最好的歼七是怎样诞生的？从老教授在成飞公司带学生实习说起

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二十多年前，谁也没有想到，苏联米高扬设计局那款往日曾令西方闻之色变而今却已风姿不再的米格21/歼七，却在中国人手中变身为拉出近40度可控迎角，在航展上技惊四座的高机动歼击机。歼七E，无疑是整个歼七家族发展过程中最为重要也最成功的改型。在面对当时的战略对手已装备三代机甚至开始试验四代机的岁月里，有一群人用他们的智慧和努力，让已经落后于时代的歼七Ⅱ飞机在20世纪90年代再获新生。今天，就让我们来重温这一段故事。

1 缘起

上世纪70年代末80年代初，我国与北方强邻苏联的双边关系非常紧张：双方在中苏、中蒙边界毗邻地带都部署了重兵。对于中国空军而言，一旦中苏战争爆发，如何对付实力强大的苏军远东航空兵集团对我纵深地带发动的空袭是非常头疼的问题。

借用一张米格21比斯

米格23M

当时中国空军手中最好的家当不过是刚刚设计定型的歼七Ⅱ和歼八飞机。但双发的歼八更贵不说，其配套机载雷达长期无法通过鉴定。既然都是只能白天作战的飞机，干嘛不用更便宜的歼七Ⅱ？但是问题在于，歼七Ⅱ的原型就是米格21，对它的老底，作为设计者的苏联人比我们更清楚。歼七Ⅱ是中国航空工业在那个文革刚刚结束了肆虐的年代里能拿出的最靠谱的改型了，水平充其量相当于二十年前米格21的早期型号，其改进重点是放在解决米格21早期的弹射救生难题上，并不是一种在总体性能上有显著优势的改型。而在远东地区，苏军不仅普遍装备了米格21的诸多后期改型，而且还部署了航程更远、机载设备更先进的米格23变后掠翼战斗机。例如驻蒙苏军第104歼击航空团装备的就是米格21的最后一种苏联改型米格21bis，第126歼击航空团装备的就是米格23M，1982年后换装为米格23ML。如何对付这些比我们手里的歼七Ⅱ更先进的对手，是长期令中国空军乃至中国军工界惮思竭虑而不得其解的登天难题。

歼七Ⅱ

就在这样的背景下，根据西北工业大学（简称西工大）的相关记载，1982年西工大的沙伯南教授（当时还是讲师）带领本科生在成都飞机公司（即132厂，简称“成飞”）实习过程中，注意到歼七Ⅱ型战斗机在机头安装有130kg的“死配重”（用于配平挂载新型霹雳8空空导弹时新增的载荷力矩），并且了解到该飞机中低空亚跨音速机动性差、航程短和起飞着陆性能差等缺陷。

实际上这种头部有配重的歼七战斗机并不是歼七Ⅱ，而是正在研制中的一种歼七Ⅱ改型。该机由国防科工委于1983年下达了改装任务，84年3月132厂上报了歼七Ⅱ挂装霹雳8导弹的设计方案，随即启动改装工作。该机1985年9月通过设计鉴定，命名为歼七ⅡH型飞机。该机改用GJ3-D通用挂梁，既可加挂霹雳8格斗弹，又可挂霹雳2乙格斗弹；换装没有启动的涡喷7乙延寿发动机；加强了主起落架支柱，采用无内胎轮胎；机头增加配重，以调整加挂霹雳8导弹引起的重心变化。为了提高飞机在战场上的生存性，还加装了 941-4C 型箔条/红外干扰弹综合投放器，这也是自卫电子干扰装置在歼七飞机上的首次应用。

贝卡谷地空战，当然你看不到怪蛇

霹雳8导弹是引进以色列的怪蛇3。1982年6月的以色列入侵黎巴嫩战争结束后，鉴于以军这种空空导弹在以叙双方于贝卡谷地展开的空战中表现良好，战果里有大量的苏制米格21、米格23，都是苏联在中苏边境地区部署的主力机种。因此，中国空军当然迫切希望能够获得这种先进的空空导弹以在未来可能的战争中与苏联空军的米格21、23抗衡。很快，中方与以色列签订合同，购买怪蛇-3导弹，并引进该导弹及其配套产品技术，在洛阳014空空导弹研究中心消化吸收。1983年9月15日，八号工程正式启动，开始执行引进合同。

