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神秘风洞模型牵出飞机研制往事,竟是一个大学教授提出方案
送交者: 熠熠童心[★★★★仁党文化部长★★★★] 于 2021-08-24 19:45 已读 953 次  

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      哈尔滨市哈军工纪念馆位于哈工程大学院内,于2013年8月31日正式对外开放,一期工程占地面积1050平方米。基本陈列主要以哈军工筹建、初创、发展、分建的历史脉络为基本线索,侧重于对基本史实的展示,真实再现哈军工的历史。哈军工纪念馆珍奇展品很多,但是其中最重要的实物展品当属国家一级文物“歼-7E试验吹风木质模型”,是80年代歼-7E研制时风洞吹风的原始模型。 6park.com

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      说起歼七系列,是中国仿制的第一种两马赫超音速战斗机,仿制原型为苏联的米格-21-F13战斗机。该机与T-55坦克、AK-47共同成为华约阵营的标志。特点是突出高空、高速特性,具有轻小灵活的特点,低成本、高效率和使用维护简单等,因此采用了三角翼,体现高空高速原则。由于贯彻了在最小的机体内装上最大限度的发动机这一设计思想,米格-21在后来的战争中大放异彩。但是苏联原版米格-21后来的发展途径与中国不同,苏联设计的米格-21PF为了装上大口径的雷达,弱化了机动性,大大增加了机体重量。 6park.com

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而中国仿制的早期米格-21-F13依然保留了比较流畅的外形,仿制自PF的歼七III战斗机不受空军欢迎早早退场。80年代,空军歼七H系列已经大大落后于对岸的F-16,这时候中国总设计师陆英育和副总设计师沙伯南(哈军工毕业)选择了另一条路进行改造,就是改机翼。沙伯南教授是我国著名飞机设计专家、航空教育专家。他于1963年毕业于哈尔滨军事工程学院空军系飞机设计专业。1950年2月在杭州空军预科总队参加工作,1951年4月至1956年10月在空军六师、空军九师、海军航空兵六师历任机械师、机械长、大队机务主任,1956年10月至1957年12月任海军航空兵工程部工程师,1957年12月至1970年5月任哈尔滨军事工程学院空军系教员、讲师,1970年5月至1994年10月在西北工业大学任副教授、教授。历任西北工业大学飞机系502教研室主任、党支部书记。 6park.com

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歼7H 6park.com

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1990年5月18日歼7E飞机首飞成功,主要参与人员合影(从左至右李为吉、沙伯南、傅恒志、虞企鹤) 6park.com

132厂的路英育引入西北工业大学沙伯南教授的研究成果,创造性地把原三角机翼改为双三角机翼,就是保持歼-7三角翼前缘内侧的后掠角不变,而把外侧的后掠角由原来的57°减小到42°,后缘也带有前掠角,增加前缘机动襟翼。此外还把原来的副翼向外移动,使得翼展增加,翼面积变大,翼载荷也降低了,稳定盘旋过载提高29%,起飞、着陆性能改善幅度为12-36%,最大航程增加17-44%,爬升率提高 24%,瞬时盘旋角速度提高50%,近距格斗能力提高84%,综合机动性提高43%,综合作战能力提高35%以上。另外还换装涡喷13F发动机,换装新型电子设备与平显,增加武器挂架,完全跳出了米格21的发展之路,可以说是改到亲妈都不认识
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       为完善这一独特的设计,设计师共进行风洞试验10000余次,为确定飞机的气动特性、飞行载荷等提供了有效的参数。而纪念馆馆藏的这一模型就是早期风洞试验的模型,已经能够看到标志性的双三角翼,可以看到与真机相比,其进气道被圆弧过渡取代,尾喷口也被圆弧过渡,这是因为在飞行中进气道气流堆积,所以气流也会在这里分开,尾喷口有高速气流喷出,外部气流也会分开,做成圆弧状能够简化模型制作。但可以见到该模型保存状况不好,有开裂和损坏。(请无视倒影里的大粗脖子
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其实照片中还有一个很特殊的地方,就是他挂载的导弹。这款导弹使用了很特殊的双鸭式舵面布局,在中国空空导弹中是非常罕见的,他就是霹雳-7近距空空导弹。 6park.com

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这款导弹的身世相当复杂。首先它有着法国血统,气动布局各方面与法国马特拉R550魔术I导弹简直是一模一样,可以说就是这款导弹的国产版。其次他的研制更加坎坷,我们首先研制了霹雳-6导弹,先模仿他的外形,结果贫弱的工业基础拖累了导弹研制,一直未定型。 6park.com

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魔术I空空导弹 6park.com

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霹雳-6空空导弹直到我们的巴铁伸出援手,331厂获得了原版的魔术I导弹,就凭着山寨大国看一眼就怀孕的特性,霹雳7导弹就神速降生了。根据官方披露的信息,霹雳7型于1982年3月开始研制,1987年4月通过鉴定。 6park.com

霹雳-7号近距红外空空导弹与魔术1空空导弹类似,该弹弹长2.75米,弹径0.157米,翼展0.66米,弹重90千克,使用一台固体火箭发动机驱动,射程14千米,最大速度2,450千米/小时,使用高度21000米。该弹采用双鸭式气动外形布局,X型配置的4片固定式切梢三角形前翼位于导弹头部,其后为X型配置的4片活动式前段梯形/后段三角形组成的舵面,导弹尾部有固定在套筒上能够自旋的4片后掠梯形弹翼,导弹的俯仰和偏航由电动舵机驱动两对舵面偏转进行控制,横滚由俯仰舵面差动偏转进行控制,横滚稳定由弹翼旋转保证。 6park.com

