当前位置 :  > 内容

印度天空的光辉-LCA敏捷轻型战斗机

来源:互联网 责编:咔樂 作者:王辉 时间:2004-10-29

印度天空的光辉-LCA敏捷轻型战斗机(组图)

印度LCA轻型战斗机
 

印度天空的光辉-LCA敏捷轻型战斗机(组图)

挂满武器的LCA战机效果图


印度LCA轻型战斗机


印度LCA轻型战斗机三视图

  声明:如需转载必须获得口头授权

  (本文仅供参考,不代表本刊证实或同意其观点)

  美国《防务新闻》2004年4月6日报道,印度国家研究与发展组织(DRDO)与以色列埃比特系统公司首次联合进行风险研究计划,为印度“敏捷”(Tejas)轻型作战飞机(LCA)开发以光电系统为基础的新一代电子战系统。据称,新的电子战系统能使“敏捷”战斗机进行成功拦截和目标定位,还能作为多谱威胁告警系统使用,进行雷达、激光和来袭导弹告警。系统将于2008年为印度空军服务。

  长期的夙愿

  印度长期以来一直希望实现的战略目标是,至少在部分程度上摆脱依赖国外提供武器系统的状况,它同时也把从国外采购武器装备视为一种战略举措。在这种长期目标的主导下,具备设计、发展和制造高性能战机的能力一直是其反复考虑和坚定不移的发展方向。

  印度研制国产战机的第一次尝试始于50年代后期,当时印度斯坦航空公司研制了HF-24 MARUT(“风神”)战斗机。富有传奇色彩的库特·唐克教授担任该机设计小组的负责人,他曾参与过二战名机FW-190和Ta-152的机身设计。由于HF-24的作战性能不佳,因此“风神”的设计只取得了部分成功。“风神”的最初设计目标是研制一种飞行速度为2马赫的多功能战机,但因印度根据许可证生产方式制造的由英国罗尔斯·罗伊斯公司研制的“俄耳甫斯”Mk 703型航空发动机的功率不足,使得该机实际上只有在俯冲状态下才能实现超音速飞行。即便如此,印度仍然制造了147架“风神”,该型战机在1971年印巴战争中执行了对地攻击任务。拟研制的该机改进型被命名为HF-73,它计划改装功率更大的发动机,以全面提高超音速飞行性能,但是该项目在一次试飞坠毁事故后被取消,并促使印度决定采购法制“美洲虎”式攻击机,最后一架“风神”战斗机于1985年退出印军现役。

  在取得有限成功的20多年后,印度重新开始了另一次研制国产战机的努力。这种构想的最终产物便是“轻型战斗机”(LCA),该研制项目于1983年上马。与其同时立项的其他战斗机研制项目包括:美国的“先进战术战斗机”(ATF),该项目最终由洛克希德·马丁公司研制出F/A-22战斗机;欧洲有关国家联合研制的“欧洲战斗机”;法国研制的“阵风”战斗机等。上述所有项目都曾因绝大部分不尽相同的缘由,经历过被无限期推迟以及成本过高等问题的困扰。

  项目背景

  需要强调的是,LCA项目最初的意图不仅仅是设计和制造一种新式高性能战斗机,更为广泛的背景是促使印度形成综合性科研/工业制造能力,并以此研发和制造飞机整机及整套机载武器系统。换言之,印度的最终目标是利用LCA项目建立新的技术基础,从而覆盖与作战飞机设计和制造相关的所有领域。

  显然,这种雄心勃勃的努力也意味着印度必须承受巨大的风险,尤其是在制定发展计划时更是如此。然而,这种风险必须根据前述的长远目标进行评估,而不仅限于考虑LCA的研制和部署计划。很多人在批评甚至嘲笑LCA项目延迟数年才得以完成的情况时,显然也没有考虑到上述的风险评估问题。

