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歼七传(二)家族成员

发布时间:2013-04-26  原作者:老毕   点击数:

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家族成员

  米格-21 和歼-7 飞机装备部队以后,空军认为飞机的稳定性、操纵性、起飞着陆性能良好,对飞机的飞行速度和高度比较满意,无线电及其它机载设备也都比以前装备的歼-6 飞机更为先进,是一种较好的飞机,但在使用的过程中也暴露出飞机的一些设计缺陷和不符合中国国情的问题。如部队飞行员反映强烈的座舱空间设计参数与中国飞行员人体参数不完全相容,弹射救生系统可靠性差而影响飞行安全。飞机机翼下外挂的两枚空空导弹性能落后而且发射使用限制条件太严,在实战上难以发挥应有的作用和威力。飞机只装备了一门 30 毫米口径的航空机炮且备弹量又少,导致近战时火力不足?;迥诓咳加土刻?,飞机的作战留空时间短等。为了满足部队的需求,三机部于 1968 年指示成都飞机制造厂停止歼-7原型的试制,要尽快开始对歼-7 飞机的改进改型,立足首先解决部队提出的这些迫切要求改进的问题。在此后的三十多年里,成都飞机制造厂不断挖掘歼-7 的潜力,从而发展出数十个不同的型号,不但使之成为中国空军和海军航空兵的主力歼击机,而且成为八、九十年代中国出口创汇最主要的军用飞机。

歼-7 原型

  歼-7 原型是歼-7飞机的第一种生产型,由沈阳飞机制造厂按照米格-21Ф-13 型飞机仿制而成的。飞机结构基本与米格-21Ф-13 型一样,但根据当时工厂生产工艺的要求进行了少量的改动。沈阳飞机制造厂于 1967 年开始歼-7 原型的小批生产,不过生产时间很短,到 1970 年停产为止一共只生产了 23 架,加上用苏制米格-21 散装件组装的 15 架整机以及当初引进的那架样机,一共交付给空军 39 架,其中军援阿尔巴尼亚 12 架。

援助阿尔巴尼亚的歼-7 原型

歼-7 自动增稳系统验证机

  歼-7 飞机尽管在中空或低空低速时具有足够的动稳定性,但在高空高速飞行时的动稳定性却不足,容易突然出现“低头”现象,这种绕其重心的俯仰振荡周期往往只有几秒钟。此时飞行员仅靠机械操纵系统来不及推拉驾驶杆转动平尾来消除。这种振荡现象不仅在飞机平飞受扰时产生,而且在正常操纵时也可能会产生,这样必然会影响飞行员操纵飞机甚至危及飞行安全,同时也会影响到飞机作战性能,降低武器射击的精度。解决这个问题的最行之有效的办法之一就是在机械操纵系统中加装自动增稳系统进行增稳。1964 年西安飞行控制研究所(618 所)根据当时空军的要求,开始研制 631 型纵向阻尼器,尝试用以改善歼-7 飞机的纵向稳定性。这是一种模拟式单轴自动增稳系统,是国内自行研制的第一套用于增强高空高速飞行时纵向动稳定性的歼击机纵向阻尼系统。631 型纵向阻尼器共生产试验样机 5 部,1970 至 1971 年安装在一架歼-7 飞机上进行了验证试飞,试验结果表明飞机加装纵向阻尼器后能显著地增加短周期模态的阻尼比,纵向稳定性得到了一定改善,但还存在力反传问题。限于当时的认识,631 型纵向阻尼器只是简单地在原来的操纵系统基础上来弥补飞机自然阻尼的不足,在助力器前面接入阻尼器的舵机,从而导致严重的力反传而使飞机不可控。后来为了排除力反传问题,又在操纵系统杆系中增加一个摩擦阻尼筒,结果又使驾驶杆力过大造成了严重的人激振荡,这种人激振荡在起飞和着陆过程中发生将很危险,该现象曾经使试验飞机在着陆时冲出跑道前轮受损。由于当时国内技术水平的限制,这些问题一时难以解决,加装自动增稳系统的试验仅试飞了两个起落后就被迫停止了。

