“和平典范”计划：中美“蜜月时期”的战机合作(1)

和平典范的弃儿---美空军博物馆收藏的中国J8II战斗机

    “和平典范”是中美蜜月期的巅峰，双方于87年签订了向中国出口能改进 55 架次歼-8Ⅱ的相关设备的合同，总金额高达5.5亿美元。两架歼-8Ⅱ在89年初运到美国，由美方人员试飞评估并进行改进。美方试飞力量雄厚，动用了爱德华兹基地“空军飞行试验中心”（Air Force Flight Test Center）6510中队。美方试飞项目主管是5,700飞行小时的资深试飞员，曾撰写美军飞行学校教材。同时中方约20名技术人员前往纽约长岛格鲁门公司工厂、代顿空军基地进行培训学习。但89年夏该计划停顿后，美官方和企业都尽量避免提及所有与中国的军事合作计划，以免被指为“援助中国”。因此我们只能根据少量信息，对“和平典范”做一些“纸上谈兵”。

    当时的歼-8Ⅱ航空电子系统落后而缺乏发展潜力，现有雷达无法有效探测低空目标。因此美方主要是为歼-8Ⅱ装备西方80年代水平的火控系统，而在发动机、机动性上没有深入的改进。

    新火控系统的特点为，采用数据传输标准总线技术，从而能够彻底提高航电水平；综合雷达、惯导、大气等传感器，提高探测能力；采用先进显示技术，提高人机工效；建立新的外挂管理技术基础；增强自检测、系统容错能力，提高可靠性和可维护性。具体措施为，把F-16同期型号的火控移植到歼-8Ⅱ上，包括加装 AN/APG-66（V）火控雷达、座舱显示系统、1553总线、新型火控计算机等。

    AN/APG-66（V）雷达

    加装 AN/APG-66（V）雷达是“和平典范”最抢眼的项目，为歼-8Ⅱ添加了“金睛火眼”。这可能是首例东方战斗机与西方雷达的官方“联姻”。该雷达由西屋电气公司（Westinghouse Electric）研制，属于 X 波段脉冲多普勒机载火控雷达，主要装备 F-16A/B 等。美方赋予提供给中方的雷达一个新代号：PRC F-8 APG-66（V）。我国当时没有能与之相比的火控雷达。该雷达采用平板隙缝天线，对大型飞机的最大搜索距离约140千米。对战斗机的上视探测距离46 到74千米，下视37到55千米。具有频率捷变能力，抗干扰性好。

    同时 APG-66（V）的处理机、雷达计算机、存储介质较先进，从而能够提供大容量快速的处理能力。其设计具有模块化的特点，分为7个各自带独立电源的可更换单元，插头/插座统一而易于插拔，供电可靠，大量采用可靠性好的数字式器件。因此，APG-66（V）在战地条件下可快速更换修理。对于解放军来说，当时面对着敌人立体化大集团进攻的威胁，更需要截击机长时间连续作战，需要尽可能减低故障趴窝的几率。

    APG-66（V）借助脉冲多普勒技术，能够在地面杂波干扰中搜索并锁定目标，从而发起攻击。老式单脉冲体制的雷达，基本无法做到这一点。APG-66（V）的工作状态很齐全，空空模式例如格斗、快速搜索、自动截获、自动跟踪等。空地模式包括真实波束、8:1的多普勒波束锐化、地图锁定、对海搜索跟踪等。因此 APG-66（V）奠定了F-16良好的火控基础。在这一基础上略加发展后，F-16C/D 型就具有了完善的空地作战能力。

    歼-8Ⅱ最初的火控系统，限于雷达体制，仅能对付中高空目标。这也是米格-23、F-104等典型第二代战斗机共同的特点，一般只有上视能力，无法下视探测。有了APG-66（V）这样雷达，歼-8Ⅱ才能够有效的拦截低空突防的敌方飞机和导弹，例如当时已大量装备苏军的图-22M“逆火”轰炸机和苏-24 战斗轰炸机。

    当然 APG-66（V）也有其缺陷：探测距离偏近，最初甚至没有连续波照射器，无法使用 AIM-7“麻雀”等中距半主动雷达制导空空导弹。APG-66 发展到 APG-66 ADF 型后，F-16才能使用AIM-7。直到改装搜索距离增大50％的 APG-68 雷达的F-16新型号出现，“战隼”才真正具有了超视距空战能力。对于承担截击任务的歼-8Ⅱ，真正适用的雷达其实是 APG-68。不过美国当时并不会提供该雷达给中国。

