印度LCA战机难产：设计能力不足导致问题重重

LCA多项性能不达标

近日，印度国产“光辉”轻型战斗机（LCA）项目临近关键的初始作战许可节点评估。印度空军一名高级官员表示，由于LCA-MK1型战斗机性能没有达到预期的标准，印度空军将转而研制MK2型战斗机，该机将采用推力更大的F414发动机，以提高该机的作战性能。从印度空军对LCA -MK1型战斗机存在着持续转弯率（可能指的是稳定盘旋）、可用攻角、低空速度不足等问题来看，LCA-MK1仍然存在结构超重、整机推重比不足、气动布局不完善等问题。这些问题表明，虽然LCA研制至今可谓历经坎坷，但离真正完善和服役还有较长的路要走。

印度独立以后，采用左右逢源的不结盟政策，因此有着较为有利的国际环境，其武器外购渠道也比较通畅，从东西方都可以采购到较为先进的武器装备，其中就包括先进作战飞机，引进武器装备虽然可以在短时间内提高印度军队技术水平，但是其维护、升级都需要原厂商完成，需要大量的费用，同时也容易受制于人，印度本身就有成为当今主要大国的雄心壮志，自然不希望这种局面持续长久，所以从独立不久，印度就曾经引进英国技术，组装生产蚊蚋式轻型战斗机，此后又先后引进生产了美洲、米格-21、27等战斗机，为发展自己的航空工业打下了一定的基础。

LCA研制得到多国技术支援

进入上世纪80年代，随着巴基斯坦引进F-16战斗机，印度空军也开始着手引进第三代作战飞机，为避免先进作战飞机受制于人的局面再次出现，印度决定自行研制一种轻型作战飞机，与引进的米格-29等战斗机形成高低搭配，在一定程度上降低对国外先进武器的依赖，1983年印度正式提出LCA（先进轻型作战飞机）项目，该机做为印度空军现役的米格-21、美洲虎等战斗机的后继机，可以用于防空拦截、夺取空优、对地攻击、侦察及反舰等作战任务，LCA项目由印度斯坦航空公司（HAL）负责，超过50家公司参与，但是由于印度自身经济技术薄弱，所以印度也寻求国外的技术支援，LCA的国外合作方包括；法国达索公司帮助设计气动布局，美国洛克希德公司提供电传操纵系统方面的援助（LCA的电传系统软件是在美国F-16ISAT试验上完成试飞），通用电气公司提供F-404涡扇发动机。

然而与这些大名鼎鼎的名字形成鲜明对照的是LCA的研制非常缓慢。1983年项目正式启动，1990年LCA才完成初始技术设计，1995年首架技术试验机TD-1出厂，1996年完成第二架TD-2。LCA原定1996年首飞，但是由于电传操纵系统的故障，试飞被推迟到上世纪末，但是由于1998年印度进行核试验，美国及西方对其进行禁运，造成LCA研制计划中断，随着本世纪初美国解除对印度的制裁，整个计划才得以恢复。2001年LCA的TD-1完成首次试飞，印度官方称其为“TEJAS”（梵语“光辉”的意思，含意该机有远大的前程），TD-2在2002年完成试飞。受此鼓励，印度决定整个计划进入第二阶段，也就是原型机阶段，根据计划，印度一共制造5架原型机（编号PV-1-PV-5），首架飞机在2003年完成试飞。由于PV-2、3在试飞中暴露了推力不足的缺点，导致飞机速度和加速性能未能达标。

不过2005年印度空军仍旧决定LCA投放小批量生产，首架低速生产型LSP-1在2007年出厂，首批8架编号LSP-1-LSP-8，此前有消息指按照计划印度空军将在2013年接收正40架正式生产型飞机（即前面提到的LCA MK-1）。但从现在的情况来看，LCA重量超标，推力不足的问题仍旧没有得到彻底的解决，所以这个计划能否实现，恐怕还是一个很大的问号。

相比之下，中国的歼10战斗机仅用18年时间即正式量产、进入部队服役；JF-17从研制到服役，更是用了不到7年时间即形成实战能力。

超重导致LCA研制进度拖延

从LCA研制的过程来看，重量过程几乎贯彻始终，原型机就曾经进行过减重设计。但是在海平面飞行测试中仍旧无法达到最大设计速度，为此不得不将原来的F-404-GE-F2J3（推力约80千牛）更换为F-404-GE-IN120（从LSP-2开始配备）。后者采用了JAS-39战斗机上面的RM-12战斗机的部分技术，推力提高到85千牛以上，但是飞机的稳定盘旋等指标仍旧没有达标，究其原因还是重量问题。

