1950年代印度成为世界领先和最大的武器进口国之前,就开始涉足战斗机设计制造领域了。尼赫鲁预见了高科技飞机研发项目的价值,选择和德国传奇飞机设计师库尔特·谭克合作。最终获得了名不副实的HF-24“风神战斗机。1957年风神项目立项,1967第一个“风神”中队就形成了战斗力。风神在1971年印巴战争中表现不错。风神项目之所以能成功库尔特·谭克的德国团队和当时印度设计师和政府的务实,对比后来的LCA项目就呵呵了。

HF-24“风神

HF-24“风神三视图

接下来的印度战机项目并不是从头研制的。1971年印巴战争结束后,HAL开始生产“无敌”(Ajeet)战斗机,也就是英国佛兰德“蚊蚋”F.1的印度版。当时HAL已经在班加罗尔按许可证生产“蚊蚋”教练机,“无敌”(Ajeet)战斗机的不同之处就是增加了内部燃油容量、改进了操控和液压系统、并在翼下增加了更多外挂点。但最后“无敌”的产量才不到100架,蚊蚋/无敌和无敌教练总共生产了300多架。这是因为印度在20世纪70年代中期全面倒向苏联,结果使HAL从一个能进行垂直整合设计研发和制造的公司沦落为一个几乎完全按许可证制造飞机的公司。

"蚊蚋/无敌"的三面图

娇小的“无敌”战斗机

LCA溯源

印度空军设想了一种可大量生产的轻型战斗机(LCA)来取代当时装备的“蚊蚋”、“无敌”和早期型米格-21。在项目的早期研究中,LCA是一种常规小型单发战斗机,尺寸重量和成本都处于“蚊蚋”和米格-21之间。但随着项目越来越受到关注,有更多利益相关方加入到决策过程中,LCA的设计出现了重大变化。

LCA早期构型,特点是双三角机翼

但随着项目越来越受到关注,有更多利益相关方加入到决策过程中,LCA的设计出现了重大变化

LCA最终构型的全尺寸模型

到20世纪80年代初,印度国防部下属的国防研究与发展组织(DRDO)在V·S·阿鲁纳恰拉姆博士的领导下,成功说服印度空军和国防部把LCA作为一个全面的研发项目,以此来促进印度军用飞机高科技的发展。DRDO为LCA制定了几大研发攻关重点,都属于当时世界最新最先进的航空技术,包括电传飞控(FBW)、高性能涡扇发动机、复合材料机身结构、综合电子战(EW)套件、多模雷达,基本涵盖了现代战斗机的全部核心技术。

印度国防部国防研究与发展组织(DRDO)

1983年,印度政府正式宣布将用8-10年时间来设计研发和制造LCA战斗机。之后项目加快了进程,印度国防部在1984年6月成立了航空发展局(ADA),作为专门管理LCA项目的机构。同时,空军总部也着手制定LCA的空军参谋部要求(ASR),并在1985年10月正式颁布了ASR 2/85,确定了这种未来战斗机的性能和规格。有趣的是,LCA的“卡佛里”涡扇发动机的名字来自印度南部一条河流,这个名字直到1989年才得到批准,而且“卡佛里”这个名字表明了发动机和飞机项目虽然相互依存,但并没有捆绑在一起。

印度国防部航空发展局(ADA)

“卡佛里”涡扇发动机

“卡佛里”在俄罗斯展开了飞行测试

在项目组织结构中,ADA负责总体管理与控制,并监督由国家机构负责发展的技术。当时,印度国家机构担负了大部分的军事技术研发,这种低效的体制让印度人一直纠结到现在。HAL负责项目的详细设计、工程发展及最终组装。

ASR预计印度空军能在1994年开始装备LCA,总数量达220架,其中20架是双座教练型。但现在看来,当时的印度航空工业、研发机构和空军总部显然没有认识到如此规模研发项目背后的工作量和资金需求。LCA项目的两个目标:为印度空军提供新型战斗机和建立本国战机研制的“生态系统”肯定无法在1994年实现,甚至在之后的30多年里也没有实现。