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该弹在内部结构上分为由卡箍相连的前、后两个舱段:前舱段又称为制导控制舱或电子舱,内装导引头、电子组件、伺服机构、电池、自动驾驶仪和红外近炸引信;后舱段内装战斗部和火箭发动机。红外导引头采用两套伺服机构的氮气致冷的锑化铟光敏元件,工作波长3~5μm,最大跟踪偏转角±30°,最大跟踪角速度大于30°/s,有一定的抗干扰能力。使用红外近炸引信和触发引信引爆12千克预制破片式战斗部,有效杀伤半径10m, 载机在高度9km以上和以下发射导弹时的最大过载分别为5~7g和3g,导弹横向过载达到35g,离轴发射角达到±35°,发射架与美国“响尾蛇”空空导弹使用的发射架有通用性。属于第二代导弹的较好水平。这么先进的导弹为什么没有装备部队呢?要知道当时部队还在使用霹雳-2导弹,那是60年代水平的东东。其实我们的研究部门已经在对以色列制“怪蛇”-3空空导弹大喊真香了。怪蛇三的性能全面碾压霹雳-7,实战记录还多,因此我国火速引进全套生产线,于1989年获得生产许可证,生产出的就是现在还在服役的霹雳-8导弹。但是等到1992年法国向我国某地区出口的幻影2000飞机上,我们又看到了那熟悉的双鸭式布局的导弹,当然这款导弹已经进化到魔术II型了。至于性能方面,我方的战斗机轻抚霹雳-8B与R-73导弹,笑而不语。 6park.com

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魔术2 6park.com

这个风洞模型很显然是考虑到当时霹雳-7的研制,事先做了风洞测试。歼-7E从1987年10月对改型飞机正式立项,到1993年5月正式设计定型,期间经过了研制、首飞、调整试飞、定型试飞等环节,还增加了前后缘机动襟翼,风洞实验和实际飞行都表明歼-7E的飞行升阻特性比歼-7有非常大程度的提高,这样飞机的可用迎角增加了32%,有效地提高了飞机的中低空机动性能。而改型机从批准立项到定型,前后只用了5年半时间,研制经费不到7000万! 6park.com

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可以看到一种发展型金属模型带前扰流板也是使用霹雳-7 6park.com

      1990年5月18日,歼一7E型飞机在原航空航天工业部部长林宗棠、原四川省省长张皓若、空军副司令林虎等领导同志的注目下,从成飞机场腾空而起,首飞成功!而在歼-7E身上发展出了外贸型的歼-7MG,和自用版的歼-7G,生产数量众多,可谓是枝繁叶茂,也成为成飞一大出口创汇机种。可惜计划没有变化快,最终歼七E配装霹雳8导弹守护了祖国的天空,歼七E的出口型歼七MG上却出现了霹雳7的身影,其改型歼-7PG曾大量外销。这也是一种历史的继承了吧! 6park.com

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总设计师陆英育也是大师,以后有时间再讲。 6park.com

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       沙伯南大师当然不止这一个作品,90年代中期,为提高飞机超视距作战能力,沙伯南教授再次与成飞合作成功研制了歼-7FS试验机,歼-7FS最突出的改进在于沙老师提出的更换新的带下颌进气道的进气布局,由成飞等9个单位自筹资金改造,下颌式进气道前缘前伸,加装了一块隔板(可能是为了加强进气道强度),只改造了前机身第1框至11框之间的一段,改装后只少量增加了机头截面积,还获得了较大的机头雷达尺寸,简直是完美改造,其他保持歼-7的设计。成飞干脆直接在自用的139号歼7II机身上改造,突出了短平快的特点。歼7FS的研制时间是从1996年8月全面展开,依然由陆英育任总设计师,到1997年6月,完成了全部设计图纸,随后投入改造。 6park.com

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参加歼-7FS首飞中的沙教授 6park.com

红白条纹涂装的早期歼-7FS由钱学林驾驶在1998年6月8日首飞成功,安装了一台推力8吨的涡喷-13FIIS型发动机,拆掉了机炮,还改进了交流电系统、视频记录系统、飞行参数记录系统、雷达冷却系统、GPS导航系统。这时的歼-7FS还使用老式三角翼,起降、格斗性能不佳。后来成飞干脆给他移植了歼七E系列的双三角翼和整体圆弧风挡,加高了垂尾,换用黄绿迷彩涂装,2003年完成了全部试飞科目。整个制造和改进仅用时22个月,还使用了CAD/CAM技术,用计算机网络直接传输给制造部门,提高了效率。歼-7FS最大爬升率从歼-7的139米/秒增加到199.8米/秒;在5000米高度,从0.6马赫加速到1马赫的时间由35秒减少到28.7秒;起飞滑跑距离也缩短了200米等。沙伯南教授因为其卓越的贡献获得了国家科技进步二等奖。西工大也因此获得了集体立功奖。 6park.com

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       也许哈军工纪念馆内这架歼-7E风洞模型其貌不扬,甚至已有开裂,但它却代表着我国军工人员灵光一现的智慧闪光和辛劳的努力。也只有在这样的国家栋梁的努力下,才会缔造出米格-21家族中最后的辉煌! 6park.com

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