在这里呢

但是新问题又来了。怪蛇3具有全向攻击能力，不可逃逸区较大，但缺点就是重量较大，其重量达到120公斤，不但远高于霹雳2的75公斤，AIM-9L的90公斤，也高于R-73的105公斤，可以说是现役最重的近距空空导弹，衍生的问题就是载机适应能力较差。我国在引进怪蛇3之初做载机测试时进行了6次试射，就发现预定载机歼七发射该弹后侧翻严重，改平后发动机又会吸入导弹尾烟导致发动机停车。以色列技术人员研究后认为载机歼七Ⅱ重量偏轻，挂上导弹后，重心后移，发射时冲击力达7.2吨，而歼七Ⅱ发动机推力才6吨，因此飞行员会难以控制。

歼七ⅡH

为了解决这个问题，起初的方案是打算利用机内油箱的燃油来进行配重调整， 但歼七Ⅱ飞机的机身内载油本来就不多，由此难以产生足够的平衡力矩。为了保证飞机的操稳平衡与歼七Ⅱ相比不变化，不得不在前机身相应增加了130公斤的配重。是为歼七ⅡH。由于挂载的导弹重量和机身配重的影响，使飞机的机动性能有一定程度的下降，而使用红外制导导弹主要是依靠通过机动飞行占位到对方后半球进行攻击，即便是霹雳-8 这种号称具有全向攻击能力的导弹也是一样的，毕竟后半球攻击的命中率要高出很多，因此飞机机动性的下降对发挥霹雳-8导弹的威力仍有不利的影响。尽管如此，歼七ⅡH仍旧比歼七Ⅱ更符合中国空军的需要。该机1986年2月开始装备部队，到 1993年停产时共生产交付221架。

2 决策

非常遗憾的是这么多年了，居然仍旧找不到一张沙教授的照片和介绍生平的文章。

1950年到1957年，沙教授曾在航空兵部队待了七年多，担任飞机大队机务主任，参加过抗美援朝战争，三次荣立战功并获得两枚朝鲜军功章，后入哈军工深造。这段经历让他不仅对作战飞机有着格外特殊的感情，也对部队需要什么样的飞机有着清醒的认识。从1983年到1984年，通过大学生本科毕业设计的形式，沙教授率先开始带领学生，围绕提高歼七Ⅱ型飞机机动性能，开展相关研究工作，最终目的就是去掉歼七ⅡH的配重，赋予歼七Ⅱ更强的战斗力。

下马的歼九

提升歼七性能有三条路：1.换发动机，改机身 2.改机身，上雷达 3.改机翼。第一条路比较类似歼九走的。但发动机研制风险太大，基本不可控。歼九611所已经折腾了十年，直到项目撤销还停在绘图板上，国内搞不出合适的大推力发动机是最重要的原因。第二条路就是歼七Ⅲ，是当时132厂和成飞所（611）已经在做的，而且走得也是困难重重，因为国内的机载雷达长期搞不定。只剩下最后一条路了：立足原型机，用修改机翼平面形状、改变飞机的气动布局和局部调整飞机装载的方式，达到去除机头配重、提高飞机性能的目的。

路线是确定了，但这同样是一条极为艰难的道路。固然避开了当时国内发动机、雷达上的两个卡脖子问题，但是却对机翼的空气动力学设计提出了苛刻的要求。很多人不知道，对于一架飞机来说，机翼其实是最重要的部分，因为大部分升力来自于机翼，升阻比取决于机翼的设计，机翼设计的好坏直接决定了飞行性能！当年法、德、英三国联合设计空中客车A300客机时，就是由经验最丰富的英国负责A300机翼的设计。尽管英国人因为在空中客车公司的发展过程中经常起捣乱作用而最终沦为公司里的二等公民，但当年机翼设计这种绝活还是要交给他们。

东航最爱A300

新机翼方案很快得到校方支持，1984年11月在西工大开始进行风洞实验，并于年底写出了选型论证实验报告，证实了可行性。1985年1月沙教授再赴132，与负责歼七Ⅱ批生产的时任副总师陆英育取得了在歼七Ⅱ飞机上改型的一致意见。随后，西工大与成飞公司签署了歼七Ⅱ改型的预研协议。

