歼-15作为中国海军第一代舰载机的意义以及它的发展思路和诞生历程
添加时间: 2025-04-20 17:22:48 | 作者: 电子万能试验机
中国海军固定翼舰载机是以歼-15为开端的。作为中国海军的第一代舰载战斗机,从立项以来,歼-15就承载了国人对建立强大海军的热切期盼。如今,第二代舰载战斗机歼-35已经呼之欲出,歼-15似乎不再那么引人关注了。不过,歼-35从定型、列装到战斗力生成需要一定的周期,歼-15要在最近一段时间里接着使用;等到歼-35投入到正常的使用中后,歼-15还要转换角色、重塑能力,继续成为甲板上不可或缺的武备力量。那么歼-15舰载机的过去、现在与未来究竟是怎样的?这无疑是人们感兴趣的话题。
作为第一代舰载机,歼-15对于中国海军意义重大。当然,技术在发展,时代也在变化。美国海军将F-35C搬上了“尼米兹”级和“福特”级的甲板,中国海军也在忙着研究水平相当的歼-35。不过,第五代舰载机登上了航母的甲板,非隐身的上一代舰载机未必就没了位置-从“炸弹卡车”到伙伴加油机,从电子战机到特种大型载荷,其用处仍然很多。事实上,歼-35与歼-15不单单是隐身和非隐身战斗机的区别,两者之间还有轻与重、慢与快以及载荷方式的不同。所以,身大力不亏的歼-15在多样化的复杂战场环境中,不仅不会被新一代舰载机所替代,而且是其有益的补充和搭配。这在某种程度上预示着歼-15会有一个很长的生命周期,那么我们对其过去、现在与未来也就必须有更深入的了解。
虽然早在1953年主席就提出“要建设一支强大的海军”,但受制于经济、科技发展的滞后和不得不“重陆轻海”的国防战略,直至20世纪90年代初,中国海军依然是一支“空、潜、快”的近岸防御型海军。这段时期,中国海军不仅与美英日等传统海洋强国的海上力量存在技术代差,而且面对周边中小国家的海军,也无太多的优势。中国海军的大规模现代化始于20世纪90年代末,在20多年的时间里,中国现代化驱护舰、新型潜艇、航空母舰、主战飞机等主要作战平台和动力、雷达、导弹等各个载荷模块和武器系统都取得了长足进步。就综合发展的潜在能力来看,中国海军已经是美国海军之外的世界其他力量都难以望其项背的存在,中国海军力量的兴起正在变成全球海军史上继苏联红海军之后最具影响力的事件。按照西方媒体的说法,“中国的庞大舰队正打破太平洋地区力量平衡”。相对保守的说法是,中国海军至少会改变西太平洋地区的海上力量平衡。
那么,这支新兴力量有着怎样的使命?未来30年会有多大的上升空间和前景?它将如何改变全世界海上格局?作为中国海军第一代舰载机,歼-15的发展历史无疑就很能说明问题。
中国航空工业研发舰载机的历史要比人们印象中的更早。从20世纪70年代中期到80年代初,中国海军就开始尝试航母和舰载机的研发,第一次尝试就是成飞的歼-7和沈飞的歼-8II改舰载机。但是这一次尝试很快就以失败告终,原因很简单,不管是歼-7还是歼-8II战斗机,其基本机翼设计都是以2马赫高速为设计点的,飞机采用57度后掠角大三角翼,高空高速性能好,但是起降性能却比较差,起降速度经常接近300千米/时,这对于航母起降来说完全不适合。除了机翼设计,歼-7和歼-8II战斗机最大的问题还有:飞机采用落后的涡喷发动机,导致油耗太高、飞机寿命短,而且海上使用耐腐蚀性比较差,外加机体空间存在限制,载油量比较小,舰载机改型性能极差,没办法形成有效的战斗力。因此,这次尝试止步于方案论证阶段。
随后在20世纪80年代中期,中国海军又开始了第二轮舰载机方案论证。沈飞的构想是以被淘汰的歼-13战斗机为基础进行全新研制,外形酷似美国F/A-18C/D“大黄蜂”战斗机。每侧机翼有3个挂点,分别是副油箱、反舰导弹以及翼尖的“霹雳”-8B空空导弹。飞机尾部采用后机身边条设计,在后边条上安置平尾。成飞的方案同样是全新设计,也放弃了歼-7机头进气的落后架构,采用了类似F/A-18战斗机的常规布局设计,只是在边条设计上和沈飞歼-13改方案有一些差异。两者有一个共同特征,即都使用了单发设计,机翼采用边条加较小后掠角大展弦比设计,以使飞机能够具备更好的升阻力特性。但是,双方的设计都存在以下问题:中国发动机技术落后,发动机推力小,可靠性差,采用单发设计不能解决上舰安全性问题,而且单发设计推重比较低,飞行性能差,再者机体空间存在限制的弱点仍然难以解决。于是,两家设计单位的舰载机方案又都被取消了。
后来,成飞试图在研发歼-10的同时研制其舰载版本,但由于担心研发力量分散而难以为继。也就是说,在歼-15之前,中国缺乏现代化舰载机的研发经验,故而歼-15的研发是以苏-27K/苏-33舰载机的技术基础为依托展开的,两者之间有着千丝万缕的联系。
