陆孝彭与第四代轻型歼击机研究

洪都科技
ＨＯＮＧＤＵＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２００１・本刊特稿・
陆孝彭与第四代轻型歼击机研究
朱晓彪
（洪都航空工业集团６５０所）
中国工程院院士、洪都航空工业集团飞机总设计师陆孝彭同志。

离开我们整整一年了。

本刊特发表朱晓彪先生撰写的《陆孝彭与第四代轻型歼
击机研究》一文，谨表达我们对逝者的悼念和追思之情。

——编者
中国工程院院士、洪都航空工业集团飞机总设计师陆孝彭同志，自成功地主持研制强五飞机以后，虽然年事已高，但仍孜孜不倦地研究航空新科技、设计飞机新型号，如强五的新改型、歼１２飞机、可变后掠技术和强六飞机方案等。

尤其是近年来，为祖国统一大业，陆院士在身体状况极差的情况下，仍致力于发展新飞机，研究第四代轻型歼击机。

陆院士研究的第四代轻型歼击机，是在歼１２飞机基础上发展的一种全新的高性能轻型防空、夺取制空权的战斗机。

飞机以轻型、低成本为主导思想，以高性能、高生存力、高作战效能为设计目标，要求飞机有大推重比，非加力超音速巡航；具有中国特色的隐身性能；在良好失速性能和矢量力的配合下，飞机具有很高的敏捷性和满意的失速机动性；由于飞机轻、小、推重力大，保证飞机有短距起降性能。

这种研制主导思想和设计目标，使陆总所努力开拓的轻型歼击机具有第四代战斗机基本特征。

下面简要介绍陆院士的第四代轻型歼击机预研方案和设计思想。

ｌ第四代轻型歼击机提出的历史背景与指导思想
７０年代初，我公司研制的歼１２飞机具有轻、灵、短、快的特点，当时被誉为“空中李向阳”。

但由于飞机过小，发挥空中威慑力受到限制，因而在７０年代末取消型号，终止发展。

停产后，如何再恢复生产并进一步谋求发展，使歼１２飞机的优点、特点，为保卫国防、发展航空事业服务，一直是陆院士念念不忘、备加关心的大事。

８０年代初，他与海军航空兵商量“岛载机”，利用歼１２飞机“短”的特点，将歼１２飞机作一些适应性的改型后，把它放到国防边疆的岛屿上，承担国内
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其它战斗机“腿短”、起降距离长而无法参与保卫那些边远地域的领空。

到９０年代初，国内论证发展舰载机，针对相对小型的航母，歼１２飞机的轻小、短距起降的特点，仗它有着很强的竞争力，因此陆院士极力推荐歼１２改舰载机，经适当改进的歼１２飞机不仅是很好的舰载验证机，还能成为我国第一代的舰载战斗机。

进入“九五”规划以后，随着国外出现像Ｆ／Ａ—１８，苏一３５，苏一３７，ＥＦ一２０００等先进战斗机，以及像Ｆ一２２这种高性能的第四代战斗机及与它配套发展的轻型，相对价廉的ＪｓＦ计划。

在这种军事航空竞相发展的国际环境下，陆院士思路拓展，提出了以Ｆ／Ａ—１８，Ｆ一２２为作战目标的新型空中优势歼击机研究蓝图。

设计出像ＪｓＦ那样的价格相对低廉，性能优越的第四代轻型歼击机。

陆院士的第四代轻型歼击机以歼１２飞机作为基本型。

从基本性能和作战效能方面来评估歼１２飞机，歼１２飞机最多只属第二代，以二代机改进成四代机这条路是很难走的，但陆院士之所以用歼１２飞机作为基础来改进成第四代机是取之于歼１２飞机基本特点，这种轻型第四代歼击机是用作像Ｆ一２２那样重型四代机的配套机与补充。

要真正成为主力第四代机的配套机和补充力量是极不容易的，飞机不仅要具备第四代机高性能特点，而且价格还要低廉。

这两点，陆院士认为，歼１２飞机都是蕴含着的。

首先，歼１２飞机在研制时，为实现轻、灵、短、快做了大量的工作，为轻型四代机应具备轻、灵、短、快的基本特性打下良好的基础。

实现飞机“轻”，首先要求飞机结构重量轻，为减轻飞机结构重量，歼１２飞机采用下单翼，机翼主起落架，铝合金前轮支柱，直轴式全动平尾，蜂窝结构，滚焊壁板，机翼、机身结构油箱，泡沫塑料夹层结构及强度的精心设计，工艺的精心施工，使飞机结构重量得到有效的减轻，与当时国内的歼７、歼８、强五相比，机身结构系数比歼７低１０％，比歼８低１６．４％，比强五低１９％，机翼单位面积重量比强５低８％。

