歼-9

中国  战斗机

歼-9(代号:J-9,英文:Chengdu J-9)战斗机,是中国航空设计研究单位20世纪60年代提出的一型战斗机设计方案[1]  。 歼-9飞机是一种全天候高空高速要地防空截击机,以苏联图-22“逆火”和美国B-1B 超音速轰炸机为主要作战对象。歼-9飞机设计技术指标达”双26”(即升限 26千米,时速2.6倍音速),是当时中国装备和在研的歼击机性能之最。 歼-9飞机与歼-8为同期立项、平行研制的两个项目。歼-9项目设计方案几经波折调整,最后因为指标要求过高,技术条件无法实现而于1980年取消继续研制计划[2]  。
中文名称 : 歼-9
英文名称 : Chengdu J -9
前型/级 : 歼-7
次型/级 : 歼-10
研制时间 : 1964~1980年
国    家 : 中国
设计单位 : 沈阳、成都飞机设计研究所
发展沿革
历史背景 1960年末至1961年春,为了缓解与美国对峙所带来的 苏联米格-21战斗机 巨大压力,苏联领导人赫鲁晓夫向中国表达了缓和苏中两国关系的意愿,自1959年以来一度紧张的中苏关系稍见好转。虽然两国在1961年秋苏共召开22大时便因中国反对批判斯大林而再度闹翻并彻底决裂。但对中国空军而言,这段为时不到一年的“二次蜜月”却带来了一件极为珍贵的礼物--米格-21战斗机。 1962年,直接从苏联引进的12架米格-21战斗机开始以“歼击-7型”战斗机的编号加入中国空军服役。而当时它最主要的作战对象便是凭借着自己过人的高空性能时常游弋于中国上空的美制U-2高空侦察机。 20世纪60年代初期,以当时的国际标准来衡量,歼-7是一 中国空军歼-7战斗机 种性能优良的战斗机。但是,从1963年冬季至1964年初,歼-7飞机参加的一系列高空作战中陆续暴露出其升限留空时间短、高空高速性能差、没有雷达和高空机动性差等缺陷。另外,在作战火力和起飞着陆性能上也有待加强和改善。1963年,空军提出研制一种新型歼击机,以代替歼-7型飞机。 中国航空工业以米格-21为基础开始新一代战机的研发工作[3-5]  。 研制启动 新战斗机选型过程自1964年初开始,第三机械工业部(简称:三 中国空军歼-8战斗机 机部)航空技术研究院(简称:六院)的沈阳飞机设计所(代号:601所)就开始考虑改进歼-7,以满足高空作战要求。1964年10月25日,六院在沈阳601所召开了“米格-21和伊尔-28改进改型预备会”。会上,601所提出了米格-21的两种改型方案: 第一种方案为米格-21渐改型:飞机气动外形参照米格-21飞机,不做大的改变,同样采用机头进气模式,发动机则由单变双,装用两台涡喷-7发动机的改进型。简单的说,该机就是将米格-21的放大版本,即后来的歼-8型战斗机。 第二种方案则为米格-21大改型:飞机的气动布局做了较大的修改 歼-9方案3D模拟图 --采用机身两侧进气模式取代了米格-21的机头进气模式,以留出机头空间安排新型机载雷达,发动机则继续采用单发布局,但是从新选用了沈阳发动机设计所(代号:606所)新设计的推力为8500千克的加力式涡轮风扇发动机--即涡扇-6型发动机,取代了歼-7原有的涡喷-7型发动机,以满足该机飞行性能提高所带来的动力需要。这就是歼-9型战斗机的最初方案。 从最初的设计指标上看,两种方案的飞行性能均与美国的F-4B相当,即升限20000米,最大马赫数2.2,基本航程1600千米,重量约10吨[4]  。 