歼8的发展和演变
歼8战机是在歼7战机基础上的放大设计。配备两台WP-7A发动机,机头加长,提高高空作战能力。该机是中国沈阳飞机研究所和沈阳飞机制造公司在70年代研制生产的高空高速战斗机。它属于二代战机,也被称为世界上最后的二代战机。
歼-8基本型,装备两台沈阳黎明航空发动机集团有限公司生产的涡喷-7A航空发动机,最大马赫数2.2。该机配有23 mm双管炮,整机有7个外挂点;可使用雷电-2、雷电-5、雷电-8近程空对空导弹、雷电-11中程雷达制导空对空导弹、无人导航弹和火箭弹。在1950年代,台湾海峡的气氛很紧张。台湾省派出U-2和无人侦察机向大陆“表示慰问”,美军也经常派出高空侦察机侵入中国领空,尤其是核与火箭试验基地上空,获取军事情报。而解放军战机高空性能有限,很难击落敌方高空侦察机。为了应对这种情况,1958年,中国开始了“东风”107战斗机和“东风”113高速战斗机的自主设计。这两种飞机后来都遭遇了半路夭折的命运。
东风107是沈阳飞机设计所设计的超音速全天候战斗机。其设计指标为:最大速度1.8倍音速,升限20000米;安装两台发动机。该机从1958年8月开始设计,1959年5月投入试制,6月对原设计进行重大修改,165438年10月停止研制,集中精力研制东风113飞机。“东风”113是军事工程学院设计的高空高速战斗机。设计指标为:最大速度2.5倍音速,升限25000米。该机设计于1958年底,部分零件制造于1960。因为设计指标太高,材料、成品、武器、发动机都是新研制的,缺乏继承性,脱离了当时中国的工业水平和航空工业的实际。飞机的设计速度要求有“热障”,但我国在50年代还没有从理论和实验上解决气动热和热应力问题,也没有建立必要的航空科研和实验手段。中国不具备研制这种高指数战斗机的技术基础和物质条件。因此,不得不在1961暂停研发。
航空工业通过高指标战斗机的研制失败开始寻找问题的症结:自主设计的基础不牢。主要体现在两个方面:“一是专业配套科研设计机构和科研试验条件尚未建立;二是设计团队本身缺乏足够的经验和必要的设计储备。“为了解决这两个问题,在50年代末跨超声速风洞和飞行研究所建设的基础上,1961成立了航空研究所,并陆续成立了一批专业设计院,专门从事飞机、发动机、仪表、电器、附件和武器的设计研究。还建立了一些科研机构,从事空气动力学、结构强度、救生、光学和机械、自动控制等方面的应用研究。其中,沈阳飞机设计研究所集中了国内从事飞机设计各方面的技术力量,组建了13设计室、3个实验室和1总体、气动、强度实验工厂,为自行设计战斗机做好了组织和技术准备。
同时,狠抓设计队伍技术素质的提高。从1961开始,组织飞机设计人员和技术人员对前苏联米格-21飞机进行系统的“技术了解”。1962年5月,航空研究院和航空工业局联合下达指示,对了解米格-21飞机作出安排。航空研究院院长唐多次到沈阳飞机设计研究所,讲解“技术懂”的意义,动员科研设计人员扎扎实实开展工作,为自己设计先进战机打下坚实基础。
“技术了解”的步骤是根据仿制的需要,找出主要的生产技术问题,包括技术关键和材料;其次,组合模仿,通过必要的实验研究,了解其设计思路、设计方法和技术特点。
在米格-21飞机的“技术探索”过程中,沈阳飞机设计研究院已完成飞机强度计算报告验证、头锥强度计算、机翼强度和刚度计算、飞机作战性能分析、气动特性验证计算等39个项目。进行了27项3300次高低速吹气试验;安排了进气道、飞机振动、座椅地面弹射、飞行等64项试验。通过这些计算和试验,一方面补充和校核了设计技术资料,同时学习和掌握了原有的设计方法,积累了经验。同时也对西方国家的飞机进行分析研究。沈阳飞机设计研究院前后对五种战斗机和高空侦察机进行了系统的分析研究,提出了研究报告,绘制了部分图纸,收集整理了一些可供参考的技术。实践证明,用三年时间对米格-21飞机进行“技术型号突防”的决策是正确的。