  LCA项目的设计概念定义阶段由印度航空发展局于1987年开始实施。根据当时非常乐观的预计,该机将于1990年进行首次试飞,并于五年内加入印军现役,该机制造工作将由印度斯坦航空公司负责完成。毫无疑问,该项目原先制定的计划很快被证明缺乏现实性,该机的全尺寸工程研发第一阶段直至1993年6月才开始实施,印度政府为该阶段研制工作投入了218.8亿卢比。LCA的第一架技术验证机(编号为TD1,制造序列号为KH2001)于1995年11月17日出厂。此后,该机研制工作又因技术难题和政治原因,经历了无数次的延迟,导致其首次试飞一直推迟至2001年1月4日。该机的几个关键子系统和部件,包括最值得关注的线导飞行控制系统(与洛克希德·马丁公司联合研制),以及由通用电气公司研制的F404发动机(因印度国产GTRE GTX-35VS “卡佛里”型发动机迟迟未能交付技术验证机使用,而不得不采购美制发动机),都属于需从美国引进的装备。由于美国政府针对印度于1998年进行核试验而实施武器禁运,使LCA的研制遭受沉重打击。

  全尺寸工程研发的第二阶段于2001年11月开始实施,印度政府为该阶段研制工作追加了3302万卢比,项目经费包括两架技术验证机、五架原型机(编号从PV1至PV5)和八架有限序列化制造(LSP)LCA的机身制造费用。

  该机第二架技术验证机(编号为TD2,制造序列号为KH2002)于1998年8月出厂,并于2002年6月6日首次试飞。LCA的试飞计划至此开始取得进展,但在经过长时间延迟后,该计划的进度已远远落后于最初设想,直到2004年1月初才总共完成了140次试飞。试飞工作中取得的一项重要成绩(在更大程度上是一种心理安慰而不是技术成就)是1号技术验证机于2003年8月1日完成了首次超音速试飞,同年11月27日2号技术验证机在其第66次试飞中也达到了1.1马赫的飞行速度。

  在两架技术验证机制造完毕后,该项目继续研制五架原型机。编号为PV1的第一架原型机于2003年5月4日出厂,编号为PV2的第二架原型机预计于2004初完工。这些原型机在性能上更接近于制造型飞机,如PV2、PV3、PV4的机身重量减轻了746公斤,采用了性能更为先进的飞行控制软件,安装了空中受油管,并可能改装了性能更为先进的雷达。分别有1架原型机按单座和双座舰载型的设计方案进行制造,另外三架原型机是基本型,即为印度空军制造的单座型。

  按照目前的研制计划,所有原型机(很可能还包括所有第一批30~40架序列化制造的LCA)都将安装F404发动机,这主要是因为卡佛里发动机的研制进度比LCA更为滞后。实际上,通用电气公司向印度提供了一种专为“敏捷”战斗机研制的功率更大的F404改型发动机,该发动机编号为F 404-GE-IN20,加力推力为89.1千牛。这种新型发动机使用了F404的RM12型的某些部件,RM12由沃尔沃公司所属发动机厂为瑞典JAS-39“鹰狮”战斗机研制,其全权限数字式电子控制系统与美制F/A-18E/F“超黄蜂”战斗轰炸机采用的F414发动机的同类装置相似。有传言称,拟议中的首份合同将采购35台发动机,这意味着LCA的首批制造数量将为30余架。

  三种主要型号

  LCA的官方名称为Tejas(“敏捷”,在梵文中的含义为“光辉”),该机最初的设计构想是满足印度空军和海军的一系列不同作战需求。印度空军使用的单座基本型将是一种多功能战斗机,它既可执行争夺制空权的任务,又可担负对地和对舰攻击任务。该机安装了一门GSh-23双管23毫米口径机炮,它采取半隐蔽方式安装于机身右侧发动机进气口下方的一个整流罩内,载弹量220发。该机还将安装一系列制导和非制导武器系统,这些武器的型号目前尚不清楚。

  计划研制的该机航母舰载型也是一种单座型,但将进行一系列改装,包括加装支撑和减震性能更好的新型起落架、尾钩,以及旨在降低着舰速度和提高低速可控性能的升力增强式气动装置(包括安装伸缩式鸭翼,以前缘涡流控制器取代陆基型的机翼板条)。舰载型LCA将降低机鼻高度,以提高飞机在着舰时的飞行员前视效果,此外还采用伸缩式受油管取代了陆基型的固定式受油管。舰载型的最大武器载荷也比陆基型略小(从4000公斤减至3 500公斤),这主要是部分补偿后者较大的空重重量,同时舰载型还计划通过增大复合材料使用率(该机基本型的复合材料使用率已较大,占机身总重量的45%和机身表面材料重量的95%),进一步减轻机身重量。

