金 韬
编者按:本文译自俄罗斯《航空与时代》杂志,文章主要介绍了中国J-7系列歼击机的发展情况。本文为作者个人观点,不代表本刊认同或证实其真实性。
中国版本的米格-21家族(J-7系列)以其型号之多给人留下了深刻的印象——其改型数量接近前苏联米格-21的改型,是中国航空工业史上改型数量最多的机型。
赫鲁晓夫的信打开了d-7的研制之路
上世纪50年代末、60年代初,苏中关系急剧恶化,苏联从中国撤回了全部专家并中断了技术援助。此时,毛泽东却意外地收到了赫鲁晓夫的一封亲切来信。赫鲁晓夫在信中称苏联准备向中国转让最新型米格21超音速歼击机的生产技术,并要求中国立即向莫斯科派出专家小组。中国视苏联的这一举动为准备和解,立即向苏联派出了以空军司令员刘亚楼上将为首的代表团。代表团在莫斯科受到了热情接待,甚至被允许参观了此前外国人不能参观的米格飞机制造厂。1962年3月30日,中苏签订了米格-21φ-13歼击机和P-11φ-300发动机批量生产技术转让协议。但继续恶化的两国关系对协议的履行产生了负面影响。中国不仅一架成机也没有得到,只得到了用于组装第一批飞机的不完整部件,而且技术资料也不全。顽强的中国人决定依靠自己的力量生产米格21歼击机,并把新飞机命名为J-7。J-7组装厂选择了位于成都的一家工厂(由苏联1958年援建),同时在广州组织生产一些部件,其制造的飞机片段从1964年初开始运往成都。后因苏联停止了援助,成都厂被迫推迟投入生产,J-7的组装工作被迫转移到了位于沈阳的一家飞机工厂,并决定在那里生产代号为WP7的发动机。1965年10月,第一台WP7发动机进行了试验台试验。同年11月,完全由中国制造的J-7飞机机体静力试验结束。次年1月17日,在沈阳组装的第一架J-7歼击机升空。该机外观与米格-21φ-13型机相似,试验中最大速度达到2-02马赫,实用升限17500米,航程1530公里,主要飞行性能与苏联原型机几乎相同。但它实际上是什么却很难说,因为中国没有包括进气道锥体状态自动调节器在内的一系列重要机载系统的资料。为了解释这种反常现象,只有推测是在数次飞行中达到了这些结果,并且为达到某指标,人工在地面调准了锥体最佳状态。此外,虽然J-7机翼下有空空导弹发射装置,但导弹却尚未问世。1966年12月,WP7发动机决定进行批量生产。
1967年6月,J-7试验结束,进入量产阶段。但由于当时特殊的历史原因,新歼击机的生产持续时间并不长,在沈阳只生产了几架量产型J-7(外国消息来源认为是12架,它们实际上与第一批型号没有区别),当时已经开始运行的成都厂也生产了少量的新歼击机。有意思的是,中国在本国空军极为缺乏现代化飞机的情况下将大部分1-7用于了出口,阿尔巴尼亚和坦桑尼亚空军获得了少量的F-7A飞机。外国航空出版物和许多网站认为F-7A是中国J-7I的出口型,其实并非如此。F-7A型机和早期的J-7一样,没有左炮,制动伞箱位于机身下部导流片的尾部。
在批量生产J-7的过程中,中国对其进行了尽可能的完善,研制生产了独创的头部锥体控制系统和发动机加力状态调节系统,修改了进气道前缘,还作了其它改动。同时密切跟踪了苏联米格21型机的发展,并直接借用了后者的许多成功方案。例如,将制动伞箱从机身移到垂直安定面底部,使飞机在距地面1米左右时就可以放伞,从而缩短了着陆滑跑距离。需要指出的是,中国的制动伞箱结构与苏联不同,其箱盖向上打开,而苏联的箱盖是向两侧打开。经此改进的J-7型机少量装备了中国和埃及空军。
J-7系列歼击机型号和性能
虽然J-7逐渐成为货真价实的歼击机,但其在武器方面还不能与其它第二代歼击机相比,因为中国红外制导空空导弹的研制工作延后了。在这种情况下,中国决定仿效米格-21(采用2门HP-30航炮)加强火炮武器,苏联HP-30航炮的中国版本代号为30-I型。
