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2.3.1“世界战斗机”:F-35“闪电2”(LightningII)
F-35是由美国的洛克希德-马丁公司牵头,目前有8个国家进行合作研制的联合攻击战斗机,它具有垂直起降、飞行速度快、载弹量大等功能,被誉为世界上“最有战斗力的战争机器”,它的诞生对美国航空界具有里程碑意义,对世界各国下一代战斗机的发展也将会产生重大影响。
1.研发背景冷战结束后,美军持续缩减国防开支,新型战机的开发经费被大幅压低。但是美国空军、海军的战机已经开始老化,而高性能战斗机F-22的高价格在财政上又难以承受,所以开发新一代战机是美国国防部最迫切的问题。于是美国决定和其8个盟国一起开发新型战机,以分薄成本,自此产生了“联合攻击战斗机计划(JSF)”这个名词。
2001年10月,X-35在激烈的竞争中战胜了波音公司的候选方案X-32,成为美国“联合攻击战斗机(JSF)”计划的入选方案,并更名为F-35.F-35研发耗资400亿美元,是截至2006年世界上研发费用最高的飞机。它由美国洛克希德·马丁公司牵头研制,是世界上第一种能够同时满足多军兵种使用要求的战斗机。
2006年7月7日,F-35在得克萨斯州沃思堡首次公开展示,美国空军参谋长莫斯利宣布,该型飞机正式命名为“闪电2”,以纪念同名的美国第二次世界大战时使用过的P-38“闪电”战斗机和英国在20世纪50年代中期制造的“闪电”双引擎超音速战斗机。
2.国际参与虽然美国是主要的购买国与资金提供者,但英国、意大利、荷兰、加拿大、挪威、丹麦、澳洲和土耳其也为开发计划提供了43.75亿美元经费。总开发经费预估将超过400亿美元,主要由美国买单,购买2400架战机预计将另外再花费美国2000亿美元。九个主要参与国计划在2035年前取得超过3100架F-35.不过2009年,以色列、土耳其和新加坡也在就采购F-35与美国进行谈判。进一步的乐观估计,F-35型战机未来的总销售量将会突破6000架,使F-35成为数量最多的喷射战斗机之一。
JSF国际参与分为三级,等级大至反映出对此计划的财务支援、转移的科技数量、可竞标的分包合约和国家取得飞机的顺序。英国是唯一的“一级”合伙人,贡献25亿美元,约占研发经费的10%,1995年英美签订协仪使英国加入此计划的了解备忘录。“二级”合伙人是意大利(贡献10亿美元)和荷兰(8亿美元)。“三级”合伙人是加拿大(4.4亿美元),土耳其(1.75亿美元),澳洲(1.44亿美元),挪威(1.22亿美元)和丹麦(1.1亿美元)。以色列与新加坡是安全合作成员。
3.基本型号(1)美国空军F-35/CTOL型(F-35A)为英国与美国空军使用型号,属传统起降型。F-16的后继机种,F-22猛禽式战斗机的辅助型号。
(2)海军陆战队F-35/STOVL型(F-35B)美国海军陆战队及英国皇家海军采用的型号,是垂直/短场起降型。单座设计,搭载3台电脑,价值6200万美元,为AV-8B猎鹰式垂直/短场起降型战斗机的后继机。
(3)美国海军F-35/CV型(F-35C)美国海军考虑使用的型号,属于舰载型。为确保低速时的安全性,主翼及垂直尾翼的面积加大。用于在传统起降型航空母舰起降的尾勾给强化了。而燃料搭载量要比F-22更大。
2.3.2美国现役战斗机1.F-22“猛禽”(Raptor)重型战斗机国空军研制的新一代战斗机,也是目前唯一面世的“第四代战斗机”。与第三代战斗机相比,F-22最具里程碑意义的技术特性是采用全隐身与气动综合布局、持续的超音速巡航能力、过失速机动、短距起降、先进的机载设备和火控系统与综合航空电子系统。
(1)突出特点机身材料F-22是美国战斗机中使用钛合金与复合材料最多的机型。其中钛-64合金约36%、热定型复合材料约24%、铝合金约16%、钢约6%、钛-52222合金约3%、热塑复合材料约1%、其他约15%。F-22机身蒙皮全都是高强度、耐高温的BMI复合材料。新研究开发的高强度钴-62222合金,初问世就用在F-22上。主起落架使用钢材。武器舱门与起落架舱门使用热塑复合材料。
