研製背景
20世紀50年代初,出於技術、戰術、戰略等方麵的原因,戰鬥機的體積和重量急劇膨脹,不少戰鬥機已經達到第二次世界大戰時期輕型和中型轟炸機的重量水平。1951年,洛克希德天才設計師凱利·約翰遜在聽取了朝鮮空戰中有實戰經驗的飛行員們的意見後,決定研製一種勝過蘇聯的米格—15的輕型、高速的和上升率大的戰鬥機。1952年11月,洛克希德正式啟動輕型戰鬥機項目。1953年1月,美國空軍“武器係統303A”項目招標揭曉,洛克希德F-104的原型機中標。
設計特點
F-104是一款超音速輕型戰鬥機,最大起飛重量為13.054噸。它選擇了類似火箭的梯形平麵狀機翼,不會造成氣流分離,從而保證了飛機俯仰和橫側的穩定性。為了減少高速飛行時的阻力,F-104的機翼展弦比很小,隻有2.45;翼型也很薄,相對厚度隻有3.36%,最大厚度還不足11厘米。此外,為了縮短研製周期,F-104在設計中還借用了同期研製的U-2型偵察機的機身,這種機身具有滑翔機一樣細長的流線型,其阻力自然也是非常小的。
載人火箭
短而薄的機翼、流線型的機身,再加上大的發動機推力/飛機重量的比值(0.76),使F-104戰機在1954年2月的試飛中表現出極為出色的高速特性。它可以裝1門20毫米口徑機炮,2枚“響尾蛇”導彈,900千克炸彈等。值得一提的是,F-104的最大飛行馬赫數可以達到2.2,實用升限為17680米,曾創造一係列平飛和爬升的速度紀錄,被形象地叫做“載人火箭”。
技術改進
由於設計時盤旋性被忽視了,而且短而薄的機翼,使得飛機起、降時所需要的速度較大,不利於空戰中的格鬥,飛機頻頻發生事故。為了適應戰鬥對F-104戰機作了技術上的改進。F-104型飛機的改進型在加拿大、西歐、日本和台灣等地的空軍中,曾被大量地使用。後期的F-104加大了發動機的推力;發動機進氣道內增設了可調節的進氣錐,飛機性能顯著提高。由於在機翼上安裝了吹氣襟翼,飛機的低速特性也有所改善。
寡婦製造機
美製F-104戰鬥機性能差,不安全,在機毀和人亡兩項指標上是世界上最高的,由於F-104戰機經常因機械故障導致機毀人亡,在世界上被普遍尊稱為“寡婦製造者”。如聯邦德國空軍就撞毀了224架這種飛機,96名飛行員被摔死。
美國洛克希德·馬丁F-16“戰隼”戰鬥機
F-16A戰鬥機技術檔案
翼展:9.45米 機長:15.09米 機高:5.64米
最大起飛重量:16060千克 最大航程:3890千米
最大飛行速度:2120千米/小時 實用升限:15240米
動力裝置:1台P&WF100-PW-200型渦輪風扇發動機
武器裝備:1門M61A1型6管航炮
20世紀60年代中期,越南戰爭全麵爆發,美國第二代強調高空高速和多用途性能的戰鬥機也陸續投入戰鬥。從實戰效果來看,由於忽視了機動性能,這代戰機的研製並不成功,甚至可以說走了不少彎路。因此,從60年代後期開始,美國就開始考慮研製第三代戰鬥機。1972年1月,美國空軍正式提出“輕型戰鬥機”研製計劃。同年4月,美國空軍從向“輕型戰鬥機計劃”投標的5家公司中選中通用動力公司的YF-16和諾斯羅普公司的P-600兩個方案,並要求兩家公司各製造兩架原型機進行試飛。1975年1月,美國空軍宣布YF-16中選,並正式確定飛機的軍用編號為F-16。1978年末,F-16開始裝備美軍,並成為美國空軍的主力機種之一。1992年12月通用動力公司宣布將F-16的生產線賣給了洛克希德·馬丁公司。
高低搭配
