海空三剑客_三剑客牛奶
威力八面的航空母舰是当今最具威力的水面舰艇,而航母的威力就体现在其舰载机上面。目前世界上作战能力最强的舰载机当属美国F/A-18E/F“超级大黄蜂”、法国“阵风”(RAFALE)和俄罗斯苏-33“海侧卫”,可谓“海空三剑客”。
发 展 历 史
F/A-18E/F 该机来源于美国海军当年的“大黄蜂”-2000项目,其目的在于为欧洲盟国提供一种新型战斗机替代当年还在使用的F-4战斗机。“大黄蜂”-2000的特点包括更大机翼和垂尾、机身增加油箱、加大推力的发动机和改进后的座舱。该机最初的客户包括英国和德国,但最后两者选择自己研制的EF-2000战斗机;后来又向法国推销以替代在其航母仍在使用的F-8舰载机,但也没有被采用。最后,诺斯罗普和麦道还是回到美国,在海军航空系统司令部的支持下研究F/A-18“大黄蜂”战斗机改进型。“大黄蜂”-2000便为这个计划提供了最初的技术基础。
20世纪80年代,在美国空军通过F-117、B-2和ATF计划迅速迈入隐身时代,海军也开始自己的A-12隐身攻击机和NATF计划。但A-12在90年代因为超重和超支被取消,由A-X计划替代。考虑到经费原因,美国海军将两个计划合并成A/F-X计划,不过仍旧未能阻止整个计划所需经费的不断上涨。此时由于苏联解体、冷战结束,美国也因为庞大的国防预算而气喘吁吁,再也不能像过去那样在新型武器装备上进行不计成本的投入了。所以,如A/F-X这样需要较大投入的项目自然而然被视为过于复杂和昂贵,最终在1991年被取消。
当时美国现役主力舰载机F-14和A-6已服役多年、急需更换,所以美国海军需要这样一种战机:低成本、低风险,在保持基本作战性能不变的情况下提高航程、载荷和作战能力。当时共有两个型号参加竞争:格鲁曼公司的“超级雄猫”-21(SUPER TOMCAT21――ST-21),其特点是在保持F-14强大对空作战能力的基础上强化对地攻击能力,添加配备全天候低空导航与照射吊舱、头盔瞄准具和精确制导空地武器的能力,气动方面的改变包括加大固定翼前缘,放大翼套、垂尾和平尾,结构上更多采用了复合材料,增加了内部燃料。在此基础上格鲁曼又推出“攻击型超级雄猫”-21(Attack Super Tomcat 21――AST-21),但最终被麦道/诺斯罗普的F/A-18E/F击败(现在F/A-18E/F由波音公司负责)。
1992年美国海军宣布F/A-18E/F获胜,工程进展非常顺利:1995年实现试飞,1998年投产, 1999年VFA-122中队首先配备F/A-18E/F, 2001年正式形成作战能力。在装备F/A-18E/F之前,美国航母舰载机联队编制包括2个F-14中队和2个F/A-18C/D中队。根据计划,F/A-18F将会取代F-14,部分F/A-18C/D将会由F/A-18E取代(最终将会由F-35承担前者的作战任务)。而在F-35服役之前,美国航母的甲板将是“大黄蜂”的天下。
苏-33 该机原名苏-27K,由前苏联/俄罗斯苏霍伊设计局研制。早在1971年苏霍伊就已经考虑研制一种舰载型苏-27,最初计划为1160型航空母舰配套常规起降、蒸汽弹射的舰载战斗机。由于短期内无法完成蒸汽弹射器的研制,前苏联决定先建造采用跃升式起飞甲板的1143.5型“重型载机巡洋舰(aircraft-carrying heavy cruisers――ACHC)”,也就是现在的“库滋涅佐夫”号航空母舰。该舰预定可以搭载50架左右的作战飞机,为前苏联远洋作战编队提供防空任务。当年前苏联共考虑了三种舰载机,除苏-27K外另两种就是米格-29K和雅克-41。不过后来决定在库舰上用苏-27K和米格-29K高低搭配,与美国航母上的F-14和F/A-18配置相当,而雅克-41准备替代原来四艘“基辅”级的雅克-38M战斗机。 1982年,苏-27K的飞行试验平台――T10-3首次在位于克里米亚半岛的前苏联海军航空兵训练中心模拟跳台上进行起降。