武器装载F-22的武器变外挂为机内装载,是战斗机设计上的飞跃。这不仅是为了满足第四代战斗机的隐身性能要求,也是实现第四代战斗机超音速气动外形设计、满足飞机超音速巡航性能和高机动性、敏捷性要求的必然选择。F-22的机内武器舱有:位于机腹中部的主武器舱,长3.96米,宽1.22米,采用具有液压驱动系统的复合材料对开式舱门。两边发动机进气口外侧与主起落架舱前壁之间的侧面武器舱,每个长3.35米,宽0.51米,回转式舱门也是由液压驱动。
(2)作战用途根据设计,F/A-22将要承担的三类任务:一是对付苏-30等战斗机;二是对付现代的地空导弹,打击时间敏感目标;三是参与巡航导弹防御。由于F/A-22具有超音速巡航能力,在对巡航导弹实施第一次攻击不中之后,可以发起第二次攻击。
F/A-22可以随时从驻地快速转场至世界的各地区执行作战任务,并依靠隐形性能突击敌防护严密的纵深或核心目标。但是为了避免潜在对手可能动用精确制导武器对美国空军基地的打击,“猛禽”一般不会部署在一线机场,这决定了其将采取远程奔袭的战术,从后方基地到战区袭击后返回。
在美国空军全球打击的战略行动中,将首先利用F/A-22的隐身优势,压制敌地面防空系统,然后用B-2A隐身轰炸机进行突防轰炸,打击敌防空和指挥系统,摧毁其防御体系,为隐身和非隐身作战飞机向战区部署,并实施大规模的空中突击行动创造条件,保持战区的空中优势,为后续联合打击部队开辟通道。按照美国空军的战略,执行全球打击特遣任务将由48架F/A-22战斗机(两个中队)和12架B-2轰炸机组成。另外,在美国本土防御中,美空军将出动E-10飞机和F/A-22协同行动,实施巡航导弹防御。
(3)性能数据(4)部署情况因法规的限制无法出口,美国暂时是F-22的唯一用户。其F-22部署在本土阿拉斯加基地,8个中队。另外,在维吉尼亚州兰利空军基地也有一支F-22中队(第二十七中队),于2005年5月12日成军。
另外的一支中队也曾于2007年2月进驻日本嘉手纳空军基地,4月与日本航空自卫队战机展开联合飞行训练,5月初陆续撤离,结束为期三个月首度美国本土以外的基地驻防。
2008年7月中至8月初,F-22A进驻关岛安德森空军基地,参与“JungleShield”演习。
2010年,美军于夏威夷希肯空军基地正式部署F-22A一中队。
2010年5月,美国空军驻日本冲绳嘉手纳基地发言人宣布,将从隶属于美国新墨西哥州霍罗曼空军基地(Holloman)调派12架F-22战斗机到嘉手纳基地,临时部署约4个月,以因应韩国宣布天安舰遇袭沉没事件调查结果所引起东北亚的紧张局势。7月25日,F-22参与了美国与韩国进行的联合军事演习。
2008年,因金融海啸席卷美国,多项造价高昂的军事项目被削减或中止,包括F-22战机。2009年4月6日,据美国国防部部长罗伯特·盖茨提交的国防预算案,F-22将再生产4架达到总数187架后,将于2011年停产,它将会成为美国史上生产周期最短的战斗机。
2.F/A-18“大黄蜂”(Hornet)航载战斗机F/A-18是美国海军所发展的一种专门针对航空母舰起降而开发的对空/对地全天候多功能舰载机,也是美国军方第一架同时拥有战斗机与攻击机身份的机种。对于空间有限、承载机队数量不多的航空母舰而言,像F/A-18这种角色多变的泛用机种,是非常优秀的配属选择,也是目前美国海军最重要的舰载机种。
(1)研发背景1972年,美国空军发展轻型战机(LWF)计划时,通用动力与诺斯洛普获得最后决选权,分别发展了YF-16与YF-17两种原型机进行测试,YF-16最终中选并发展成著名的F-16“战隼”,但YF-17却不幸落选。然而在1974年秋天,美国海军的空战战机(ACF)计划开跑,由于美国国会要求海军必须自空军的这两架竞争者中挑选,两大集团又再次对垒,不同的是,由于双方都未曾有承包制造航空母舰舰载机的经验,诺斯洛普与制造海军飞机经验丰富的麦道公司合作,以YF-17为蓝本开发出海军版的原型机,打败了对手衍生自F-16的舰载机版本。
最初,该团队打算开发出战斗机版的F-18与攻击机版的A-18,来分别取代海军陆战队的F-4与海军和陆战队使用的A-7与A-4攻击机,但海军认为这两种能力能够存在于同一架飞机上面,因此最后的结果是二合一变成一机双用的F/A-18.