    座舱显示系统

    先进火控要包括适当的输出显示手段，才能真正形成战斗力。美方为歼-8Ⅱ座舱增加了多种显示设备，包括下视显示器（Multifunction Display System MFD）和新式平视显示器（Head Up Display System HUD），具体型号不详，估计类似 F-16相应部件。F-16的下显是高分辨率、高亮度的电视/光栅显示器，采用先进 CRT 和光学滤波技术，可显示包括多种模式的雷达成像、字母数字和符号叠加输出等。F-16下显还可以输出电视制导武器相关视频图像，但“和平典范”并无加装对地制导武器的计划，因此改装的火控应该不包括这一部分功能。而歼-8Ⅱ原有的显示手段仅为简单的波形输出和机电仪表，功能单一，更无法满足光电制导对地武器的需要。

    以往老式的光电瞄准具仅能为飞行员提供简单的瞄准光环。飞行员通过标示和经验上预知的目标尺寸进行估算，测距、攻击精度都较低。还得需要经常低头查看座舱仪表信息。改装新型平显后，歼-8Ⅱ飞行员可直接读取火力控制、飞行数据、雷达信息和机动能量管理信息。空对空作战时，飞行员可透过平显看到目标，同时看到投影叠加的雷达目标截获指示符号、瞄准光环、最大/最小发射距离指示、瞄准操纵点、弹丸示踪线（热线）和速度矢量。上述提示信息在作战中能成倍数的提高飞行员工作效率，例如投掷航空炸弹时，飞行员只需观察目标以及平显上火控系统输出的瞄准操纵点，按指示适时按下发射钮，投出炸弹，即可准确的命中目标。巡航时平显显示方位、速度、高度和操纵信号等，可减低飞行员的工作强度。

    1553B 总线

    1553B标准对于军事爱好者来说可能有几分陌生。笔者认为“和平典范”中，1553标准是最重要的一环。没有它，之前提到的雷达、导航系统的改进计划，等于空中楼阁。

    上世纪 60 年代时，由导航/平显/武器瞄准系统（INS/HUD/WACS）组成的综合火控系统，配上远距空射武器，使战斗机如虎添翼。但作战信息数据总量暴涨，而设备间接口各异，互联协同难度大，成为作战效能的瓶颈。同时，由于缺乏统一标准，开发、维护和改进的成本不断上升。于是 1973年后，美军方先后公布 MIL-STD-1553A（USAF）标准和 1553B 改进标准。粗略的说，单个机载电子设备就类似于计算机局域网 LAN 中的单个计算机，1553 标准类似于通信协议，堪称现代作战飞机电子系统的“脊梁骨”。其核心就在于“标准”二字。有了 1553，雷达光电探测、导航、本机传感、座舱显示、外挂管理和火控计算机等得以完美的联结综合，构成了第三代战斗机标志性的分布式集中控制系统。F-16A是采用 1553A标准的第一种作战飞机。

    以雷达为例，之前提到的先进的人机界面，需要火控雷达具有复杂的对外接口，同时脉冲多普勒雷达又需要强大的内部接口进行处理运算。如果没有1553这样先进的总线，这两个接口的性能都要大打折扣。

    1553 总线具有高速、灵活的特点，通信效率高，修改、扩充和维护简便。下面列举一些数据，熟悉计算机的朋友应当有所体会：MIL-STD-1553B是数字命令/响应式分制多路传输数据总线，传输速率 1M 比特/秒，足以满足第三代作战飞机的要求；字长度20比特，数据有效长度 16 比特；半双工传输方式，双冗余故障容错方式，传输媒介为屏蔽双绞线。

    1553 总线的冗余度设计，提高了子系统和全系统的可靠性。总线本身（包括总线控制器、双绞线、偶合器等）平均无故障工作时间超过 10,000 小时，在全系统中基本可忽略其故障率，比歼-8Ⅱ原有联结方式好得多。同时可以省去歼-8Ⅱ设备间复杂繁琐的点对点联结，仅此一项可令全电子系统的重量减轻约 5％，并节省空间、耗电。数字传输方式与传统的模电方式相比，速度更快、反应时间更短、保密性更好、抗干扰能力更强，能充分发挥火控设备性能。字差错率小于千万分之一。在后勤维护方面，标准的接口、插卡非常容易拆卸，可以方便的通过数字式工具进行测试/虚拟。经测试仅地面测试一项，就可比以往减少 30奈?すな薄?/p>