LCA的复合材料用量

漫漫研发路

LCA的“征途”充满了挑战,虽然获得了一定的成功,但更多的是挫折。在全球,还没有哪个国家在一种飞机上要同时进行电传飞控、军用涡扇、多模雷达和先进航空结构的研制。因此,LCA从一开始就面临困境就没什么稀奇了。

早在1988年,印度政府就在年度审计报告中批评了LCA项目存在项目定义(达索担任顾问)延迟、财务管理差劲、规划不足等问题。这些早期问题明确显示1994年服役的目标太过于雄心勃勃,印度空军和国防部不得不开始研究后备方案,最终决定把米格-21比斯升级成米格-21“野牛”。

米格-21“野牛”

虽然存在这些问题,印度仍认为LCA对国家利益足够重要,必须继续下去。1991年,印度内阁政治事务委员会(内阁安全委员会的前身)批准LCA项目进入两阶段全面工程和发展(FSED)。第一阶段将演示和验证该机的关键技术:电传飞控、复合材料、计算机控制的机电系统和“玻璃”座舱,将使用两架技术验证机(TD-1和TD-2)进行210小时左右的试飞和测试。此外还对多模雷达、雷达告警接收机(RWR)和电子战套件(也称为自卫干扰机——SPJ)进行地面台架和飞行试验测试。在第二阶段,所有这些系统将被整合进5架原型机(PV-1到PV-5)中,进行进一步试飞和武器整合,然后在批量生产前获得初始作战能力(IOC)认证。这两阶段的工作预计在2004年年底前完成,随后LCA进入低速率生产并开始装备部队。

1993年,第一阶段FSED获得投资,计划在1998年底前完成,为期五年。但此时FSED从获批到正式启动已经足足过去了两年,原因是印度政局的不稳定(几年中有三个政党上台,先后出现了4位总理)、印度金融危机、以及全球能源价格的高涨。

TD-1在1995年11月下线,TD-2在1998年下线,这意味着第一阶段FSED已远远落后于计划。雪上加霜的是,ADA在没有解释原因的情况下决定同时制造2架PV飞机,而不是先前的先制造TD飞机,再制造PV飞机。这使第二阶段FSED必须重新定义,整个项目的时间表也要重新调整。

组装中的头两架LCA原型机TD-1/2

2001年1月4日,LCA TD-1在拉吉夫·考寺约尔中校的驾驶下首飞,距该机下线已经过去了5年多!LCA被当时的印度总理瓦杰·帕伊正式命名为“光辉”(Tejas)。

2001年1月4日,LCA TD-1在拉吉夫·考寺约尔中校的驾驶下首飞

在技术研发工作的一再延迟中,LCA终于开始试飞。TD-2在2002年6月加入试飞,PV-1在2003年11月加入。现在已经没人提LCA要在1994年服役的事了,即使与修改过的时间表相比,整个项目也已经落后计划超过五年。ADA急切要求修改第二阶段FSED规划,试图挽回局面。

涂上印度国旗色的LCA TD-2原型机

PV-1在2003年11月首飞

TD-1/2和PV-1三架飞机的合影

在ADA做出一系列令人费解的决定后,一个“临时”第二阶段FSED在第一阶段FSED后期展开,开始设计剩余3架PV飞机,其中PV-5是双座教练型。

第一架LCA 双座原型机PV-5

2001年11月,各方终于对最终的第二阶段FSED规划达成一致,规定最后一架PV机应该在2004年10月升空,LCA应该在2005年年底获得IOC。此外,第一阶段所有未完成的测试和发展工作都统统被移进第二阶段,其中包括了额外的试飞工作,因为到2004年3月TD-1和TD-2仅完成约125小时试飞,而不是当初规定的210小时。

第二阶段FSED规定HAL要实现年产8架“光辉”的能力,在LCA获得IOC后,在2006-2008年间为印度空军提供首批8架限制量产(LSP)飞机(类似低速率初始生产概念)。LSP飞机要在2008年中期之前获得全面作战能力(FOC),随后HAL开始全速生产“光辉”。

