第四章戰機時代1
戰鬥機
20世紀70年代以來,戰鬥機開發的行話是“機動性”。即快速機動占領有利空域,以便發射空空導彈或航炮,這種敏捷的回旋性能被視為戰鬥機最重要性能之一。
自戰鬥機誕生以來,一直被視為最重要性能的最大飛行速度,反而被摒棄於主要評價指標之外。事實上,現役先進的戰鬥機,從方案論證開始就摒棄了片麵追求最大飛行速度。這種傾向,粗看好象又回歸到二次大戰重視戰鬥機的格鬥性能,是否可視作輕型戰鬥機的複活呢?
引發重視戰鬥機機動性的直接原因,是越南戰爭與第3次中東戰爭的教訓。原以為進入超音速、導彈時代後不會再發生空中格鬥,實際情況是,在超音速戰鬥機之間空中格鬥時有發生,超音速飛行速度對空戰作戰效能遠低於期望值。而高性能的機載武器係統,特別是機載雷達和空空導彈的性能,在實戰中卻產生了極為顯著的效果。
為使戰鬥機具有高機動性,就得使機體輕型化,並配置強有力的發動機。
具體來講,一是翼麵負荷要低,即飛機重量與機翼麵積的比,比值越小,則格鬥性能越強。現舉一些代表性機型的翼麵負荷為例:F-86F為279.9公斤/米2,F-4J為433.3公斤/米2,F-104J為595.6公斤/米2,F-15A為336.5公斤/米2,由此可見,F-86F、F-15A的機動性最優,F-104J的比值比F-86F大1倍,不適合執行空中格鬥。二是推重比要高,即發動機推力與飛機重量的比要高,如比值在1以上,即使沒有機翼的升力,光靠發動機的推力也能垂直上升。
因此,推重比越大,飛機就越有升力,格鬥性能也越好。以上麵機型的推重比為例:F-86F為0.37,F-4J為0.76,F-104J為0.66,F-15A為1.14。由此可見,F-15A的升力最為出類拔萃。這些都是測算戰鬥機機動性的指標。
美國現役先進的戰鬥機大都是20世紀70年代投入使用的:空軍的F-15“鷹”式戰鬥機,1972年試飛,1975年開始裝備部隊;F-16“戰隼”式多用途戰鬥機,1976年試飛,1978年開始裝備部隊;海軍的F-14“雄貓”式艦載戰鬥機,1970年試飛,1972年開始裝備部隊;F/A-18“大黃蜂”式戰鬥/攻擊機,1978年試飛,1983年開始裝備部隊。
這些戰鬥機,隻是其作戰使命任務不同而各具特性,但均廣泛應用了許多新技術、新材料,其共同的特征是重視戰鬥機的高機動性。這些戰鬥機,不僅成為美國空、海軍的主力機種,也銷售給許多國家和地區。
再看看西歐各國的戰鬥機。英國、德國與意大利3國共同開發的“狂風”多用途戰鬥機,1974年試飛,1982年服役,具有高機動性,超低空高速突防能力強。法國“幻影”F-1戰鬥機,1966年試飛,1973年開始服役,經不斷開發改進,“幻影”2000戰鬥機,1983年服役,結構重量輕,機動性能好,除法國空軍裝備外,還出口不少國家和地區。
這些戰鬥機都是各國空軍的現役主力機種,目前仍維持一定的產量,仍在不斷改進。戰鬥機的使用壽命,一般是20至25年。
戰後第一代戰鬥機
二次大戰後至60年代初是第一代戰鬥機的時代,其主要技術特征是亞音速,最大飛行馬赫數為0.9~13左右,開始采用後拉機翼和渦噴發動機,武器配備以機關炮和火箭彈為主,並開始裝備第一代空空導彈、光學瞄器器和第一代雷達。第一代戰鬥機的代表型有美國的F-80、F-89、F-86、F-100,蘇聯的米格-15、米格-19。目前第一代戰鬥機已全部退役。
戰後第二代戰鬥機
