近日已研制歷時27年的印度國產(chǎn)LCA輕型戰(zhàn)斗機(jī)正面臨關(guān)鍵的性能評估,但一名印度空軍高官表示該機(jī)仍未達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。那為何該機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)。
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(jī)(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(jī)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(jī),該機(jī)將采用推力更大的F414發(fā)動機(jī),以提高該機(jī)的作戰(zhàn)性能。從印度空軍對LCA -MK1型戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)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(jī),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(jī),此后又先后引進(jìn)生產(chǎn)了美洲、米格-21、27等戰(zhàn)斗機(jī),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(jī),印度空軍也開始著手引進(jìn)第三代作戰(zhàn)飛機(jī),為避免先進(jìn)作戰(zhàn)飛機(jī)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(jī),與引進(jìn)的米格-29等戰(zhàn)斗機(jī)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(jī))項目,該機(jī)做為印度空軍現(xiàn)役的米格-21、美洲虎等戰(zhàn)斗機(jī)的后繼機(jī),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(jì)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(jī)。
LCA的首架技術(shù)驗證機(jī)TD-1。該機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)階段,根據(jù)計劃,印度一共制造5架原型機(jī)(編號PV-1-PV-5),首架飛機(jī)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(jī)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(jī)(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(jī)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(jī)試飛時的情況。從LSP-2開始LCA的發(fā)動機(jī)就更換為F-404-GE-IN120,但飛機(jī)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(jī)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(jī)上面的RM-12戰(zhàn)斗機(jī)的部分技術(shù),推力提高到85千牛以上,但是飛機(jī)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(jī)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(jī)來說,推重比是機(jī)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(jī)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(jī),而盡管是同一系列的發(fā)動機(jī),但是由于重量不同,飛機(jī)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(jī)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(jī)翼的展弦比只有1.8,是當(dāng)今戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)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(jī)翼后掠角較大,機(jī)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(jī)重心后移,操縱飛機(jī)的操縱性能。
針對這些缺點,LCA的機(jī)翼采用了復(fù)合后掠前緣,機(jī)翼前緣內(nèi)側(cè)后掠角50度,外側(cè)為60度。這樣,機(jī)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(jī)翼渦分流器的作用下對機(jī)翼上的氣流進(jìn)行補(bǔ)充和加強(qiáng),從而起到增加升力,提高飛機(jī)的機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)的升級。LCA的機(jī)載雷達(dá)原定采用JAS-39戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)。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(jī)。后者配備的KLJ-7機(jī)載火控雷達(dá)探測距離與LCA配備的EL/M-2032相當(dāng),而機(jī)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(jī)。
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(jī)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(jī)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(jī),并且在自行研制WS-13發(fā)動機(jī),這些發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)在2003年試飛,2004年P(guān)T04機(jī)試飛,2006年全狀態(tài)的PT06機(jī)首飛,2007年巴基斯坦航空綜合公司開始組裝JF-17戰(zhàn)斗機(jī),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(jī)機(jī)動性能沒有達(dá)到預(yù)期,采用了更大的邊條,飛機(jī)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(jī)設(shè)計核心技術(shù)
而反觀LCA,除了再三的更換發(fā)動機(jī)外,印度似乎并沒有對飛機(jī)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(jī)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(qiáng)度,不得不加大采用材料的厚度和尺寸,這樣就造成飛機(jī)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(jī)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(qiáng)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(jī)。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(jī)的消息,筆者不得不佩服這個南亞鄰國的自信。