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高空高速!它是传奇

作者:航空工业
高空高速!它是传奇

今天,我们接着在中国航空工业历史博物馆里“挖”宝,在中国航空工业的历史长河中深挖细掘。

1969年7月5日,首架歼8原型机在沈阳首飞成功。这是中国第一架自行设计研制的高空高速战斗机,开辟了新中国航空工业从仿制到自行设计的新纪元。

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在中国航空工业历史博物馆这面型号墙的左下角,歼8非常醒目。

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能否自行设计研制先进战斗机,是一个国家航空工业水平的重要标志。中国航空工业要提高技术水平,必须突破自行研制先进战斗机这一关。1956年首飞的歼5战斗机仿制的是苏联的米格-17战斗机,1958年12月首飞的歼6甲战斗机仿制的是米格-19。

1956年8月15日,新中国第一个专业的飞机设计室在沈阳飞机厂组建,从国外归来的徐舜寿、黄志千和叶正大带领平均年龄只有22岁的飞机设计师们,踏上了自行设计国产喷气式飞机的漫漫征程。

从“技术摸透”到自行研制

在歼7飞机的文章里我们提到,1962年5月,航空研究院和航空工业管理局联合发出《关于共同组织米格-21飞机技术摸底,为仿制及进一步自行设计做好准备的联合指示》,要求航空工业沈阳所扎扎实实地做好对米格-21的“技术摸透”工作。这次为期3年的“技术摸透”工作,为歼7试制,特别是对沈阳所自行设计研制歼8战斗机积累了大量的技术资料。

与此同时,沈阳所研究了国外5种战斗机和高空侦察机,绘制了部分图样,积累了可供借鉴的技术。1964年,沈阳所启动了国产新型战斗机总体方案的设计论证工作。1964年5月15~19日,航空研究院在沈阳召开新机专题会,叶正大在会上做了米格-21改进改型报告,提出要在米格-21基础上,设计一种性能更好的国产新型战斗机。

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▲叶正大

同年10月25日,航空研究院在沈阳召开新机方案论证会,沈阳所提出了新型战斗机装单台新研制大推力发动机、装两台成熟发动机两种设计方案,最后确定采用稳妥的装两台成熟涡喷7发动机的设计方案。

1965年5月17日,国家批准了定名为“歼8”的国产新型高空高速战斗机的战术技术指标和研制任务,明确歼8飞机采用类似米格-21的飞机外形,改用两台发动机的气动布局。歼8战斗机采用机头进气、大后掠角薄三角机翼、下平尾的外形布局,装两台涡喷7甲发动机,飞机实用升限达20000米,最大平飞速度达到2.2马赫,基本航程1500千米,最大航程2000千米,最大爬升率达200米/秒。飞机将安装经改进设计的空空导弹和航空机炮,安装搜索距离较大的雷达。

随后,三机部正式下达了歼8战斗机设计试制任务,飞机设计研制由沈阳所和沈阳飞机厂承担。然而,1965年5月20日,歼8飞机总设计师黄志千在前往国外参加航展途中遭遇飞机失事,不幸遇难。歼8飞机设计的技术工作由沈阳所副所长叶正大负责。

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▲黄志千

1965年9月,歼8战斗机(白天型)的设计工作全面展开。负责飞机气动布局设计的副总设计师顾诵芬带领设计人员设计了多种方案,进行了大量的风洞试验,先后解决了超声速方向稳定性、水平尾翼和垂直尾翼位置、飞机焦点位置等技术问题。1965年12月,歼8飞机木质样机审查通过。1966年底,沈阳所发出了歼8飞机的全套飞机设计图样。1967年初,歼8飞机进入了试制阶段。

承担歼8飞机试制工作的沈阳飞机厂从1965年下半年就开始了准备工作,沈阳飞机厂第一副厂长兼总工程师高方启、副总工艺师罗时大主持制订了歼8工艺总方案。全机11400多个零件,1200多项标准件,从100多个组合件到前后机身对合、机身机翼对接,以及发动机、油箱安装等,基本都是一次成功。歼8飞机工艺总方案明显减少了工艺装备的数量,极大地加快了飞机的试制进度。1968年7月,首批两架歼8原型机总装下线。