20世紀60年代初至80年代初,第二代戰鬥機開始大量裝備部隊,主要技術特征是超音速,最大飛行馬赫數為2.0~2.5,采用小展弦比機翼和可變後掠翼。武器配備開始裝備第二代空空導彈、具有攔射能力的火控係統和第二代雷達。
第二代戰鬥機的代表型有美國的F-4、F-104、F-111,蘇聯的米格-21、米格-23和法國的“幻影”Ⅲ、“幻影”F-1等。目前第二代戰鬥機仍在大量服役。
第三代戰鬥機
20世紀80年代初,第三代戰鬥機開始大量裝備使用,雖然機動性、最大速度仍保持在第二代水平,但采用了翼身融台、隱身等高技術,開始采用第三代中距攔截導彈、近距格鬥導彈,並裝備了全向、全高度、全天候火力控製係統。其代表型有美國的F-14、F-15、F-16、F-18、F-117A,蘇聯的米格-29、米格-31、蘇-27,法國的“幻影”2000和歐洲諸國合研的“狂風”等。
第四代和第五代戰鬥機
三代半戰鬥機是20世紀90年代以後裝備部隊的新一代戰鬥機,其典型型號有俄羅斯的蘇-37法國的“陣風”和EF2000、瑞典的JAS39等。采用幾十種新技術,主要有目標定位和攻擊技術、隱身技術、短距起落技術、防核生化襲擊等,同時將具有超音速巡航能力和高機動飛行能力,並具有較大的航程,起飛滑跑距離可縮短至425-600米。第四代戰鬥機已完成設計的有F-22和F-42兩種。
未來第五代戰鬥機將采用X翼、斜翼、前掠翼及組台式機翼等新概念,並向全隱身方向發展;將采用陶瓷、金屬粘結劑等複合材料。此外,還將廣泛采用短距起落技術,進一步改進飛機的機動性能,大量改進電子設備,提高自動控製能力。
F-14“雄貓”艦式戰鬥機
F-14“雄貓”是美國諾斯羅普·格魯門公司為取代美海軍的F-4戰鬥機而研製的雙座超音速艦載多用途重型戰鬥機,主要任務是護航、艦隊防空以及遮斷和近距空中支援。該機於1967年底開始研製,1970年12月21日原型機首飛,1972年5月交付使用。該機采用NASA在60年代後期提出的雙發雙垂尾變後掠中單翼氣動布局,機翼的後掠角可以在20°~68°範圍內自動調節,具有很強的低速和高速性能,半金屬半硬殼式機身,采用先進的結構形式,廣泛采用鈦合金,部分采用硼複合材料。在結構材料中,鋁合金占39.4%,鈦合金占24.4%,鋼占39.4%,其餘為複合材料,裝有複雜的電子設備,單機價格昂貴。該機於80年代初換裝了通用電氣公司的F110-GE-400渦輪風扇發動機,稱為F-14A+原形機,也就是後來的F-14B,並於1981年7月試飛,1987年11月加入現役。
還有一種改進型F-14D,它除換裝了發動機外,還對機上60%的電子設備進行了更新,包括一台APG-71雷達、紅外/電視引導器、先進的自衛幹擾係統AN/ALR-67警告和識別係統、聯合戰術信息分配係統等,大大增強了空戰能力。此外,還有RF-14A等多種改型,截止1991年底,格魯門公司已向美國海軍交付了618各型的F-14,並且還為伊朗生產了80架F-14A。
動力裝置
該機裝配兩台普惠公司TF30-P412渦扇發動機,加力推力2×93千牛B、D型采用通用電氣公司的F110-GE-400渦輪風扇發動機,加力推力2×124.5千牛。
主要機載設備
休斯公司的AN/AWG-9脈衝多普勒雷達,可截獲120~315千米內的空中目標,可以同時跟蹤24個目標和攻擊其中的6個目標。AN/AWG-15火控係統,AN/ASW-27B數據傳輸係統,CP-1050/A中央大氣數據計算機等先進的現代電子設備。F-14D上,大約60%的模擬式設備換成了數字式的,並安裝了新型的AN/APG-71雷達,具有單脈衝角度跟蹤、數字式掃描控製、目標識別和空戰效果評價能力。