  LCA系列型号中的另一种是纵列式双座教练机,该机在作战任务转换部队中担负教练任务。编号为PV5的原型机按这种结构进行研制,该机气动外形与舰载型相似。近年来印度空军的飞行员训练一直受到事故率较高问题的困扰,这使得引入足够数量的LCA教练机成为至关重要的问题。

  发展前景

  在论及LCA的作战部署问题时,有必要对其迄今为止的发展历程中遇到的大量问题予以高度关注。根据目前的计划,印度军方要求该机在2007年首次形成作战能力,届时将有足够装备半个飞行中队的LCA交付印度军方,并要求该机在2009年全面形成作战能力,到2010~2012年全面发挥多功能作战潜力。一些独立的印度评论人士已做出了更为悲观的预测,他们认为该机最早要于2008年才能开始系列化交付,并要到2010年(甚至是2012年)才能形成作战能力。

  印度空军计划用LCA取代其米格-21战斗机,与此同时它也在实施将后者改装为多功能战斗机的改装项目。该军种对LCA的总需求量为220架,其中包括20架双座型教练机。LCA将与体积更大的苏-30MKI在作战性能上形成高低搭配,这两种战斗机将在俄印合作研制的第五代战斗机(目前被命名为Pakfa)加入现役前,构成印度空军的主要作战力量。

  印度空军装备的220架LCA将得到来自印度海军的另外40架舰载型LCA的支援。2003年一季度,印度政府批准了一项价值2.1亿美元的相关研制项目,为印度军方于2007年部署航母并使该航母于2010年前加入现役扫清障碍。然而,围绕航母发展项目仍存在着大量的不确定性因素。一方面,考虑到舰载型LCA的采购数量非常少,因此有关方面对研制这种舰载机的举措是否明智产生了怀疑;另一方面,印度海军最终完成了采购和迅速重新改装俄国海军“戈尔什科夫海军上将”号航母的谈判,该采购方案还包括采购20架米格-29K舰载战斗机。据报道,俄方近期对印度试图采用非俄制装备(如以色列研制的“巴拉克”防空导弹系统)改装“戈尔什科夫海军上将”号做出了“极为愤怒”的反应。印度有关方面也提出建议,即由“戈尔什科夫海军上将”号航母搭载米格-29K舰载机,而印军未来计划装备的排水量为37000吨的防空舰将搭载舰载型LCA。然而,除非尽可能推迟部署防空舰,否则这种折中方案也会面临困境。

  有关方面不时提及LCA可能会具有较好的出口前景。如果该机在达到设计者最初的性能构想且其售价较为合理的情况下,可能会在出口方面取得某些成功。预计首批序列化制造的LCA的单机价格约为1700~2 000万美元;当该机制造数量大幅度增加后,有望将单价降至1500万美元。然而,时间也将是一个至关重要的因素,这主要是因为中国也正在加紧研制一种同类型战斗机,并很可能向同一个出口市场进行推销。

  技术性能

  在考察LCA的设计细节时,很明显能看出该机设计人员试图应用一系列先进技术,努力使机身体积很小的LCA具备所需的飞行性能以及多功能作战能力。LCA的重量和体积参数与瑞典的JAS-39“鹰狮”战斗机相似,即使后者能够充分利用瑞典萨伯飞机公司的丰富经验,以及60年一直从事飞机设计而逐步成熟的相关工业制造实力,它也在研制过程中遇到了无法回避的问题,并在试飞中损失了两架原型机。LCA和JAS-39目前实际上使用同一种发动机的不同型号,然而令人感兴趣的是,LCA也在机身上预留了改装俄制最新式战机采用的一些最重要新式装备的空间,如将红外搜索和跟踪传感器,头盔显示器和推力矢量控制等技术作为未来计划实施的改进项目。

