由弱到強,中國彈射版殲-15戰鬥機與美國現役艦載戰鬥機性能對比

萬乘之尊 發佈 2022-07-06T04:45:06.010851+00:00

前言:2012年,中國第一型艦載戰鬥機殲-15完成了上艦作業,中國海軍為了掌握艦載戰鬥機付出了巨大努力,殲-15艦載戰鬥機開始不斷出現在中國的遼寧號航母的訓練之中,只是受限於蘇聯滑躍起飛航母,殲-15艦載戰鬥機的戰鬥力還是令人扼腕的,隨著中國航空母艦技術的穩步提高,殲-15戰鬥機

前言:2012年,中國第一型艦載戰鬥機殲-15完成了上艦作業,中國海軍為了掌握艦載戰鬥機付出了巨大努力,殲-15艦載戰鬥機開始不斷出現在中國的遼寧號航母的訓練之中,只是受限於蘇聯滑躍起飛航母,殲-15艦載戰鬥機的戰鬥力還是令人扼腕的,隨著中國航空母艦技術的穩步提高,殲-15戰鬥機的戰鬥力也大為長進。

一:殲-15艦載戰鬥機的起源


殲-15艦載戰鬥機源自蘇-27雙發重型戰鬥機,1990年,中蘇簽訂了購買24架蘇--27戰鬥機的採購合同,1995年和1999年,中俄又分別簽訂了購買22架和28架蘇--27戰鬥機的採購合同,至此中國共購買了36架蘇-27SK單座戰鬥機、38架蘇-27UBK雙座戰鬥機和地面設備、武器、備件以及人員培訓等,總值30億美元,在接收首批蘇-27戰鬥機之後,瀋陽飛機設計研究所的殲-8總設計師李明認為僅靠購買不足以解決裝備落後的局面,建議引進蘇-27飛機和AL.-31渦扇發動機的生產許可證在國內生產,隨後中俄開始談判引進蘇-27生產線,但俄羅斯並不願意,中國最後以不給生產許可證以後就不再購買的最後通牒迫使俄羅斯同意以1.5億美元出售了生產許可證。

1993年,瀋陽飛機工業集團公司的仿製工作全而展開,也稱為「11號工程」,計劃5年內由俄方提供成品及零部件在沈飛組裝200架的蘇-27SK戰鬥機,瀋陽飛機工業集團公司通過組裝蘇-27SK戰鬥機獲得了以前從未掌握的飛機製造工藝,對以後的中國戰鬥機研製影響深遠,中國在組裝了105架殲11戰鬥機後取消了另外95架的的合同。也拒絕了俄羅斯的升級計劃,改為研製完全國產化的殲-11B戰鬥機作為中國空軍核心主戰裝備,殲-11B採用了大量新技術,機體壽命增加了1000小時,更換為國產航電為項目的重中之重,蘇-27SK戰鬥機的N001型雷達對5平方目標探測距離可以達到180千米,峰值功率達6千瓦,但只有單目標跟蹤能力,計算機運行速度只有200萬/秒,還沒有任何對地探測能力,只能使用半主動雷達制導空空飛彈,


殲-11B戰鬥機以裝備「神鷹」脈衝都卜勒機載雷達,這種機載雷達天線直徑雖然比N001型雷達小60毫米,基本上與F-14戰鬥機所配備AN/AWG-9雷達的914毫米相當,但因為有更強的散熱冷卻系統,峰值功率達10千瓦,對3平方目標探測距離達到150千米,而且可以同時跟蹤15個目標,並使用主動雷達制導空空飛彈攻擊其中2個目標,具有更強的抗干擾和抗燒穿能力,配套的1553B型數據總線數據傳輸率提高了近5倍,計算機和存儲器,機載紅外搜索系統和導航系統,通信系統和電子戰系統全部進行了改進和提高,座艙顯示系統和三軸四餘度數字電傳操縱系統則是全新的,殲-11B戰鬥機在2006年就完成了定型,在殲-11B戰鬥機的基礎上發展出殲-15艦載戰鬥機。