1983年,马尔巴舍夫被任命为苏霍伊舰载机项目的总设计师,1984年前苏联正式要求苏霍伊研制苏-27舰载型战斗机,1985~1986年苏霍伊设计局完成苏-27K的设计,1987年共青厂飞机制造厂(KNAAPO)完成建造首批2架苏-27K原型机,同年8月17日苏-27K首次试飞成功。1989年11月1日,T-10K-2号原型机由前苏联著名试飞员普加乔夫驾驶成功降落在“库滋涅佐夫”号上,此举堪于其创造的“普加乔夫眼镜蛇”动作相媲美。1990年,KNAAPO完成生产型苏-27K,继续进行相关试验;1992年由于前苏联解体,俄罗斯无法支撑两种舰载战斗机的研制,最终决定选择苏-27K、米格-29K和雅克-41同时停止研制。1993年,俄罗斯在北方舰队成立第279舰载机航空兵团(279th ship-based fighter aircraft regiment――279SFAR),到1994年该团已经接收24架苏-27K战斗机并在1995年成功搭载库舰进行远航;1998年,时任俄罗斯总统的叶利钦签署法令正式宣布苏-27K进入部队服役并赋予新的编号――苏-33。但由于俄罗斯经济状况不佳,导致其航空母舰和舰载战斗机的训练及装备水平长期处于徘徊状态。
“阵风”法国在1975年选择“幻影”-2000战斗机作为80年代主力战斗机后不久,便开始着手考虑90年代后的威胁。根据对前苏联战机发展的推测和“幻影”-2000不足的分析,法国对新型战斗机提出新的要求:具备较强的大迎角机动性能、能够全天候执行多种作战任务,可以短距起降,使用寿命长、结构简单、较低的油耗和操作费用,同时还要满足舰载要求。为了降低成本和分担风险,法国、英国、德国及意大利就新一代欧洲战斗机的研制进行多年的讨论和磋商,但最终因为在设计的主导及飞机本身上的分歧,法国决定独立自主研制新型战斗机。该计划最初被命名为ACX(先进试验型战斗机),具体分为法国空军的ACT(先进战术战斗机)和海军的ACM(海军先进战斗机),进行气动外形和各种新技术的验证。1984年ACX下线,并且获得“阵风”A的称号。1986年7月4日“阵风”A试飞成功,而ACT和ACM分别被命名为“阵风”C和“阵风”M。1987年4月,“阵风”A首次在法国“克莱蒙梭”号航母上进行模拟起降试验,从而证实了其优秀的低速性能和起降能力。1991年,“阵风”C和“阵风”M相继试飞成功。由于法国不具备建造蒸汽弹射器的能力,所以“戴高乐”号核动力航母配备的是从美国进口的C-13型,“阵风”M的弹射/制动试验也在美国新泽西洲的莱克赫斯特进行。1993年,“阵风”M首次从法国“福煦”号航母弹射起飞。根据计划,法国将采购312架“阵风”,其中空军234架(包括139架双座型),海军的需求为78架。
气 动 布 局
F/A-18E/F被人称为“旧瓶装新酒”,意思是该机可以被看作F/A-18的简单放大型,仍旧保留了后者的基本设计。但从整体上来讲,F/A-18E/F比F/A-18增加大约1/4,包括翼展增加了1.31米,机翼面积增加了9.3平方米,机翼边条也增加了大约1/3,从5.2增加到7平方米。另外,尾翼及垂尾也增大了,并增加了偏转角度以具备更好的机动能力。大边条是F/A-18主要的特征,这也是三代机的主要设计,包括F-16、米格-29和苏-27都采用这个设计。其原理就是利用边条涡本身的增升作用及其对机翼流场的有利干扰,来提高战机的大迎角飞行能力。F/A-18E/F在F/A-18的基础上加大了边条面积,改变了边条平面形状。尖拱形边条增升效果好,俯仰力矩的非线性相对较轻。据报道,其可以在40°的情况下仍旧保持机动能力,甚至飞行员可以在短时间将攻角增加到59°、俯仰45°情况下保持对飞机的操纵。