1965年1月12~17日,三机部在北京召开了航空工业企事业单位领 歼-9模型 导干部会,会议期间又专门由段子俊副部长主持召开了新机研制工作座谈会。考虑到当时国际航空业上对于涡扇发动机的研究也是刚刚起步,而中国航空业也仅仅具有仿制和改进苏式涡喷发动机的经验,出于新发动机的研制周期可能会因此而延误的担心,所以会议一致同意以米格-21为原型机搞双发设计方案,从而确定了歼-8的研制方向。 虽然单纯的从技术指标来看,第二种方案无疑具备更大的吸引力。但考虑到中国航空工业直到1967年才基本掌握米格-21生产技术的现实,选择第一套方案无疑更为务实稳妥。根据最初的决定,601所按照原本提出的第一方案,在摸透米格-21的同时,对国内外有关技术情况进行了调研,提出了歼-8飞机的初步战术技术要求,并于1965年3月19日上报六院。 作为米格-21的直接改进型,该歼-8方案的指导思想主要是根据米 中国航空博物馆展出的歼-9简介 格-21在实战中暴露出来的不足进行多种极富针对性的改进--突出高空高速性能,增大航程,提高爬升率和加强火力[4]  。 歼-8的具体性能指标要求是: 1、使用升限19000~20000米; 2、最大平飞马赫数2.1~2.2。 601所设想1967年歼-8飞机完成首飞,1970年能小批装备部队。在随后的时间里,歼-8飞机很快得到了批准,并定下了试制的具体时间表[4]  。
研制历程
最初方案 虽然已经选定了歼-8方案,但考虑技术储备的需要, 风洞试验用歼-9方案模型 同时也是顾及到为部队提供另外一种可能的选择。三机部决定在进行歼-8战机研制的同时,在小范围内开展对于新型单发战斗机、涡扇发动机和中程空空导弹的技术论证工作[4]  。 1965年4月12日,三机部正式向601所下达了《关于开展歼9飞机方案设计》的通知,要求在两个方面进行方案论证和比较,从中选一作为歼-9的最终定稿: 1、突出歼击性能,兼顾截击作战和对付低空高速目标,最大马赫数2.3左右,升限20000米左右,航程要大,作战半径大于450千米。 2、突出截击性能,兼顾歼击作战,最大马赫数2.4~2.5,升限21~22千米,作战半径350千米。飞机总重量则要求控制在14吨左右[9-11]  。 1965年5月,601所组织了歼-9的型号线,投入了10%的技术力量 歼-9VI-III方案 。此时,601所已经从越南战场上获得了F-4B飞机的残骸,根据中央军委"要把 F-4B 飞机的新技术迅速运用到自行设计或改进的飞机上去"的指示,抽调部分技术力量进行残骸的分析工作,并在此基础上搞了三个方案。8 月中旬,贺龙元帅到沈阳视察,在听取了沈阳飞机设 计所与沈阳航空发动机研究所部分同志关于歼-8、歼-9飞机设计方案和F-4B飞机残骸分析研究工作的汇报后,同意了歼-8、歼-9的设计方案[10]  。 1966年4月1日,三机部向国防工办,国防科工委呈报了《歼9飞机设计方案》。国防科工委开会审查了歼9飞机的设计方案,并向军委呈报了《歼9飞机战术技术论证报告》。中央军委在审查了两个方案后,最终决定按第一方案研制歼9飞机,并在设计指标上进行了一定的改动:最大马赫数2.4,升限21000米,最大爬升率200米/秒,最大航程3000千米,作战半径600千米,续航时间3小时[9-10]  。 初选翼型 歼-9在设计之初设定为米格-21的大改型,在技术继承性 歼-9研制初期的四个翼型布局方案 上明显要低于采用“渐改”方案的歼-8,这在提升飞机性能的同时也大大的增加了该机的研制难度,更为不利的是,在歼-9的研制过程中,军方的性能要求一改再改,迫使研发部门不得不一再的修改设计方案,对歼-9的正常研发造成了极为不利的影响。 