早在1992年,中俄在商談引進蘇--27戰鬥機時,中國軍人就考察蘇-27K艦載戰鬥機和「瓦良格」號航母,並計劃購買2架蘇-27K艦載戰鬥機,但因俄羅斯嫌少而沒成,當「瓦良格」號航母被拖至大連開始改裝後,中國曾計劃從俄羅斯引進14架蘇-33戰鬥機,但俄羅斯還是嫌少,要求採購量不少於24架,最後談崩了。這時中國手裡已經有一架2004年從烏克蘭購買的蘇-33預生產型戰鬥機,於是決定利用這架飛機的摺疊機翼結構與殲-11B戰鬥機既有技術研製殲-15艦載戰鬥機,由於殲-11B和殲-15的結構和設備有90%是相同的,所以研製進度非常快,第一架原型機在2009年就首飛成功,2012年就在「遼寧」艦上成功起飛和降落,


和殲-11B戰鬥機稍有不同的是殲-15艦載戰鬥機沒有使用國產渦扇10「太行」發動機,雷達軟體也增加了對地(海)功能,可以發射「鷹擊」-83K空艦飛彈,其他航電系統基本與殲-11B戰鬥機相同,只是由於艦載機需要更精細的起飛和降落控制,殲-15艦載戰鬥機改用了重新編寫控制軟體代碼的數字式三軸四餘度電傳操縱系統。總的來說殲-15艦載戰鬥機的水平屬於典型的第四代戰鬥機,由於三翼面布局、加強的結構和摺疊翼增加了重量,殲-15艦載戰鬥機的速度、升限和加速性比殲11B降低5%~8%,但升力性能較好,瞬間盤旋性能比殲11B好,穩定盤旋角速度差不多,基本與歐美中期改型的第四代戰鬥機相當,足以與「幻影」-2000、LCA、F-2、蘇-27/30、「米格」-29k、F-15C/D、F-16C/D等戰鬥機較量,

二:滑躍起飛戰鬥機的問題

自殲-15艦載戰鬥機交付以後,一直在「遼寧」艦上進行滑躍起飛和攔阻著艦等試驗性訓練,但一般只攜帶PL-12中程和PL-8短程空對空飛彈,雖然可以掛載兩枚YJ-83K反艦飛彈,但滑躍型的航空母艦對殲-15艦載戰鬥機的性能影響相當嚴重,殲-15艦載戰鬥機起飛前,要將加力開到最大,然後航母甲板收起止動輪擋,以最大推力從14度的滑躍甲板上離艦,AL.-31渦扇發動機在加力推力時,一分鐘就要油0.75噸,而以0.9馬赫速度在8000米高空巡航時每小時耗油才2.35噸,飛機執行作戰任務時還要保留1.23噸爬升用油,0.48噸4分鐘空戰用油,2.4噸安全余油,攜帶飛彈導致的阻力還要增加10%的耗油,所以殲-15艦載戰鬥機滿載9噸油也只能飛兩個小時,如果起飛和著艦要10分鐘,進入/返回要1小時20分鐘,那麼2小時的作戰半徑就是370千米。


航母編隊防空為300至400千米,「遼寧」艦105米長的1、2號起飛點最大安全起飛重量是28噸,殲-15艦載戰鬥機自重17噸,掛載4枚空空飛彈和滿載9噸油時重27噸,在1、2號起飛點的殲-15艦載戰鬥機足以在300千米半徑內巡邏2小時,但中國海軍在面對美國海軍航母打擊群時,首要的課題就是如何在猛烈打擊中生存下來,遼寧號艦載戰鬥機數量不過24架。而美軍尼米茲級航母艦載戰鬥機達48架,最多可搭載約100架艦載機,12小時內可起飛100~120架次,而「遼寧」艦受甲板面積和布局的制約,12小時只可起飛40~55架次,美航母一個攻擊波次的戰鬥機是16架,執行攻擊和護航的戰機各半,一個戰鬥機編隊至少要4架戰鬥機,「遼寧」艦除了隨時保持一個戰鬥機編隊在400公里空中巡邏外,還需要緊急出動一個戰鬥機編隊加強,