可以肯定的是,上述期限没有一个能够实现。2009年12月,一个审查委员决定把“光辉”战斗机的IOC日期推迟到2010年12月,FOC日期推迟到2012年12月。

LCA的座舱布局,典型的一平三下

同时,由于技术发展和验证工作甚至落后于重新调整过的计划,第二阶段FSED也陷入了泥潭。其结果是,PV飞机在升空时安装的子系统少于原计划,这大大影响了试飞进度。最终,ADA把原定交付印度空军的8架LSP飞机列入试飞机队作为原型机使用。为了表示对项目的支持,印度空军在2005年订购了首批20架IOC标准的LCA,什么时候准备好就什么时候交付。

但不幸的是悲剧仍在继续。印度自研雷达从来没有达到期望中的表现,于是在2006年10月被替换成以色列埃尔塔公司的EL/M-2032雷达。“卡佛里”发动机也同样无法达到性能和重量指标,最终被美国通用电气的F404-IN20取代。LCA项目研发攻关重点中雄心勃勃的雷达和发动机研究就这样寿终正寝了。2009年3月,印度人请来欧洲宇航防务集团(现在的空客)担任试飞顾问,试图把项目拉回正轨,但2015年的印度政府审计报告指出,由于ADA一方设置的一系列障碍,许多欧洲人提出的建议无法执行。

以色列埃尔塔公司的EL/M-2032雷达

F404-IN20的性能指标

再来看原型机,PV-4没有完工,后来被改成PV-6双座机,导致单座原型机的数量减少了一架。PV-6在2014年11月才首飞,比PV-5晚了5年,甚至晚于7架LSP飞机!再来看LSP飞机,LSP-6没有问世,未经证实的报告说该机的机体被用来制造第一架批生产型飞机——SP-1。

姗姗来迟的PV-6

一些亮点

在此期间,LCA项目也取得了一些亮点,其中经常被忽视的成就包括该机的首次导弹试射(2007年10月,PV-2发射了一枚R-73(AA-12“射手”)),以及同年12月首次集成“利特宁”瞄准吊舱。2008年4月,PV-2又集成了埃尔比特公司的显示和瞄准头盔(DASH),2009年2月该机进行了第一次实弹轰炸试验。2010年,LSP-3成为首架安装EL/M-2032雷达、升级型导航/通讯设备和雷达报警接收机的飞机。同年晚些时候,LSP-4增加了一套干扰弹发射系统(CMDS),终于接近了IOC规格。

2013年7月,LCA的LSP-7号机在古吉拉特邦的贾姆纳伽试飞中发射红外制导的R-73近程空空导弹(射程20公里)

2011年1月,错过推迟后的IOC截止日期后的一个月,印度国防部终于授予LCA初始“准许服役证书”,允许印度空军的普通飞行员而不是试飞员驾驶该机,初步认可LCA具有IOC资格。随后试飞项目继续进行,最后两架LSP飞机一直留在ADA并接受了细微作修改,如LSP-7的辅助动力装置(APU)进气口外形经过了修改。

LSP-7的辅助动力装置(APU)进气口外形经过了修改

LSP-5和LSP-8(背景),注意两架飞机APU进气口外形的不同

LCA在2012年唯一实现的重要里程碑是第一架LCA舰载型原型机的首飞,4月27日,印度海军飞行员J·A·马瓦兰卡准将驾驶舰载型原型机(NP-1)进行了首飞。舰载型修改了起落架和机身设计以适应舰载滑跃起飞和拦阻降落,为了增加升力和增强低速操控性,该机还配备了前缘涡流控制器(LEVCON)。不过这架双座舰载原型机没有安装拦阻钩,而且仅进行了4次飞行后就不得不停飞等待修改起落架设计。这是一个漫长的过程,NP-1直到2014年3月才恢复飞行。