    “和平典范”以 1553B 标准为基础的航电系统，比歼-8Ⅱ原有系统提高了一个台阶。其火控/导航状态分工清晰明确，信息处理速度快，维护升级简便，扩展性强。此外西方武器系统基本上都符合 1553 标准，我国引进的一些先进武器只需进行相应改进，即可自行加装到“和平典范”上。更重要的是，1553 标准决定了不同厂商的航空电子设备的规范化、标准化，有助解决我国航空工业的一些问题。尽管“和平典范”计划夭折，我国仍确立了 1553 的标准地位，同时开发了更先进的光纤 1553 接口技术和设备，并进行了新型光纤总线的研究。日前我国已研制成功具有自主知识产权的 1553B 总线协议接口芯片。

    新型火控计算机

    新型火控计算机是“和平典范”的大脑，尽管没有具体型号的信息，但基于雷达、显示系统等已知材料，可以推断其基本情况。它与惯导计算机、火力瞄准计算机、雷达处理机、外挂管理计算机组成了飞行火控系统，是系统核心。该计算机负责控制包括机炮、空空导弹、航空炸弹等各种武器的发射提前量、发射区、弹道、弹着点、提示信息等，选择、设定和发射外挂武器。在作战时，火控计算机进行科学的飞机能量管理计算，在战斗时确保战斗机在最佳格斗飞行状态，平时则可增大续航时间和距离。

    在空空作战时，火控计算机可为歼-8Ⅱ飞行员提供格斗、空空导弹、快速射击、前置跟踪等。快速射击时，计算机模拟连续弹丸流的命中点，飞行员从而可以迅速捕捉到快速开炮拦截敌机的准确时机。前置攻击时，计算机将瞄准光环投射在由目标距离、飞机动态、距变率决定的适当位置，飞行员调整飞行姿态使光环套住目标，即可瞄准攻击。空地作战时也有多种状态供不同用途。

    其他

    “和平典范”选用的 LN-39 惯性导航系统是利顿公司 80 年代初的拳头产品，为 F-16 早期型号采用。其精度优于歼-8Ⅱ原有产品，工作稳定，平均故障周期长。外挂武器管理系统改变了歼-8Ⅱ以往外挂单一、弹种难以扩充的缺陷，采用了微处理机和标准接口技术，可管理控制多种中美制航空武器。值得一提的是，由于改装的各个西方电子设备的可靠性高，组成的全系统的可靠性比原有系统有了革命性的提高。电子设备的改进还提高了歼-8Ⅱ的续航性能，如起降时可采用优化的飞行路线、高度，从而降低起降消耗的燃料，这对航程不算大的歼-8Ⅱ很有好处。

    由于电子设备的变化，歼-8Ⅱ原有的电源标准、功率输出不符合新的要求，因此必需改用美方相应的电源系统。同时增强了冷却手段，避免系统过热。

    后记

    89 年后，“和平典范”最终夭折，但影响是深远的。我国技术人员切实的学习掌握了美方设备和军企人员的先进技术，更重要的是深刻体验了西方先进航空技术的整体性、可发展性和前瞻性。这一尝试虽没有直接成果，但进一步明确了我国战斗机技术追赶世界一流水平的方向和道路。因此，笔者认为实施“和平典范”的结果，应该说是成败各半，从长远角度看甚至是成功的。

    在中美合作取消不久后，歼-8Ⅱ改进型的指标已远超出“和平典范”水平，发展出了歼-8ⅡM 等若干改进型。新的改型具备了一定的超视距空战和对地攻击能力。其中突出了综合火控系统的研制，力图实现“和平典范”未尽的任务。新的歼-8Ⅱ改型，通过脉冲多普勒雷达、数字式综合火控系统、空中受油技术、组合式自卫电子对抗系统、新型外挂系统、可靠性和维修性改进和气动设计等一系列改进，最终将接近第三代战斗机的水平。笔者认为，尽管我方未能获得原定数量的 APG-66 雷达，但此雷达为多国所采用仿制，我方进行研究借鉴并无困难。而俄罗斯的 ZHUK 雷达更是歼-8ⅡM 型的外销标配。同时通过我国科研人员的长期努力，在上述方面，乃至中距空空导弹、空中加油技术、惯导/GPS 综合导航技术、高速光纤总线等领域都取得长足进展。这都是“和平典范”从未触及的领域，具有重大意义。

    总而言之，“和平典范”是我国战斗机技术发展中一个重要的转折点，影响深远。同期国产新型歼击机的设计更是以西方标准贯穿始终，真正发起了自行研制第三代战斗机的冲击。因此，美国给予的先进装备，并不是最值得珍惜的东西。深入体验并再次肯定了先进的军工设计生产思想和体系，才是这次国际合作中我方的最大收获。

    （文章来源：空军之翼）