根据歼-9的最初研制要求,1965年起,601开始进行歼-9气动布局参数的选择,选出了4种机翼平面形状,即: 1、前缘后掠50度的后掠翼 2、后掠57度的三角翼 3、前缘后掠55度的后掠翼 4、以及双前缘后掠角的双三角翼 601所对四种机翼平面形状方案均做出了模型,进行了风洞实验。 其中主要是考虑采用后掠翼还是三角翼,后掠翼和 歼-9Ⅵ-Ⅱ模型 三角翼都是采用前缘后掠的方法来增加机翼的临界马赫数。但是如果超音速飞行增加到马赫数为2.0时,要采用亚音速后掠翼方案就必须使前缘后掠角大于60度。但前缘后掠角过大,翼根结构受力就会恶化,将增加结构重量;另外,低速时空气动力特性也将恶化,升力下降,阻力增加,将直接影响到战机的机动能力,故采用大后掠翼很不利。而三角翼则比较适用,不但具有后掠翼所具有的优点,而且比较长的翼根弦长保证了根部结构受力状况,减轻结构重量,还有助于保证飞机的纵向飞行稳定性。所以601所淘汰了前三个方案,又把三角翼的前缘后掠角改为55度,称为歼-9Ⅳ方案[4]  [13]  。 歼-9Ⅳ 歼9Ⅳ方案是一种正常布局形式的三角翼方案,外形上除机头改为 歼-9Ⅳ方案 两侧进气外,其余均与歼-7、歼-8相同,类似于FC-1战斗机的早期型--歼-7CP的气动外形,只是尺寸上要大得多。可以看作是米格-21的两侧进气放大型,由于这种方案对米格-21的改动并不算很大,所以成功的把握性挺大[14]  。 但从1966年第四季度到1967年初,经过风洞实验发现,歼9Ⅳ方案的机动性不够理想,于是又提出无尾三角翼方案,称Ⅴ方案。歼-9Ⅴ方案是两侧进气的无尾三角翼飞机,外形上和闻名遐迩的法国“幻影”系列战机颇有几分相似,该机采用前缘后掠角60度的三角翼,翼面积达62平方米。由于机翼面积极大,翼载荷相应降低,Ⅴ方案的机动性较Ⅳ方案相比有了明显的提升。但升降副翼的刚度和操纵功率问题以及零升力矩带来的操纵困难却难以解决。 歼-9方案侧视图 在此期间,作为歼-9同期研制的歼-8则发展的较为顺利。1966年底,601所完成了全部图纸设计工作。8月由沈阳飞机制造厂(代号:112厂)开始试制两架原型机,1968年6月,歼-8战斗机的01号原型机总装完成。12月19日完成首次地面滑行,虽然滑行中前轮摆振严重,紧急刹车时左侧主轮轮胎爆破。但是歼-8仍于1969年7月5日由试飞员尹玉焕驾驶,在112厂完成了首次航线起落试飞,历时30分钟,试飞中飞行高度3000米,速度500千米/小时[14]  。 歼-9Ⅴ 随着“文化大革命”干扰,两机的研制工作相继陷入了停 歼-9Ⅴ无尾三角翼方案 顿状态。 1968年3月,六院召开了“动员落实歼-9飞机研制任务”会议,决定采用Ⅴ方案,并提出力争1969年“十一”国庆20周年前把歼-9送上天,向国庆20周年献礼。由于Ⅴ方案一些技术问题难以解决,加上国内生产受运动冲击不能正常进行,Ⅴ方案一直搞不下去,于是六院指示停止了Ⅴ方案的试制。 1969年2月3日,601所决定抽出部分力量继续进行歼-9飞机的研制。1969年10月10日,航空工业领导小组决定继续研制歼-9,并决定先试制两侧进气的正常布局三角翼方案,即歼-9Ⅳ方案,并把试制工作安排在了112厂(沈飞),要求1971年底上天。 由于当时112厂正全力恢复进行歼-8的研制工作,1969年10月30日,三机部和六院军管会根据实际情况,决定把歼-9试制任务定点在成都飞机制造厂(代号:132厂,简称:成飞)。 