机翼面积增大也提高了飞机的短距起降能力,其最小速度比以前型号降低18公里/时。F/A-18E/F的机翼取消了原来机翼上的扭转和弯曲,但加大前缘襟翼来提高飞机的升力特性。F/A-18E/F取消的设备还包括垂尾间减速板,取而代之的是机身上的两块小阻流片,其与前襟翼相联:飞机减速时,襟翼和阻流片上抬、后缘襟翼放下、方向舵向外偏,同时操纵平尾以消除俯仰瞬变现象。其效果比单纯的减速板要好,基本上不影响飞机姿态并且飞行员感觉也比较“柔和”。楔形进气道是F/A-18E/F的另一个重要特征,这种名为CARET的进气道采用“乘波”概念,在上侧和内侧都有前缘后掠的压缩斜板,使激波附着在唇口前缘,从而阻断与外部气流的压力沟通;波后气流压力均匀,内流流场性能好,具备隐身性能好、结构简单的优点。
苏-33的设计与苏-27有很大区别。由于库舰采用跳台式起飞甲板,因此要求飞机相应提高起降性能,苏-33为此采用三翼面布局。这个布局可以视为常规布局和鸭式布局的结合,目的在于在提高战机大攻角机动性能的同时消除鸭式布局在稳定性、配平等方面的问题。1977年,苏霍伊就和前苏联中央流体研究所(TsAGI)联合研究三翼面布局,目标在于进一步提高苏-27在大迎角条件下的机动能力。三翼布局通过前翼和大边条的相互作用,形成一个可控的有利涡流,能够改善机翼表面流场,从而提高大迎角时的机翼及襟翼、平尾及方向舵的效率。试验表明,鸭翼产生的涡流提高了飞机总升力,在30°攻角时其升力系数由苏-27的1.79提高到2.1。三翼面在载荷分配上也比较合理,可以有效降低翼根载荷,因而可以减轻结构重量。另外,比较吸引人的是三翼面容易实现直接力控制,从而达到对飞行轨迹的精确控制。
为了提高短降起降能力,苏-33还加大了机翼前后缘襟翼,并采用了双开缝襟翼设计。这个设计是在机翼和襟翼之间增加一个大弯度子翼,将机翼下面高压气流通过缝隙以较大速度吹到襟翼上面,从而起到改善气流分离程度、增加机翼弯度的作用,可相应增加机翼面积、提高机翼升力,从而提高短距起降和低速飞行能力。不过,这也衍生了配平问题。而鸭翼不但可以解决这个问题,还可以起到增升和提高襟翼作用。比如,苏-33着舰的升力就比常规布局提高了0.5倍。大大降低了着舰速度。不过,小翼也增加了激波阻力,一定程度上影响高速飞行性能。
“阵风”采用了大三角翼加鸭翼布局,三角翼布局优点在于展弦比小、激波阻力小、跨/超音速性能好、焦点变化平衡。另外,由于根弦比较长,可以在厚度较薄的情况下得到较大的结构强度,但其缺点就是升力线斜率低、低速时性能不好、大迎角条件下升降副翼配平困难。而增加前翼形成鸭式布局后,由于前翼距重心较远可以得到较长的力臂,并且不受机翼气流影响,操纵效率较高,特别是低空突防情况下可以较好地实现突风缓和。同时,前翼产生脱体涡对机翼产生有利的干扰让飞机升力增加;而主翼表面的低压抽气作用又提高了前翼涡流的稳定性,不但提高大迎角条件下的机动性能,还减小起飞着陆速度、改善起飞着陆性能。另外,由于鸭翼离机翼较近,比常规布局飞机有更光滑和均匀的纵向面积分布,因而可以得到较低的跨音速阻力、较小的配平阻力和更大的航程。为了配合大迎角性能的改善,“阵风”采用机肋部进气道以便在大迎角条件下保持良好的进气效率,同时机身下部呈“V”形以便对气流进行预压缩。同F/A-18E/F一样,“阵风”在设计时并没有太多的考虑隐身设计,只是进行“有限”的措施来降低飞机雷达反射面积,比如采用吸波材料、改善飞机各部件的连接面等。
动 力 装 置
