF-17空戰(zhàn)重量為6586+1150+80*2(PL-5E重量在80公斤左右)=7900公斤,,推重比為1.05左右,,而LCA為6500+1500+105*2(R-73)=8210公斤,推重比也在1.05左右,。從氣動布局來說,,JF-17采用的是帶大條邊的后掠梯形翼,大迎角性能較好,,且展弦比大,,誘導(dǎo)阻力小,因此在穩(wěn)定盤旋,、爬升,、加速及SEP等性能都要優(yōu)于LCA。從空戰(zhàn)包線來說,,JF-17的優(yōu)勢幾乎覆蓋了中及左下區(qū)域,,而LCA的優(yōu)勢在于展弦比小,激波阻力小,,因此超音速性能較好,,包線的右上區(qū)域性能較好,。
這里我們實際上可以看出印度空軍為什么要為LCA選擇F414發(fā)動機的原因,LCA MK1的性能已經(jīng)與JF-17有差距,,有消息指中國正在與俄羅斯協(xié)商聯(lián)合研制增大推力的RD-93發(fā)動機,,并且在自行研制WS-13發(fā)動機,這些發(fā)動機的推力都有較大的提高,,不但可以滿足JF-17增加設(shè)備的需要,,還可以進(jìn)一步提高飛機的推重比,LCA如果不換裝F414,,那么與JF-17的差距就會拉大,。
LCA盡管復(fù)合材料比例高達(dá)45%,但由于印度設(shè)計能力薄弱使得該機仍然超重,。另外由于采用固定進(jìn)氣道,,使得LCA應(yīng)有的超音速性能卻受到限制,這說明印度并未真正掌握到飛機設(shè)計的核心技術(shù),。
JF-17首飛5年后即形成戰(zhàn)力
從研制時間來看,,JF-17的PT01機在2003年試飛,2004年P(guān)T04機試飛,,2006年全狀態(tài)的PT06機首飛,,2007年巴基斯坦航空綜合公司開始組裝JF-17戰(zhàn)斗機,2008年JF-17在巴基斯坦空軍(PAF)形成初始作戰(zhàn)能力,。目前PAF第一個JF-17中隊已經(jīng)組建完畢,,第二個也已經(jīng)成立,預(yù)計今年將達(dá)到每年12架的批量生產(chǎn)能力,,進(jìn)度要比LCA快的多,。這還要考慮到JF-17中間經(jīng)過了重大改進(jìn),包括加大邊條,、采用DSI進(jìn)氣道,,氣動布局幾乎等于推倒重來。在這種情況下,,LCA的進(jìn)度仍舊滿后,這實際上反映了中印兩國航空工業(yè)的實力,。也就是中國航空工業(yè)可以迅速解決JF-17試飛中出現(xiàn)的問題,,如發(fā)現(xiàn)飛機機動性能沒有達(dá)到預(yù)期,采用了更大的邊條,,飛機重量上升,,推重比下降,就把進(jìn)氣道更換為DSI進(jìn)氣道來降低重量,。
印度未掌握飛機設(shè)計核心技術(shù)
而反觀LCA,,除了再三的更換發(fā)動機外,,印度似乎并沒有對飛機的結(jié)構(gòu)和氣動設(shè)計進(jìn)行改進(jìn),超重幾乎伴隨著LCA整個研制過程,。LCA的研制由達(dá)索提供技術(shù)支援,,復(fù)合材料比例高達(dá)45%,比JF-17要高的多,,即便JAS-39也不到30%,。即使這樣,LCA也沒有在重量和推重比取得對JF-17的優(yōu)勢,,這不得不人感覺驚訝,。究其原因,可能還是戰(zhàn)斗機設(shè)計涉及到各國核心技術(shù),,各國未必會傾囊而授,,而印度自身設(shè)計能力薄弱,為了達(dá)到規(guī)定的結(jié)構(gòu)強度,,不得不加大采用材料的厚度和尺寸,,這樣就造成飛機復(fù)合材料使用比例很高,但重量卻下不來,。
還有一個例子就是LCA的進(jìn)氣道,,LCA采用的是固定進(jìn)氣道,盡管固定進(jìn)氣道有結(jié)構(gòu)簡單,、降低重量的優(yōu)點,,但是M1.5以后總壓恢復(fù)系數(shù)偏低,,影響飛機的性能,。這與LCA較小的展弦比形成顯著的技術(shù)矛盾,小展弦比強調(diào)超音速性能,,而固定進(jìn)氣道偏偏又限制這種性能的發(fā)揮,。相比較之下,美國F-5在改進(jìn)到F-20的時候,,為了突出攔截能力,,將原來的固定進(jìn)氣道改成了雙波系進(jìn)氣道。進(jìn)氣道技術(shù)是空氣動力學(xué)的難點和尖端,,多波系進(jìn)氣道技術(shù)更是只有少數(shù)國家掌握,,也許正因為是核心技術(shù),達(dá)索不愿向印度提供,,所以LCA只好采用固定進(jìn)氣道,。結(jié)果就是兩個重要部件的設(shè)計取舍出現(xiàn)矛盾,付出了代價,,卻得不到應(yīng)有的緊急起飛攔截能力,。
從上世紀(jì)80年代至今,,印度在LCA項目投入大量人力物力,研制進(jìn)程長達(dá)27年,,仍未能交付達(dá)標(biāo)的飛機,。這其中固然有基礎(chǔ)薄弱等客觀原因,但印度軍方和國防工業(yè)當(dāng)局在武器裝備發(fā)展計劃中急于求成的毛病也是造成這種現(xiàn)象的主要因素,。
志向遠(yuǎn)大當(dāng)然是好事,,但是脫離了自身實際情況就成了好高騖遠(yuǎn),這也是為什么印度阿瓊坦克等項目和LCA一樣,,設(shè)計指標(biāo)誘人,,定型之路漫長。行文之際,,又傳來印度準(zhǔn)備投資17億美元研制中型隱身戰(zhàn)斗機的消息,,筆者不得不佩服這個南亞鄰國的自信。