N-LCA NP-1原型机在2012年4月27日首飞

舰载型的前缘涡流控制器(LEVCON)是个非常有趣的设计

舰载原型机仅进行了4次飞行后就不得不停飞等待修改起落架设计

2013年2月,“光辉”参加了印度空军在拉贾斯坦邦西部沙漠地带博克兰靶场的“铁拳”火力展示,挂载了“利特宁”吊舱的LCA投掷了激光制导炸弹,并向一个非机动红外靶标发射了一枚R-73实弹。同年3月,最后一架LSP飞机首飞,项目开始为IOC摩拳擦掌。

LCA在2013铁拳演习中。机翼下挂两个油箱和R-73空空导弹

2013年7月,LCA的LSP-7号机在古吉拉特邦的贾姆纳伽进行了R-73空空导弹发射和重力炸弹投掷试验。图片最右侧的那个黑色物体是以色列制造的利特宁(Litening)瞄准吊舱

FOC认证

2013年12月20日,当时的印度国防部长A. K.安东尼向当时的印度空军参谋长N.A.K.布朗空军元帅递交了正式的“光辉”战斗机“准许服役证书”,这个里程碑被印度人当成第二次IOC(IOC-2)来庆祝。在庆祝仪式上印度官员表示该机只需大约15个月就能实现全面作战能力(FOC),显然这又是一次良好的祝愿,直到2016年3月该机仍未达到FOC。要实现FOC,LCA还要解决许多问题,下面是该机在宣布IOC时列出的一份不完全问题清单:

LCA的IOC-2庆祝仪式

·飞行包线要扩展到-3.5/+8g和24°角攻角(当时是-2/+6g和22°)

·增加空中加油能力(安装科巴姆公司的固定探管)

·发射超视距空空导弹(拉斐尔公司的“德比”导弹)

·集成GSH-23 23毫米机炮

·挂载副油箱的超音速飞行试验

·安装科巴姆公司的新天线罩以提高雷达性能

·改进机轮刹车冷却系统

·其他武器试验,包括空地精确制导弹药

很明显,目前“光辉”战斗机的某些发展目标已经无法得到满足(如内部干扰机),于是从FOC要求中被完全删除。LSP飞机的空重超出印度空军规定值1.3-1.4吨之间,所以FOC要求也去掉了重量目标。不管怎样,HAL在IOC-II到手后就可以开始批量生产“光辉”了,当时预计量产型可以在2014年开始交付。

HAL的董事长兼总经理R.K.特亚吉博士当时说:“我们计划在最初每年生产八架飞机,之后与印度空军和国防部协调后把产量增加到每年16架。HAL已经作好了完全的准备,能满足这个具有挑战性的生产计划,我们希望能有限的时间里满足客户的要求。”

印度人再一次落后于计划,第一架生产型飞机(SP-1,序列号LA-5001)直到9个月后的2014年9月30日才升空,飞行员是K.A.穆萨纳准将(退役)。2015年1月17日,该机在一个低调的仪式上交付印度空军。

第一架生产型LCA(SP-1,序列号LA-5001)在2014年9月30日首飞

更糟糕的是,在一个月后举行的印度航展上,空军参谋长奥雅·纳拉哈空军元帅透露SP-1并不是真正量产型。他说SP-2、SP-3也不符合生产型标准,每架飞机都需要进行细微改动才能符合标准。他说这种情况会耽误印度空军组建第一个LCA中队——苏卢尔的第45“飞刀手”中队,因为中队至少需要装备4架完全相同的飞机。

2016年7月1日,第45“飞刀手”中队终于宣布正式成立,装备了SP-3~SP-64架生产型“光辉”(其中一架为双座机)。

2016年7月1日,第45“飞刀手”中队终于宣布正式成立

接下来还会发生什么?