歼-7I

  由于作为歼-7 原型的米格-21Ф-13 飞机是一种高空高速歼击机,偏重于高速飞行和爬升截击性能,而亚音速中、低空加速和盘旋性能并不是很好。而中国空军却恰恰需要执行在战场上空机动飞行进行夺取制空权的战斗,因此歼-7 原型并不能完全满足这种作战方式需要,为此空军提出了对歼-7 飞机进行改进的要求。1968 年“8.25”会议上,成都飞机制造厂接受了歼-7 改进改型的研制任务。1969 年 3 月,第三机械工业部发出了《关于歼六及歼七改进改型计划安排的通知》,正式向成都飞机制造厂下达了改进试制的命令。要求歼-7 飞机的改进主要解决弹射跳伞的安全性,增加一门机炮和备弹量,增加飞机的续航时间,改进操纵性和稳定性,缩短着陆滑跑距离,提高发动机的推力、降低耗油量、减轻重量并延长使用寿命等问题。

  根据上述基本要求,从 1969 年 4 月开始,成都飞机制造厂对歼-7 进行了一系列的改型设计和试制尝试。首先提出了一个“六改”方案,主要改进项目共有六项,包括机身左侧增加了一门 30-1 型机炮和 60 发炮弹,以增强飞机的近战射击火力,改善了歼-7 飞机在发射空空导弹后近距作战火力不足的缺点。但这样也占用了机内原有的一个油箱的空间,减少了 100 升的载油量。座舱盖外形加高 70 毫米,防止弹射跳伞时飞行员的头部撞击到座舱盖上,提高了弹射救生的安全性(尽管中国飞行员比苏联飞行员的平均身高要矮,但平均坐高却要高出一些,因此米格-21 原设计的座舱盖到飞行员头部之间的距离对中国飞行员来说就太过于近了,在弹射时座舱盖与座椅进行扣合过程中头部很容易撞到座舱盖上导致死亡或严重的损伤),同时使飞行员感觉座舱空间也更宽敞和舒适?;返慕队擅赘?21 原设计的三级调节改为无级自动调节,这样可以更好的适应发动机在不同飞行速度条件下对进气量的需求,进气效率得到提高,从而小幅提高了发动机的推力,改善了飞机的平飞加速性能。进气道唇口加厚,唇口圆弧半径由 0.5 毫米增加到 2.0 毫米,这一变化改善了进气口在低速飞行下的进气特性,同时进气口的加工工艺性也得到了改善。动力装置换装了采用了高温涡轮和空心涡轮叶片的涡喷-7乙型发动机,增大了推力。扩大机翼后整体油箱的容积,使飞机的续航时间得以有一定程度的增加。这六项改进都是针对米格-21 暴露出的一些缺陷而提出的,并且考虑到了当时工厂技术能力所能达到的水平,改进后将会使歼-7 更能适应部队的使用。

  为了加快歼击-7 的改型研制速度,成都飞机制造厂首先在一架从空军部队借来的 2010 号米格-21 飞机作为样机,按照“六改”方案进行初步的改装试验。鉴于扩大机翼整体油箱容积的改装较为复杂,因此在这架飞机上没有实施,而是在机翼下加挂了一对 480 升副油箱的方式来增大燃油量。此外,进气道唇口圆弧半径也由于当时改装条件的限制而没有进行更改。因此 1964 年 4 月改装完成的这架样机实际上是“五改”状态。1969 年 6 月 16 日,空军第十一航校副团长王瑞生驾驶这架改装后的米格-21 进行了首飞,随后又进行了多次的测试飞行,到 1969 年 9 月完成了 28 个起落的全部鉴定试飞科目。除机翼加装 480 升副油箱可能会引起全机重心失调而在试飞前的样机预审时被临时取消外,另外四项改进项目都顺利通过了试飞鉴定,也就是所谓的歼-7“四改”状态。