F-16是F-15理想的低性能搭配對象,但這種“低檔”搭配隻是相對於F-15而言的。因為雖然F-15的作戰性能非常好,但是昂貴的價格卻使美國難以大量購置。為了解決經費與所需戰鬥機數量之間的矛盾,美國空軍提出了“高低搭配”原則,即數量較少的高性能飛機與數量眾多、性能和價格較低的飛機搭配。從F-16本身的性能水平而言,應該是相當好的,尤其是在技術水平方麵,F-16還要超過F-15。另外,為了降低成本,最初的F-16機載電子設備比較簡單,後經過改進,其機載電子設備已日趨完善和先進,作戰效能和價格也隨之上升。
結構特點
F-16戰鬥機的座艙采用氣泡式座艙蓋,飛行員的視界很寬,上半球的視界達360°,側向為260°。為了便於飛行員操縱飛機,F-16采用了前所未有的“側杆”方案,即將駕駛杆裝在座椅的扶手上,提高了高機動環境下駕駛員對飛機的控製能力。此外,F-16的氣動性能較好、機內載油係數較高、發動機的耗油率較低,因而飛機的航程較大。其不帶副油箱的航程為1825千米,外接3個副油箱時的最大轉場航程為3800千米左右。
新技術的采用
F-16在設計上采用了不少新技術,主要包括邊條翼、高過載座艙、使用複合材料等。有大後掠角、前沿銳利的邊條翼沿前機身安裝,在機翼和機身連接部分提供可控渦流,因而即使在大迎角時也可保持附層麵不分離,提高了升力和安定性。與向後傾斜12°—13°的普通座椅相比,F-16傾斜30°的座椅不但可以提高飛行員抗過載能力,而且還可以維持飛行員的視覺功能。除此之外,F-16在設計上還大量采用了複合材料,其用複合材料製造而成的尾翼比采用鋁合金材料的輕30%左右。
武器係統
“戰隼”戰鬥機上裝有1門M61A1型6管航炮,備彈515發,可與雷達及計算機配合計算前置角,有效射程為1000米左右。F-16A型的機身上有9個外接點,左右翼尖各1個,左右機翼下各3個,機身腹部1個。其中翼尖和機翼外側的掛架上隻能掛裝“響尾蛇”導彈。機翼中掛架可掛裝格鬥導彈或各種空-地武器,機翼內側可掛裝製導炸彈、核彈、常規炸彈、空-地導彈、子母彈箱或火箭彈。機身腹部可掛炸彈或1個1135升的副油箱。裝備在F-16A上的是AIM-9L型“響尾蛇”空-空導彈,其最大射程為7千米,實戰效果較好。和F-16A相比,改進型F-16C的外接點數量沒有變化,但可掛裝“麻雀”中距空-空導彈。
投入戰爭
F-16“戰隼”問世不久,美國就把約40架F-16A式殲擊機賣給了以色列,以英勇善戰著稱的以軍飛行員很快就使這種飛機的性能發揮到極致。在海灣戰爭中,251架F-16被首次用於實戰,這是此次戰爭中部署量最多的一種飛機,總計出動了13480架次,成為美軍中出動率最高的飛機。1992年12月27日,一架F-16戰鬥機在伊拉克南部的“禁飛區”內用AIM-120導彈擊落了一架米格-29戰鬥機,這也是AIM-120導彈第一次用於實戰。在科索沃戰爭中,F-16執行了大量的任務,包括壓製敵防空係統、防禦性空戰、進攻性空戰和前沿空中控製任務。摧毀了南聯盟大量雷達陣地、地麵坦克和車輛、建築物和南聯盟空軍的米格戰鬥機。“9·11”事件發生後,F-16執行了數千架次的飛行任務,在美國的全球反恐戰中起到了重要的作用。
型號演變
F-16是戰後美國軍用飛機中改型較多的一種,第一種量產型於1979年1月服役,幾經改進先後有A、B、C、N、R、XL、ADF和AFTI/F-16、F-16/J79、NF-16D等11種型號問世。其中F-16C/D是F-16戰鬥機的主要型號,兩種型號一共生產了約1780架。其中F-16C是F-16A的改進型,1982年12月首飛,1984年7月交付美國空軍。F-16D是由F-16C發展而來的雙座戰鬥/教練機,1984年9月第一架F-16D交付美國空軍使用。F-16C/D使用了諾斯洛普·格魯曼AN/APG-68(V)雷達,該雷達的空中作戰模式包括自由搜索、上視掃描、單/多目標跟蹤等,最多可跟蹤10個目標。