F/A-18E/F采用美国通用电气公司研制的F414涡扇发动机,其是在F/A-18的F404发动机基础上改进而成。该发动机结构为:单级风扇加7级压气机,分别由单级高、低压涡轮驱动。尺寸为:长为3.9米,直径0.77米,重量为1100公斤;最大压缩比为30,涵道比为0.29,最大推力65.7千牛,加力推力97.7千牛,推重比为9。F414在研制中出于降低风险和难度的考虑,充分借鉴了F404的使用经验和改进技术,基本上延续了F404改进计划和F412(A-12隐身攻击机的动力装置)的主涵道、风扇和燃烧室;具备较好的技术性能,采用全权限数字电子调节系统(FADEC),可以保证飞机完成一系列大过载、大攻角机动飞行而不限制油门位置。航程方面,F/A-18E/F比F/A-18C/D机身增加了0.86米,燃料增加了大约1800公斤,航程提高大约38%,空优作战半径增加到740公里,对地攻击可以达到910公里,还可挂载1817升大容量副油箱,进一步增加战机的续航能力和作战半径。F/A-18E/F在挂载4枚AIM-120、2枚AIM-9L和2个副油箱的情况下,可以在离母舰740公里处巡逻71分钟,大大提高了编队的防空作战能力。
苏-33采用的发动机为AL-31F发动机的改进型AL-31K(亦称AL-31M3)。与原型发动机相比,其主要提高了在海上高腐蚀环境下的使用性能。前苏联从1976年开始研制AL-31F涡扇发动机,结构为4级风扇加9级压气机,分别由高低压涡轮驱动。尺寸为:长为4.9米,直径1.3米,重量1750公斤;最大推力72.6千牛,加力推力122千牛,推重比为7。苏-33的航程为3000公里。作战半径超过1000公里。从发动机的推力指标看,苏-33虽然气动布局较之苏-27有较大进步,但亦衍生出重量增加的问题,比如增加了鸭翼及操纵系统。
另外,从陆基战斗机到舰载战斗机的转变也不可避免地增加飞机重量,包括加强起落架、机翼折叠机构等,据说苏-33相比苏-27增加重量超过2吨左右。这样,苏-33的重量增加但发动机推力却没有得到相应的增加,必然会部分抵消气动布局带来的提高。这从能量机动的基本公式:“单位重量剩余功率=[(推力-阻力)/重量]×速度”就可以看出。面临同样的问题还有印度苏-30MKI战机,其重量比苏-27有同样较大增加(增加了飞行员、鸭翼和推力矢量喷口),但根据伊尔库特公开AL-31FP的消息,其推力指标仍旧维持在AL-31F的水平。这样,其机动性能就不易得到充分的发挥。
“阵风”采用由法国施奈克玛研制的M88涡扇发动机,具备低耗油、高推重比、结构简单、维修简便和全寿命操作费用低的优点。1986年,施奈克玛开始研制M88,1989年开始上台架测试,1990年首次配备“阵风”A进行飞行测试,1996年正式交付。M88的结构为3级风扇加6级压气机,涡轮前温度高达1557度,压缩比为24.5,其推力达到50千牛级,加力推力达到75千牛;发动机长度为3540毫米,直径900毫米,重量为897公斤,推重比达到8.5。M88采用整体式压缩叶片盘、单晶叶片等先进技术,有效提高了发动机的性能和可靠性。
该发动机还采用了全权数字式发动机控制系统(FADEC),可以在3秒钟内从空转加速到开加力状态,在飞行包线内随意调整发动机推力。M88最突出的特点就是采用模块化结构:发动机由21个模块组成,可以利用简单工具对每个模块进行更换或者维修,而不需要对发动机进行重新参数检测。目前用于“阵风”的型号为M88-2,施奈克玛已经着手研制其改进发动机以适应未来发展的需要,包括MJ88-3和M88-4两种型号。其中,M88-3的将加力推力提高到90千牛,推重比提高到9,主要改进包括采用新的低压压气机,采用三元法设计叶片,叶片直径增加10毫米;M88-4将进一步将推力提高到100千牛级,推重比提高到10,主要改进包括重新设计低压压气机、涡轮和加力燃烧室,可能还会加装矢量推力喷口。
航 电 系 统
