殲11D修正殲11B多種缺陷，但跳不出蘇27圈子

近期網路上流出了一架編號為D1101的新型戰鬥機試飛照片。它極可能是新型的殲11D戰鬥機，在吸取殲11B研製的經驗教訓基礎上進一步完善而來。

一：基本外形為何不變？難度較高而收益不成正比

我國參照蘇27家族型號自主研製的一系列型號都沒有在基本的外形上發生過變動，因為這樣做成本大、風險高，但收益卻較低。蘇27家族基本氣動設計成型於上世紀70年代末期，在設計之初它面臨著兩個取捨傾向：取的是異乎尋常大的航程要求，舍的是一部分超視距交戰和高敏捷飛行的潛力。比如後掠翼的「失速」特性，就是限制蘇27超視距作戰能力的元兇。

失速現象在扇葉設計不佳的劣質電風扇上也能見到：氣流突然無法繼續附著在扇葉上，電扇突然聲音變得很大，振動也強烈起來；雖然還在高速轉動，但風力卻變得極其微弱。用力前後左右擺動電扇以後，它會突然間「嗡」的猛然振動一下，風力恢復正常，而振動和噪音也小了下去。試想一下，在空氣中吃不住力的不是扇葉，而是飛機的機翼，那會發生什麼樣的事情？

圖：想像一下，當紅圈區域喪失升力，而綠圈區域仍然在產生大量升力時，飛機姿態會怎樣變化

後掠翼的失速特性正是最可怕的：它首先從後方的外側翼尖開始，當機翼後方喪失升力時，機翼前方的升力會使飛機的頭部猛烈翹起——直到整個飛機都喪失升力，進入失控狀態。蘇27的眼鏡蛇動作就是在這種「快速抬頭——機翼迎角超過失速臨界——被猛烈向上掀翻」的基礎上深入研究試飛出來的特技動作。

飛機在跨聲速區域內進行劇烈機動時，隨著速度的衰減很快會掉到亞聲速範圍內，並出現一個稱之為「加速旋轉」的抬頭趨勢。蘇27這樣的後掠翼飛機，如果在跨聲速區域還做最大的極限機動；那麼它就極有可能進入亞聲速範圍內後就因為「再次抬頭——超過極限迎角——翼尖失速——被猛烈掀翻」而失控。如果是在空氣密度很大的低空，這足以導致空中解體。

在蘇27開始研製時，當時的機載火控雷達水平要在30公里以外穩定的跟蹤、鎖定戰鬥機目標還非常困難。這意味著絕大多數超視距空戰展開時，戰鬥機的飛行速度主要在高亞聲速階段；因此蘇27在跨聲速階段犧牲了30%左右的機動性，從0.85倍聲速開始最大過載就從9G降低到6.5G，以保留超強的航程能力。

實際上在60-80公里距離上雷達開機搜索目標，並從高亞聲速巡航狀態轉入全加力衝刺；在1.2~1.4倍聲速下接觸交戰的現代中距戰術，是90年代以後伴隨後期三代機、主動中距導彈的成熟而發展起來的，極大程度上就是針對蘇27和米格29開發的。你在跨超聲速區域最不擅長機動？那我就把你拖進跨超聲速區域來打；你願意停留在亞聲速範圍也沒關係，那只會使我獲得非常明顯的能量優勢。

圖：除了蘇27與米格29，幾乎所有三代機機翼的後緣都是平直或者類似殲10這樣帶一定前掠角度的，這不是巧合

從總體來說，要改進蘇27氣動外形，真正獲得明顯的飛行性能提升，必然要徹底廢除現有的機翼和平尾組合等核心氣動設計，工作量、難度以及經濟成本都非常接近設計一款全新的型號。但不論再怎麼改，新機型的總體性能仍然跳不出三代機的範疇，反而不可避免會在航程等性能上有所損失。

在我國已經有殲20這種真正四代機的情況下，殲11系列的新改型花太大本錢去改善制空能力是沒有意義的，做好遠程對地攻擊等多用途的「打雜」工作才是它的真正價值所在。

二：飛行控制系統數字化，可靠性和環境適應能力實現突破性提升

從合理的技術規律角度來說，殲11D作為殲11B的後繼發展型號，它必然要著重解決殲11B上一些遺留已久的設計遺憾，這其中涉及到飛控系統的內容就是一個非常重要的部分。根據院士叢書的披露，原本研製單位在殲11B上就計劃進行電傳系統數字化的改進，但因種種原因一直推遲到殲11BS上才實現。

