前言:2012年,中国第一型舰载战斗机歼-15完成了上舰作业,中国海军为了掌握舰载战斗机付出了巨大努力,歼-15舰载战斗机开始不断出现在中国的辽宁号航母的训练之中,只是受限于苏联滑跃起飞航母,歼-15舰载战斗机的战斗力还是令人扼腕的,随着中国航空母舰技术的稳步提高,歼-15战斗机的战斗力也大为长进。

一:歼-15舰载战斗机的起源



歼-15舰载战斗机源自苏-27双发重型战斗机,1990年,中苏签订了购买24架苏--27战斗机的采购合同,1995年和1999年,中俄又分别签订了购买22架和28架苏--27战斗机的采购合同,至此中国共购买了36架苏-27SK单座战斗机、38架苏-27UBK双座战斗机和地面设备、武器、备件以及人员培训等,总值30亿美元,在接收首批苏-27战斗机之后,沈阳飞机设计研究所的歼-8总设计师李明认为仅靠购买不足以解决装备落后的局面,建议引进苏-27飞机和AL.-31涡扇发动机的生产许可证在国内生产,随后中俄开始谈判引进苏-27生产线,但俄罗斯并不愿意,中国最后以不给生产许可证以后就不再购买的最后通牒迫使俄罗斯同意以1.5亿美元出售了生产许可证。

1993年,沈阳飞机工业集团公司的仿制工作全而展开,也称为“11号工程”,计划5年内由俄方提供成品及零部件在沈飞组装200架的苏-27SK战斗机,沈阳飞机工业集团公司通过组装苏-27SK战斗机获得了以前从未掌握的飞机制造工艺,对以后的中国战斗机研制影响深远,中国在组装了105架歼11战斗机后取消了另外95架的的合同。也拒绝了俄罗斯的升级计划,改为研制完全国产化的歼-11B战斗机作为中国空军核心主战装备,歼-11B采用了大量新技术,机体寿命增加了1000小时,更换为国产航电为项目的重中之重,苏-27SK战斗机的N001型雷达对5平方目标探测距离可以达到180千米,峰值功率达6千瓦,但只有单目标跟踪能力,计算机运行速度只有200万/秒,还没有任何对地探测能力,只能使用半主动雷达制导空空导弹,



歼-11B战斗机以装备“神鹰”脉冲多普勒机载雷达,这种机载雷达天线直径虽然比N001型雷达小60毫米,基本上与F-14战斗机所配备AN/AWG-9雷达的914毫米相当,但因为有更强的散热冷却系统,峰值功率达10千瓦,对3平方目标探测距离达到150千米,而且可以同时跟踪15个目标,并使用主动雷达制导空空导弹攻击其中2个目标,具有更强的抗干扰和抗烧穿能力,配套的1553B型数据总线数据传输率提高了近5倍,计算机和存储器,机载红外搜索系统和导航系统,通信系统和电子战系统全部进行了改进和提高,座舱显示系统和三轴四余度数字电传操纵系统则是全新的,歼-11B战斗机在2006年就完成了定型,在歼-11B战斗机的基础上发展出歼-15舰载战斗机。

早在1992年,中俄在商谈引进苏--27战斗机时,中国军人就考察苏-27K舰载战斗机和“瓦良格”号航母,并计划购买2架苏-27K舰载战斗机,但因俄罗斯嫌少而没成,当“瓦良格”号航母被拖至大连开始改装后,中国曾计划从俄罗斯引进14架苏-33战斗机,但俄罗斯还是嫌少,要求采购量不少于24架,最后谈崩了。这时中国手里已经有一架2004年从乌克兰购买的苏-33预生产型战斗机,于是决定利用这架飞机的折叠机翼结构与歼-11B战斗机既有技术研制歼-15舰载战斗机,由于歼-11B和歼-15的结构和设备有90%是相同的,所以研制进度非常快,第一架原型机在2009年就首飞成功,2012年就在“辽宁”舰上成功起飞和降落,



和歼-11B战斗机稍有不同的是歼-15舰载战斗机没有使用国产涡扇10“太行”发动机,雷达软件也增加了对地(海)功能,可以发射“鹰击”-83K空舰导弹,其他航电系统基本与歼-11B战斗机相同,只是由于舰载机需要更精细的起飞和降落控制,歼-15舰载战斗机改用了重新编写控制软件代码的数字式三轴四余度电传操纵系统。总的来说歼-15舰载战斗机的水平属于典型的第四代战斗机,由于三翼面布局、加强的结构和折叠翼增加了重量,歼-15舰载战斗机的速度、升限和加速性比歼11B降低5%~8%,但升力性能较好,瞬间盘旋性能比歼11B好,稳定盘旋角速度差不多,基本与欧美中期改型的第四代战斗机相当,足以与“幻影”-2000、LCA、F-2、苏-27/30、“米格”-29k、F-15C/D、F-16C/D等战斗机较量,