因此发展轻型四代机，以歼１２飞机的轻巧、灵活、起降距离短的设计作基础是正确的。

另外，歼１２飞机在精心的研制中采用了诸如机载成品尽量减少新研制；设计技术，工艺加工尽量最先进；组织管理，生产环节尽量简化等降低研制和生产成本的经验都可为降低轻型四代机研制成本所借鉴，加上轻型四代机如由航总二集团主研，不仅体现了发展航空事业竞争机制，还在一、二集团研制重、轻型四代机通力合作的过程中加强了联系，促进了发展。

这就是陆院士提出研制轻型四代机的历史背景和思想基础。

２陆院士研究报告的主要内容及其科技价值
陆院士已在２０００年ｌｏ月去世，他提出的轻型四代机思想和成果基本上都记载在以他为主撰写的《第四代轻型歼击机研究报告》中。

整个报告共十章，分为三册。

第一分册介绍了第四代轻型歼击机设计方案，并论述了第四代轻型歼击机的作战方式和功用。

在此分册中，详细论述了轻型四代机在歼１２原形机基础上所做的每项改进设计和计算。

如飞机构形几何参数的更改，飞机重量的变化和增重的计算，选用发动机循环参数的设计要求和推力指标要求，机载设备的组成方案和武器配套要求，机内载油量和作战剖面的设计及相应四
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代机特征的某些特殊设计，为隐身设计，矢量力设计，大攻角机动和敏捷性设计等。

此分册的最后一部分是轻型四代机的气动外形布局和飞机总体布局设计，针对气动布局方案进行了气动力计算和飞行、作战性能计算。

第二、第三分册是轻型四代机的横滚敏捷性、俯仰敏捷性、航向敏捷性和轴向敏捷性计算。

这两分册是陆院士轻型四代机研究报告的精髓，倾注了他的大量心血，是陆院士近年的重要科研成果。

敏捷性是用来衡量三代、四代高性能战斗机作战效能的重要指标。

它是战斗机作战时飞机从一种机动状态转变到另一处机动状态的瞬变特性，实际上是飞机作战机动变换的时间导数。

当代战斗机用来衡量作战效能已经不用过去的能量一机动（Ｅ—Ｍ）方法，而采用机动一敏感（Ｍ—ｓ）方法。

由于此方法的数值计算随三代机的使用才诞生，加上美国、俄罗斯对此计算方法十分保密，使我国至今还没有成熟的计算方法。

然而研究我国新一代战斗机，知己知彼，克敌制胜，就必须掌握它，并在研制中采取措施提高它。

在战斗机的空战中，先敌发现，先敌投射武器就成为优势，哪怕这种先敌只ｌ一２秒。

而这１—２秒的优势往往就来之于战斗机敏捷性的提高。

因此，陆院士在研究轻型四代机之前，化了大量时间从事敏捷性的研究，从９４—９５年就开始摸索敏捷性的计算方法，在一无前人研究成果、二无国外信息资料参考的情况下，用前苏联列别捷夫的《无人驾驶飞行器的飞行动力学》中的运动方程为基础，建立了敏捷性计算数学模型。

这是一项开创性的、工作量巨大的复杂研究工作，融人了陆院士晚年的大量心血。

研究成果已应用在轻型四代机的敏捷性计算中，这是陆院士晚年创造的宝贵财富，有很高的科技价值。

陆院士用自己仓４造的敏捷性计算方法计算了Ｆ／Ａ—１８飞机敏捷性结果与Ｆ／Ａ一１８飞机敏捷性试飞数据基本相符。

用此种方法计算轻型四代机敏捷性四ｏ，在小攻角、亚音速范围内，轻型四代机比Ｆ／Ａ一１８高２．３倍，大攻角、亚音速时高２倍。

对战斗机敏捷性研究，陆院士来不及再继续深入下去，但他的成果已得到显示，他主张的在四代机研制之前开展敏捷性研究的思想无疑是正确的。

正像美国，它在８０年代中期，在有三代机使用实践，在四代机研究之前成立了敏捷性研究小组，在深人敏捷性理论研究的基础上进行了大量的敏捷性飞行试验，使敏捷性在以后的战斗机作战效能中发挥作用。

