20世紀90年代以來，中國空軍開始由國土防空向攻防兼備轉型，軍方要求新型作戰飛機具備多用途能力，為此空軍裝備了國產殲轟-7A殲擊轟炸機，也就是我們說的飛豹。中國研製的殲轟-7A由於具備結構簡單、造價低、低空性能好、航程遠、載彈量大的特點，曾一度是中國空軍殲擊轟炸機的主力機型，雖說它在裝備了國產晝夜全天候攻擊系統和防身防區外攻擊系統之後，對於現代防空系統仍舊具備較強的突防能力，但是它的缺點也同樣突出，就是空戰自衛能力差，難以達到空軍要求的多用途作戰的要求。
針對殲轟-7A存在的問題，中國空軍又從俄羅斯引進了蘇-30MKK殲擊轟炸機，與殲轟-7A相比，蘇-30MKK不但具備載彈量大、航程遠、低空攻擊能力強的優點，還具備較好的空戰能力，特別是它配備有R-77E主動雷達制導空空導彈，是中國空軍第一種具備這種能力的作戰飛機。不過在使用過程之中，中國空軍也發現蘇-30MKK存在發動機推力不足、機載雷達性能較低、晝夜全天候精確打擊能力不足等諸多缺點，需要彌補。於是殲-16就在這種需求下出現。
2011年10月17日在瀋陽首飛的殲-16戰機，是中國瀋陽飛機公司在殲-11戰鬥機基礎上發展研製的四代半雙座雙發多用途戰鬥機。該機外形參考俄式蘇-30MKK殲擊轟炸機。殲-16裝備主動電子掃描相控陣雷達（AESA），可同時識別攻擊多個目標，具備遠距離超視距空戰能力和強大的對地、對海打擊能力。與殲轟-7比較殲-16的機體更大，最大載彈量12噸，可以發射鷹擊62和鷹擊83空對艦導彈。起飛距離更近，據報道，只需1500米左右的跑道就可以使用。該機裝備中國產的渦扇-10“太行”（WS-10B）發動機，最大航程4288千米，其性能與美國F-15E戰鬥轟炸機相當。
從單機作戰能力視角看，殲-16相對蘇-30MKK在雷達、航電和機動性三個方面，都具有優勢。殲-16外觀最大的特點就是配備了淺色的機載雷達罩，而不是殲-11系列的黑色雷達罩，可能配備了新一代機載雷達，特別是它沒有配備傳統的機頭空速管，在早期的殲-16原型機上面還可以清楚的看到機頭空速管，因此新一代機載雷達可能是機載有源相控陣雷達——AESA，從國外的經驗來看，機頭空速管可能會對AESA的性能造成一定的影響，例如多波束成形等功能，所以一般配備AESA的戰鬥機多不採用機頭空速管，最明顯的例子就是F-16I和F-16E，前者配備的AN/APG-68V-9機械掃描雷達，所以保留了機頭空速管，而F-16E配備的AN/APG-80機載有源相控陣雷達，所以取消了機頭空速管。
一架殲16就形同一個小型導彈庫，一共是12個武器外掛點，最大的載彈量可達12噸，既可掛在各類空地導彈和精確制導炸彈來打擊地面目標，也可以掛在鷹擊83和鷹擊62反艦導彈來攻擊海上目標，還可以掛載霹靂10、霹靂15等空中導彈與敵機進行空中較量。其中霹靂10是中國最新研製的空空導彈，導彈的長度約3米，直徑是170毫米，翼展是500毫米，這一數據要超過世界上現役所有格鬥導彈，由於其速度高達5馬赫左右，因此在空戰時幾乎沒有誰能夠擺脫它的鎖定。
根據分析，僅從蘇-30部隊的換裝和中國重型戰鬥機的未來更多數量的需求來看，殲-16的潛在裝備數量就可能高達甚至超過200架。
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