F/A-18是世界第一种实现全玻璃化的战机,其座舱显示系统采用“一平三下”布局。F/A-18E/F虽然形式没有多大变化,但却而F/A-18E/F的电子战系统将采用整体式电子干扰系统(IDECM)系统,包括AN/ALR-63(V)3电子告警系统、AN/ALE-47箔条/照明弹抛散器和AN/ALE-50拖曳诱饵系统。其中,AN/ALE-50是托曳在机身后方的重复干扰器,对于现代日益广泛使用的主动雷达制导空空导弹有比较好的效果,特别是那些具备攻击干扰源的导弹。
F/A-18E的雷达型号为AN/APG-73脉冲多普勒雷达(PD),是AN/APG-65(V)的改进型,保留了后者的天线和发射机,重新设计了信号/数据处理系统、接收/激励器和电源,其中信号处理系统的处理速度由原来的720万次/秒提高到6000万次/秒,数/模转换速度也更快,同时也提高了存储、带宽、和频率捷变能力。该雷达可以提供多种对空和对地/海工作模式,前者包括:速度搜索、边搜索边测距、边搜索边跟踪、近程自动截获和垂直搜索等,后者包括:真实波束地图测绘、多普勒波束锐化、合成孔径测绘等;对标准战斗机大小的目标探测距离超过110公里,在边搜边跟踪模式下可以同时跟踪8个目标,同时攻击4个“威胁最大的目标”。
F/A-18E/F另一个重要的探测器是编号为AN/AAQ-228的“先进前视红外探测吊舱”(ATFLIR)。ATFLIR采用了第三代红外器件,性能比F/A-18的AN/AAQ-38瞄准吊舱和AN/ASN-50导航吊舱有较大提高,并可以实现一个吊舱完成两个吊舱的功能。其探测距离比原来的吊舱增加3倍,能在昼夜全天候条件下实现对地/海面目标的搜索、跟踪和锁定,并为精确制导和防区外武器投放提供支持,具备空空辅助跟踪功能。更为重要的是,F/A-18E/F还将装备AN/APG-79主动有源相控阵雷达(AESA),其把T/R模块和现有商用数据处理模拟进行有机结合,可以提供更远的搜索距离、更强的多目标交战能力和更高的SAR分辨能力。由于实现了电子扫描,其功能更强和可靠性更高,据称AN/APG-79最多可以跟踪20个目标,为每个目标建立跟踪文件,并且在跟踪空中目标的同时完成对地搜索功能。另外,当有目标飞出当前的扫描区域时,雷达还可分出单独波束对其进行监控。其研制工作已经于1999年正式启动,预定2007年装备部队。不过由于价格较高,单价超过200万美元,所以有消息指可能美国海军只会在双座F/A-18F上面配备AN/APG-79雷达。
与F/A-18E/F的航电系统相比,苏-33的航电系统似乎可以用朴素甚至简单来形容。其航电系统基本上来自于苏-27,包括其配备的SUV-33机载火控系统实际上就是苏-27的SUV-27的改进型,甚至基本指标均相近,主要解决了与航母编队的电磁兼容问题。SUV-33仍旧采用RLPK-27综合雷达瞄准系统,与苏-27相同,区别在于其雷达型号为NO01K,而光电瞄准系统型号为OEPS-27K,前者是苏-27的NO01脉冲多普勒雷达的改进型。
NO01雷达由前苏联仪器仪表研究院研制(NIIP),1977年试飞测试,1985年设计定型装备部队,采用卡格塞格伦天线,并寄生有IFF天线,工作在X波段,具备高、中脉冲重复率(PRF),工作模式包括:远程搜索、多目标跟踪、间断/连续照射、和近距格斗等;对于RCS=3的目标上视搜索距离可达100公里,下视90公里左右;在TWS模式下可以同时跟踪10个目标并对最威胁的目标优先射击。由于苏-27被定位为纯粹的空优战机,所以该雷达没有对地/海工作模式。NO01K与NO01的主要区别在于其添加对海工作模式,可以导引Kh-31A超音速反舰导弹。OEPS-27K所采用的36SH红外器件与OEPS-27也相同,区别在于其采用更好的算法和软件,所以工作距离比后者有所增加,从后者的50公里增加到90公里左右。机载光电跟踪的引入,提高了苏-33的在恶劣电子战环境下的作战能力,尤其在雷达故障和被干扰的时候仍旧能够保持对目标的跟踪。电子战系统包括SPO-15电子告警系统和APP-50箔条/照明弹投放器,在翼尖挂架可以挂SORBTSIYA有源干扰吊舱。