吸收了所有以前完善成果的新改型机——J-7I(有时称其为J-7A,这是不对的)于1969年6月16日首飞。中国空军主要在训练中心和试验靶场对该型机进行试验,原因之一是其CK弹射系统工作不可靠(我们记得,米格-21φ、米格-21φ-1米格一21Ⅱφ中型机也存在此种问题)。而生产的第一批WP7发动机使用寿命较低(不超过100小时),也限制了J-7I的使用能力,J-7I的生产速度很慢。可能正是因为这个原因,中国没有向越南提供J-7I,仅在中国防空系统中进行了有限使用。据媒体现有的资料,1969~1971年,J-7I型机在中国南方上空击落了6架入侵的有人驾驶飞机、超过300个空漂气球。J-7I型机一直使用到上世纪90年代初,其中部分用于飞行试验室演练新型弹射座椅和座舱盖。J-7的侦察型——JZ-7的详情未见公布。只知道该型机除照相设备外,还可以挂载国产无线电电子侦察吊舱。目前,中国在退役的第一批J-7的基础上研制了无人驾驶靶机,其座舱中安装了遥控驾驶设备。已知至少有2架试验型靶机,机号分别为12701和12702。
1974年,成都开始研制J-7的新改型——J-7Ⅱ。该型机与其前辈的区别包括:第一,以中国产2型弹射座椅取代了CK弹射系统,可确保飞行员在250—850公里/小时速度范围内低空弹射逃生。但它的使用使飞机座舱盖的结构与形状发生了改变;第二,采用了改进后的WP7B发动机,该发动机寿命长,推力从5100马力提高到了6100马力;第三,用720升的副油箱取代了480升的副油箱,增加了航程;第四。J-7Ⅱ型机制式武器中增加了PL-2空空导弹(仿制苏联P一3C)。1978年12月30日,J-7Ⅱ完成首飞,然后开始批量生产和交付空军战斗部队。在1984年10月1日国庆阅兵式上,35架J-7Ⅱ飞机飞过天安门广场上空。尽管对其结构进行了足够的修整,但J-7Ⅱ的生产速度仍然很慢。据悉,1989年全年才生产了14架。虽然中国空军急需现代化歼击机取代数千架过时的J-5和J-6,但1979年成都厂开始了J-7Ⅱ出口型F-7B的研制工作。其机载武器包括法制马特拉R.550“魔术”近距格斗导弹,亚、非大陆一些国家成为其买家。J-7Ⅱ型机的产量不得而知,但该型机是中国下一代J-7飞机的原型。
尽管中国设计师竭尽全力,J-7Ⅱ仍不能满足时代的要求,特别是在外国买家的眼中。因此中国开始
研制改良型号——J-7A(出口型为F-7ⅡA)。该机外观未发生大的变化。空速管上移靠右,进气道前缘左侧是攻角和偏差角传感器,座舱盖后是天线。动力装置为改进后的WP7BM发动机,推力与WP7B相当,但更加可靠,有改良的起动系统。J一7A装有英国GEC-马可尼公司的226型“天空巡逻兵”机载雷达和一系列进口机载系统。机载武器包括国产PL-2和法国“魔术”导弹及2门30-1型火炮,每门备弹60发。J-7ⅡA型机的CAC0141号机于1984年3月7日首飞,飞机涂刷了中国很少用的灰色,垂直安定面上写有F-7Ⅱ字样,后来在试验过程中又重新进行了涂色。
为了增加出口,中国向潜在用户推荐了各种配置的F-7飞机。例如,为斯里兰卡空军研制了只装备中国设备的F-7BS。此外,为提高J-7出口潜力还增加了西方航电设备的比重。1979年5月,中国与英国GEC-马可尼公司签订了为出口型F-7A“空中卫士”装备HIDWAC全套机载设备的协议,包括226型“天空巡逻兵”机载雷达,956型平视显示器和座舱内显示器。飞机安装了无线电测距仪、测高仪和敌我系统询问应答器、高防护性无线电通信设备以及数字中央计算机。还为F-7M型机修整了有4个外挂点的机翼,飞机获得了改进后的WP7BM发动机、加强起落架和更坚固的座舱盖正面玻璃。机载武器除“魔术”和PL-2空空导弹外,还有国产最新型PL-7近距空空导弹,具有更完善和更优秀的机动性能,飞机和发动机寿命再次得到延长。F-7M型机的批量生产一直持续到上世纪90年代末。已知其试验样机和演示样机的机号有:84143、86140、950140、89140、CAC0139、CAC014I。交付孟加拉国空军的F-7M被称为F-7NB。另外,还为中国空军研制了J-7ⅡM,但由于一系列原因没有批量生产。