进一步研究后，1986年3月，由厂、校联合（陆英育、沙伯南负责）先后向航空航天部、空军、国防科工委作了汇报。这才得知“七五”计划关于空军装备的“大盘子”已经确定，当时歼七Ⅲ和歼8Ⅱ飞机都处在即将定型的关键时期，是否还要在歼七Ⅱ上立项改型？航空工业内部（包括厂、所）也出现不少对歼七Ⅱ改机翼的质疑声音。

陆英育总师

但是主管装备的空军副司令员林虎将军却敏锐地觉察到歼七Ⅱ改型是个有前途的方案。他于1986年4月到成飞公司考察，听了汇报；也在西安接见了西工大相关人员，肯定了歼七Ⅱ改型方向，要求抓紧风洞试验，定下气动布局，形成总体设想。经过一年多的努力，终于在1987年6月以厂、校联合名义上报了飞机改型总体设想，并定名为歼七E型飞机。在空军支持下，1987年10月，歼七E飞机终获总参批准立项。正式立项后，成飞公司（132）是总师单位，西工大是副总师单位，这在全国都极为罕见。

3 攻坚

对于歼七Ⅱ战斗机改进项目，沙教授的思路很直接：改机翼，但保持歼七Ⅱ原设计三角翼前缘内侧后掠角不变，将外侧后掠角由原来的57°缩小到42°；同时增大的机翼面积和外翼段减小的后掠角，能提高中低空亚跨音速机动性、航程和起降性能。然而，将纸面的设想变成飞起来的战斗机，工程中却存在着大量的技术难题。

前面已经说了，机翼是飞机设计的核心。在当时的中国还没有人大改过机翼、改过机翼的气动布局。国内的强5强击机沿用了歼6的机翼，歼8的机翼是对歼七机翼加了一个锥形前缘扭转。对歼七战斗机仿制原型——经典的米格21的机翼形状进行修改，一些老专家都不看好。动机翼实实在在是摸老虎屁股。

132和西工大都很清楚，此次改进的核心是新机翼，这是道具有开创性的难题，必然牵涉全机的气动特性、飞行性能、操稳特性、结构强度、颤振等一系列问题。厂方表示：这显然超出了成飞公司当时的能力，但坚信西工大是可以和必须依靠的力量。

F16的颤振分析

机翼改型首先需要实验数据验证。从方案论证到1990年首飞，前后7年时间，沙教授和风洞试验组巫泽、于欣芝等教授在全国7个风洞进行了上万次试验研究：低速、亚音速、跨音速、超音速等速度试验，测力试验、全机测压试验和大迎角等各种性能试验，获得了数千万个数据，提供了飞行与实验的相关性数据；为结构强度、飞行品质、性能计算、颤振等计算工作提供了必要的数据。更重要的是在选型过程中，确定了前后缘机动襟翼的设计方案，并根据实验结果得出了随飞机飞行马赫数和迎角等变化的前、后缘机动襟翼的控制规律。这是我国在军机上的第一次应用。

如何提高歼七E抗颤振性能，是研制中遇到的关键技术难题之一。因为与原型机歼七Ⅱ相比，歼七E增加了机翼面积，加大了翼展，减小了外翼后掠角，由单外挂改为双外挂……。这些都给抗颤振带来不利影响，以致有专家认为“就是把机翼换成钢板，也是要振的”。在1988年初第一次歼七E方案评审会上，西工大抗颤振问题的评审方案没有通过。

ARJ21的颤振试飞准备

可否把颤振问题交外单位呢？部分人员有些动摇，但刘千刚教授等还是坚持自己干。最后，决定请李凤蔚教授加入，他用了半年，在结构强度组杨庆雄、姜晋庆两教授配合下，经反复分析计算，终于摸索出一种建立在频率识别及解耦基础上，加强中、外翼扭转刚度，适当降低机翼弯曲刚度的解决方案。使机翼在基本不增加结构重量的情况下，颤振速度大幅提高，达598米/秒，满足了设计要求。1988年10月通过了歼七E抗颤振方案的第二次评审，1990年初通过了全机地面共振试验，1990年4月通过了歼七E首飞颤振专题评审。