为此，我国也应建立敏捷性研究课题，成立敏捷性研究小组，继续陆院士的研究工作，为四代机高战效要求服务。

３轻型四代机方案概况
轻型四代机方案基本情况报告在一分册中。

轻型四代歼击机是在原歼１２飞机基础上，修改设计了飞机外形，加长、加粗了机身；增加了机翼翼根前缘边条和机翼全面积；加大前主轮距和主轮距，加强起落架支柱；更换新型大推重比的轴流式涡轮喷气发动机，增设新研制的三维矢量推力（俯仰旋转）喷管；机载设备除选装常见小型化的通讯、导航、仪表、敌我识别等系统外，还配装了相控阵天线，ＰＤ雷达，作用距离为１５０ｋｍ的全向告警系统，三轴自动增稳系统，小流量空中加油装置，两余度火控计算机，１５５３Ｂ
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总线，超视距攻击曲线显示器，双零火箭弹射座椅等。

轻型四代机，按突出横滚、俯仰、航向、轴向四个自由度敏捷要求设计。

全机采用具有中国特色的隐形设计技术，即用０．１ｍｍ厚的镂刻特种花纹铜板覆盖飞机表面，再在镂刻铜板上喷涂２．５ｍｍ厚的隐形复合材料，铜板可过滤二种特定波长的雷达波，隐形复合材料可吸收８０％以上的各种波长辐射波，从而使飞机雷达散射截面ＲＣＳ大大降低。

飞机基本作战状态构形为外挂４枚空一空导弹，其中２枚为射程１５０ｋｍ的ＰＬ一１２增程弹，另２枚为ＰＬ一５Ｌ自卫近距格斗弹。

为带弹进入战区的飞机隐身性能，在四枚导弹外表面喷涂隐形复合材料。

出航时，飞机可携带２×８００Ｌ副油箱，并且有空中受油能力。

３．１飞机气动布局和主要外形参数
轻型四代机采用机头进气，单座舱，带边条的下单翼，全动直轴水平尾翼，大后掠单立尾。

飞机总长１２ｍ，翼展７．６５ｍ，机高４．９ｍ，机翼全面积１７．８３ｍ２。

３．２飞机总体设计和重量数据
飞机气动布局初步方案为机头进气，进气道在座舱前分叉，沿身两侧壁通过座舱后重新合并渐呈圆管与发动机匣相接。

座舱前，机身上部为第１设备舱，下部夹在两进气管道中间为前起落架收藏舱。

第１设备舱内布置有火控计算机，任务计算机，大气机，通讯电台，ＧＰＳ及仪表着陆系统。

座舱布局接近标准座舱布局要求，穿舱火箭弹射座椅前方为仪表板，中央驾驶杆为二自由度飞控操纵杆，仪表板上方置攻击曲线显示器，左右操纵台为标准布局。

座舱后机身下部为第２设备舱。

此设备舱内置有平显ＤＰｕ，全向告警雷达，敌我识别，飞控系统计算机，环控设备和应急蓄电器等。

飞机第３设备舱在机翼根部前缘三角区。

主要设备有相控阵天线和雷达主机，干扰装置，继电器盒及二次电源。

方案在机内设置６个燃油箱。

座舱后密封框后为ｌ号结构油箱，载油量５００ｋｇ，机身的中段为２号结构油箱，载油量６５０ｋｇ，发动机进口至主安装节段的机身侧壁为３号薄壁软油箱，载油量２３０ｋｇ，机身后段，发动机后安装节框前为４号薄壁软油箱，载油量１５０ｋｇ。