苏-33的座舱界面也基本与苏-27相同,采用ILS-31平显和SEI-31显示器在内综合显示系统并实现HOTAS技术,其他仍旧采用指针式仪表。比较有特色的是其装备的SHEL头盔瞄准系统(HMS),飞行员可以将头转向目标可能的方向以引导R-73导引头和OEPS-27光电系统进行扫描。飞行员转头角度和目标瞄准线坐标由系统的光学定位组件提供,可以保证在+/-60°的范围进行目标搜索,从技术水平上与西方第三代战机如F-15A基本相当,但比不上F/A-18的全玻璃化座舱,与F/A-18E/F的综合航电系统的差距更大。SHEL比JHMCS相比也显得比较简单。不过有消息说在1998年俄罗斯海军航空兵对苏-33进行升级,配备了新的航电系统,包括采用两个LCD的座舱、更新了飞行控制/导航系统,雷达也提高到双目标型,即具备攻击两个目标的能力并可以导引Kh-59、Kh-31P空地导弹及KAB-500KR/L精确制导炸弹的能力。在其双座教练/战斗型苏-27KUB上面已经采用综合航电系统及TK-2-27高速数据链系统。
“阵风”采用RBE2无源相控阵雷达,由泰利斯公司研制。这是欧洲第一种电扫描相控阵雷达,1980年开始研制,1992年首次试飞测试,1996年开始交付生产型雷达。与常规机械扫描脉冲多普勒雷达相比,RBE2的扫描速度提高了50倍左右,可以在更大范围内实现多目标跟踪与攻击,并且波束可以在整个扫描范围实现捷变,提高雷达的灵活性和电子战能力。雷达采用双峰值功率行波管发射机和宽频接收机,工作在X波段,平均功率为1千瓦;采用脉冲压缩技术,具备可变波形和高、中、低三种PRF;高PRF用于地面杂波环境下的低空目标,中PRF用于探测低速目标而低PRF用于探测中、高空目标。雷达采用大容量高速数据处理器(PSP),运算速度高达10亿次。
利用PSP的强大的数据处理速度,“阵风”可以快速完成袭击判断、目标识别和威胁排序,飞行员能迅速得到战场态势并下达战术决策。对于标准战斗机大小的目标,该雷达可以提供120公里的搜索距离,可以同时跟踪、攻击8个,空空模式包括:远程探测、速度搜索、边搜索边跟踪及近距垂直搜索等;空地模式包括:地形跟踪与回避、自动地图测绘和高分辨率绘图及空地测距等。RBE2独特之处可以实现边地形跟踪边搜索空中目标,并且可以将高分辨率地图投射到HUD上。在对海模式中,RBE2具备远程搜索和多目标跟踪/识别能力,并可支持多种远程反舰武器的投放。
与苏-33一样,“阵风”装备了前视红外探测系统(OSF),该系统包括采用第三代红外器件的前视红外跟踪系统、CCD和激光测距仪,探测距离可以达到70~100公里左右,可以为飞行员提供较好的战场态势感知能力、在交战规则受到限制的情况下利用CCD来识别敌我、以及用于对地面目标的攻击。电子战系统为防御辅助系统,在广泛的频谱范围内提供威胁警告包括红外、电子、激光等,系统包括4~6个红外/紫外探测器件和6个天线阵列,可以探测到370公里远的雷达,并可提供0.1度的测向精度,同时干扰8个目标。与F/A-18E/F相同,“阵风”将配备AESA,即由法、德、英等国研制的AMSAR多功能有源相控阵雷达。其采用砷化镓微波集成电路技术,容易冷却、功耗/信号损失低;自适应波束形成灵活多变,在搜索跟踪目标的同时可以跟踪导弹和执行对地功能;电子对抗能力强且隐身性能好。