除了颤振这个拦路虎，机翼气动设计也是困难重重，例如前面提到的机动襟翼的设计。随着风洞试验对双三角翼各飞行状态气动特性研究的逐渐深入，沙教授发现，随着迎角的增大，双三角型机翼的外翼将出现气流分离，对全机的俯仰稳定性产生不利的影响，使得本来希望获得某些飞行性能的改进难以实现。经充分研究后的结论是：要解决这个难题必须在机翼上增添“机动襟翼”。所谓机动襟翼就是在机翼外翼的前端配置前缘襟翼，在内翼配置后缘襟翼，并使其偏转角在飞行中能随飞行状态（迎角和马赫数）自动调整。因此，机动襟翼与常规襟翼有着本质的区别。

客机的前缘襟翼

当时国内生产的机型中尚无先例可借鉴。同时，歼七Ⅱ飞机是二代机，相比三代机来说设备和系统要简单得多，特别是没有采用余度技术的电传飞控系统，所以，要把歼七Ⅱ改型为歼七E，设计一套能满足要求且安全可靠的闭环伺服控制系统绝非易事。特别是对歼七E的后缘襟翼来说，它应当是手自一体的：就是在空中飞行时，是能够自动偏转的机动襟翼，而在起降阶段又是个手动的常规襟翼。

经认真调研，何长安教授牵头的机动襟翼组提出“借用”161厂生产的大气数据计算机，作为机动襟翼控制系统的指令计算机。在该机编入襟翼偏角随迎角和马赫数变化的控制律，并将指令实时输出到下一级的4个伺服回路（左、右、前、后），伺服回路驱动襟翼偏转至给定角度。对后缘襟翼，则设计了带机械限位的伺服作动筒与开关式电磁阀收放作动筒一体化的新作动器。在安全性方面采用了左右翼互监控的故障安全模式，保证了歼七E飞机的整机飞行安全。

后缘襟翼

这一控制系统后来经过方案评审、首飞评审、调整试飞，随后由618导航所批量生产，然后装载了数百架歼七E飞机。实践证明，机动襟翼控制系统的使用性能及可靠性等，都达到了非常理想的水平。

上面提及的只是最为典型的两次技术难题攻关，也是两次技术创新。歼七E整个研制过程中遇到的技术难关数不胜数。如机翼的气动力载荷计算，总师陆英育要求西工大保证误差不能过大。因为一旦过大，后期设计的机翼部件都要报废，人力物力的极大浪费不说，还严重拖延工期。因此风险很大，而刘千刚教授承诺误差不超过10%！天知道他为此付出了怎样的努力，最后得到了误差仅为3%的结果，为歼七E提前近半年出厂贡献突出。

4 新生

在成飞公司这边，为歼七E采用了当时国内新研制出来的铝锂合金材料，这种高强度铝合金材料单位重量的强度比此前飞机常用的硬铝材料要高34%，苏27、阵风等地三代战斗机已广泛采用。该合金在机体结构件和蒙皮的大范围使用使整个飞机的结构重量减轻了17%之多。

借用一张座舱图，大致是这样子

歼七E还更新了一些机载电子设备，加装了JT-1型平显武器瞄准系统、SRT-651C型通讯电台、JD-3型塔康导航系统、8430型大气数据计算机以及930-4型机尾雷达告警器和941-4C型箔条/红外干扰弹综合投放器等新设备。还更换了航姿系统、无线电罗盘、信标接收机、无线电高度表、超短波电台等国内新改进出来的设备。与大气数据计算机交联的平视显示及武器瞄准系统，实现了飞行参数与武器瞄准信息的综合显示，增加了瞄准射击方式并提高了瞄准攻击的精度。平显使飞行员可以在飞行过程中不必低头观察仪表就可以了解飞机的飞行状态，提高了飞机的作战效能。

稍微遗憾的是歼七E飞机没有安装火控雷达，依旧安装的是雷达测距器，仍然只是一种昼间型歼击机。尽管在设计之初空军曾提出歼七E要安装火控雷达，但后来考虑到安装较为沉重的火控雷达将会影响飞机的机动飞行能力，而更大直径的雷达天线也需要对进气道进行较大的更改，因此最后放弃了安装雷达的计划。同时还确定歼七E不配备中距空空弹，以免挂载后影响歼七E的机动灵活性。