经过几年的精心准备和反复酝酿,航空工业已经开始研制新型高空高速战斗机。1964年5月,航空研究院提出,要在米格-21的基础上设计出性能更好的战斗机。同年5438年6月+10月,新型战斗机开始论证其方案。在论证会上,沈阳飞机设计研究院提出了单发和双发两种方案。前者是新研制的大推力发动机方案,后者是采用成熟发动机(涡喷7A)的改型试制方案。在航空研究院院长唐的主持下,会议决定采用两台发动机的方案。这个正确的选择是安全可靠的,有一定的技术基础,是歼8飞机研制成功的前提。
1965年5月17日,总参谋长罗瑞卿批准了新型战斗机的战术技术指标和研制任务。这架飞机被命名为歼8。沈阳飞机厂1965下半年开始准备歼8飞机的试制工作。国家领导人非常关注歼8飞机的发展。1965 8月65438+4月,贺龙副总理在沈阳听取歼八研制情况汇报时指示:“歼八要尽快生产。”08年8月18日,聂元帅在给张爱平副总参谋长的信中,阐述了新机设计必须考虑的几个问题,对歼8飞机的研制起到了重要的指导作用。
在第一副主任、总工程师高芳琦的带领下,副总工艺师罗世达主持了歼8工艺方案的制定。这个总体规划是在综合前苏联和英国先进经验的基础上制定的。该方案采用了新的工艺配合方法,即以明胶板的模具线为基础,利用光学仪器、夹具装配机和划线钻台。局部轨距设置与局部模具和轮胎相结合的协调方法。后来的实践表明,整机有11400多个零件。1200多个标准件,从100多个总成到前后机身对接,机身机翼对接,再到飞机上发动机和油箱的安装,基本都是成功的。新方法还大大减少了工艺设备,加快了歼八飞机的试制进度。
就在开发进展顺利的时候,高芳琦于6月29日病逝,1966。航空工业部派出沈阳飞机设计研究所所长刘鸿志到沈阳飞机厂担任第一副所长兼总工程师,全面领导歼八飞机的现场设计和试制工作。1966 165438+10月,刘鸿志因“文革”被迫停工,厂院共建歼8研发指挥部,由副厂长王新负责全面组织领导。从65438到0967,“文革”期间,广大科技人员和工人照常上班,歼8的研制没有停止。
其主要研制工作由沈阳飞机设计研究所和沈阳飞机厂承担。歼8飞机的研制计划突出了高空、高速、增程、提高爬升率、加强火力的性能。针对歼7飞机的缺点,对其进行了逐项改进,各项性能指标均有提高:一是最大速度为2.2马赫数;二是最大升限2万米以上;三、最大爬升率200米每秒;第四,基础射程1,500公里,最大射程2000公里;五是规定了1.9万米高度的空中作战时间;第六,安装改进设计的航炮和空对空导弹;七是安装搜索距离大的雷达。歼8飞机采用机头进气、大后掠角、小展弦比、薄三角翼、下平尾、双腹鳍的气动布局形式。选用两台涡喷7A发动机,飞机推重比0.89,优于歼7飞机。
1965年9月,歼8飞机设计如火如荼。5月总设计师黄在国外坠机身亡后,新机研制的技术工作由叶领导,由王南寿为首的总设计师办公室组织。同年,歼8飞机木质样机于65438年2月通过审查,65438年3月,0966年,设计师与工人和技术人员一起到工厂设计。1966年底出全套飞机图纸,1967年初出相应生产文件,工厂立即开始试制。
在现场设计中,王福寿等570多名设计人员,陈阿玉、王阿辉等80多名具有丰富实践经验的工人,30多名技术人员实行“三结合”,共同探讨设计方案和设计图纸。在此期间,工厂的技术人员和工人提出了2330多条改进建议,1660多条建议被采纳,其中包括40项重大改进,进一步提高了飞机的生产工艺性。比如取消机翼主梁上垫块的创新方案,就是设计师在技术人员和工人的帮助下,利用米格-265,438+0主梁进行实验实现的。这一改造改变了米格飞机的传统结构,重量减轻了4公斤。