二:滑跃起飞战斗机的问题

自歼-15舰载战斗机交付以后,一直在“辽宁”舰上进行滑跃起飞和拦阻着舰等试验性训练,但一般只携带PL-12中程和PL-8短程空对空导弹,虽然可以挂载两枚YJ-83K反舰导弹,但滑跃型的航空母舰对歼-15舰载战斗机的性能影响相当严重,歼-15舰载战斗机起飞前,要将加力开到最大,然后航母甲板收起止动轮挡,以最大推力从14度的滑跃甲板上离舰,AL.-31涡扇发动机在加力推力时,一分钟就要油0.75吨,而以0.9马赫速度在8000米高空巡航时每小时耗油才2.35吨,飞机执行作战任务时还要保留1.23吨爬升用油,0.48吨4分钟空战用油,2.4吨安全余油,携带导弹导致的阻力还要增加10%的耗油,所以歼-15舰载战斗机满载9吨油也只能飞两个小时,如果起飞和着舰要10分钟,进入/返回要1小时20分钟,那么2小时的作战半径就是370千米。



航母编队防空为300至400千米,“辽宁”舰105米长的1、2号起飞点最大安全起飞重量是28吨,歼-15舰载战斗机自重17吨,挂载4枚空空导弹和满载9吨油时重27吨,在1、2号起飞点的歼-15舰载战斗机足以在300千米半径内巡逻2小时,但中国海军在面对美国海军航母打击群时,首要的课题就是如何在猛烈打击中生存下来,辽宁号舰载战斗机数量不过24架。而美军尼米兹级航母舰载战斗机达48架,最多可搭载约100架舰载机,12小时内可起飞100~120架次,而“辽宁”舰受甲板面积和布局的制约,12小时只可起飞40~55架次,美航母一个攻击波次的战斗机是16架,执行攻击和护航的战机各半,一个战斗机编队至少要4架战斗机,“辽宁”舰除了随时保持一个战斗机编队在400公里空中巡逻外,还需要紧急出动一个战斗机编队加强,

航空母舰防空区是一个环状带,环状带的边界以舰载机起飞后5分钟可抵达的区域,以1.5倍超音速飞行5分钟到达150公里的环状带的边界拦截敌机,“辽宁”舰5分钟内可出动4架战机,15分钟再出动4架战机,这样就有12架战机参与拦截作战,每架舰载战斗机作战2小时后返回,再次起飞的准备时间为1.5小时,2个飞行架次就要10小时,如果每架舰载战斗机的留空时间达3小时,则可以减少重复的出动架次,减少往返时间,增加拦截力量,在此种情况下,作战半径就成为中国舰载战斗机的重要指标,但滑跃起飞就意味着只能在装载弹药和燃料中作出选择,特别是执行攻击任务时,歼-15舰载战斗机携带2枚近距空空导弹和6枚反舰导弹时载荷是5吨,满油时最大起飞重量是31吨,只能在195米的3号起飞点起飞,



对于对地攻击作战问题就更严重了,歼15在挂载6枚500千克常规炸弹和2枚空空导弹时起飞重量接近29吨,如果使用舰首2个短起飞点,油弹总重量不能超过9.3吨,这样作战半径只有500-700千米,而航母为了不受敌方岸基航空兵或岸基反舰导弹威胁,必须和海岸保持300~600千米安全距离,歼-15舰载战斗机在挂载4枚空地导弹后在短起飞点只能打击岸上200千米范围内的目标,当然可以减少燃料携带量在1、2号起飞点起飞,但作战半径也大大下降,解决的方法是空中加油,但中国的陆基加油机数量有限也无法在远海支援航母,因此由歼15舰载战斗机挂有加油吊舱客串舰载加油机,但只能通过不携带任何武器的方式外挂几吨燃油的副油箱,最多只能为1架战斗机的加油,由于“辽宁”舰只有24架歼-15战斗机,一部分客串舰载加油机后,执行防空和攻击的歼-15战斗机数量就非常有限了。