1969年7月5日,时任空军副司令员曹里怀下达放飞命令,试飞员尹玉焕驾驶歼8飞机两次通过机场上空后安全降落,中国第一架自行设计研制的高空高速战斗机首飞成功。

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从方案论证到首飞成功,歼8研制经历了四年零十个月。对于一个缺少设计经验,主要依靠自行设计完成的全新机型来说,这是很快的。这得益于沈阳所踏踏实实地对米格-21进行了“技术摸透”工作,得益于沈阳飞机厂对歼8飞机的制造工艺提前进行了攻关,得益于三机部组织行业大力协同,全力支持歼8飞机研制。

曲折的试飞定型之路

1972年7月,上级机关批准安排歼8飞机进行小批量生产。1975~1979年间,相继有三架新机加入试飞行列,试验试飞得以加快。

作为大陆自行研制的首款高空高速战斗机,试飞工作可能遇到的风险与困难不言而喻。承担这一重任的是大陆“科研试飞英雄”滑俊、王昂领衔的英雄试飞员群体。

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▲试飞员王昂、苏国华、滑俊、李少飞(从左至右)在试飞歼8前认真研讨试飞方案

1978年6月,王昂驾驶歼8进行高空加力边界试验,飞机在高空时突然双发同时停车。他一面观察飞机下滑情况,一面起动发动机。12000米的高度里他连续3次轮番起动发动机失败,转眼飞机就跌落到近3000米高度,必须赶快在跳伞和迫降之间做出抉择。

王昂毫不慌张,迅速把油门拉到停车位置,转向机场。同时报告指挥员,一边作进近机场迫降准备,一边不放过最后的开车机会,终于第六次尝试时,发动机起动成功,这时飞机距离地面仅有1500米。王昂冒着生命危险挽救了飞机,取得了歼8飞机无动力情况下在高、中、低空中的准确下滑率。地勤人员也根据王昂提供的线索找到了原因,消除了隐患。

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1978年5月,为彻底解决歼8在跨声速时机体强烈振动的问题,总设计师顾诵芬三次乘坐歼教6飞机在空中仔细观察歼8。当时他已经年近50,每次飞下来,都大汗淋漓。就这样,他判明了气流分流区,找到导致飞机振动的根本原因。最后采取局部修型以消除气流分离的方法,彻底解决了这项技术问题。

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▲顾诵芬乘坐歼教6上天近距离观测歼8跨声速抖振问题

设计定型

1980年3月2日,国家军工产品定型委员会批准歼8飞机白天型设计定型。同时,歼8飞机全天候型(即歼8Ⅰ)的研制工作开始提速。

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▲歼8白天型设计定型资料审查,顾诵芬、管德、钟敏昭、邱宗麟合影

歼8Ⅰ飞机在三个方面进行了改进:安装204火控雷达等11项电子设备;座舱盖、座椅、氧气系统和组合仪表进行了重新设计;改装新的航炮、装备4枚霹雳2空空导弹和4组火箭。在顾诵芬总设计师带领下,1978年2月,沈阳所发出了歼8全天候型——歼8Ⅰ的设计图样。当年10月,沈阳飞机厂投入飞机试制。

1980年5月,首架歼8Ⅰ在沈阳飞机厂总装下线。1981年4月24日,歼8Ⅰ原型机由试飞员鹿鸣东驾驶首飞成功。1985年7月27日,航定委批准歼8I全天候型战斗机设计定型并投产,开始交付部队使用。

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由于歼8Ⅰ飞机的导弹和雷达无法满足夜间作战的需求,空军要求沈阳所在歼8Ⅰ飞机基础上,选用JL-7A雷达、火控计算机、导弹离轴发射控制装置、YX-5供氧系统等设备进行改装歼8Ⅰ飞机。1992年11月,改装后的飞机实现首飞,命名为歼8E,作战能力得到了明显提高。