苏-33战斗机绰号“海侧卫”,是苏联苏霍伊设计局(现苏霍伊航空集团,隶属于俄罗斯联合航空制造集团公司)在苏-27战斗机的基础上为苏联海军研制的单座双发超声速第三代半战斗机。苏-33战斗机于1993年服役,设计师是帕维尔·奥西波维奇·苏霍伊。该型战斗机是苏联海军在二战后发展的第一种真正意义上的超声速舰载战斗机,也是世界上第二种重型舰载战斗机(第一种是已经退役的F-14舰载战斗机)。
苏-33舰载机继承了苏-27战斗机优异的气动布局,实现了机翼折叠,并且新设计了增升装置、起落架装置和着舰钩等系统,使得该机既保持了原有的优良作战性能,又实现了在航母上起降的要求。苏-33的机身结构与苏-27基本相同,但为满足在航母上的起降要求,设计人员对苏-33机身的主要承力结构可以进行了加强,比如加强了前起落架的结构强度,并且改用了双前轮。此外,为了能够更好的保证飞机在大迎角状态下在舰上起降的安全性,缩短了尾锥的长度。水平尾翼在与主翼折叠处相同的位置也设置有折叠机构,可以与主翼一起折叠起来。主翼和尾翼折叠后的宽度相同,这样就减小了苏-33在航母甲板上所占的面积,相应地增加了甲板上战机的容量。
除了折叠翼,苏-33与苏-27还有一个重要的不同之处在于,苏-33在前端增加了一对可动鸭翼并加装了四余度数字化电传操纵系统。通过加装鸭翼和使用数字化电传操纵系统,苏-33的敏捷性有所提高,飞机操纵也更加轻巧灵活,解决了原苏-27模拟电传系统中存在的滞后现象。这在某种程度上预示着苏-33的空战能力较苏-27大为提高,而且鸭翼与边条的共同作用能形成一个可控涡系,提高了飞机的俯仰操纵性能。另外,苏-33的加油管为伸缩式加油管。
苏-33重型战斗机的最初原型是苏联T-10试验机系列中的T-10-24。这架安装了前翼的飞机制造于1981年年底,而随后的T-10-25安装了尾钩,但T-10试验机都没安装折叠翼和折叠安定翼。然而,在苏-33重型战斗机的研制初期,折叠翼和折叠安定翼是最难的部分,研制进度大大拖了项目的后腿,其处理方法是首先生产T-10-20KTM全尺寸模型,从而了解飞机内部线路的布放长度,同时该模型还上舰模拟航母到底可以滞留多少架苏-33重型战斗机。这架模型机使用了折叠机翼,但没安装前翼。而安装了尾钩的T-10-25在乌克兰接受了从14度的滑跃甲板上滑跃起飞和短距降落的测试,结果发现,即使在安装全套武器、满载燃油的情况下,T-10-25也能够以140千米/时的速度在105米的距离上起飞,这表明T-10-25上舰是完全可能的。
1984年,首架线舰载战斗机试验机开始建造。表面上看,苏-27SK 战斗机与T-10K-1原型机的外形差别似乎只是一个前翼和前起落架,而事实上,两者的整个飞机结构是截然不同的。苏-27SK战斗机的前起落架的100%、机身前段的80%、机翼的100%、飞机后段的60%都重新进行了设计,设计了前翼、UPAZ-1A空中加油管,增加了包括尾钩启动等内容在内的自动着舰装置。为降低飞机高度,稍微缩短了其垂直尾翼的长度。同时,为了改善飞行员的着舰视野,光电探测装置由T-10试验机的中央布置方式向右侧移动。最大的设计难点当然是折叠机翼,还有尾翼、起落架等。苏-27前起落架的单轮设计改进成双轮设计,为了挂载射程达到300千米的3M-80E系列空对舰超声速导弹,其火控系统和飞控导航系统也进行了重新设计,外挂点从苏-27的10个增加到12个。
首架T-10K-1试验机的建造耗时将近三年,直到1987年才结束。这架T-10K-1试验机依然使用固定式机翼,折叠式机翼直到1987年尚且无法投入到正常的使用中,可想而知其难度有多大。该试验机于同年8月17日首飞成功,遗憾的是这架试验机很快就失事了。一年以后,使用了强化型起落架、折叠机翼、折叠安定翼、尾钩、加油管的T-10K-2(编号39)完整版的舰载战斗机原型生产完成。这架飞机才是苏-33舰载战斗机真正的鼻祖,即完整版的舰载战斗机原型。
1987年11月1日,普加乔夫驾驶的T-10K-2号原型机成功降落在“第比利斯”号航母上。同日,米格-29K原型机也成功进行了短距降落。11月21日,普加乔夫在夜间成功驾驶T-10K-2原型机降落在“第比利斯”舰上。直到1989年,T-10-2原型机共进行了多达224次飞行测试。最后一批苏-33舰载战斗机的制造于1993年终止,共计24架。
十年后的2003年,中国航空工业相关单位立即开展了配套舰载机的前期论证工作,确定了歼-15飞机研制的指导思想、总体目标和研制思路。歼-15的技术基础就是苏-33,即便如此,歼-15的研发仍然相当曲折。中国在引进“瓦良格”号航母时就面临缺乏舰载机的问题,以中国当时的航空工业能力,研发一款现代化舰载机在技术上存在不小的难度.