三:电磁弹射系统的优势


歼-15战斗机要想充分发挥作战能力,只有弹射一条路,2020年,中国第1艘弹射型航母出现在上海江南厂,第3艘国产航母也开始建造,003型航母配备了先进的电磁弹射系统,003型航母原来设计是使用蒸汽弹射器,蒸汽弹射器的问题是蒸汽膨胀速度慢、效率低,加速推力会越来越小,C-13-1型蒸汽弹射器刚发射时最大过载是6g,到了后段仅有2g多一点,到弹射冲程的末端蒸汽基本没有用了,而且蒸汽气缸容积几乎达到极限,美国“尼米兹”级航母4部蒸汽弹射器如果以每分钟2架的速度连续弹射8架飞机后蒸汽压强就不能弹射任何飞机了,如果只使用2部蒸汽弹射器也只能弹射26架。中国工程院院士马伟明少将在2002年开始研制电磁弹射器,2008年完成原理样机,开始研制1:1电磁弹射器验证机。



兴城舰载机飞行员训练中心是世界上最大规模的舰载机飞行员训练中心,拥有2台滑跳起降甲板、2部阻拦系统,可以同时训练两个团,2014年开始2条弹射系统,拥有储水罐、锅炉、汽轮机舱等附属设施的是蒸汽弹射系统,电磁弹射器建设在2015年加速,2016年完工,2017年开始进行弹射起飞试验,两种弹射器的外形结构不同,电磁弹射器的导轨略长,超过200米,而蒸汽弹射器的导轨大约200米,最大的结构差异是电磁弹射器拥有一套直线电动机,这是世界第二条电磁弹射器实验设施,电磁轨道长80米,这个实验设施的建成明中国已经掌握了大型直线感应电机和快速储能电容器,突破了电磁弹射器关键技术。



和蒸汽弹射系统相比电磁弹射有压倒性优势,电磁弹射峰值过载只有3g,没有蒸汽推力启动段那种突发爆炸性冲击,对飞行员和飞机影响较小,弹射速度一样时飞机可多载重8%至15%,还可通过计算机精确控制弹射能量,日出动量可以从120架次增加到160架次,轻巧的布局也节省出近一半空间搭载更多燃油,同时也能弹射“空警”600固定翼舰载预警机,如果弹射歼-15舰载战斗机,歼-15舰载战斗机可以满载9.3吨燃油的情况下还能外挂4吨弹药,作战半径达到1200千米或在航母300千米处巡逻3小时,这样003航母就可以在700公里外以4架战斗机建立第一道警戒线,在350公里外以16架战斗机建立第二道拦截线,远距拦截搭载外挂反舰导弹的美国战斗机。

四:弹射型的歼-15T战斗机



弹射型的歼-15T战斗机在2017年11月开始试飞,和滑跃型的歼-15战斗机不同的是大大加强了前起落架和内部结构,前起落架安装有弹射挂钩,用于连接电磁弹射器的弹射滑块,舰载机起飞时停在起飞阵位上,机务人员将弹射器滑块与前起落架连接,另一名机务人员使用止动杆将起落架后方与甲板连接,通过张力销固定,舰载机飞行员在机务人员撤离后就松开飞机刹车,让弹射器滑块缓慢向前移动至止动杆张紧,然后将发动机功率开到最大,在弹射指挥官按下开关后,弹射系统就会释放弹射滑块,张力销就被拉断,飞机像箭一样被弹射起飞,弹射版的歼-15战斗机起飞重量将不会受到限制,可以“满油满弹”起飞,能增加3吨有效载荷,对地攻击距离可达400~500千米,对空作战能够携带8-10枚中远程空对空导弹滞空3小时,战斗力是滑跃型的歼-15战斗机的2、3倍。



新一代的歼11D战斗机已经在2015年4月首飞,和歼11B战斗机最明显的变化是机头的雷达整流罩向上斜切,不再是苏式战斗机的与轴线垂直,也取消了雷达整流罩前端的空速管,这个设计和歼10C、歼20,歼16上都看得到,证明歼11D战斗机已经安装了倾斜平面的相控阵雷达。歼11D的相控阵雷达和歼16是同一型号,直径达1米的天线可以安装2000个发射功率20瓦的氮化镓T/R模块,峰值功率达40千瓦,探测对5平方目标探测距离达到300千米,对F-22隐身战斗机也能达到50千米,对F-35战斗机也能达到100千米,计算机运算速度高达20亿次/秒,储存器达到数G级别,可以同时跟踪25个目标,并使用射程150千米的“霹雳”15主动雷达制导空空导弹攻击其中10个目标,



