20世纪90年代以来，中国空军开始由国土防空向攻防兼备转型，军方要求新型作战飞机具备多用途能力，为此空军装备了国产歼轰-7A歼击轰炸机，也就是我们说的飞豹。中国研制的歼轰-7A由于具备结构简单、造价低、低空性能好、航程远、载弹量大的特点，曾一度是中国空军歼击轰炸机的主力机型，虽说它在装备了国产昼夜全天候攻击系统和防身防区外攻击系统之后，对于现代防空系统仍旧具备较强的突防能力，但是它的缺点也同样突出，就是空战自卫能力差，难以达到空军要求的多用途作战的要求。
针对歼轰-7A存在的问题，中国空军又从俄罗斯引进了苏-30MKK歼击轰炸机，与歼轰-7A相比，苏-30MKK不但具备载弹量大、航程远、低空攻击能力强的优点，还具备较好的空战能力，特别是它配备有R-77E主动雷达制导空空导弹，是中国空军第一种具备这种能力的作战飞机。不过在使用过程之中，中国空军也发现苏-30MKK存在发动机推力不足、机载雷达性能较低、昼夜全天候精确打击能力不足等诸多缺点，需要弥补。于是歼-16就在这种需求下出现。
2011年10月17日在沈阳首飞的歼-16战机，是中国沈阳飞机公司在歼-11战斗机基础上发展研制的四代半双座双发多用途战斗机。该机外形参考俄式苏-30MKK歼击轰炸机。歼-16装备主动电子扫描相控阵雷达（AESA），可同时识别攻击多个目标，具备远距离超视距空战能力和强大的对地、对海打击能力。与歼轰-7比较歼-16的机体更大，最大载弹量12吨，可以发射鹰击62和鹰击83空对舰导弹。起飞距离更近，据报道，只需1500米左右的跑道就可以使用。该机装备中国产的涡扇-10“太行”（WS-10B）发动机，最大航程4288千米，其性能与美国F-15E战斗轰炸机相当。
从单机作战能力视角看，歼-16相对苏-30MKK在雷达、航电和机动性三个方面，都具有优势。歼-16外观最大的特点就是配备了浅色的机载雷达罩，而不是歼-11系列的黑色雷达罩，可能配备了新一代机载雷达，特别是它没有配备传统的机头空速管，在早期的歼-16原型机上面还可以清楚的看到机头空速管，因此新一代机载雷达可能是机载有源相控阵雷达——AESA，从国外的经验来看，机头空速管可能会对AESA的性能造成一定的影响，例如多波束成形等功能，所以一般配备AESA的战斗机多不采用机头空速管，最明显的例子就是F-16I和F-16E，前者配备的AN/APG-68V-9机械扫描雷达，所以保留了机头空速管，而F-16E配备的AN/APG-80机载有源相控阵雷达，所以取消了机头空速管。
一架歼16就形同一个小型导弹库，一共是12个武器外挂点，最大的载弹量可达12吨，既可挂在各类空地导弹和精确制导炸弹来打击地面目标，也可以挂在鹰击83和鹰击62反舰导弹来攻击海上目标，还可以挂载霹雳10、霹雳15等空中导弹与敌机进行空中较量。其中霹雳10是中国最新研制的空空导弹，导弹的长度约3米，直径是170毫米，翼展是500毫米，这一数据要超过世界上现役所有格斗导弹，由于其速度高达5马赫左右，因此在空战时几乎没有谁能够摆脱它的锁定。
根据分析，仅从苏-30部队的换装和中国重型战斗机的未来更多数量的需求来看，歼-16的潜在装备数量就可能高达甚至超过200架。
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