飞机机背为保形结构油箱，载油量为５００ｋｇ。

全机共载油２３００ｋｇ。

机身尾段为发动机舱，发动机装卸采用前后机身分离。

发动机尾段设制可俯仰旋转的矢量力喷管，喷管俯仰±２００，旋转角速度４５。

／ｓ。

飞机不带外挂总重７１５０ｋ，空机重量４７６０ｋｇ。

带４枚导弹的作战状态飞机总重７８７５ｋｇ，全外挂总重９２７０ｋｇ。

３．３发动机数据
方案初选一台涡喷发动机，发动机地面台架最大推力５３３０ｋｇ，油耗０．９７ｋｇ／ｋｇ．ｈ，加力推力８５３０蝇，油耗２ｋｇ／ｋｇ．ｈ，发动机推重比８：ｌ，总增压比１４，空气流量１０１ｋｇ／ｓ，净重１０６７ｋｇ。

按推力级要求可用一台Ｍ一８８—２（３）涡轮风扇发动机。

选用一台Ｍ一８８—２，需适当修改气动外形设计，但发动机较为落实，并可改善飞机性能。

３．４飞机系统
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飞机系统设有飞控、液压、燃油、起落装置，座舱环控，弹射救生，氧气抗荷等。

在飞机系统方案中，飞控系统具有三轴增稳和主动控制能力，并实现飞控、火控、发动机燃调相互交联。

液压系统实现与飞控系统交联，提高飞机敏捷性。

弹射救生系统，采用双零（零高度、零速度）在整个飞行包线范围内穿舱弹射救生。

起落装置采用电子防滑、液压或冷气刹车，在起降速度低的有利条件下，实现经简易改装后的母舰上起降，拓宽轻型四代机的用途。

３．５可靠性、维修性、生存力设计
轻型四代机设计借鉴Ｋ８飞机的可靠性、维修性设计经验，在此基础上全面贯彻ＧＪＢ一４５０、ＧＪＢ一３１２等标准，并用ＩＳ０９０００系列标准要求进行全面质量控制、管理。

轻型四代机在方案研究中注意提高战斗生存力设计，并相应采取了一系列设计措施，如改善气动力设计，提高飞机敏捷性和大攻角机动性；严格控制飞机空机重量；采用大推重比发动机，加装推力矢量喷管；三轴增稳等。

采取隐身设计技术，减小飞机Ｒｃｓ。

结构采用损伤容限，局部加固，系统采用余度技术等以改善飞机的敏感性，最大限度减小飞机易损。

设计规范及保障要求设计，四代机在很多方面都提出了很高要求，过去的基础理论、原理仍可应用，但措施和手段在很多方面必须更新，用研制第二代机、三代机的设计规范、设施手段、验收技术条件将会对四代机研制的先进性带来限制。

因此，在四代机总体方案设计时，要研究四代机研制保障措施，在四代机研制过程中推动整个航空科技的发展。

４技术关键与陆院士遗愿
在陆院士身体条件极差情况下，经过近五年时间的研究，轻型四代机方案初步确定，还有待进一步完善，不少技术关键还待他主持攻克，可是他却与世长辞了！
在极大的悲痛之余，我们想，陆院士的轻型四代机怎么力？陆院士的遗愿如何实现？
陆院士轻型四代机方案研究过程中，曾多次与我们说过，为祖国统一大业，我们一定要完成轻型四代机方案设计，争取立项研制、生产。

并在实现轻型四代机研制后，再集中力量研究我们的薪一代强击机。

但要真正继续研究轻型四代机方案，牵涉面太广，要攻克的技术关键太多。

如大推重比的中推涡轮风扇发动机、三元俯仰矢量推力喷管、隐身气动构形、飞／发／火一体化主控技术、超视距雷达和攻击导弹、综合航电配套技术、四代机验证设计要求等一系列顶层飞机总体设计技术都需解决，这将是我们力所不及的。

在这种情况下，似可不急于研制轻型四代机方案，而先开展对四代机关键技术的攻关研究，为四代机，新一代强击机作技术贮备。

这样，既能实现陆院士的遗愿，开拓公司后继航空产品，又可争取上级的支持和兄弟单位的合作。

是否有当，尚乞高明教正。

让我们为祖国的航空事业、公司的繁荣、陆院士遗愿的实现而共同努力吧！
（收稿日期：２００ｌ一９—１０）
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陆孝彭与第四代轻型歼击机研究
作者：朱晓彪
作者单位：洪都航空工业集团650所
刊名：
洪都科技
英文刊名：HONGDU SCIENCE AND TECHNOLOGY
年，卷(期)：2001，""(3)
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下载时间：2011年1月7日。