美國洛克希德·馬丁F-22“猛禽”戰鬥機
F-22戰鬥機技術檔案
翼展:13.56米
機長:18.90米
機高:5.08米
最大起飛重量:27216千克
最大飛行速度:2027千米/小時
作戰半徑:2170千米
實用升限:18000米
動力裝置:2台惠特尼F119-PW-100渦扇發動機
武器裝備:6管M-61A1 20毫米機炮,兩側的彈艙可掛AIM-9“響尾蛇”紅外空-空導彈
F-22“猛禽”是美國空軍研製的新一代戰鬥機,也是目前唯一麵世的“第四代戰鬥機”。F-22“猛禽”主要用於替換美國空軍現役的F-15戰鬥機,執行奪取製空權、為美軍作戰提供空中優勢、在戰區空域有效地實施精確打擊、防空火力壓製和封鎖、近距空中支援等任務。與第三代戰鬥機相比,該機所具備的“超音速巡航、超機動、隱身、可維護性、短距起落”技術,使它成為第四代超音速戰鬥機的代表。
研製背景
1981年11月,美國空軍正式提出了研製一種新型戰鬥機的要求,其主要目的是為了替代F-15戰鬥機。1983年9月,美國空軍與7家公司簽訂了研製概念研製合同,同時與普·惠公司和通用電氣公司簽訂發動機的驗證和鑒定合同。1985年9月,美國空軍公布了正式的戰鬥機戰術和技術指標。次年7月,7個公司的方案全部提交。經過評審,空軍宣布洛克希德·馬丁公司的YF/A-22和諾斯羅普/麥道公司的YF-23方案獲勝。1990年6月和9月,YF/A-22和YF-23先後開始試飛。次年4月23日,經過半年多的對比試飛,美國空軍宣布洛克希德·馬丁公司的YF/A-22獲勝,這就是F-22最早的原型機。
設計特點
F-22采用翼身融合體,雙發雙垂尾布局,綜合優化曲麵外形,V形傾斜雙垂尾,全動平尾,S形進氣道,使飛機的隱身性能和機動性得到很好的折中。在機身製造上,F-22采用了許多獨特的新技術,如前機身的舭狀邊緣,世界上最大的鈦合金鍛件——中機身隔框,傳統航空材料僅占全重的20%,鈦合金比例高達36%,複合材料也達到24%。它的整體式座艙蓋尺寸采用了史無前例的3米×1米×0.76米的規模,重達163千克,可承受一隻1.8千克重的飛鳥以相對時速為1018千米的撞擊。
速度驚人
F-22具有較高的超音速巡航飛行能力,其優勢一般體現在攔截和超視距空戰中。如果F-22正處於攻擊態勢,或者飛行員正駕駛其攔截入侵者,超音速巡航能力將大大提高其接近敵機平均速度,在對手進入武器射程前就實施攻擊。如果F-22被對方鎖定,隻要不是迎著導彈方向駛去,那麼它的任何機動都會導致對方導彈攻擊範圍的縮小。超音速巡航能力與超機動性能的結合,可以使“猛禽”在防禦機動中保持較高的能量狀態,從而大大壓縮對手的開火距離和導彈的有效攻擊範圍。在這種情況下,F-22的生存幾率比以亞音速機動的飛機要高出許多。
武器裝備
為了適應超音速巡航的需要,F-22的機身下方設有武器艙,全部的投放武器都隱蔽地掛在4個內部彈艙之中。機翼下方的4個外掛點是為了執行附加任務時掛副油箱的。主武器艙內可掛4枚AIM-120A型中程導彈或6枚AIM-120C型導彈,側武器艙中有2枚AIM-9M型近距導彈和1門備彈480發的20毫米口徑機炮。炮口和彈艙門均裝有能夠快速開啟的艙門,彈艙掛件還具有快速伸出並彈射彈藥的功能。獨特的設計使這些開口得到了有效保護,提高了F-22的隱身性能。