中方的打算是向俄罗斯订购几架(2架)回去研究,最终的目标是通过参照设计的方式研制出自己的国产舰载机。中俄双方的谈判长年毫无进展,俄方希望至少出口40架苏-33战斗机,基本费用最低大约需要20亿美元。对此中方自然是拒绝的,因此俄方也同样拒绝了中国采购少量苏-33的请求(俄方认为中国无意进口成套的苏-33舰载战斗机,只要引进技术,这是他们没办法接受的。在中国不购买苏-33的前提之下,俄方不会转移苏-33折叠翼等技术给中国,俄方认定已经没有进一步谈判的必要)。
当然,中方也没有将希望完全寄托在俄罗斯身上。毕竟在苏联解体的过程中,乌克兰也掌握有相当一部分苏联航母及舰载机工程的实物及技术资料,所以在与俄方的谈判过程中,中方也频繁造访乌克兰的“尼特卡”舰载机陆上训练中心。最终,中方向乌方采购了包括T-10K-3、T-10K-7两架苏-33原型机,一架苏-25UTG舰载教练机在内的大量实物设备。经过谈判,中国也从俄罗斯方面获得了4套供测试用的尾钩装置。即便如此,要在这样的基础上研发自己的重型舰载机对于中国航空工业来说,也仍然是一个巨大的挑战。
而此时,T-10K-3、T-10K-7两架原型机已经不具备飞行能力(T-10K-3原型机的首飞时间是1990年2月17日,后来一直在乌克兰进行滑跃起飞、尾钩挂索等测试,在苏联解体的时候来不及撤离,被迫滞留乌克兰。而乌克兰并未把T-10K-3原型机放置在机库,而是作为废弃飞机户外停放。经过将近10年的风吹日晒,该飞机已经不能飞行且锈迹斑斑,但是其基本结构是良好的。T-10K-7的情况与之类似)。同时,俄罗斯方面对于有关苏-33的研发技术资料做了严密封锁。要通过几件不能动弹的T-10K原型机样品来逆向研制出苏-33是相当困难的。更何况,早在与俄方谈判引进苏-33成品的过程中,中方就已经提出要对苏-33进行现代化升级的要求。这在某种程度上预示着中国国产舰载机的研发并非简单的测绘仿制,而是参照设计,这就进一步增加了项目的难度。即便如此,由于有研发生产歼-11战斗机的经验,沈飞承接的工程还是以一种不可思议的速度展开了。
中国从进口乌克兰T-10K试验机到完成20多万张设计图仅仅用了不到两年时间。沈飞先后攻克了机翼折叠系统制造装配技术、拦阻钩系统制造技术、加受油系统制造技术等一系列舰载机特有的关键技术,建成了国内最大的钛合金加工制造中心、一流的复合材料制造中心等与国际比肩的航空产品制造生产线试飞原型机举行了试制开工仪式。尽管装配进度出于各种复杂的原因比原定计划落后了半年,但首架歼-15舰载战斗机还是在2009年11月开始做滑行、机翼折叠试验。该机于2010年夏天在航空工业试飞中心进行了首次滑跃起飞测试,效果完全理想,并开始第一次试飞,第二架从2011年开始试飞,随后进行武器测试、雷达整合工作的全功能型第三架原型机也开始试飞。全部试飞工作于2013年左右完成,随后进入批量生产阶段。