中国向其盟友巴基斯坦提供了约20架F-7M。上世纪80年代末,这些飞机返回中国进行修整,用意大利FIAR Grifo-7机载雷达代替了英国机载雷达(探测距离仅为15公里,意大利雷达重55公斤,探测距离可达50公里),可能采用了美国AIM-9-“向尾蛇”导弹,还有其它一些细节上的完善。为巴基斯坦改进后的飞机被称为F-7MP,但巴基斯坦将其称为F-7P,此代号与从中国订购的绰号为“天空弩箭”的新型飞机一样,而后者是中国专为巴基斯坦研制的,其与改进后的F-TM的主要区别是采用了英国的马丁一贝克Mk.10L弹射座椅、美国的AIM-9“向尾蛇”导弹。1988~1991年,巴基斯坦共接收了24架该型机。以前修整的F-7MP和新接收的F-7P型机在外观上没有任何区别。
1981年,中国开始设计国内第一架全天候前线歼击截击机——J-7m(或J-TO),大体上相当于苏联米格21M中。该机(机号150)在中国进行了试验,借用于计算机方法研制了新的J-7,以及简化的机头机载雷达。1984年2月,第一架J-71Ⅲ飞机组装完毕,同年4月26日完成首飞。该型机的试验与批量生产过程相当漫长和艰难,直到1992年才开始交付部队。其批量生产持续到1996年。飞机装备JL-7多功能机载雷达(重100公斤,探测距离28公里),能在无线电测距仪体制下保证对敌攻击。动力装置为1台WP13新型发动机(推力6500-公斤,与苏联的P-13-200发动机相当)。扩大的成形架中装1个副油箱,机翼下有4个外挂点,新座舱盖装有潜望镜并向一侧打开,HTY-4弹射座椅能保证低速度零高度脱离,武器控制系统经过了完善。机载电子设备组成得到实质性更新。垂直安定面末端装有雷达照射告警系统天线。1门23毫米23-2型双管航炮(苏联T Ⅲ-23Ⅱ的翻版)取代了2门30毫米航炮,备弹200发。机载武器还包括4枚PL-2或PL-5空空导弹。此外,飞机可携带57、90或130毫米火箭发射器。机身下副油箱容量为480升或72(3升。但中国空军并未大量装备J-7Ⅲ型机,这首先是因为其JL-7雷达工作不可靠。该型机只生产了几十架,仅装备了一支前线部队。
中国设计师企图在具有更完善设备的J-7ⅢA(也被称为J-7D和J-7Ⅳ)上克服J-7Ⅲ的不足。J-7ⅢA型机安装了经修改的JL-7A机载雷达,装有平视显示器的HK-13A瞄准具、JD-3Ⅱ(“塔康”)战术导航系统、563B惯性导航系统、TKR-122超短波无线电接收机和KJ-8602告警接收机,能携带更先进的PL-2和PL-8空空导弹(后者类似于以色列“怪蛇”-3导弹)。J-7ⅢA试验样机数量不少于6架(机号分别是:401、402、403、404、950156、950155),从1991年8月20日开始试飞。但J-7ⅢA也只生产了几十架,原因是中国空军开始装备更先进的J-8Ⅱ(J-8B)歼击截击机,以及90年代与俄罗斯关系开始明显改善,有了进口更先进飞机的可能性。而以J-7Ⅲ型机为基础研制的出口型F-7-3型机,未见关于其订货的消息。