  在改装试验取得经验之后,成都飞机制造厂开始正式按“六改”方案投料试制五架原型机。1970 年 4 月 12 日,首架“六改”状态的 01 号原型机在试飞员庞立柱驾驶下首飞成功,到 7 月份完成所有试飞科目。而用于静力试验的 02 号原型机也于 1970 年 8 月完成了全机静力试验,加载到设计载荷的 110% 时才发生破坏,证明机体强度满足设计要求。1970 年 8 月 16 日,第三机械工业部将这种“六改”状态的歼-7 正式命名为歼-7I 型飞机,空军后来又改称为歼-7A,随后工厂开始了小批量试生产。从 1970 年到 1971 年期间,成都飞机制造厂投产三个批次,一共生产出整机 34 架。但由于当时改型设计工作缺乏技术上的全局安排,在思想上重视不够,导致一些改动的协调关系没有处理好,相关试验也进行的不充分,造成这批“六改”状态的歼-7I 型飞机存在比较严重的问题,如换装涡喷-7 乙型发动机后由于排气温度提高了 100 度,导致后机身的温度过高,这对飞机的飞行安全造成比较严重的威胁。再加上当时处于“文化大革命”时期,工厂里的技术、工艺、检验部门被取消,各种技术规章制度也被废除,生产管理处于十分混乱的状态,造成这些飞机存在着不少制造质量的问题,超差问题很多。1971 年 7 月,空军派人到成都飞机制造厂对飞机检验后表示这些歼-7I 飞机的质量差、问题多,结论是不能使用而拒绝接收。于是当时生产出来的这 34 架歼-7I 型飞机被迫长期停放在成都飞机制造厂的机场上而无法交付,无法进行设计定型,面临着将要下马的危险。

成都组装的第一架歼-7I

  鉴于这种局面,三机部派出工作组专程来成都飞机制造厂调查整改,对飞机暴露出来的这些问题进行了具体分析,分清哪些是设计问题,那些属于生产制造超差问题,最终做出了歼-7 可以继续改进的结论。1972 年 5 月,当时的中央军委副主席叶剑英主持召开军委办公会议,听取第三机械工业部和成都飞机制造厂关于歼-7I 飞机试生产情况的汇报,重新审议了飞机的改进方案。结合当时工厂的实际技术水平和生产情况,对歼-7I 的原改进项目进行了删减,保留对战技术提高有关且容易实现的改进项目,而一时难以解决的改进项目暂不进行改动。因此在六项改进中取消了座舱盖外形加高、换装涡喷-7 乙型发动机、扩大机翼后整体油箱的容积这三项,只保留了增加一门机身左机炮、进气激波锥由三级调节改为无级自动调节、进气道唇口圆弧半径由 0.5 毫米增加到 2.0 毫米这三项改进。在统一意见的基础上,决定歼-7I 型飞机按这种“三改”状态重新进行试制和定型工作。

歼-7I 生产线

试飞院 043 号歼-7I 和 404 号歼-7

  随后,成都飞机制造厂开始在第 3 批 01 架的歼-7I 飞机上按“三改”状态重新进行改装试制,1973 年 6 月,第一架“三改”状态的歼-7I 飞机改装完成,并由试飞员景正华首飞成功。同年 9 月,该机转交到西安阎良的飞行试验研究所(630 所)进行定型试飞,先后完成了主要性能试飞以及机炮的空中双炮射击试验,共飞行了 63 架次、33 小时 9 分钟。同时成都飞机制造厂还将 1971 年前生产出来的 7 架“六改”状态的歼-7I 飞机检修后交付空军航空兵第七师,进行实际适用性检验试飞,先后飞行了 1,578 架次共计 925 小时。此外驻成都飞机制造厂的空军试飞团第三试飞大队也进行了 417 架次、193 小时的试飞,三个单位历时一年,终于完成了歼-7I 的定型试飞。通过这些试飞和试用的结果表明,飞机在增加一门机炮后不但射击火力加强了,而且还提高了命中概率。在空中双炮同时射击时,军械系统的工作正常。进气道唇口变钝后,飞机在低速飞行时气流分离损失降低,发动机的起飞推力增大。进气道调节锥改为无级调节后,提高了进气效率,发动机有效推力增大,在超音速条件下的加速性有所提高。发动机、特设附件和无线电设备的工作状态稳定,战术技术性能有了一定的改善。