从歼8I开始设计到设计定型,所用的时间明显短于歼8白天型,这一方面说明整个设计研制队伍积累了一定的经验,另一方面也得益于改革开放给航空工业带来了前所未有的活力。歼8白天型和歼8Ⅰ全天候型战斗机研制成功,标志着中国人在自行设计研制高空高速战斗机方面达到一个新的水平,终于在航空武器装备自主研制和制造方面迈出了坚实的一步。

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▲整齐排列的歼8机群

1985年10月,歼8白天型和歼8Ⅰ全天候型荣获了国家科技进步奖特等奖。

研制歼8Ⅱ

根据美苏引领的世界战斗机发展趋势和战斗机在局部战争的实战表现,超声速战斗机的空战越来越多地发生在中、低空和接近声速的场景,这需要战斗机具备良好的高机动性能,要求飞机具备优异的转弯、加速、减速和爬升性能。

于是,航空工业部在20世纪80年代初提出了歼8战斗机大改方案,启动研制歼8Ⅱ战斗机。1980年9月4日,国家批准了歼8Ⅱ的战术技术要求:全天候战斗机,能够在昼夜和复杂气象条件下拦截敌方轰炸机、歼击轰炸机,能与敌方战斗机空战并夺取制空权,兼有一定对地攻击能力。

歼8Ⅱ战斗机为提高作战能力做了六个方面的改进:一是重新设计了飞机的前机身,改机头进气为机身两侧进气,以便于在机头安装更大的新型雷达天线;二是换装了推力更大的涡喷13发动机;三是增装了两个外挂架,并装备了中距空空导弹,同时还能挂载航空炸弹,加强了空战和对地攻击能力;四是更新了瞄准具;五是增强了电子对抗能力,提高了现代电子战环境下的飞机生存能力;六是装备了自动驾驶仪。

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改进后的歼8的低空机动性、跨声速性能将比歼8Ⅰ飞机有明显改善。相对于歼8原型机,歼8Ⅱ总更改率在70%以上,新成品约占全机成品的三分之一。

1981年4月,沈阳所进行了歼8Ⅱ方案论证,确定了飞机总体设计方案。航空工业部将飞机研制任务下达给沈阳所和沈飞承担,顾诵芬担任飞机总设计师。

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▲歼8Ⅱ总设计师顾诵芬

在歼8Ⅱ设计中,飞机由机头进气改为两侧进气是最大的难题,科研人员为此进行了反复试验,使进气道的亚声速和超声速进气水平均佳。歼8Ⅱ完成了风洞试验39项,吹风11000次,结构、系统试验58项,动静力试验25项。沈阳飞机厂从1983年开始工艺装备和零件的制造,用17个月时间完成了新机试制工作。

1984年6月12日,首架歼8Ⅱ战斗机在试飞员曲学仁驾驶下成功完成首飞。1988年10月15日,国家军工产品定型委员会正式批准了歼8Ⅱ设计定型。1989年12月底,歼8Ⅱ首批机交付部队使用。1989年6月8日,歼8Ⅱ真机亮相第38届巴黎航展,引发了国际航空界的广泛关注。

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▲歼8Ⅱ首飞

歼8Ⅱ飞机采用两侧进气的气动布局改变了中国战斗机的传统结构,进气效率在高速时保持了歼8Ⅰ飞机的水平,低速时比歼8Ⅰ飞机提高了6%。歼8Ⅱ还是中国第一架采用自行研制的战斗机自动飞行控制系统的飞机。

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▲歼8Ⅱ在2010年中国航展上进行静展

歼8Ⅱ飞机在型号研制中全面采用了系统工程的管理方法,建立了行政指挥系统和总设计师系统,形成了型号、系统、主任、主管四级技术负责制,这种型号系统工程管理方法后来在航空工业的型号研制工程中被广泛采用。

其他改进改型

01 歼8B

歼8Ⅱ战斗机01批由于部分机载电子设备和机载武器方面的问题,影响了生产和交付。根据用户要求,从1988年到1995年,沈阳所在歼8Ⅱ飞机基础上研制了歼8Ⅱ的02批状态飞机,即歼8B飞机。

