2009年12月6日,中央电视台面对面节目采访了试飞英雄李中华,李中华透露了歼-10最大表速的试飞情况。
据李中华说,歼-10低空最大表速试飞开始后,李驾歼-10从12000米高度转入俯冲,以每秒120米的速率下降,直到降低到距地面1000米的高度,调整飞机状态(应该是改平),进入加速,飞机在突破音速时出现轻微抖震,突破音速后,飞机非常安静,在达到最大试飞表速时保持了20秒钟。此时地面相当坚张,因为飞机每平方米承受的压力高达9300公斤。
这些数据向我们透露了歼-10的什么秘密?这里,先要向大家介绍一下什么是低空最大表速。飞机的最大飞行速度是一个相当重要的技术指标,这个指标又分为三种类别:一是受速压或表速限制决定的最大飞行M数及速度;二是驻点温度决定的最大M数及速度;三是飞机安定性限制的最大M数;四是发动机推力决定的最大M数。通常,发动机推力决定的最大M数必须服从前三者,也就是说,即便发动机推力还可以达到更大的飞行速度,但也必须受速压、驻点温度和飞机安定性对飞行速度的限制。
什么情况下受速压限制?什么情况下受驻点温度和飞机安定性的限制?
一般来说,中、低空飞行要受飞行表速(即速压)的限制。因为同高空相比,中、低空飞行时,空气密度大,容易达到较大的表速,如果超过最大允许表速,在机翼局部地区将产生较大的空气动力和压力变化,飞机的局部强度就会受到破坏;或由于机身的弹性变形,发生颤振,使飞机结构受到破坏。
所以,战斗机在中、低空飞行要受最大允许表速的限制。比如,歼六的低空最大允许表速是1200公里/小时(因仪表误差实际按1100公里/小时掌握),而发动机决定的低空最大表速度可以达到1278公里/小时,所以从安全角度出发,歼-6必须控制在表速1200公里/小时以内(当然,在实践中也有人短时间飞到1278公里/小时)。在歼-10之前,我国战斗机中,低空最大允许表速仅1300公里/小时(1.05M数)。
在高空,由于空气密度小,真速大,气温低,音速小。所以,战斗机在高空飞行要受驻点温度和飞机安定性的限制,一般用M数表示。比如,米格-21高空以发动机决定的最大飞行速度可达2400公里/小时(2.25M数);但受飞机大速度飞行安定性的限制,米格-21高空最大允许速度只能达到2.05M数。受驻点温度的限制也是如此。
二代机海平面最大允许表速通常在1200公里/小时-1300公里/小时之间,极少数达1390公里/小时;四代机通常达到1480公里/小时(海平面1.2M数)。
歼-10试飞这个科目涉及一个极重要的数据——低空最大允许表速。那么这个数据是什么?从李中华的表述,这次试飞是在1000米高度完成的,试飞时的最大速压为9300公斤/平方米;另一报道则说明最大飞行速度达到了1453公里/小时;由此分析,1453公里/小时应该是1000米高度的真空速。根据有关公式可以计算出1000米高度时,速压9300公斤/平方米时的飞行速度为1.2M数;而推算至海平面时为M数1.13,表速1390公里/小时。也就是说,歼-10的低空最大表速与典型四代机相比还是有点差距。另一方面,歼-10的低空最大允许表速只是强度限制,但由于歼-10未按设计标准安装推力更大的FWS-10发动机,所以发动机的推力略显不足,要到达最大允许表速,歼-10不得不从高空俯冲下来才能达到。对于后一个缺点,在换装FWS-10之后是可以消除的。只是低空最大允许表速因受飞机机身体强度限制,在设计时就已定型,所以难于消除,这不能不说是一大遗憾
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