1970年5月4日,601所抽出300多人到成都空军13航校(后组建 歼-9方案与歼-7比较3D模拟图 成都飞机设计所,代号:611所),继续从事歼-9飞机的试制工作。 1970年6月9日,航空工业领导小组在北京专门开会审查歼-9方案,对歼-9的性能指标提出了更高的要求:作战半径900~1000千米,重量13吨,使用过载8G,升限25000米,飞行马赫数2.5。即通常所说的“双25”方案。 1970年11月,六院在西安召开厂、所领导干部会议。空军领导对正在研制中的歼-9又提出了新的要求:“双25太小,双28太高,应该是双26,即最大使用马赫数2.6,静升限26千米,最大使用表速 1300 公里每小时。[4]  ” 歼-9Ⅵ 歼-9原有布局均不能满足“双26”这一新要求,不得不再次对气动 歼-9Ⅵ鸭翼气动布局设计方案 布局进行重新设计。 经过反复的设计-选择-评定-淘汰过程后,中国设计人员最终为歼-9选择了鸭式布局,腹部或两侧进气的方案,称之为歼9Ⅵ方案。 这是一次大胆的尝试,要知道,世界上第一种采用鸭式布局的实用型战斗机--瑞典的Saab-37雷式战斗机,是在1971年才真正服役的。也就是说,在中国选定歼9Ⅵ方案的时候,世界上还没有一种战斗机是采用了鸭式布局的。 歼-9Ⅵ方案充分体现了中国航空科研人员的创新精神。但同时, 歼-9方案3D模拟图 设计方案的一改再改也折射出了中国航空工业在早期探索过程中的盲目与燥动。 虽然解决了气动布局的问题,但在歼9-Ⅵ方案研究一段时间后发现,“双26”标准确定的升限指标仍然太高,选用的涡扇-6发动机性能无法达到要求,歼-9飞机的研制工作因此再一次面临搁浅的境地[17]  [18-19]  。 歼-9Ⅵ-Ⅱ 1975年1月10日,三机部以(75)三院字8号文《关于请求继续研制歼 歼-9Ⅵ-Ⅱ方案3D模拟图 9飞机的报告》上报国务院、中央军委。文件希望对歼-9的指标作适当的下调,即最大马赫数保持2.5~2.6,升限降为23000米,最大爬升率220米/秒,基本航程2000千米,作战半径大于600千米。2月18日,在当时主持国务院工作的邓小平同志的亲自干预下,国务院、中央军委下达国发(1975)34号文,同意按调整后的指标继续研制歼-9飞机。 1975年12月23日,国家计委、国务院国防工办以(75)工办字395号文批准三机部上报的歼-9飞机研制实施计划。同意零批试制5架,1980年首架上天,1983年设计定型,并原则上同意到1983年拨给研制费4亿元[4]  。 此方案虽然解决了长期存在的飞机气动布局问题,但以中国当时的技术科研能力而言,歼-9的一系列方案,尤其是歼-9Ⅵ-Ⅱ方案的设计思想太过于领先。虽然歼-9Ⅵ-Ⅱ在各种性能指标上无疑是大大超越了和它“同父异母”的歼-8 方案,但在研制过程中遇到的不可逾越的困难层出不穷,从而使得研制工作进展缓慢,举步维艰[17]  。 项目中止 1978年,由于611所承担的歼-7大改(即歼-7Ⅲ)的设计发图 歼-9Ⅵ-Ⅱ模型 工作要求紧迫,歼-9的研制工作开始收缩。1980年,为贯彻国家国民经济调整方针,歼-9的研制工作即全部中止[15]  。歼-9项目前后投入的研制费约2122万元[17]  [21-22]  。 歼-9飞机在研制过程中,有许多成品、材料已经研制出来;而且制造的500多项模型、试验件与试验设备也进行了12000 次高低速风洞试验和258项结构、强度、系统、特设材料方面的试验;另外在新机研制中还广泛应用了电子计算机,编制了154项计算程序,进行了15000多小时的计算分析,也解决了20多项主要技术问题[10]  。这些技术积累和经验教训都是中国后来航空科技发展的宝贵财富。