在電傳飛機上，駕駛員操作駕駛桿和腳蹬給飛機下達的指令，都要通過飛控計算機「翻譯」成合適的指令以後，才會傳遞給驅動水平尾翼等氣動面活動的液壓伺服機構。因此說飛控計算機是電傳系統的核心部分也毫不過分，而殲11B的電傳系統是蘇27SK上相關產品的國產化型號，它最大的缺陷正是模擬電路飛控計算機的可靠性差、可維護性差。

圖：飛機上的電子器件常常安裝在各種機匣中

蘇27的電傳系統核心是分別以白、綠、黃、藍四色塗裝，按此順序排列的計算機匣（類似於電腦機房中的刀片式伺服器）和對應的單配電源組件；分別對應1、2、3、4控制通道。這種多餘度的設計，保證即便有一到兩台計算機出現故障，給飛機發出錯誤指令，也不至於造成災難性的失控事故。而這8個設備組件全部安裝在CT-5台架上。由於蘇聯氣候寒冷，蘇27飛控計算機在本土使用時完全可以保證溫度處於正、負60攝氏度以內的要求，因此沒有為機匣設計專門的降溫除濕空調管道。

在我國的使用過程中，由於南方的高溫、高濕，尤其是沿海地區的高鹽度，蘇27飛控計算機的模擬器件電氣信號畸變現象很嚴重，故障率很高。雖然蘇聯針對蘇27飛控模擬電路穩定性和可靠性不佳的問題，設計了很多可調電位計供維護人員調節，保證飛控計算機工作正常；但在我國的地面維護過程中，很多氣候較為炎熱的單位，都在經驗教訓里特彆強調控制蘇27飛控計算機的地面開機時間，以避免其過熱而故障、甚至燒毀。

而在殲11BS上，相關單位巧妙的通過將原蘇27系列飛控計算機的輸入輸出特性提取出來，並在數字計算機中運行；依靠數字計算機的高性能、低功耗、低發熱、高可靠性，大幅度改善了飛控計算機的可靠性問題。用一個不甚確切的比喻，這就像在個人電腦上運行紅白遊戲機模擬器——而你再也不用擔心遊戲卡帶接觸不良的問題了。

雖然殲11BS的電傳發展出現過挫折和不順，但這條技術路線本身並沒有太大的技術難點。對於殲11D我們應該抱有充分的信心，它的飛控計算機一定會比殲11BS更加完善，在完美繼承蘇27SK電傳功能的同時，將可靠性提升到接近殲10等西方標準下第三代原生數字電傳戰鬥機的水平。

三：機身結構改進與發動機性能提升

前蘇聯由於自身在精密化工上的不足，在戰鬥機上應用先進複合材料的比例一直很低。比如在較為早期的蘇27上，整架飛機只有座艙風擋前面的蒙皮才象徵性的使用了一點碳纖維複合材料。一般來說，使用碳纖維複合材料取代鋁合金，可以實現20~30%左右的減重效果；因此在殲11B的研製過程中，較大比例替換先進材料就成為一個重要的性能提升突破口。

然而根據研製單位自己公開出版的一些資料和專著，比如《飛機結構典型故障分析與設計改進》中披露的情況，殲11B在這方面遭遇了一定的挫折。設計規範和經驗的匱乏，使殲11B儘管選擇了最穩妥的結構改進方案——剛度等代設計，在保持原結構設計基本不變的情況下將鋁合金替換成複合材料，仍然出現了裂紋頻發、壽命不達預期等問題。

圖：注意平尾下表面的黑色區域，那是防振顫的配重鋼板。殲11D和殲11B一樣，繼承了包括振動特性在內的原蘇27SK基本結構設計

殲11D作為時隔將近10年以後推出的新型號，其結構設計不僅會集殲11B諸多整改措施於一身，還肯定會應用一些殲11B上未能採用的較大改動設計。這其中帶來的好處，不僅是提升結構可靠性、降低維護成本（複合材料部件一旦開裂或者分層，無法維修只能更換）、使飛機的實際壽命達到等同並優於蘇27SK原型機的設計目標，在飛行性能上也應該有較明顯進步。