航空母艦防空區是一個環狀帶,環狀帶的邊界以艦載機起飛後5分鐘可抵達的區域,以1.5倍超音速飛行5分鐘到達150公里的環狀帶的邊界攔截敵機,「遼寧」艦5分鐘內可出動4架戰機,15分鐘再出動4架戰機,這樣就有12架戰機參與攔截作戰,每架艦載戰鬥機作戰2小時後返回,再次起飛的準備時間為1.5小時,2個飛行架次就要10小時,如果每架艦載戰鬥機的留空時間達3小時,則可以減少重複的出動架次,減少往返時間,增加攔截力量,在此種情況下,作戰半徑就成為中國艦載戰鬥機的重要指標,但滑躍起飛就意味著只能在裝載彈藥和燃料中作出選擇,特別是執行攻擊任務時,殲-15艦載戰鬥機攜帶2枚近距空空飛彈和6枚反艦飛彈時載荷是5噸,滿油時最大起飛重量是31噸,只能在195米的3號起飛點起飛,


對於對地攻擊作戰問題就更嚴重了,殲15在掛載6枚500千克常規炸彈和2枚空空飛彈時起飛重量接近29噸,如果使用艦首2個短起飛點,油彈總重量不能超過9.3噸,這樣作戰半徑只有500-700千米,而航母為了不受敵方岸基航空兵或岸基反艦飛彈威脅,必須和海岸保持300~600千米安全距離,殲-15艦載戰鬥機在掛載4枚空地飛彈後在短起飛點只能打擊岸上200千米範圍內的目標,當然可以減少燃料攜帶量在1、2號起飛點起飛,但作戰半徑也大大下降,解決的方法是空中加油,但中國的陸基加油機數量有限也無法在遠海支援航母,因此由殲15艦載戰鬥機掛有加油吊艙客串艦載加油機,但只能通過不攜帶任何武器的方式外掛幾噸燃油的副油箱,最多只能為1架戰鬥機的加油,由於「遼寧」艦隻有24架殲-15戰鬥機,一部分客串艦載加油機後,執行防空和攻擊的殲-15戰鬥機數量就非常有限了。

三:電磁彈射系統的優勢

殲-15戰鬥機要想充分發揮作戰能力,只有彈射一條路,2020年,中國第1艘彈射型航母出現在上海江南廠,第3艘國產航母也開始建造,003型航母配備了先進的電磁彈射系統,003型航母原來設計是使用蒸汽彈射器,蒸汽彈射器的問題是蒸汽膨脹速度慢、效率低,加速推力會越來越小,C-13-1型蒸汽彈射器剛發射時最大過載是6g,到了後段僅有2g多一點,到彈射衝程的末端蒸汽基本沒有用了,而且蒸汽氣缸容積幾乎達到極限,美國「尼米茲」級航母4部蒸汽彈射器如果以每分鐘2架的速度連續彈射8架飛機後蒸汽壓強就不能彈射任何飛機了,如果只使用2部蒸汽彈射器也只能彈射26架。中國工程院院士馬偉明少將在2002年開始研製電磁彈射器,2008年完成原理樣機,開始研製1:1電磁彈射器驗證機。


興城艦載機飛行員訓練中心是世界上最大規模的艦載機飛行員訓練中心,擁有2台滑跳起降甲板、2部阻攔系統,可以同時訓練兩個團,2014年開始2條彈射系統,擁有儲水罐、鍋爐、汽輪機艙等附屬設施的是蒸汽彈射系統,電磁彈射器建設在2015年加速,2016年完工,2017年開始進行彈射起飛試驗,兩種彈射器的外形結構不同,電磁彈射器的導軌略長,超過200米,而蒸汽彈射器的導軌大約200米,最大的結構差異是電磁彈射器擁有一套直線電動機,這是世界第二條電磁彈射器實驗設施,電磁軌道長80米,這個實驗設施的建成明中國已經掌握了大型直線感應電機和快速儲能電容器,突破了電磁彈射器關鍵技術。