早在1987年,已改组为成都飞机工业公司(CAC)的成都厂的专家们就开始研制代号为J-7E的深入改进型,以取代前线部队的J-7I飞机。J-7E型机无论在机载设备还是气动布局方面都与其前辈有很大的不同。首先,它采用新的机翼,翼展从7.15米增至8.32米,面积从23平方米增至24.88米。机翼外部前缘后掠角从57度减至42度,前缘实现了机械化,新机翼显著改善了飞机机动性。此外,载油量由2080公斤增加到4185公斤,实际上增加了1倍。J-7E型机的动力装置采用更先进的WPl3发动机,使飞机的推重比提高到近0.9(J-7ⅡA型机约为0.8)。J-7E型机装备了226型脉冲多普勒机载雷达。机载电子设备包括KW8602告警系统、8430计算机、JD-3战术导航系统等。机载武器为1门30-I型30毫米火炮(备弹60发),PL-5或PL-8空空导弹,50~500公斤的炸弹以及火箭发射器。副油箱容量为720升,不仅可挂于机身下,还可挂于机翼下。J-7E型机经改进后飞行与战术性能得到显著提高。例如,爬升率提高至195米,秒,航程达2200公里。研制者认为,总体来说,与J-7Ⅱ相比,J-7E的近距机动空战效能提高了84%,起飞滑跑距离减少了30%,着陆滑跑距离减少了28.6%。J-7E型机于1992年完成试验,产量很大,取代了中国空军早期生产的J-7飞机。海军型J-7E即J-7EH能携带空舰导弹。另外,还专门为“八一”飞行表演
队研制了重量减轻的J-7EB型机。
1996年11月珠海航展期间首次展示了被称作F-7MG的J-7E型机。该机气动性能经过完善并采用西方航电设备(F-7M典型配置)。该机动力装置为1台WP13F发动机,装有英国“超级天空巡逻兵”雷达、美国ALLIED信号公司的电子设备和零一零弹射座椅。据悉,至少3架F-7MG的原型机(机号分别是:CAC0142、CAC0143、CAC0144)供飞行试验室使用,进行新设备的试验。CAC0142号机后来按F-7MG的完整标准进行了修整,并按潜在用户——巴基斯坦的要求安装了新机翼和第2门航炮。为巴基斯坦专门研制的设备组成有所不同,采用了意大利FIAR公司的Grifo-7 MG机载雷达,尽管尺寸小,但该雷达能发现地面背景的空中目标,同时跟踪多个目标。在攻击地面目标时可在无线电测距仪体制下工作。机载武器增加了“响尾蛇”导弹和Mk82炸弹。量产型F-7PG型机从2001年起供应巴基斯坦,装备其第17和第23飞行中队。
CAC公司还研制了J-7FS新技术演示机,其与J-7系列飞机的区别在于大圆锥机头和“下巴”形进气道。估计其整流罩下可安装直径加大的雷达天线。演示机装有功率更大的WPl3Ⅱs发动机、新的雷达冷却系统、GPS卫星导航系统和许多其它新设备,但机翼未发生改变。演示样机(机号139)只生产了1架。有些奇怪的是,该机涂刷了“八一”飞行表演队所使用的红色和白色。1998年6月8日,该机完成首飞,试验过程中在机上安装了双后掠形机翼并改变了垂直安定面末端形状。此外,还有一种采用低位置进气道(像EF-2000或J-10那样)、机头雷达和双后掠机翼的型号——J-7MF。而另一型号F-7X出口型多用途歼击机方案也很有意思,它是在进入2l世纪前研制的,是J-7与美国F-16的杂交。该机采用融合机翼,有4个外挂梁、2个大型机身下导流片,机身下进气道,垂直安定面与F-16一样。但这一新事物并没有得到发展,而是为中国空军批量生产了更保守的J-7G型机。J-7G是在J-7E型机的基础上研制的,2002年完成首飞,机上安装了KLJ-6E新型机载雷达(中国仿制意大利艾尔塔公司的EL/M-2001雷达)。机载武器系统包括与PL-8导弹发射设备相联的头盔目标指示系统。它装有功率更大的发动机,并拆掉了左炮。J-7G型机从2003年开始交付中国空军,还专门为“八一”飞行表演队研制了J-7GB型机。
中国在J-7C型机的基础上研制了出口孟加拉国的J-7BC型机,并从2005年开始交付。该机与早些时候交付的型号区别在于采用了新的机翼和座舱盖。
小结
米格-21/J-7歼击机的发展道路就此划上了句号,其在50年的时间里一直不断变化的结构耗尽了进一步完善的可能性。作为这一路线的逻辑继续,中国研制了另一种先进轻型多用途飞机——FC-1/JF-17,意为“中国战斗机-1”或“联合战斗机-17”。而J-7系列歼击机的总产量没有准确数据,估计在1000-2400架甚至2600架之间。