F/A-18原本要与当时的主力空优战机、价格高昂的F-14作高低搭配,但F-14在2006年正式自美国海军退役,而海军的先进战术攻击机A-12计划又告夭折,造成原本的对地攻击主力A-6退役后无以为继的困境,F/A-18遂同时肩负起这两款战机留下的任务真空带,F/A-18对于美国海军的重要性可见一斑。
(2)突出特点在外观上,F/A-18大致保留了F-17的基本构型,如双发动机、双垂直尾翼与大部分的机身架构等,不过机体结构、航电系统和动力系统等方面,都是彻头彻尾重新开发的。
YF-17原本使用的YJ101涡轮风扇发动机在提升输出推力成为F404涡轮扇发动机。为了让飞行员自己一个人就能顺利执行对空与对地的各种任务,又导入了先进的数码化概念与玻璃座舱,以阴极射线管(CRT)的屏幕取代传统战斗机所使用的复杂指针仪表,采用电传操纵进一步提升飞机的控制性。在设计上也着重飞机的维修性和降低需要的人工,这些革命性的概念对于日后F/A-18大受好评的多功能、好操作之特性,有着关键性的帮助。
(3)F/A-18E/F“超级大黄蜂”
F/A-18家族中的尖端机型是单座的F/A-18E和双座的F/A-18F,绰号“超级大黄蜂”。获得这个绰号是因为这两款机型虽然延续了最初F/A-18的设计概念,但是这两款机型被完全重新设计过,整个机身扩大了约30%,并换装新型的F414发动机,是目前美国海军与海军陆战队最主要的空优与对地攻击用机种。
F/A-18E/F最大的进步在于其雷达反射面积减少约10%。虽然不能像新一代的F-22等隐身战机那样,能完全在传统雷达前隐身,但已足够让敌机锁定的有效距离减少,且就算被锁定也比较容易逃脱,使得被击毁的概率大幅度降低。除此之外,其武器挂载点的数量也较以往增加,并且可外挂多达五个副油箱,除了可大幅延长作战半径外,甚至还能执行简易的空中加油任务。
(4)性能数据(5)实战表现F/A-18的第一次作战巡航行动于1985年2月至8月,由部署在星座号航母的美海军第25、113攻击机中队,前往西太平洋和印度洋地区执行部署任务。
1986年,美国里根总统命令珊瑚海号航母前往锡德拉海湾展开航海自由行动。航母上的F/A-18执行作战空中巡逻任务保护航母战斗群。F/A-18经常对利比亚的米格-23、25和苏-22进行拦截,有时与利比亚的飞机相距几米。在1986年3月的“草原烈火”行动中,F/A-18首次参与实战,对利比亚的岸基设备实施打击,其中包括SA-5的导弹基地。此次行动也是AGM-88A哈姆反辐射导弹首次参与实战行动。1986年4月15日的“黄金峡谷”行动中,F/A-18与A-7E使用哈姆导弹攻击了利比亚的萨姆导弹阵地。
1991年的海湾战争中,共190架F/A-18参战,海军有106架,陆战队有84架。在行动中,一架损失于战斗,两架损失于非战斗事故。另外有3架受到地空导弹攻击,但是返回基地,经过维修后又恢复作战行动。在1991年1月17日,美海军两架F/A-18C与伊拉克的两架米格-21遭遇,F/A-18C使用AIM-9击中了这两架米格飞机后,对伊拉克的目标又投放908千克的炸弹。
2002年11月6日,林肯号航母上部署的F/A-18E/F首次参与实战行动,使用精确制导弹药对伊拉克的两套萨姆导弹、1个指挥、控制和通信设施实施了打击。