从公开资料来看LCA MK-1构型战斗机空重高达6500公斤，比原计划足足重了1吨，相比较之下JAS-39的使用空重也不过6600公斤左右。如果考虑到JAS-39这个指标是标准作战重量，而LCA许多设备及挂架还没有装备，那么达到全状态的LCA很可能比JAS-39只重不轻，这意味着LCA的推重比指标要比原来低的多。而对于战斗机来说，推重比是机动性能的基础指标，推重比低意味着稳定盘旋、垂直机动、爬升、加速性能、起降性能都降低了，所以LAC研制过程中一直在更换发动机，而尽管是同一系列的发动机，但是由于重量不同，飞机的重心会发生变化，从而导致控制律的差异，因此需要对飞控及操纵系统作出调整，这造成LCA进度拖延的一个重要原因。

LCA双三角翼设计并不成功

攻角是LCA涉试不达标的另外一个问题，LCA采取独特的无尾双三角翼布局，这个布局缺点就是展弦比小。LCA机翼的展弦比只有1.8，是当今战斗机中最小的，相对厚度小，激波阻力低，因此超音速性能较好，这显示印度空军比较重视LCA的防空拦截能力。但是三角翼的缺点就是展弦比大，诱导阻力大，高亚音速条件下的机动性能和航程性能较低，另外就是起降性能差，还有一个缺点就是机翼后掠角较大，机翼外侧的挂架位置靠后，因此不能挂载太大、太重的武器，否则造成飞机重心后移，操纵飞机的操纵性能。

针对这些缺点，LCA的机翼采用了复合后掠前缘，机翼前缘内侧后掠角50度，外侧为60度。这样，机翼内侧的前缘相当于于涡发生器，前缘分离涡首先在此形成，然后在机翼涡分流器的作用下对机翼上的气流进行补充和加强，从而起到增加升力，提高飞机的机动性能的作用。但从印度空军对LCA迎角性能的不满意来看，似乎LCA这个设计并没有达到预期效果。更有资料指LCA的舰载型可能会采用伸缩式前翼，以提高涡升力，从中可以看出印度对这个设计还是有保留。

雷达、空空导弹面临选择问题

LCA的航电系统为三代机标准的联合式航空电子系统，采用三条1553B数据总线，任务计算机为核心，座舱采用包括平显和多功能显示器在内的玻璃化座舱。在LCA计划中，航电系统是少有的取得成果的项目，这一套航电系统已经移植到苏-30MKI和米格-27和美洲虎等战斗机的升级。LCA的机载雷达原定采用JAS-39战斗机的PS-05脉冲多普勒火控雷达，但是由于瑞典不能提供相关的机载武器，印度空军当年采购AIM-120也不那么现实，所以印度空军决定自行研制机载多功能火控雷达和主动雷达制导空空导弹。但从现在的情况来看，其进度比LCA本身还要缓慢，所以LCA现在选择的机载雷达可能是以色列ELTA公司的EL/M-2032火控雷达，该雷达已经用于印度空军美洲虎和印度海军海鹞式战斗机的升级。

但如果是EL/M-2032的话，那么LCA采用俄罗斯空空导弹特别是R-77主动雷达制导空空导弹就会产生问题，因为任务计算机要根据雷达探测到的数据进行导弹发射区的计算，这涉及到两者配合的问题，估计俄、以两国都不会向对方提供相关系统的核心参数。因此，笔者认为LCA可能会采用以色列的德比主动雷达制导空空导弹，从德比的重量和体系来看，也比较适合LCA的挂载，目前德比已经配备在印度海军的海鹞战斗机上面。以色列提供给LCA另外一个重要的探测系统包括LITENING光电瞄准吊舱，让LCA具备了昼夜全天候精确打击能力。

超视距空战

配备德比，对于LCA一个直接的后果就是在超视距空战中无法对抗巴基斯坦空军的JF-17战斗机。后者配备的KLJ-7机载火控雷达探测距离与LCA配备的EL/M-2032相当，而机载武器JF-17的SD-10的动力射程在80公里，有效射程在50公里左右，相比之下德比的动力射程才有60公里，有效射程大约30公里，这意味着JF-17与LCA的超视距空战会有较大的先机。