葛文墉和空军战术训练基地歼-7I

  1975 年 4 月,国家航空产品定型委员会召开了歼-7I 型飞机设计定型会议,经审查相关改进资料后同意飞机可以设计定型。1975 年 6 月 18 日,国务院、中央军委正式批准歼-7I 型飞机设计定型。同时为了进一步挖掘飞机的作战潜力,也提出了飞机要进一步改进的要求。随后成都飞机制造厂转入小批生产,并按照边生产、边改进的原则,开始了歼-7I 型飞机小批生产的工艺定型工作。到 1977 年12 月,歼-7I 全机零组件的工艺定型已经达到 95%,但当时工艺定型工作实际上存在着很多问题。1978 年 2 月,根据三机部关于开展质量大检查,迅速搞好产品质量的指示,成都飞机制造厂开始对歼-7I 型飞机的生产开展了质量大检查,结果一共查出来大小问题 31,837 条。面对这么多的问题,为了彻底把歼-7I 飞机的质量搞上去,工厂不得不将此前已经基本完成的工艺定型工作推倒重来。根据国家航空产品定型委员的《歼-7I 型飞机生产定型应具备的条件》和《航空工业飞机生产定型暂行办法》的要求,成都飞机制造厂从 1978 年 6 月开始对第 6 批、第 7 批共 60 架歼-7I 飞机的零组件、工艺规程、工艺装备重新进行鉴定,基本满足了生产定型应具备的条件。1980 年 5 月,国家航空产品定型委员会开始对歼-7I 飞机的生产定型进行技术审核。航定委认为成都飞机制造厂基本具备了生产定型的条件,初步同意可以结束小批试制而转入成批生产阶段,但飞机的个别遗留问题当时尚未解决,少数成品设备还存在着一些技术问题,严重影响的飞机的优质稳定批生产,因此决定待提出解决措施后再正式批准生产定型。歼-7I 型飞机的生产持续到 1981 年,一共生产了 188 架,交付 187 架(含军援朝鲜的 40 架)。其中“六改”状态的 34 架,“三改”状态的 153 架。1978 年,歼-7I 型飞机获得了四川省和全国科学大会奖。

朝鲜空军的歼-7I

  在歼-7I 飞机进行“六改”的同时,成都飞机制造厂还进行了一些其他项目的改进。为了进一步增加航程和续航时间,加大了机身副油箱的容积,使之达到 720 升。随后工厂将试制的五套机身大副油箱及其挂梁交付空军部队进行鉴定试飞,达到了原先的设计要求,使飞机在不进行改进的情况下增加了燃油量,初步缓解了歼-7 留空时间短的缺陷,这种 720 升副油箱随后在歼-7I飞机上开始使用。此外在苏制米格-21 后期型飞机减速伞舱上移改进成果的启发下,自行研制了有自己特色的“单门前钩”式减速伞系统,并将减速伞舱由后机身下部移到垂直尾翼根部,改装后减速伞可以在前起落架接地之前就提前开伞,有效地缩短飞机的着陆滑跑距离。由于借鉴了成熟技术使该装置的研制避免了许多探索性研究工作,这种减速伞系统的研制一次成功。1975 年 6 月 16 日,成都飞机制造厂完成了新减速伞舱在飞机的改装。1975 年 11 月 3 日到 10 日,这架改装了的飞机在空军的配合下开始了减速伞舱上移后的试飞,前后完成了 22 架次的飞行。鉴定小组认定减速伞舱的改装达到了设计要求,效果良好,此后生产的歼-7I 型飞机都把减速伞舱都改为安装在垂尾根部。

早期服役的歼-7I

中国空军的歼-7I 机群

空 7 师的歼-7I

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