維護簡單
作為第四代戰鬥機,F-22從設計伊始就注重保障性設計,在飛機部件或係統圖紙設計階段,維修人員就與設計工程師及製造工程師一起,參與了飛機部件或係統的設計、製造和維修工作。生產一線使用的工具,如果對維修保障有用,也推廣到維修一線。如工廠生產線上使用的座艙蓋安裝吊車,已經在部隊應用。通過設計、生產、維修三方的通力合作,使F-22保障所需的資源明顯減少,作戰能力卻明顯提高。其可連續出動的架次是F-15的兩倍,可靠性指標也是F-15的兩倍。
空戰演習
2002年9月,美國空軍正式將F-22改名為F/A-22,確立了“猛禽”將兼顧製空和對地攻擊雙重任務。2005年12月,美國空軍蘭利空軍基地裝備的F-22A率先達到初始作戰能力,隨後美國國防部表示F-22A已經達到戰備狀態。同時美國空軍又恢複了F-22這一名稱。在2007年進行的一係列演習中,F-22A創造了模擬空戰擊落144架“敵機”,而自己毫無損失的神話。盡管這一數字有待證實,但足以證明F-22A在性能方麵的超前優勢。
發展趨勢
2007年初,F-22已經完整交付了一個大隊,曾被部署在阿拉斯加和日本衝繩島,該機已經成為美國幹涉東亞事務的重要籌碼。2007年8月,美國空軍與洛克希德·馬丁公司簽訂了總額為50億美元的采購合同,計劃在3年內共采購60架F-22戰鬥機。如果預算經費不發生大的改變,“猛禽”將在幾年內停產。也就是說在其他國家的第四代戰鬥機開始正式研製之前,F-22將完成生產裝備。
美國洛克希德·馬丁F-35戰鬥機
F-35A戰鬥機技術檔案
翼展:10.70米
機長:15.47米
機高:4.57米
最大起飛重量:27215千克
巡航速度:740千米/小時
作戰半徑:1111千米
乘員:1人
動力裝置:1台惠特尼F119-611加力渦扇發動機
武器裝備:2枚JDAM和2枚AIM-120C先進中距空-空導彈
F-35戰鬥機是美國麵對21世紀空中力量可能麵對的挑戰,研製的一種以對地攻擊為主的多用途戰鬥機。該機集隱形、高機動性、高生存性、低成本於一體,不僅將成為未來美軍戰機的新寵,而且招來多個國家和地區的青睞,英國等國就先後參與了F-35的研發,因而該機有“世界戰鬥機”之稱。就美國而言,參與研製的公司就有諾斯羅普·格魯曼、普拉特·惠特尼、羅爾斯·羅伊斯、艾利森等多家公司,由此可見該機研製規模之大。
4000億美元的合同
1996年,美國國防部公布了“聯合攻擊戰鬥機”(JSF)的招標計劃。根據各競標公司提出的方案,美軍方決定由波音和洛克希德·馬丁公司各研製兩架驗證機。2001年10月25日,洛克希德·馬丁公司的X-35方案贏得了JSF 的開發合同。據稱,這是有史以來最大的一筆軍火合同,它涉及美國國內、外分別約3000架的飛機訂貨,總價值約為4000億美元。隨著正式合約的簽訂,新一代“聯合攻擊戰鬥機”也被正式定名為F-35。
一機多用
早在40多年前,聯邦德國的一位軍事家曾說:早晚有一天,一個國家的全部國防經費也許隻能買一架戰鬥機。事實的確如此,20世紀70年代,花160萬美元可以買1架研製經費為1億的F-5E戰鬥機。而如今,美國第四代戰鬥機F-22的預計單價為8100萬美元,其研製經費高達450億美元,相當於同年度法德兩國國防費用的總和。所以在F-35戰鬥機的研製過程中,美國國防部特別強調“一機多用”,這樣各兵種就不必根據自己的喜好重複研發戰機了,而隻需要對同一機型的軟件及局部構件加以更換,就可以執行不同的任務了,從而大大節省了研製經費。