霹雳五乙

歼七E增加了武器外挂能力，最大外挂能力增加到了1,600公斤，能够挂载性能较高的霹雳-8型空空导弹。在左右机翼下各增加一个外侧挂架，使飞机的外挂架达到五个：机腹一个挂架，可以挂载720升副油箱。每侧机翼下各两个挂架，可挂载发射霹雳-2、霹雳-5乙、霹雳-7、霹雳-8等多种型号的空空导弹，或者挂载57毫米或90毫米火箭弹发射器，也可以挂载250公斤或500公斤低阻炸弹，外侧挂架还可挂副油箱。

霹雳七

由于现代空战已经由机炮为主要武器转变为导弹为主要武器，因此歼七E飞机取消了原歼七Ⅱ左侧机炮及其输弹带结构，减重约150公斤，只保留右侧一门30-1航炮，机内正常备弹量减少为60发。同时考虑到飞机作战方式以及导弹武器的攻击特点，取消了座椅的防弹钢板。左机炮取消后恢复了原油箱，内油容量增加了100升，一定程度上提高了飞机的航程和续航时间。重力加油改为压力加油方式，加满机内油时间从30分钟减至6分钟，提高了再次出动率。

5 鹰扬

歼七E于1990年5月18日首飞，1993年5月设计定型。

相比歼七Ⅱ型飞机，歼七E（及其改型）除高空高速截击性能略有下降之外，其余包线范围内机动性均比歼七Ⅱ优秀一个档次，接近主流第三代战斗机水平：稳定盘旋过载提高29％，据称歼七E在中低空稳定盘旋性能与F-16A基本相当，瞬时盘旋角速度提高50%，爬升率提高24%，最大航程增加17～44％，近距格斗性能提高84%，综合机动性能提高43%，综合作战能力提高35%，起降性能亦得到大幅改善。

从1987年立项到1993年研制成功，歼七E项目用了五年半时间，算上前期预研，沙教授和他的同伴们围绕歼七E奋战了整整十年光阴。“十年磨一剑”，造就了歼七E的辉煌。

从1993年8月开始交付部队使用，到2001年停产为止歼七E共生产了264架，用以替代退役的歼6系列和歼七Ⅰ型飞机。当时的中国空军已经引进了苏27，歼10也即将量产，歼七E能够从空军拿下如此大的订单足以说明它的实力。

后续成飞以歼七E的技术改进歼七M得到歼七MG型，该机尚未改装完就参加了1996年珠海航展，并引起多国的兴趣。1998年改装完成的歼七MG型飞机在珠海航展上一飞冲天，进行了大展其优异性能的飞行表演。

进入21世纪后，成飞又以歼七E型为基础改进出歼七G型飞机，换装了整体式风档，头盔瞄准器、仿制自以色列EL/M2001脉冲多普勒雷达的新型JL10G系列雷达和Ⅲ型敌我识别器和全向雷达警告器等等，而且有手不离杆（HOTAS）设计。该机于2002年6月28日首飞，2004年7月通过定型设计，2005年公开，2006年11月装备部队。歼七G的多普勒雷达配合头盔瞄准具充分发挥了“霹雳”空空导弹的离轴发射能力，弥补了老式歼七由于瞄准具视场小，限制“霹雳”空空导弹打击范围的缺陷。

至此，歼七E及其后继者已全部出场，但是这段中国人创造的传奇还将继续在天空书写下去。

附录：歼七GS在斯里兰卡

2007年中航技与斯里兰卡签订歼七GS外贸飞机合同。根据斯里兰卡空军的要求，该型除更换部分机载设备外，其他与歼七G飞机基本相同。2008年9月9日3时许，瓦武尼亚空军基地两架歼七GS战斗机分别飞往伊拉纳马杜和普特胡库里普，使用航空炸弹破坏了猛虎组织的两条跑道，使猛虎组织的两架轻型飞机难以降落。另外一架歼七GS开始使用机载雷达搜索，发现了一架飞往穆莱蒂武的轻型飞机。3时50分许，飞行员获得攻击指令后，打开火控雷达，锁定前下方500米低空飞行的轻型飞机，随即发射了一枚空空导弹。几秒钟后，轻型飞机中弹爆炸。

（本文根据网络资料撰写）