和蒸汽彈射系統相比電磁彈射有壓倒性優勢,電磁彈射峰值過載只有3g,沒有蒸汽推力啟動段那種突發爆炸性衝擊,對飛行員和飛機影響較小,彈射速度一樣時飛機可多載重8%至15%,還可通過計算機精確控制彈射能量,日出動量可以從120架次增加到160架次,輕巧的布局也節省出近一半空間搭載更多燃油,同時也能彈射「空警」600固定翼艦載預警機,如果彈射殲-15艦載戰鬥機,殲-15艦載戰鬥機可以滿載9.3噸燃油的情況下還能外掛4噸彈藥,作戰半徑達到1200千米或在航母300千米處巡邏3小時,這樣003航母就可以在700公里外以4架戰鬥機建立第一道警戒線,在350公里外以16架戰鬥機建立第二道攔截線,遠距攔截搭載外掛反艦飛彈的美國戰鬥機。

四:彈射型的殲-15T戰鬥機


彈射型的殲-15T戰鬥機在2017年11月開始試飛,和滑躍型的殲-15戰鬥機不同的是大大加強了前起落架和內部結構,前起落架安裝有彈射掛鈎,用於連接電磁彈射器的彈射滑塊,艦載機起飛時停在起飛陣位上,機務人員將彈射器滑塊與前起落架連接,另一名機務人員使用止動杆將起落架後方與甲板連接,通過張力銷固定,艦載機飛行員在機務人員撤離後就鬆開飛機剎車,讓彈射器滑塊緩慢向前移動至止動杆張緊,然後將發動機功率開到最大,在彈射指揮官按下開關後,彈射系統就會釋放彈射滑塊,張力銷就被拉斷,飛機像箭一樣被彈射起飛,彈射版的殲-15戰鬥機起飛重量將不會受到限制,可以「滿油滿彈」起飛,能增加3噸有效載荷,對地攻擊距離可達400~500千米,對空作戰能夠攜帶8-10枚中遠程空對空飛彈滯空3小時,戰鬥力是滑躍型的殲-15戰鬥機的2、3倍。


新一代的殲11D戰鬥機已經在2015年4月首飛,和殲11B戰鬥機最明顯的變化是機頭的雷達整流罩向上斜切,不再是蘇式戰鬥機的與軸線垂直,也取消了雷達整流罩前端的空速管,這個設計和殲10C、殲20,殲16上都看得到,證明殲11D戰鬥機已經安裝了傾斜平面的相控陣雷達。殲11D的相控陣雷達和殲16是同一型號,直徑達1米的天線可以安裝2000個發射功率20瓦的氮化鎵T/R模塊,峰值功率達40千瓦,探測對5平方目標探測距離達到300千米,對F-22隱身戰鬥機也能達到50千米,對F-35戰鬥機也能達到100千米,計算機運算速度高達20億次/秒,儲存器達到數G級別,可以同時跟蹤25個目標,並使用射程150千米的「霹靂」15主動雷達制導空空飛彈攻擊其中10個目標,


殲11D戰鬥機由於電子戰系統移到機體內部,原來掛載電子戰系統的翼尖掛架可以用來掛載空空飛彈,掛點增至12個,同時殲11D戰鬥機也換裝了推力更大的渦扇10B發動機,彈射型的殲-15T戰鬥機基本可以全部換上殲11D戰鬥機的航電系統,改進後的彈射型的殲-15T戰鬥機具有滿載狀態短時間內大批量出動的能力,航程、雷達探測距離和中距空空飛彈射程都遠遠超過各國現役的「幻影」-2000、陣風、蘇-30、「米格」-29k、F-15C/D、F-16C/D、F-18E/F等戰鬥機,和F-18E/F戰鬥機相比,單機平均飛行架次是4比3,單機空戰火力比為6比8,作戰半徑是0.7比1,可見彈射型的殲-15T戰鬥機的整體作戰能力有了數倍提高。執行防空與反艦任務時,上述歐美型號無一能與殲-15T戰鬥機相匹敵,只有「先進版超級大黃蜂、F-35C能和殲-15T戰鬥機競爭。