LCA项目是如此地与印度空军的作战需求脱节,以至于出现了老飞机在后继无人的情况下就退役了,其中就包括升级后的米格-21“野牛”,在等待“光辉”无望的情况下只能先行退役。

LCA继续向着FOC冲刺,该机已通过过载测试,达到了目标值(-3/+8G);并已经挂载和试射了无制导的“德比”导弹;集成了GSH-23机炮并开始地面测试;LSP-3已经安装了科巴姆石英 雷达罩进行试飞,根据ADA官员的说法,新天线罩使雷达的有效工作距离从40-50公里增加到80公里。2016年3月,预生产型“光辉”再次来到沙漠进行火力展示。该机将逐步解决问题点,向FOC迈进。

LCA LSP-7试射以色列“德比”超视距导弹

“德比”和“怪蛇”都在LCA的弹药清单中

英国科巴姆公司为LCA研制的新型雷达罩

但“光辉”机队在2015年的因起落架问题而导致的长时间停飞又给项目增加了另一个不确定性因素。一位不愿透露姓名的消息人士透露,这次前往巴林萨基尔空军基地参加航展的“光辉”战斗机仅仅对该问题进行了一个“临时解决方案”的修补。

尽管LCA可谓百病缠身,但毫无疑问,该机在印度的未来还是有保证的。目前印度政府正在着重强调军事装备的本土化生产,并表示三军要大力装备国产武器。在印度空军等待第二架生产型“光辉”(SP-2)时,印度国防部就坚持命令空军把FOC后的20架订单增加到100架升级型LCA。这个决定是为了提升LCA在现代战场上的生存能力做出的,因为经过了冗长不决的发展后,LCA的性能指标已经落后了。

2015年9月23日,印度空军同意提高“光辉”的性能指标,内部代号SOP-18,正式名称“光辉”MkIA。这个名称还预示了“光辉”MkII的存在,该机将配备推力更大的GE F414-INS6发动机。当然“光辉”MkII现在还只是空中楼阁,印度人把所有精力都放在“光辉”MkI的FOC和MkIA的发展上。

“光辉”MK2设计图

“光辉”MkIA的重要特点是将安装印度和以色列联合研制有源相控阵雷达,其设计基于以色列埃尔塔公司的EL/M-2052,其次是自卫干扰吊舱。ADA正在研究如何把吊舱挂在机身上而不是占用现有武器挂架。印度空军在IOC之前就抱怨的LCA维护问题也将在MkIA上得到解决。据DRDO现任总干事S.克里斯托弗博士的说法,“光辉”MkII的问世日期不会早于2024年,必须先以MkIA过渡。他希望“光辉”MkIA能在2017年候投产,目前尚不清楚MkIA需要哪些额外研制工作以及其确切生产数量。

以色列埃尔塔公司的EL/M-2052相控阵雷达

LCA舰载型——难兄难弟

除印度空军外,印度海军也订购了8架LSP标准的“光辉”舰载战斗机(N-LCA)进行构型评估。“光辉”舰载型原型机NP-1和NP-2在配置上相当于安装了GE F404发动机的“光辉”MkI,不过加强了起落架机身,增加了尾钩和翼根前缘涡流控制器,针对海洋环境进行了机身防腐处理。但“光辉”舰载战斗机增加的重量会进一步放大推力不足的缺陷。

在未来几年里,印度海军的所有舰载机都将以滑跃起飞/拦阻降落(STOBAR)方式操作,需要能在200多米长的飞行甲板上起飞,“维克拉姆帝亚”号和新的“维克兰特”号航母都是如此。目前尚不清楚印度海军的第二艘自制航母是否会改用弹射起飞/拦阻降落(CATOBAR)方式。N-LCA仅支持滑跃起飞,如果要改成弹射起飞,会使研发进一步复杂化,影响项目时间表。

进行滑跃起飞测试的N-LCA NP-2原型机

目前的N-LCA原型机安装的F404能够提供大约85-88千牛的推力,只能让飞机以基本防空挂载在20节迎头甲板风的吹拂下滑跃起飞,也就是说只能挂两枚近距空空导弹,没有副油箱。印度海军消息来源指出,即使在这种最小挂载下,N-LCA的续航力也较低,滞空时间很短。

解决这个问题的办法增推减重,除更换F414外,N-LCA的减重比岸基型更急迫。不管怎样,印度海军曾多次重申要支持本国硬件,而且在军舰自研方面也做得很好,该军会继续支持发展N-LCA,至少目前是这样。

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