武器
1門M61A1“火神”20毫米六管機炮,外部掛架可以掛4枚AIM-7E/F“麻雀”導彈加4枚AIM-9G/H“響尾蛇”空空導彈,或者同時掛6枚AIM-54A“不死鳥”遠距空空導彈加2枚“響尾蛇”導彈,除此之外還可以攜帶AIM-120先進中距空空導彈、AGM-88高速反輻射導彈、Mk82炸彈以及其他武器,最大載彈量6577千克。
尺寸數據
翼展19.54米,11.65米,10.15米,機長19.10米,機高4.88米,機翼麵積52.46平方米,展弦比7.28,主輪距5.0米,前主輪距7.02米。
重量數據
空重18191千克,無外掛起飛重量26632千克,最大起飛重量33724千克,設計著陸重量23510千克,可用燃油重量7348千克,1638千克。
性能數據
最大速度M2.34/2485公裏/小時,M1.2/1470公裏/小時,最大巡航速度740~930公裏/小時,海平麵最大爬升率150米/秒,實用升限15240米,作戰半徑720公裏,最大航程3220公裏,起飛距離427米,著陸距離884米。
F-15“鷹”戰鬥機
F-15戰鬥機
F-15“鷹”戰鬥機是全天候重型製空戰鬥機。設計工程師認為,為了在空戰中保持優勢,它在加速度、航程、武器裝備和電子設備等方麵的設計上,特別是在機動性能上,都做過周密的考慮。它的性能超過了當時其他國家現有的戰鬥機,可以穿越敵人的防空係統,完成作戰任務。不過,今天的美國空軍認為,俄羅斯、英國和法國最先進的,“幻影”2000-5,“陣風”和EF2000歐洲戰鬥機在加速度、機動性、發動機功率、爬高、電子設備、雷達和航程等方麵,都超過F-15C。與米格-29,蘇-27,蘇-35/37,“陣風”和EF2000歐洲戰鬥機相比,F-15C在許多方麵不占優勢,最多也是相當而已。
F-15的電子設備和武器裝備不論在自己、友方或者敵方控製的區域,都能很好地發現、跟蹤和攻擊敵方的飛機。它的操縱和武器控製係統的設計指導思想是,隻需一個飛行員就能安全和有效地駕駛飛機,投入戰鬥。
F-15較好的機動性能和加速度,在於它有較高的推量比,以及較小的翼載。這兩個因素決定了飛機能夠快速地轉彎。F-15裝備有前方顯示器、先進的雷達、慣性導航係統、飛行裝置、超高頻通信設備、戰術導航係統和自動著陸係統、戰術電子戰係統、敵我鑒別係統、電子對抗係統和一台中央數字計算機。這些多種用途的電子設備也是它優於其他戰鬥機的地方。
F-15A戰鬥機於1972年7月27日問世。當時都一致認為是空軍發展史上最成功的戰鬥機之一。美國軍方聲稱,F-15戰鬥機是絕對的空戰飛機,沒有半磅的份量是用以對地麵目標攻擊的。經過一係列的飛行試驗以後,第一架F-15A於1974年11月14日交付美國空軍使用。到1978年開始製造F-15C為止,F-15A一共生產了365架,服役大約20年以後,F-15A逐漸被新型飛機代替。現已全部交美國國民自衛隊使用。
F-15B原先是為了訓練飛行員而設計的。第1架雙座F-15B教練機於1973年7月問世。後艙專為飛行教官設計,裏麵也裝有一整套飛行控製係統,包括起飛和降落操縱係統。在增加後艙的同時,F-15B保持著F-15A一樣的駕駛和作戰係統。所以,沒有後座飛行員,F-15B也可以和F-15A一樣投入戰鬥。