格鲁门方案
继1986年成为“和平典范”计划合作方之后,1988年,格鲁门再度获准参与超-7研制计划。
最初的格鲁门方案看起来更像军刀II的改进型,外观上最大的变化是将传统的大后掠三角翼更改为“边条翼+中等后掠梯形翼”,并加装类似F-16的双腹鳍,但在其它方面,包括尾翼、进气道、起落架结构等仍维持原来的设计——我们通常见到的早期超-7想象图就是这一方案,对于熟悉歼-7的航迷来说依旧可以毫无困难地看出两者之间的渊源。这些改变表明,超-7的研制者们已经开始试图利用气动设计的改进来进一步提高超-7的机动性能。但另一方面,为了保证低造价和低风险,这时的超-7在很大程度上仍然照搬了母型歼-7的设计。需要指出的是,这时超-7方案中的边条翼仍然属于窄边条类型。众所周知,边条面积越大,拉出的涡流越强,从而产生的涡升力也越大,但副作用是力矩的非线性也越大,有可能出现传统的机械-液压操纵系统无法控制的局面。在当时的方案中采用窄边条,恐怕并非偶然。
接下来,后来超-7最重要的外部特征之一——肋部进气道登场了。超-7原本采用的两侧进气道设计在小迎角下进气性能尚可,但大迎角性能不好。后在格鲁门公司专家协助下,将进气口向内倾斜10度,大迎角性能遂得到大幅改善。后来格鲁门公司虽然在1989年后退出超-7计划,但肋部进气道设计却一直保留下来,成为超-7的设计亮点之一。
从1988年到1989年,格鲁门参与超-7计划的时间并不长。但恰恰是这一时期的合作奠定了超-7的基础。对大多数人而言,他们所认同的超-7正是从格鲁门的方案开始的,而不是之前的军刀II。这个时期的改进措施锁定在飞机的机动性方面。由于格鲁门的加入,超-7开始引入一些第三代战斗机的设计技术和概念,重点强调飞机的大迎角机动性能。也正是由这时候开始,超-7开始摆脱原歼-7系列“旧瓶装新酒”的改进模式。
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该模型上带了中距、近距空空导弹 |
FC-1方案
格鲁门退出之后,
超-7沉寂了几年。只是在1990年成飞和巴基斯坦先后表示将继续推进超-7计划。随后米高扬设计局悄然进入超-7计划,成为第三个合作方,取代了原来格鲁门的位置。
对国内航迷而言,再一次看到超-7已经是在1995年北京航展了。这时候的超-7,对外名称已经更改为FC-1。第一次在北京航展见到FC-1小比例模型时,相信很多人都会吓一跳——和格鲁门方案相比,原来残留的歼-7特征几乎消失殆尽,包括起落架形式也完全更改,看起来更接近F-16而不是歼-7。
FC-1的主要特点是:采用经过大量风洞试验优选的75度大后掠角宽边条,并向后延伸形成后边条兼作尾撑;双腹鳍位置由原来的后机身下部两侧向外移动到后边条外缘处;带前后缘襟翼并采用复合弯扭的42度后掠梯形翼,平尾、垂尾完全更改,都经过切尖修形,前起、主起的结构形式也全部改变——笔者至今仍然记得看到起落架那一瞬间的惊诧;发动机方面,由于和西方关系恶化,转而采用克里莫夫RD-93涡扇发动机(米格-29所用RD-33的改进型);航电方面,问题更加严重,国际关系的变化使得原来准备依赖西方航电的FC-1面临极大的变数,并在今后几年间严重影响了FC-1的决策和进度——事实上直到今天,FC-1的航电配备仍未明确(至少没有公开);操纵/飞控系统方面,最初FC-1一直宣称为了降低造价,采用机械-液压操纵系统,但随着时间推移,FC-1的传统操纵系统升级为电传飞控系统,早期是纵向二余度电传飞控,到01架原型机首飞时已经改进为“纵向全权限四余度电传飞控+二余度模拟备份,横航向二余度机械备份+有限权限两余度数字式控制增稳”。
从那时起,直到2002年9月冻结技术状态,FC-1的气动外形基本就没有进行大的修改。从整体布局来看,FC-1确实相当重视提高机动性,尤其是大迎角下的机动飞行能力。一方面,其肋部进气道大迎角进气性能良好,为FC-1大迎角飞行提供了保证;另一方面,FC-1的宽边条在大迎角下可以拉出极强的涡流,大幅改善机翼大迎角性能,而其后边条/尾撑在大迎角下预计会有一个强烈的低头作用,从而提供良好的大迎角下的恢复能力。飞控系统的急剧改进更是体现了合作方对飞机机动性的高度重视——但从另一方面来说,也可以说是气动外形的改进促进了飞控系统的改进,宽边条加剧了大迎角力矩非线性变化,传统操纵系统可能已经无法控制了。
纵观十余年来超-7/FC-1的方案演变,我们可以发现一个非常有意思的特点:该机的技术水平实际上折射出成飞的技术实力。80年代中,国内航空工业水平严重落后与世界水平,几乎没有什么技术储备,改进的途径主要是换装,国外技术所占比例相当大;格鲁门的介入,使得超-7技术水平上了一个新台阶,边条翼、肋部进气等设计都是首次在国产飞机上应用,改进途径主要是气动设计,虽然国外技术仍然占有不少分量,但成飞自己也从中获益匪浅;到了FC-1阶段,尽管有米格设计局介入,但其扮演的角色更象是咨询者,特别是后期飞控系统的改进,更是显示成飞技术水平的极大提高——如果留意航空报的报道,不难发现这些技术来自何方。