3.F-16“战隼”(FightingFalcon)轻型战斗机F-16原先设计为一款轻型战斗机,辅助美国空军主流派心目中的主力战机F-15,形成高低配置,后来演化为多功能喷射战斗机。它是现役西方战斗机当中产量最大也可能是最重要的机种,已经制造超过4200架。尽管美国空军的订单已经生产完毕,但是仍然继续为外销而生产,现在于24个国家服役中。
(1)研发背景20世纪60年代中期,越南战争全面爆发,美国的第二代战斗机F-4等投入实战。这代飞机的特点是强调高空高速性能和多用途,对机动性能重视不够。从实战效果来看,第二代战斗机研制并不很成功,甚至可以说走了一段弯路。这倒并不是说它的技术水平和性能没有提高,也不是研制工作本身有问题,而是由于对作战方式的预测与实际情况不符。于是,美国从60年代中后期就开始考虑研制第三代战斗机。
1972年1月,美国空军正式提出“轻型战斗机”研制计划,同年4月从投标的5家公司中选定通用动力公司的401和诺斯罗普公司的P-600两个方案,并签订合同由求两家公司各制造两架原型机,进行试飞竞争。通用动力的401方案军用编号为YF-16;诺斯洛普的P600军用编号为YF-17.最终,通用动力中选并发展出了F-16“战隼”。
(2)突出特点“战隼”的原始设计是针对越战的经验并且强调视距内的缠斗能力,许多设计都是第一次集中在这架飞机上,包括:侧置操纵杆、倾斜座椅以及线传飞控系统。F-16也是美国第一种有能力进行9g过载机动的战斗机。
人体工学与座舱视野飞行员乘坐在机身的高处,在他们座舱罩的视线看不到之后有维生舱。这个机舱和泡状座舱罩能够给飞行员很理想的视野,是在空对空战斗时不可或缺的特点,泡状座舱罩采用无框衍设计,不像一般有框衍座舱罩会影响飞行员视野。
座椅是30度的斜躺,而不是一般的13度,可以辅助飞行员对抗G力。飞行控制杆安装在右手边上,而非传统的在两腿之间,用来辅助在高G值时转弯。此外,在飞行员的视野里有抬头显示器来显示重要的资讯。
线传飞控F-16第一次使用线传飞控系统,飞机与飞行员的控制层面之间没有直接的连线。反之,他的控制输入都是转换为对电脑(F-16有4个备份)的数位输入,然后解译为最佳的控制变动来实行这些指令。这个系统有更快的反应速度,可以产生更平顺的飞行。更重要的,与飞行指令结合起来,电脑可以透过不断地调整控制层面,让天生就不稳定的飞机保持稳定的飞行。因此尽管F-16是负稳定,但仍然可以飞行。
负稳定一架负稳定的飞机在缺少控制信号输入下,将无法维持稳定的飞行状态。一般飞机多半是正稳定,换句话说即使在没有控制下也会恢复稳定飞行的状态。然而,正稳定会压抑运动性,因为回复稳定与飞机运动之间是相互冲突的,所以一架负稳定的飞机的运动性会较高。随着线传飞控系统的运用,使得一架负稳定飞机可以保持稳定的飞行,它的不稳定度则由飞控电脑不断的检查,这就是所谓随控布局飞机。
YF-16是世界上第一架在设计上采取空气动力上不稳定的飞机。它的重心位于全机空气动力中心的后方,在飞行时会有机头向上的倾向,而不是如大部分传统飞机一样向下。水平飞行时需要由水平安定面让机尾上扬而非向下,因此水平安定面产生的是正向的升力。由于水平安定面与机翼都是产生正向升力,机翼面积、重量、以及阻力也就减少。飞机时时刻刻保持在俯仰轴失控的边缘。这种倾向会被线传飞控系统撷取和校正,校正的频率快到飞行员或是外部的观察者也无法知道发生任何事情。