歼8B飞机的总设计师是沈阳所李明。歼8B飞机换装了新的国产雷达,加装了新型大气数据计算机、新的平显火控系统、新的通信/导航/数据传输系统和半主动雷达型空空导弹,使飞机的近距格斗、中距拦射和综合作战能力明显提高。歼8B飞机于1995年完成设计定型并开始批量交付部队使用。

02 歼8D

1988年,中央军委根据国防建设的需要,决定启动空中加油工程。歼8Ⅱ战斗机作为受油机,从1989年初开始了型号研制工作。沈阳所李明、杨凤田分别担任了型号的总设计师和常务副总设计师。

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歼8Ⅱ受油机以歼8B飞机为基础,通过加装可拆卸固定式受油探头装置、改进燃油系统、加装国产惯导、加装空中测距塔康和管波着陆设备,实现空中加油功能。1990年11月21日,歼8Ⅱ首架受油机在沈飞首飞成功。1991年12月23日,中国的空中加油首次试验成功,歼8D受油机和轰6加油机成功实现了空中加油。1996年,歼8D完成了飞机设计定型开始交付部队使用,填补了中国航空武器装备的空白。1999年10月1日,在国庆50周年大阅兵中,歼8D飞机编队飞过天安门广场,在国内外引起了很大反响。

03 歼8ⅡACT验证机

1996年12月29日,由李明担任总设计师的歼8ⅡACT验证机在沈阳首飞成功。该机使用不带任何机械系统的三轴四余度数字电传飞控系统,对飞机实施从起飞到着陆的全时间、全权限的飞行操纵,标志着中国已经突破了数字式电传飞控系统技术,为后续多个型号飞机应用电传飞行控制系统铺平了道路。

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04 歼8F

为使歼8Ⅱ战斗机能够配装使用大陆新研制的主动雷达制导型中程空空导弹,沈阳所设计研制了歼8F战斗机。该机配装涡喷13B发动机,采用了新型的火控雷达,可发射主动雷达制导的新型中程空空导弹,同时加强了飞机对地/对舰的攻击能力,使飞机具备超视距多目标攻击能力。1997年,歼8F飞机正式立项,沈阳所杨凤田担任飞机总设计师。歼8F飞机于2000年首飞成功,2004年12月完成设计定型。歼8F战斗机投入使用后,受到了军方肯定。

05 歼侦8F

在歼8F基础上,沈阳所设计研制了歼侦8F战术侦察机。该机拆除了飞机原有的航炮,安装了侦察照相设备,还在机身下挂载了红外相机及合成孔径雷达吊舱。该机还可安装电子情报和信号情报侦察吊舱,使飞机具有一定的战略情报搜集功能。除执行侦察任务外,歼侦8F飞机也可携带空空导弹,并可在夜间和复杂气象条件下执行侦察任务。歼侦8F于2007年12月通过技术鉴定,投入使用后以其高空高速的显著特点,成为我军侦察机的主力机种。

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目前,歼8系列飞机仍是大陆空军、海军的主力装备之一。在2001年中美撞机事件中,一架美国海军EP-3侦察机侵入大陆海南岛附近海域,飞行员王伟驾驶的一架歼8Ⅱ战斗机在中国专属经济区上空与美机发生了碰撞,王伟不幸牺牲。

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经过50多年的发展,歼8飞机已在中国航空工业和航空科技的发展进程中留下了辉煌的历史。尽管“二代机”高空高速的性能特点与后来“三代机”强调高机动性和中低空作战能力存在差异,一定程度上减弱了歼8系列战斗机在大陆更大批量的装备。然而,歼8战斗机系列化发展的经验是十分宝贵的财富,歼8战斗机在新中国航空工业发展中的辉煌地位是永存的!

向托举歼8奋战50载的航空人致敬!

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文字、制作/兰健

主编/肖瑶 监制/白鹭

来源/中国航空工业历史博物馆、《华夏龙腾——中国飞机发展侧记(1978—2020)》、航空工业沈阳所、航空工业沈飞、中国航空报社

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