丁一——中国歼十战机与美F—16战机性能比较

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密级：公开
解放军信息工程大学
课程论文
中国歼十战机与美F—16战机性能比较
作者姓名：丁一
指导教师姓名：赵元元
课程名称：高级英语
学科专业：电子工程
论文提交日期：2012年5月 2日
论文答辩日期：
解放军信息工程大学
2012年5月
摘要
歼10战斗机是中国自行研制的具有完全独立知识产权第三代战斗机。

该机突破了以先进气动布局、数字式电传飞控系统、高度综合化航空电子系统和计算机辅助设计为代表的一系列航空关键技术，实现中国军用飞机从第二代向第三代的历史性跨越。

与美F—16战机相比，歼十战机的性能较优越，主要体现在气动布局、飞行控制系统以及超音速性能等方面。

中国歼十战机与美F—16战机性能比较
歼10战斗机是中国自行研制的具有完全独立知识产权第三代战斗机。

作为新一代多用途战斗机，该机突破了以先进气动布局、数字式电传飞控系统、高度综合化航空电子系统和计算机辅助设计为代表的一系列航空关键技术，实现中国军用飞机从第二代向第三代的历史性跨越。

歼十研制于上世纪80年代，当时正值冷战时期，因此其身上不避免的带有当时的痕迹，冷战期间，我国空中防御最大的威胁是超音速轰炸机，随着航空技术的进步，现代超音速轰炸机如图-26逆火拥有较大的航程和作战半径，并且凭借其完善的航空电子设备，在夜晚及恶劣气气候条件下在低空以复杂地形为掩护，进行高速突防，在深入上千公里纵深后用空地武器攻击我方重要目标，考虑到空地武器精度越来越高，威力越来越大，射程越来越远，可能少数轰炸机就可能造成较大的损失，因此防御此类目标最好的办法就是御敌于国门之外，在其边境或者我方近纵深地区就将其拦截，因此这就决定了我国空军歼击机应该具备良好的超音速性能，以能够快速飞，迅速抵达战区拦截目标。

上世纪初80年代初我国研制了歼-8B型歼击机，该机主要用来拦截低空高速入侵目标，其最大时速可达M2，在我国首次配备了采用数据链的半自动化截击引导系统，大大提高了该机截击高速入侵目标的能力。

歼10战斗机的排名及国产化率评估，5星为满分：
美在70年代中期，越南战争全面爆发，美国的第二代战斗机F—4等投入实战。

这代飞机的特点是强调高空高速性能和多用途，对机动性能重视不够。

从实战效果来看，第二代战斗机研制并不很成功；甚至可以说走了一段弯路。

这倒并不是说它的技术水平和性能没有提高，也不是研制工作本身有问题，而是由于对作战方式的预测与实际情况不符。

于是，美国从60年代中后期就开始考虑研制第三代战斗机。

歼-10沿袭了“幼狮”式战斗机于上世纪80年代初期设计时的气动布局，但为了满足中国空军的要求而进行了修改，采用了中国新型战斗机最初设计时的大尺寸和大重量。

在对“幼狮”战斗机的近耦合鸭式布局进行改进之后，歼-10放弃了“幼狮”的水平尾翼，而采用大三角翼加鸭翼布局(翼展比后者长一米多，翼面积增加15～18%)。

但同时，歼-10保留了“幼狮”(还有瑞典的“鹰狮”)采用的活动翼面技术：外翼前缘为机动襟翼，固定内翼在全动鸭翼的配合下产生绝佳的气动性能。

常规飞机的水平尾翼位置被三角翼后缘的四块活动副翼所占据。

翼尖部分没有设置用于轻型空空导弹的挂架，这一点与“幼狮”不同。

除了机翼，歼-10与“幼狮”的另外一处重大不同在于进气道。

“幼狮”的进气道与F-16类似，为固定几何形状。

而歼-10采用的是带中心激波锥的二维可调式进气道，这种带调节板的进气道布局与F-4“鬼怪”Ⅱ有些类似。

只是歼-10将“鬼怪”的进气道平移至机腹下，由调节板(位置在边界层分离板的后方)构成进气道的前部，这为发动机提供了不同飞行状态所需的气流，更加适合高性能空空作战。

此外，可调节进气道所增加的高效整流压缩能力(在1.5马赫时为5%，在1.8马赫增加至15%，在2马赫时为25～30%)极大地提高了飞机超音速飞行时的发动机推力，从而使飞机获得更好的爬升和高速性能。

这种进气道布局的不足主要包括隐身效果欠佳(这也是所有机腹进气道布局飞机的通病)、重量偏大且结构复杂(F-16为此增重80～100公斤)和生产费用增加，同时调节板的动力和调节系统还加大了飞机的维护负担。

适合超音速飞行的气动布局、强劲的发动机和可调节式进气道使歼-10最大速度能够达到2.2马赫，大于“幼狮”宣称的1.8
马赫。

歼-10的高超性能集中于空空作战，因此无论是执行空防还是截击任务都将是一把利器。

歼-10为放宽静稳度设计，并采用四余度线传飞行控制系统。

这是中国战斗机首次采用这种当前最先进的飞行控制系统。

中国空军使用一架经过特殊改制的歼-8Ⅱ技术验证机测试经过重新设计的线传飞控系统，这显示出歼-10的线传飞控系统应是中国自主研发的产物。

歼-10的单座座舱为飞行员提供了良好的全向视野，这比以往继承前苏联设计风格的中国战机进步了不少。

飞机的航电设备采用了符合西方机工程原理的设计组合：大屏幕抬头显示仪、三台液晶多功能平显，油门和推杆控制系统、数据存储系统、先进的自动航行和气象数据计算机和头盔瞄准具。