殲11B由於要安裝太行發動機，對進氣道進行了更改設計。蘇27SK的進氣道調節板分為前、後兩個部分；出於儘可能少更改原始設計的謹慎心態，設計單位只重新設計了複合材料結構的後調節板，而前調節板結構基本不變。這個設計帶來了兩個問題：首先是後調節板的前緣無法承受氣流衝擊被整體撕裂，脫落的部件打傷了發動機，後來通過將前緣更換為鋁合金部件而得以解決。

圖：太行發動機在殲11B上一直「吃不飽」

第二個問題則對飛行性能影響較為嚴重。太行發動機的設計類似於美國F110發動機，比起蘇27原裝的AL31F發動機要更多的空氣才能「吃飽」。但殲11B進氣道設計上過於妥協，使其調節系統能提供的最大截面積不足，通過不了那麼多空氣。因此設計師李明院士要求太行發動機研製單位，降低發動機的進氣流量和推力，以完成和飛機的進氣道匹配工作。

從合理的角度上看，殲11D必然要更正這一缺陷設計；一方面是真正解放出太行發動機的真正性能水平，另一方面也是為以後能安裝更大推力、更大流量的太行發動機改型留出餘地。

四：強化多用途能力，但航電系統的具體構架仍是懸念

殲11B研製之初的定位，是為我國提供一種現代化的蘇27SK戰鬥機改型；核心重點在於通過替換較為先進的航空電子設備，實現制空能力的大幅進步。就像早期的殲10一樣，殲11B也並不具備對地面目標精確打擊等多用途作戰能力，這是一件非常可惜的事情——蘇27家族擁有著幾乎是歷代戰鬥機家族中最強的掛載能力和航程能力。

在殲10S和殲11BS都先後開始具備多用途作戰能力以後，殲11D成為多用途戰鬥機已經是必然的選擇——既是適應部隊的作戰能力增長需求，也有著充分的技術基礎。而最大的懸念在於：給殲11D提供多用途作戰能力的航電系統，具體先進到什麼程度，採用了何種架構？

我國先進航空電子系統大致上可以分為三代。第一代是以1553B匯流排構架為核心（和多數西方三代機相同），作為殲10的配套項目完成研製，從上世紀80年代開始起步。這套系統是我國目前最成熟的先進航電之一，經過多輪改進和優化，匹配到了多種機型上，包括FC1和殲11B，表現較為可靠穩定。

圖：雖然具體水平有差距，但殲10B航電確實出自F22的技術路線，與其它三代機完全不同。

第二代則是對F22「寶石柱」航電系統進行追蹤研製的HSDB匯流排航電，根據空軍工程大學公開論文《新型戰機綜合航電系統及其高速光互聯技術》中明確指出該系統應用於殲10戰機，可以推斷殲10B型上搭載的即是該系統。而第三代航電，則是追蹤F35的技術成果，目前僅由殲20原型機搭載，應該還並未達到真正的實用化水平。

因此殲11D上搭載的航電系統視定位高低的差異有兩種可能。第一種是在殲11B航電基礎上進行強化，更換關鍵設備（比如將平板縫隙陣列天線雷達換成相控陣雷達）並添加一些額外設備形成多用途作戰能力。這種情況下殲11D的航電水平會非常類似於F15K等西方最新的較為新型的三代機改型水平。

如果殲11D定位較高的話，很有可能會使用衍生自殲10B平台的HSDB匯流排航電；實現近似於殲10B這種「三代機平台+四代航電」的組合。由於蘇27sk平台的掛載能力和航程能力上壓倒性的優勢，僅論多用途能力而言殲11D毫無疑問要遠勝於殲10B性。但是殲11系列受限于飛行控制系統的問題，難以實現火力控制系統、電子干擾系統與飛行控制系統的綜合一體化，這一方面卻又遠不及殲10B.

結語：

雖然殲11D的具體情況，還有待於進一步的資料和信息公開，但我們至少能得出這樣一個結論：歷經挫折和磨難，但殲11B終於涅槃重生，向達到能承擔起當年國家和軍隊領導人對它的重望而進發。