在飞机研制过程中,设计人员突破了许多技术关键。在飞机气动布局方面,当时世界上设计超音速战斗机的最大问题是保证飞机在马赫数下的方向稳定性。副总设计师顾诵芬主持设计研究,空军派出的优秀飞行员葛文勇配合,测量了歼7飞机在马赫数下的方向稳定性和飞行品质,为歼8飞机的设计提供了参考和依据。由601所、沈阳飞机厂、空气动力研究试验部技术人员和北航、许教授组成的研究团队,做了大量的风洞试验和研究分析,最终确定了歼八飞机垂尾和腹鳍的设计方案,保证了在马赫数下良好的方向稳定性。
超音速飞机的机翼颤振是最危险的气动弹性现象,也是制约飞机最大速度的重要因素。关德主持了歼8飞机的气动弹性设计,建立了一套非定常气动力和颤振计算程序,做了大量的风洞试验、地面振动试验和实机飞行试验,全面确定了飞机的颤振特性。采用上述方案后,既保证了飞机达到预定的性能,又最大限度地减轻了结构重量,从而提高了飞机的推重比。此外,主持飞机强度计算,主持飞机结构设计,也取得了良好的效果。
在发动机的改进设计中,空心叶片的技术研究取得了重大突破。为了增加发动机的推力,涡轮前的温度必须提高100℃左右,而涡轮叶片承受不了这么高的温度。1964年,621所副所长、铸造专家柯荣提出采用空冷空心叶片。当时这项技术在国外刚刚发展起来,处于高度保密状态。柯荣与沈阳金属研究所、606研究所和沈阳发动机厂合作攻关。在石昌旭的主持下,沈阳金属研究所组织技术攻关,攻克了叶片铸造的技术难关。首先是核心的选择。长度接近100 mm的叶片上要均匀地排出粗细不一的小孔,最小的孔径只有0.8 mm..经过科技人员的研究和试验,最终制成了可用的模具,并相继解决了去芯、超声波壁厚测量等技术难题。1966年研制出我国第一个铸造多孔气冷镍基高温合金叶片,安装在某发动机上后完全成功,从而使我国缩小了与美国在这方面的差距,成为世界上第二个在航空发动机上采用铸造空心叶片的国家。
歼8飞机航炮供排弹系统是设计难点。它必须保证大炮能在空中连续发射。以前,前苏联的专家认为这个系统的设计是他们的专利,并对此保密。在技术攻关中,设计人员和工人们一起做实验,改装了一种可以模拟射击的航炮,发射了一万枚假弹,最终弄清了规律,取得了设计的成功。1968年7月,首批两架歼8飞机完成总装。1969年7月5日,歼8飞机首次试飞。上午9时30分,试飞现场总指挥、空军副司令员曹里怀下令放行。飞行员尹玉环驾驶歼八飞机两次飞越机场,安全着陆。歼8飞机从方案论证到首飞,经历了总体布局、技术设计、木质样机评审、图纸分发、新机制造、测试等4年,10个月。
1968 9月15日,02架歼8飞机进行静力故障试验。加载到92%设计载荷时,中机身多处断裂,检测结果不合格。面对挫折,广大技术人员没有气馁,继续攻关。到6月1968,结构薄弱部位得到加强,各种技术问题得到验证和澄清。
1969年7月5日上午9时,在沈阳飞机厂机场,试飞员王浣进行了首次试飞,高度3000米,时速500公里,取得圆满成功。
此后,歼八飞机继续在阎良试飞院试飞,陆明东担任试飞员。在继续试飞中,飞机遇到跨音速抖振故障,长时间无法超过音速。设计人员反复攻关,采取多种方法,最终彻底排除了1977跨音速抖振故障。接着,歼8飞机解决了发动机空中停车等重大技术难题。
1979 65438+2月31,航空产品设计委员会同意歼8飞机定型。1980年3月2日,全国军品标准化委员会批准标准化。歼8飞机长度(带皮托管)21.52米,翼展9.344米,机高5.4米,服役升限20500米,作战半径800公里,最大续航时间2: 35。
歼8飞机从首飞到设计定型用了10年。它的发展过程是一个“引进、消化、再创新”的过程,标志着我国航空工业从仿制走上了自主设计的道路。
歼8研制成功的原因:
1,稳扎稳打,从实际出发,歼8的设计是基于对米格-21飞机三年的“技术了解”和借鉴国外飞机技术。设计方案的选择既体现了先进性,又有继承性,基本适应国内工业水平和技术条件。