设计特点
气动布局 歼-9Ⅵ-Ⅱ方案进一步调整了歼-9总体气动力布局和设计 歼-9Ⅵ-Ⅱ方案3D模拟图 参数,该机保持了歼-9Ⅵ的鸭式布局设计,主翼为60度三角翼,机翼面积50平方米,鸭翼为55度三角翼,固定安装角3度,鸭翼面积2.58平方米。该机采用两侧进气,进气道为二元可调节多波系混合压缩式[23]  。 动力装置 歼-9飞机的动力装置,最初采用910发动机,是中国第一次 当年研制的代号910,即涡扇-6发动机 设计的大推力飞机发动机,其设计为双轴内外涵混合加力式涡扇发动机,设计最大推力70.6千牛,加力推力121.5千牛,推重比为6。在当时来说是一种性能十分先进的大推力发动机。当时中国已经从越南弄来了一些F-4的残骸,1964年9月在英国范堡罗航展上又把英国斯贝发动机的结构图抄了回来,这些重要的参考资料成为了910发动机的基础。910发动机于1964年10月开始进行初步设计[23]  。910发动机后来正式编号为涡扇-6发动机。 机载雷达 歼-9飞机装一部205雷达,探测距离60~70千米,跟踪距离45~52千米[22]  。 机载武器 歼-9飞机的主要武器:一门23毫米6管航空机关炮;4枚PL-4 歼-9图册(2张) 拦射导弹,该导弹按导引头不同分为两种型号――半主动雷达型PL-4A,最大射程18千米,被动红外型PL-4B,最大有效射程8千米[10]  。 从这些最终设计指标来看,歼9已经具备了和F-14等早期第三代战机正面抗衡的能力。某种意义上,歼-9Ⅵ-Ⅱ可以称之为中国自主开发的第一种达到了国际第三代战斗机标准的战机[10]  。
基本数据
歼-9设计方案参考数据: 机长 18米 重量 13吨 主翼面积 50平方米 鸭翼面积 2.58平方米 使用过载 8G 最大速度 2.6M 升限 23000~26000米 作战半径 900~1000千米 进气方式 采用两侧进气,进气道为二元可调节多波系混合压缩式 发动机 装一台涡扇-6发动机,地面全加力静推力12400千克 雷达系统 该机装一部205雷达,探测距离60~70千米,跟踪距离45~52千米[1]  [26] 
总体评价
歼-9战斗机是中国在航空科技技术水平有限、工业基础薄弱的 611所在歼-9积累的经验基础上研制成功的歼-10 情况下,试图追赶国际先进军机指标的一次尝试。歼-9方案的过高性能指标超出了中国的工业科技局限,项目终止下马势所必然。 歼-9并没有因为项目的下马而彻底随风消逝。相反,611所对鸭式布局的研究为后来研制歼-10打下了基础。在歼-9的研制过程中,611所对鸭式布局的研究进行了近万次风洞试验,取得了大量的数据,编写了数十本研究报告。在经过3年对新型歼击机的摸索和与“10号工程”研制方案的反复比较后,终于被多数领导机关和领导人员所承认。20世纪80年代中期,国防科工委批复,确定歼-10歼击机研制总体单位定点在611研究所和132厂,歼-10设计工作由611研究所承担[23]  。事实上,歼-9项目相当于为歼-10的研制作了一次技术预研,并最终为歼-10的成功奠定了一定的技术基础[27]  。
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