(3)性能数据(4)服役情况(5)实战表现实战表明,F-16飞机的空战性能极佳。它问世不久,美国就把约40架F-16A式歼击机卖给了其中东盟友以色列。素以英勇善战著称的以军飞行员很快就将这处飞机的性能发挥得非常出色,以两次远程奔袭作战使F-16名扬四海。
在海湾战争中,美国空军在实战中首次使用了F-16.F-16是在这场战争中部署量最多的一种飞机,为251架;共出动了13480架次;在美军飞机中出动率最高,平均每架飞机出动537次。执行了战略进攻、争夺制空权、压制防空兵器、空中遮断等任务,是“沙漠风暴”等行动中的一大主力。1992年12月27日,一架F-16C战斗机在伊拉克南部的“禁飞区”内用AIM-120导弹超视距击落了一架伊拉克的米格-29飞机,这也是AIM-120导弹第一次用于实战。
在科索沃战争中,F-16执行了大量的任务包括压制敌防空系统、防御性空战、进攻性空战、近距离空中动摇和前沿空中控制任务。摧毁了前南联盟大量雷达阵地、地面坦克和车辆、建筑物和前南联盟空军的米格战斗机。
自911事件后,F-16在美国的全球反恐作战中起到主要作用,这些飞机执行了数千架次的飞行任务,支援持久自由行动和伊拉克自由行动。在伊拉克战争中美国空军向中东地区部署了F-16C/D型机60架,F-16CJ型机71架。
4.F-15“鹰式”(Eagle)战术战斗机F-15是全天候、高机动性的战术战斗机,针对获得与维持空中优势而设计的它,是美国空军现役的主力战机之一。F-15是由1962年展开的F-X(Fighter-Experimental)计划发展出来,1969年由麦道公司得标,1972年7月首次试飞,1974年首架量产机交付美国空军使用,直到现在。
(1)研发背景二战结束后,美国政府和军方对战争的态度有了极大转变。他们认为,未来的战争必将是一场核大战,因此所有的军事资源、军事理论都为此大幅度调整。在这场大变革中,战术空军司令部成为“重灾区”之一——在核战争中,战略空军是打击主力,战术空军也就沦入给人打下手的境地。
战斗机设计重点也发生巨大转变,转而强调核武器投射能力和防空截击能力。因为,根据五角大楼将军们的想法,在想定的核战争条件下,夺取制空权的不是战斗机,而是轰炸机——用核弹将对手的一切毁于地面。传统的空战机动变得陈旧过时,取而代之的是拦截。战斗机要求具备超音速能力、先进的传感器、导弹武器以及必要条件下的超音速机动空战能力。
这种想法并不是第一次出现。早在第二次世界大战期间就有人认为,随着战斗机速度提高和可用过载增大,使得先进战斗机进行空战机动变得不可能——然而直到F-15出现,战斗机的亚音速可用过载仍未达到人体所能承受的极限(早期F-15的极限过载是7.33g)。然而不列颠空战证明,空战机动的技巧在空战中仍然是极其必要的,“空战无用论”随之销声匿迹。
(2)性能数据(3)服役情况基于其高贵的价格,早期使用F-15的国家只有以色列(F-15与F-15I)、日本(F-15J与F-15DJ)、沙特阿拉伯(F-15C与F-15S)三国。之后新加坡(F-15SG)等国家才提出采购需求。另外还有以F-15
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