2.技术决策是正确的,特别是对发动机的选择、进气方式和弹射救生方式进行了充分论证。歼8采用的涡喷7A发动机在原涡喷7的基础上改为高温涡轮,并在航空工业部研究院、中国科学院和冶金部有关单位的共同努力下,于1968年试制了第一批发动机,保证了全机顺利下线。
3.调动一切积极因素,发挥集体智慧。在试制过程中,实行“科研、生产、使用”和“领导干部、工人、技术人员”相结合,共同研制歼8,又快又好地解决了研制中的各种技术难题。有效的组织和领导。航空工业部组织全行业为歼8飞机研制开绿灯。中国各部门、各地区都大力配合。有关部门成立了试飞领导小组,航空工业部和航空研究院成立了联合指挥部,沈阳飞机厂和飞机设计研究院联合成立了现场指挥部,深入现场指挥,组织解决和攻克了影响首飞的23项技术关键。空军副司令员曹里怀果断决策,在主持歼八飞机试飞中发挥了重要作用。
70年代以后,世界各国战斗机的设计思路发生了变化,不再追求“更高更快”,而是注重提高飞机在中低空的机动性,完善机载电子设备、武器和火控系统。为了适应这一趋势,满足军事装备的新要求,沈飞公司在歼8的基础上研制了歼8ⅱ飞机。6月1984,原型机首飞成功。88年3月18日的设计歼8ⅱ定稿。同年,10,15,军品设计委员会正式批准歼8ⅱ飞机的设计。
歼8是中国沈阳飞机研究所和沈阳飞机制造公司在70年代研制生产的高空高速战斗机。它属于二代战机,也被称为世界上最后的二代战机。○ 8日间型、全天时型和○8 ⅱ相继研制成功。特别是在歼8白天机的基础上,发展了适合国土防空作战的歼8ⅱ飞机,现已成为我国国土防空的主战型。
歼8ⅱ的机体材料也有了很大的突破,这是中国首次在自己的战斗机上大面积使用复合材料。
此外,沈飞还在歼-8II的基础上,陆续研制出歼-8IIM、歼-8III、歼-8D、歼-8F、歼-8T等改进型。
歼-8ⅱ发展关键武器系统、火控系统、机载电子设备和动力装置。为了给大口径雷达天线提供空间,采用了两侧进气,这也是该机与歼8最大的外观区别。这一改进为歼8ⅱ火控系统的未来改进留下了很大的空间。最终雷达采用了208式单脉冲火控雷达。208型雷达是在歼8使用的204型雷达基础上发展而来的。它是中国第一种具有拦截能力的雷达。采用单脉冲体制,平面搜索距离40公里,配有连续波照射器,理论上可以引导超视距发射的雷达制导空空导弹。
208雷达是780厂专门研制生产的。总参谋部在198O年提出了研制任务,当时明确指出可以选择国产204雷达进行改进,目的是使歼8ⅱ有一定的拦截能力。1981 7月21日,空军司令部等单位汇报了204雷达改革的战术技术要求。9月,204雷达改造方案审定会在北京召开,随后204雷达更名为208雷达。年底,780厂与601厂、112厂签订了首批研制5部208雷达的协议,提交了两部成品,开始了208雷达的研制工作。上级强调,尤其要下大力气提高雷达的作用距离,降低使用高度,提高可靠性和维修性。
1984年6月,因为缺少60多个部件和材料,175部件无法在合同期内交付,难以按计划完成科研和定型试飞雷达样机。1985期间,郑州空军19师对208雷达进行科学试飞,发现在跟踪状态下截获率低,目标易丢失。5月1986,19,208雷达随歼8ⅱ转移至630站,准备进行设计和试飞,但仍存在空中压降大、拦截不稳定、跟踪不稳定等三个主要问题,未能进入试飞。到1987年5月18日,重点研究试飞结束,以上三个主要问题最终解决,然后设计定型试飞。1988年3月24日,航委会批准了(1988)航定字No的208雷达的设计定型。13.实践证明,“机载火控雷达在保障飞机上的调整和试飞是必不可少的阶段,不可能抓得早,做得好,走捷径。”
但实际上,该雷达并不具备中程导弹真正实用的火控和制导能力,所以第一批歼8ⅱ战机的作战能力并没有得到显著提升,这也直接导致了这些战机无法装备部队。随后,改进的一批歼-8ⅱ02正式装备部队,并被命名为歼-8B按照后来发布的命名规则。