歼-10采用一种多模“边扫描边跟踪”雷达，它装备了一门半埋入式双管23毫米机炮(俄制Gsh-23型机炮的中国版)，位置在进气口下方前起落架左侧。

歼-10的机身下设计了11个挂架：六个在机翼下、一个在机腹下中轴线上、其余四个为机腹下方两侧半共开工的串联挂架(与幻影-2000、“阵风”和F-15E的机腹挂架配置类似)。

中国官方尚未公布歼-10的外挂载荷能力，但估计为5500公斤。

空战机动性的对比F一16在设计之初主要突出空战格斗，也就是互相“咬尾”的空战模式，为此采用了中等展弦比、中等后掠角的机翼。

这种机翼在亚跨音速条件下具有较低的诱导阻力，适合稳定盘旋机动，但是超音速阻力较大，不利于超音速飞行。

F一16采用的边条翼布局可以非常明显地增大机翼的升力，提高失速迎角，在一定程度上降低诱导阻力。

机翼采用了前缘机动襟翼，也是为了降低诱导阻力，提高盘旋性能。

推重比为8的F100一PW一100发动机.使F-16全机空战推重比达到1.15，结合上述的气动设计特点，使F—16的稳定盘旋性能十分优秀，爬升率也很大。

但是F一16基本放弃了超音速性能，进气道采用了不可调的皮托管式。

这种进气道重量轻，在亚音速条件TStl发动
机结合得非常好，但是超音速条件下推力损失很大。

所以F一16虽然号称最大马赫数达到2.0，但是实际上它的超音速性能是比较差的。

歼一10和F一16在设计上的共同点是，都利用了漩涡空气动力学的研究成果，相对于第二代战斗机明显提高了机动性。

但是二者在飞行性能上的侧重点明显不同，歼一10要求具有很好的超音速性能，突出亚音速瞬间盘旋性能，同时具有较好的亚音速稳定盘旋性能。

而F一16则放弃了超音速性能，主要突出亚音速稳定盘旋性能，有比较好的瞬间盘旋性能。

它们在设计重点上的差别，体现了不同时代空战需求的不同。

应该说，歼一10的研制年代在后，更能符合现代空战的需要。

超音速盘旋性能主要取决于超音速条件下的剩余推力和飞机操纵性能。

在超音速时，飞机的升力中心后移，使平尾配平困难，飞机操纵性能下降。

歼一10的机翼形状和可调进气道更适合超音速飞行，因此可以确定其超音速加速性优于F一16。

歼一10的静不稳定度应该大干F一16，而且鸭式布局在超音速时升力中心后移较少，因此超音速条件下的稳定盘旋能力应该优于F一16。

下面是中国空军歼10战斗机与法国幻影2000，美国F-16
等第3代经典战机的性能对比：
在现代空战中，超视距空战和离轴发射成为主要作战方式，因此歼-10的机动性比F-16更为全面，也更适合现代空战的需要。

多工能力的对比F一16最初完全作为一种廉价格斗机来设计的，并没有考虑多工的能力。

但是通过实践使用发现，第三代战斗机的机动性好、航程远、载弹量大，完全可以作为多工战斗机来使用。

因此F—16通过改进强化了对地攻击能力。

一方面在航电系统上进行修改，以适应对地攻击的需要；一方面加强结构，提高了最大起飞重量。

但是付出的代价是飞机重量增加很多，第50批次的F一16C比早期的F一16A重了约1吨。

飞机空重的增加会引起各方面性能的下降。

通过增大发动机推力可以弥补一部分性能的损失，但是瞬间盘旋性能的下降是不能通过增大发动机推力来弥补的.除非增大机翼面积——这就涉及到全机外形的重大调整。

在飞机设计过程中.飞机的重量和气动外形、起飞推重比是经过优化以后达到的最佳结果。

大幅度增加飞机重量，必然会破坏这种优化的效果。

航电系统的对比歼一10和F一16C在航电系统的结构上应该属于同一代产品，但是F一16的航电系统结构相对比较简单，采用的是单层次汇流排系统，有两条互为余度的资料汇流排，所有功能元件都与这两条汇流排相连，火控电脑作为汇流排控制电脑，惯导电脑作为备份的汇流排控制电脑。

而歼一10的航电系统结构可能与F／A一18类似，采用双任务电脑控制两组双通道汇流排的结构。

从体系结构来看，歼一10的航申系统比F—16更为复杂，数位化程度也更高，更方便进行升级。

F一16最新型号的单个航电设备要比歼一10先进。

例如F一16 Block60已经采用APG 一80有源相控阵雷达。

但是从F一16的航电体系结构来看，即使采用了相控阵雷达，也只是雷达探测性能有所改善，不可能达到APG一77的“综合射频”系统的水准。

而歼一10航电系统的改进，除了改进单个航电设备的性能以外，可以向火一飞一推一体化控制系统发展，提高飞机的作战性能。

综合上述所有方面，中国歼—10还有很大的提升空间，中国在航天领域的发展前景很广阔。

Jian Shi fighter has a completely independent intellect property rights of third-generationfighter developed by China itself. The aircraft broke through a series of aviation key technologies which are the representative of the Advanced pneumatic layout, Digital telex flight control system, Highly integrated avionics system and computer aided design.To achieve the Chinese military aircraft a historic leaps from the second generation to third generation Compared with the U.S. F-16 fighter, the Jian Shi fighter’s superior performance is mainly reflected in the aerodynamic layout, flight control system and supersonic performance.。