歼11D战斗机由于电子战系统移到机体内部,原来挂载电子战系统的翼尖挂架可以用来挂载空空导弹,挂点增至12个,同时歼11D战斗机也换装了推力更大的涡扇10B发动机,弹射型的歼-15T战斗机基本可以全部换上歼11D战斗机的航电系统,改进后的弹射型的歼-15T战斗机具有满载状态短时间内大批量出动的能力,航程、雷达探测距离和中距空空导弹射程都远远超过各国现役的“幻影”-2000、阵风、苏-30、“米格”-29k、F-15C/D、F-16C/D、F-18E/F等战斗机,和F-18E/F战斗机相比,单机平均飞行架次是4比3,单机空战火力比为6比8,作战半径是0.7比1,可见弹射型的歼-15T战斗机的整体作战能力有了数倍提高。执行防空与反舰任务时,上述欧美型号无一能与歼-15T战斗机相匹敌,只有“先进版超级大黄蜂、F-35C能和歼-15T战斗机竞争。



歼-15T战斗机空重约18吨,载油9400千克,最大起飞重量33吨,机翼面积62.04平方米,发动机最大推力270千牛,典型空战挂载可携带8枚中距空空导弹加2枚近距空空导弹,“先进版超级大黄蜂"空重15吨,载油8119千克,机翼面积46.45平方米,发动机最大推力235千牛,典型空战挂载可携带6枚中距空空导弹加2枚近距空空导弹,F-35C空重15.785吨,载油8959千克,起飞重量25.5吨,机翼面积62.06平方米,发动机最大推力191干牛,典型空战挂载可携带4枚中距空空导弹,空战挂载下满内油起飞时歼-15T战斗机的推重比是0.95,翼载是146.7千克/平方米,“先进版超级大黄蜂”推重比是0.99,翼载是520千克/平方米,F-35B推重比是0.76,F-35C是0.98,翼载分别为520、505、411千克/平方米,



翼载越低升力余量越大,就越容易进行高机动,高机动会迅速损失能量,这时就要推重比补偿,二者的比值越好,空战机动性就越好,由上可以看出歼-15T战斗机飞行性能依然凌驾于先进版超级大黄蜂、F-35C战斗机之上,亚音速时机动性优势已经很明显,超音速时机动性更是-骑绝尘,挂载10枚空空导弹的冲刺速度比先进版超级大黄蜂、F-35C战斗机什么也不挂还强,“先进版超级大黄蜂”在携带6枚小直径炸弹和2枚中距空空导弹时燃油系数是0.33,每海里要消耗5.64千克燃油,除去1361千克储备燃油的作战半径是650海里,F-35C挂载同样武器时,燃油系数是0.33,作战半径是615海里,歼-15T战斗机也挂载同样武器时,作战半径是670海里,



歼11D战斗机的很多技术来源歼16战斗机,被称作单座版歼16,弹射型的歼-15T战斗机自然也拥有歼16的作战能力,除挂了可以挂载4枚“鹰击”-83K空舰导弹或4枚KD-88防区外发射的空地导弹外,也可以挂载6枚“鹰击”-91反辐射导弹或2枚“鹰击”-12空舰导弹,甚至可以挂载16枚500公斤级制导炸弹,“鹰击”-12空舰导弹射程超过400公里,美军面对这种超音速反舰导弹,防空区外线至少要从提高到450~480公里,E-2预警机的探测能力必须超过450公里,以4小时为一次任务周期,美国航母的4架预警机必需不顾飞行员休息不停地轮流出动才能达到,美军航母可以在600公里外探测到来袭歼-15T战斗机,如果歼-15T战斗机有足够的燃料就可以在600公里外开始超音速突防,在300公里防空区内巡逻的F-35C战斗机几乎难以赶来拦截。

五:结语



当然,歼-15T战斗机无论怎么改,由于未采用隐身设计,雷达反射截面积高达5平方米,如果与F-35B/C隐身战斗机交手可能落于下风,不足以F-35B/C战斗机抗衡,中国的第五代歼-35隐身舰载战斗机也开始试飞了,但并不代表歼-15T战斗机会被淘汰,估计中国海军的航母飞行部队也和美军航母飞行联队一样采用F-18E/F战斗机和F-35C战斗机各半组合,歼-35隐身舰载战斗机和歼-20战斗机那样负责争夺制空权,歼-15T战斗机和歼16战斗机那样负责做炸弹卡车,充分发挥各自的优势。