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应该说,在60年代初期,不要说在中国空军中,就是以当时的国际标准来衡量,歼7也堪称是一种性能优良的战斗机。但是,从1963年冬季至1964年初,歼7飞机在其参加的一系列高空作战中陆续暴露出其升限留空时间短、高空高速性能差、没有雷达和高空机动性差等缺陷。另外,在作战火力和起飞着陆性能上也有待加强和改善。
实际的作战需要压倒一切!刚刚开始尝试完全独立自主的中国航空工业立即以米格21为基础开始着手进行新一代战机的开发工作。
二、一波三折的选型过程
自1964年初开始,三机部601所就开始考虑改进歼7,以满足高空作战要求。1964年10月25日,六院在沈阳601所召开了&ldo;米格一21和伊尔-28改进改型预备会&rdo;。会上,601所提出了米格-21的两种改型方案:
第一种方案为米格21渐改型:飞机气动外形则参照米格一21飞机,不做大的改变,同样采用机头进气模式,发动机则由单变双,装用两台涡喷7发动机的改进型。简单的说,该机就是将米格21的放大版本。
第一种方案则为米格21大改型:飞机的气动布局做了较大的修改‐‐采用机身两侧进气模式取代了米格21的机头进气模式,以留出机头空间安排新型机载雷达,发动机则继续采用单发布局,但是从新选用了606所新设计的推力为8500千克的加力式涡轮风扇发动机‐‐即我们前文提到过的涡扇6型发动机,取代了米格21原有的涡喷7型发动机,以满足该机飞行性能提高所带来的动力需要。
从最初的设计指标上看,两种方案的飞行性能均与美国的f-4b相当,即升限20000米,最大马赫数2.2,基本航程l600千米,重量约10吨。
1965年1月12‐17日,三机部在北京召开了航空工业企事业单位领导干部会,会议期间又专门由段子俊副部长主持召开了新机研制工作座谈会。考虑到当时国际航空业上对于涡扇发动机的研究也是刚刚起步,而我国航空业也仅仅具有仿制和改进苏式涡喷发动机的经验,出于新发动机的研制周期可能会因此而延误的担心,所以会议一致同意以米格-21为原型机搞双发设计方案,从而确定了歼8的研制方向。
虽然单纯的从技术指标来看,第二种方案无疑具备更大的吸引力。但考虑到我国航空工业直到1967年才基本掌握米格21生产技术的现实,选择第一套方案无疑更为务实稳妥。
根据最初的决定,601所按照原本提出的第一方案,在摸透米格-21的同时,对国内外有关技术情况进行了调研,提出了歼8飞机的初步战术技术要求,并于1965年3月19日上报六院。
作为米格21的直接改进型,该方案的指导思想主要是根据米格21在实战中暴露出来的不足进行多种极富针对性的改进‐‐突出高空高速性能,增大航程,提高爬升率和加强火力。
具体的性能指标要求是:
1、使用升限19000~20000米
2、最大平飞马赫数2.1~2.2。
601所设想1967年歼8飞机完成首飞,1970年能小批装备部队。在随后的时间里,歼8飞机很快得到了批准,并定下了试制的具体时间表。
虽然已经选定了歼8方案,但考虑技术储备的需要,同时也是顾及到为部队提供另外一种可能的选择。三机部决定在进行歼8战机研制的同时,在小范围内开展对于新型单发战斗机、涡扇发动机和中程空空导弹的技术论证工作。
1965年4月12日,三机部正式向601所下达了《关于开展歼9飞机方案设计》的通知,要求在两个方面进行方案论证和比较,从中选一作为歼9的最终定稿:
1、突出歼击性能,兼顾截击作战和对付低空高速目标,最大马赫数2.3左右,升限20000米左右,航程要大,作战半径大于450千米。
2、突出截击性能,兼顾歼击作战,最大马赫数2.4~2.5,升限21~22千米,作战半径350千米。
飞机总重量则要求控制在14吨左右。
1966年4月1日,三机部向国防工办,国防科工委呈报了《歼9飞机设计方案》。国防科工委开会审查了歼9飞机的设计方案,并向军委呈报了《歼9飞机战术技术论证报告》。中央军委在审查了两个方案后,最终决定按第一方案研制歼9飞机,并在设计指标上进行了一定的改动:最大马赫数2.4,升限21000米,最大爬升率200米秒,最大航程3000千米,作战半径600千米,续航时间3小时。
三、艰难跋涉
如前文所述,歼9在设计之初便被设定为米格21的大改型,在技术继承性上明显要低于采用&ldo;渐改&rdo;方案的歼8,这在提升飞机性能的同时也大大的增加了该机的研制难度,更为不利的是,在歼9的研制过程中,军方的性能要求一改再改,迫使研发部门不得不一再的修改设计方案,对歼9的正常研发造成了极为不利的影响。
根据歼9的最初研制要求,1965年起,601开始进行歼9气动布局参数的选择,选出了4种机翼平面形状,即:
1、前缘后掠50度的后掠翼
2、后掠57度的三角翼
3、前缘后掠55度的后掠翼
4、以及双前缘后掠角的双三角翼
601所对四种机翼平面形状方案均做出了模型,进行了风洞实验。
其中主要是考虑采用后掠翼还是三角翼,后掠翼和三角翼都是采用前缘后掠的方法来增加机翼的临界马赫数。但是如果超音速飞行增加到马赫数为2.0时,要采用亚音速后掠翼方案就必须使前缘后掠角大于60。,但前缘后掠角过大,翼根结构受力就会恶化,将增加结构重量;另外,低速时空气动力特性也将恶化,升力下降,阻力增加,将直接影响到战机的机动能力,故采用大后掠翼很不利。而三角翼则比较适用,不但具有后掠翼所具有的优点,而且比较长的翼根弦长保证了根部结构受力状况,减轻结构重量,还有助于保证飞机的纵向飞行稳定性。所以601所淘汰了前三个方案,又把三角翼的前缘后掠角改为55度,称为歼9iv方案。
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