歼-10 的雷达罩直径远比 F-16 大,可容纳更大直径的雷达天线

在电子设备水平问题上,从飞机座舱显示器和仪表就能看出一些门道。根据公开展览的 FC-1 模型上的座舱设备,可以想到歼-10 的电子设备起点很高。估计歼-10 会采用三具彩色下显,加一具平视显示器的座舱布局。其中两具下显显示飞航和武器状态,一具较大的下视显示器用于输出脉冲多普勒雷达传回的数字地图,以及切换平显的显示图像。在研制初期,曾研究过进口外国平显软件的可能,后来成飞自行开发了相关软件,解决了平显问题。

歼-10 座舱仪表布局设想图

按国际上战斗机座舱上通常布局推测,歼-10 的操纵必定是中央操纵杆加油门杆方式。此外座舱中不可少的设备还包括:备份用的机电式仪表和其他各种设备控制按钮等。目前基本可以确信,歼-10 的液晶显示器采用苏州长风厂的产品。该产品系长风厂与美国厂商合作的产品,性能与美军现有液晶显示器相同。液晶显示器相当昂贵,价格以十万人民币做单位。

由于歼-10 是国内研究的战斗机中电子系统最多、功能最复杂的型号,其电磁兼容情况也是非常值得考究的问题。目前,歼-10 已通过了成飞下属西南电磁兼容监督检测中心的各项试验,电磁兼容性不成问题。该中心具有美国进口的全套电磁干扰自动数据采集系统和全套电磁敏感性自动测试系统。

发动机一直是中国航空工业的软肋,同样也困扰着歼-10。在与西方交恶前,据说我国获得了美国第三代战斗机的涡扇发动机核心机,以此开始了国产涡扇-10 发动机的研制工作。但由于根基太差,该涡扇和涡扇-6、涡扇-9 的研制一样,过程极为曲折艰难,基本无法满足战斗机研制进度的要求。于是 90 年代起相关部门开始转向俄罗斯寻求帮助。1998 年 3 月某西方驻京武官透露,第一架装配俄制 AL-31FN 涡扇发动机的歼-10 已经完成了组装并刚刚首航成功。但可以肯定,歼-10 最终将采用专门为其改进的涡扇-10A 涡扇发动机,性能与 F-100、F-110 等美国三代战斗机的发动机相近。涡扇-10 是我国第一台按照 GJB241-87 规范研制的推比 8 一级、大推力、双转子、混合排气、加力式涡扇发动机,作为歼-10、歼-11 系列飞机的动力装置,该机遵循核心机派生的策略进行系列化发展,将成为我国未来二十年航空动力的主要型号。

AL-31FN 涡扇发动机模型,这是带矢量推力的版本

1987 年沈阳航空发动机设计研究所在引进 CFM56 核心机的基础上,以 F-110 发动机为仿照对象,采用半研半仿的技术途径研制。进入九十年代,随九〇六工程的实施引进了俄制 АЛ-31Ф 系列发动机,研制单位又借鉴了相关型号的设计技术。1989 年涡扇 10 验证机上台架试车,1997 年进入 PFRT 阶段, 2002 年 6 月 6 日装 J-11WS 首飞,2003 年底进入定型试飞阶段。由于涡扇-10 系列研制进度严重滞后,因此必需引进 AL-31 系列应急。为此俄罗斯 AL-31 的设计局专门演化了 AL-31FN 型,机匣外观改变以适应歼-10 现有设计。该发动机推力 122.5 千牛,长度 5 米,直径 1.18 米,进气口直径 0.91 米,耗油率 0.699kg/DaNh,重 1,759 千克,这些数据与 Al-31 有一定差别。此外俄方还在 2002 年航展上演示了用于 AL-31FN 的矢量喷口改进型号。

正如之前所说,歼-10 要用不同的发动机,就必定要改变机体设计,后机身外形也改得颇为怪异。这种中途改变,必然要付出性能上的代价,其严重程度则难以估量。机身内部结构也必然要发生变化,难免有“削足适履”的难处。可以确定的是歼-10 的发动机推重比应达到 8.5 左右,整机推重比明显超过 1。这里要强调一点的是,歼-10 在制造出第一架原型机后很长的时间里,都面临着只有洋人发动机可用的尴尬局面。截至 2004 年 1 月,莫斯科 Salyut 公司已经完成了为期两年的向中国出口 AL-31FN 发动机的合同,共提供了 54 台 AL-31FN。原计划 2002 年国产涡扇将顺利定型,但一直到 2004 年,国产涡扇发动机方才传来捷报,歼-10 终于有望获得一颗“国产心”。

AL-31FN 尾喷管

2005 年,涡扇-10A 发动机通过初始寿命试车考核,标志着该发动机顺利完成设计定型的全部考核试验。这型发动机研制历时 18 年,凝结着两代航空人的心血。2005 年 5 月 11 日设计定型持久试车在六〇六所试车台正式启动,经过 85 天的试车考核、完成规定的长试科目,9 月 27 日涡扇 10 设计定型持久试车顺利通过航定办评审,全部定型考核项目计划于 2005 年完成。特别是中国一航成立后,该重点型号发动机被列入重点工程,各参研单位激情进取,受挫不馁,超常拼搏,突破重重难关,终于实现了我国航空发动机研制能力质的突破。我国航空发动机制造技术继“昆仑”、“秦岭”发动机之后又迈上一个新的台阶。该发动机为解决风扇喘振裕度问题,先后论证、设计了 8 种风扇方案,经过多次试验才确定了目前使用的方案。该发动机已研制了 15 年,共试制了 24 台发动机,平均每年也不到 2 台。该发动机的涡轮叶片的加工周期是 12~15 个月,而俄罗斯类似叶片的加工周期仅为 4~6 个月;该发动机 1 级风扇叶片(带凸肩大叶片)的加工周期是 10~12 个月,而英国 RR 公司类似叶片的加工周期为 6~8 个月。

据传安装涡扇-10 发动机的歼-10,尾喷管外形更接近 F100 系列

2006 年 2 月,在一航集团发动机事业部的工作会议上,涡扇-10 项目终于对外正式宣布研制成功,按有关技术要求完成了全部地面考核试验和空中试飞任务,实现了设计定型。涡扇-10 定名为“太行”。总设计师为一航动力所的张恩和。

歼-10 后机身过于冗长,可能源于 AL-31FN 尺寸过长

在机体结构和制造工艺方面,歼-10 绝对是世界第三代战斗机水平。歼-10 翼身融合体和大三角翼布局使得内部油箱的容积增大,有助于改善中国战斗机航程短的问题。由于我国复合材料技术的发展,可以相信歼-10 复合材料的用量应能达到国际第三代战斗机的水平。北京航空制造工程研究所承担了歼-10的 复合材料构件制造、钛合金热成形、框肋类零件数控加工、机翼壁板抛丸成形以及计算机辅助制造(CAM)软件开发、蜂窝芯建模等任务,同时提供复合材料树脂和蜂窝芯。上述工作,对我国发展复合材料蜂窝夹芯构件设计与制造技术起到了推动作用。1998 年首飞后,该所荣获“首飞集体功”。目前歼-10 的复合材料垂尾及内外侧升降副翼仍在该所小批量生产。