近距格斗空战

如果双方在超视距拦射中不中，进入近距格斗的话，根据海外资料JF-17的空重大约为6586公斤，内油2300公斤，与LCA MK1的空重取6500公斤，内油3000公斤相近；JF-17采用的RD-93发动机推力约8300公斤，而后者的F-404-GE-IN120在8600公斤左右；取标准空战状态（半油，红外弹*2）JF-17空战重量为6586+1150+80*2（PL-5E重量在80公斤左右）＝7900公斤，推重比为1.05左右，而LCA为6500+1500+105*2（R-73）＝8210公斤，推重比也在1.05左右。从气动布局来说，JF-17采用的是带大条边的后掠梯形翼，大迎角性能较好，且展弦比大，诱导阻力小，因此在稳定盘旋、爬升、加速及SEP等性能都要优于LCA。从空战包线来说，JF-17的优势几乎覆盖了中及左下区域，而LCA的优势在于展弦比小，激波阻力小，因此超音速性能较好，包线的右上区域性能较好。

这里我们实际上可以看出印度空军为什么要为LCA选择F414发动机的原因，LCA MK1的性能已经与JF-17有差距，有消息指中国正在与俄罗斯协商联合研制增大推力的RD-93发动机，并且在自行研制WS-13发动机，这些发动机的推力都有较大的提高，不但可以满足JF-17增加设备的需要，还可以进一步提高飞机的推重比，LCA如果不换装F414，那么与JF-17的差距就会拉大。

JF-17首飞5年后即形成战力

从研制时间来看，JF-17的PT01机在2003年试飞，2004年PT04机试飞，2006年全状态的PT06机首飞，2007年巴基斯坦航空综合公司开始组装JF-17战斗机，2008年JF-17在巴基斯坦空军(PAF)形成初始作战能力。目前PAF第一个JF-17中队已经组建完毕，第二个也已经成立，预计今年将达到每年12架的批量生产能力，进度要比LCA快的多。这还要考虑到JF-17中间经过了重大改进，包括加大边条、采用DSI进气道，气动布局几乎等于推倒重来。在这种情况下，LCA的进度仍旧满后，这实际上反映了中印两国航空工业的实力。也就是中国航空工业可以迅速解决JF-17试飞中出现的问题，如发现飞机机动性能没有达到预期，采用了更大的边条，飞机重量上升，推重比下降，就把进气道更换为DSI进气道来降低重量。

印度未掌握飞机设计核心技术

而反观LCA，除了再三的更换发动机外，印度似乎并没有对飞机的结构和气动设计进行改进，超重几乎伴随着LCA整个研制过程。LCA的研制由达索提供技术支援，复合材料比例高达45%，比JF-17要高的多，即便JAS-39也不到30%。即使这样，LCA也没有在重量和推重比取得对JF-17的优势，这不得不人感觉惊讶。究其原因，可能还是战斗机设计涉及到各国核心技术，各国未必会倾囊而授，而印度自身设计能力薄弱，为了达到规定的结构强度，不得不加大采用材料的厚度和尺寸，这样就造成飞机复合材料使用比例很高，但重量却下不来。

还有一个例子就是LCA的进气道，LCA采用的是固定进气道，尽管固定进气道有结构简单、降低重量的优点，但是M1.5以后总压恢复系数偏低，影响飞机的性能。这与LCA较小的展弦比形成显著的技术矛盾，小展弦比强调超音速性能，而固定进气道偏偏又限制这种性能的发挥。相比较之下，美国F-5在改进到F-20的时候，为了突出拦截能力，将原来的固定进气道改成了双波系进气道。进气道技术是空气动力学的难点和尖端，多波系进气道技术更是只有少数国家掌握，也许正因为是核心技术，达索不愿向印度提供，所以LCA只好采用固定进气道。结果就是两个重要部件的设计取舍出现矛盾，付出了代价，却得不到应有的紧急起飞拦截能力。

从上世纪80年代至今，印度在LCA项目投入大量人力物力，研制进程长达27年，仍未能交付达标的飞机。这其中固然有基础薄弱等客观原因，但印度军方和国防工业当局在武器装备发展计划中急于求成的毛病也是造成这种现象的主要因素。

志向远大当然是好事，但是脱离了自身实际情况就成了好高骛远，这也是为什么印度阿琼坦克等项目和LCA一样，设计指标诱人，定型之路漫长。行文之际，又传来印度准备投资17亿美元研制中型隐身战斗机的消息，笔者不得不佩服这个南亚邻国的自信。