  LCA的气动外形基于单纯的三角翼设计,前主翼与机身的连接处覆盖了置于机身侧面的固定几何形状式进气口,由此能使气流即使是在大攻击迎角状态下也能直接进入进气道,并将平稳和不产生扰流的气流送至发动机。机翼的外侧前缘安装了一个三段式板条,机舱内部也装有板条,以此在机翼内部产生升力涡流并沿机身安定翼产生高能气流,从而提高飞机在大攻击迎角状态下的稳定性,并避免进入飞行失控状态。机翼后缘安装了一个两段式升降副翼,提供对机身俯仰状态及机身后部的控制。两个减速板位于机身安定翼的后上部。

  LCA本身具有不稳定性,其飞行稳定性由一套全权限四余度数字式线导飞行控制系统进行控制。

  LCA的绝大部分机身由高性能复合材料构成,即使是金属部件也采用铝锂合金和钛合金。从该机技术验证机的重量构成情况看,碳纤维结构占机身重量的30%,铝合金结构占机身重量的57%。在该机的原型和序列化生产型中,上述比例分别为40%和43%。尤其是机翼的上部和下部蒙皮全部采用了坚固于翼盒的复合材料(碳纤维增强型塑料),翼梁和翼肋也采用碳纤维材料(美国的F/A-22战斗机也采用了同样的设计方案)。碳纤维增强型塑料材料还用于升降副翼、安定翼、方向舵、减速板。与此同时,绝大部分机身蒙皮与起落架舱门也都由复合材料制成。

  LCA在机身内安装了伸缩式起落架,主起落架采用安装于拖曳式支撑臂下端的单轮方式,前起落架采用双轮方式。一个减速伞装置安装于方向舵下方的整流罩内,航油储存于机身内部和机翼油箱内,固定式受油管(舰载型采用伸缩式)是该机的标准配置。通过在机身内部的四个外挂点和机腹下方的一个外挂点加装三个1200公升或五个800公升副油箱,可以大幅度增加航油装载量。

  LCA共有七个外挂点(每侧机翼下方各有三个,机腹下有一个),此外还有四个机舱内挂架和一个位于机腹下的“湿式挂架”。一个装有32位单芯片微型控制器(基于双余度结构设计)的存储管理系统,以及用于内部系统通信和武器界面的符合1553B军用标准的装备总线,将对空空和空地攻击武器提供综合控制。这些武器的射程看来仍未确定,或至少还未透露相关信息。

  LCA的机载电子设备按照符合1553B军用标准的数据总线进行设计,并拥有固定余度。任务数据处理器的设计遵循开放式计算标准,该标准克服了硬件老化问题,并使软件具备重复使用性。该机还广泛使用了现成的民用设备,这些设备全部符合相关军用标准。数据飞行控制计算机从飞行员、惯性平台和空中数据传感器等处获得输入信息,并向控制面(方向舵、升降副翼、板条和减速板)启动器发出适当指令,使飞机按照飞行员要求有效实施机动动作。飞行控制系统软件主要采用Ada语言进行研制,并符合美国国防部标准。一个独立的“验证和确认有效性”流程将确保所有具有重要安全性的机载软件的运行正确性、连续性和完整性,并符合军用标准的有关要求。

  如前所述,除基本的机身结构和“卡佛里”航空发动机之外,LCA项目还计划大力发展其他几种机载系统和装备。其中具有最重要意义的项目之一是能提供目前所有探测模式的高性能多模雷达,该系统包括同步攻击多个空中目标所需的扫描兼跟踪性能,多普勒射束锐化,机动目标显示器,地形图标绘及其他功能。雷达天线将采取轻型浅翼缝波导管相控阵,在进行宽带操作时使用多层次反馈给网络。该雷达由印度电子发展研究所和印度斯坦航空公司联合研制,它遇到了研制工作长期停滞和成本不断上升等问题。因此,不能完全排除以下可能性,即为避免使LCA项目的发展前景面临更多的不确定性,至少可在该机的首批生产阶段引入国外(在雷达研制方面)的援助。有关消息已提及印度将采用法制雷达(如印度装备的幻影-2000上已安装了RDY机载雷达),以及俄制和以制雷达,甚至可能采用意大利FIAR公司研制的Grifo雷达,但后者因已用于巴基斯坦战机而在竞争中处于不利局面。