殲-15T戰鬥機空重約18噸,載油9400千克,最大起飛重量33噸,機翼面積62.04平方米,發動機最大推力270千牛,典型空戰掛載可攜帶8枚中距空空飛彈加2枚近距空空飛彈,「先進版超級大黃蜂"空重15噸,載油8119千克,機翼面積46.45平方米,發動機最大推力235千牛,典型空戰掛載可攜帶6枚中距空空飛彈加2枚近距空空飛彈,F-35C空重15.785噸,載油8959千克,起飛重量25.5噸,機翼面積62.06平方米,發動機最大推力191干牛,典型空戰掛載可攜帶4枚中距空空飛彈,空戰掛載下滿內油起飛時殲-15T戰鬥機的推重比是0.95,翼載是146.7千克/平方米,「先進版超級大黃蜂」推重比是0.99,翼載是520千克/平方米,F-35B推重比是0.76,F-35C是0.98,翼載分別為520、505、411千克/平方米,


翼載越低升力餘量越大,就越容易進行高機動,高機動會迅速損失能量,這時就要推重比補償,二者的比值越好,空戰機動性就越好,由上可以看出殲-15T戰鬥機飛行性能依然凌駕於先進版超級大黃蜂、F-35C戰鬥機之上,亞音速時機動性優勢已經很明顯,超音速時機動性更是-騎絕塵,掛載10枚空空飛彈的衝刺速度比先進版超級大黃蜂、F-35C戰鬥機什麼也不掛還強,「先進版超級大黃蜂」在攜帶6枚小直徑炸彈和2枚中距空空飛彈時燃油係數是0.33,每海里要消耗5.64千克燃油,除去1361千克儲備燃油的作戰半徑是650海里,F-35C掛載同樣武器時,燃油係數是0.33,作戰半徑是615海里,殲-15T戰鬥機也掛載同樣武器時,作戰半徑是670海里,


殲11D戰鬥機的很多技術來源殲16戰鬥機,被稱作單座版殲16,彈射型的殲-15T戰鬥機自然也擁有殲16的作戰能力,除掛了可以掛載4枚「鷹擊」-83K空艦飛彈或4枚KD-88防區外發射的空地飛彈外,也可以掛載6枚「鷹擊」-91反輻射飛彈或2枚「鷹擊」-12空艦飛彈,甚至可以掛載16枚500公斤級制導炸彈,「鷹擊」-12空艦飛彈射程超過400公里,美軍面對這種超音速反艦飛彈,防空區外線至少要從提高到450~480公里,E-2預警機的探測能力必須超過450公里,以4小時為一次任務周期,美國航母的4架預警機必需不顧飛行員休息不停地輪流出動才能達到,美軍航母可以在600公里外探測到來襲殲-15T戰鬥機,如果殲-15T戰鬥機有足夠的燃料就可以在600公里外開始超音速突防,在300公里防空區內巡邏的F-35C戰鬥機幾乎難以趕來攔截。

五:結語


當然,殲-15T戰鬥機無論怎麼改,由於未採用隱身設計,雷達反射截面積高達5平方米,如果與F-35B/C隱身戰鬥機交手可能落於下風,不足以F-35B/C戰鬥機抗衡,中國的第五代殲-35隱身艦載戰鬥機也開始試飛了,但並不代表殲-15T戰鬥機會被淘汰,估計中國海軍的航母飛行部隊也和美軍航母飛行聯隊一樣採用F-18E/F戰鬥機和F-35C戰鬥機各半組合,殲-35隱身艦載戰鬥機和殲-20戰鬥機那樣負責爭奪制空權,殲-15T戰鬥機和殲16戰鬥機那樣負責做炸彈卡車,充分發揮各自的優勢。

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