“阵风”的座舱十分先进,尤其采用语音操作系统可以大大提高战机在紧急时的反应能力。其座舱显示系统采用包括TMV1901组合式平显/正显系统,由VEH3020广角HUD和TMM1410正视显示器组成。前者的视野为30×20°,是基本的飞行与作战显示器;而TMM1410是“阵风”比较特别的显示器,其面积较大可以划分水平和垂直两个方向的战术情况显示,可以清晰显示目标的类型、高度、航向等。其位置紧靠着HUD并且将图像聚焦在无穷远处,飞行员的视线在两个显示器之间来回移动的时候眼睛不需要重新调焦,减少了头部移动、有助于减轻飞行员的疲劳。通过这两个显示器,“阵风”的飞行员可以在较大视野内迅速得到全部作战信息。除此这外,在这两个显示器的两侧还有两个127毫米×127毫米的多功能显示器,可以显示飞行系统信息、探测器图像并实现触摸屏控制,可以与HUD互相补充,是战机的人机控制接口。另外,“阵风”也将采用头盔显示器。
机 载 武 器
F/A-18E/F采用了美国标准空战武器配备,包括AIM-120先进空空导弹和AIM-9X格斗空空导弹。AIM-120是美国标准超视距空战武器,采用指令加中继惯导加末主动雷达制导方式,具备攻击干扰源的能力,机动性能和电子对抗能较强。发射前,飞机通过MIL-STD-1760总线将目标位置及预定拦截点等信息传递给导弹,并在导弹飞行过程中通过数据链不断给导弹更新导航信息;AIM-120的最新型号还可实现将导弹信息传递给飞机,这样就大增加了其对付多目标时的精确度。由于其设计之初就着眼于对付高机动性能目标,所以采用多种措施包括双推力固体火箭发动机、减少直径降低阻力等,其有效射据称达到50~70公里左右。根据研制计划,F/A-18可以在机身和机翼挂点最多挂载多达12枚AIM-120空空导弹。AIM-9X是美国战机新世纪的主力格斗空空导弹,尽管其采用AIM-9M的发动机但重新设计了弹体,具备低阻力、大过载能力。其特点就是采用抗干扰能力强的第5代凝视型红外成像导引头,由于导引头灵敏度较高,可以凭借机载雷达、红外或者头盔瞄准具指示目标,导引头自动扫描锁定目标,实现发射后锁定的功能,加上与JHMCS构成大离轴攻击系统,可以让导弹攻击范围大大超过导引头的工作距离。
与空战武器相比,F/A-18E/F的空地武器更是丰富多样,从最普通的常规炸弹最尖端的JASSM隐身防区外攻击导弹可谓品种齐全,为F/A-18E/F广泛的用途提供坚定的物质基础。F/A-18E/F的空地武器具体型号包括:MK82/83/84普通炸弹、GBU-10/12/16激光制导炸弹、GBU-72/87/89集束炸弹、采用GPS/INS制导的JDAM制导炸弹、JSOW和JASSM隐身防区外攻击武器、SLAM防区攻击导弹、AGM-65空地导弹、AGM-88反辐射导弹和AGM-84D反舰导弹等。在伊拉克战争中,F/A-18E/F的挂载方案包括2~4枚JDAM或者激光制导炸弹或者两者混装。由于前者的精度低于后者,所以多用于攻击固定的目标;后者用于补充攻击或者移动目标。另外,比较常见的攻击方式就是混装AGM-65空地导弹和AGM-88反辐射导弹,其作战使用是先用AGM-88攻击对方的雷达车,然后用后者攻击电源车和指挥/信息处理车,摧毁整个雷达系统。
苏-33的武器配备相对简单,其标准武器包括GSH-301航炮,备弹150发;全机共有12个外挂点,外挂导弹包括中距拦射导弹R-27和近距格斗导弹R-73。其中,R-27是前苏联在70年代研制的,1973年试射,1986年服役,特点是可以在全天候条件下攻击不同高度、类型的目标。该导弹采用独特的大面积舵面和反安定面,制导方式采用惯导加指令修正,末段半主动雷达照射方式。与传统的全程雷达照射方式相比,机载雷达只需在末段照射即可,提高电子对抗能力。R-27的型号包括R-27R(半主动雷达制导型)、R-27T(红外制导型)及在此基础上发展的增程型R-27ER和R-27ET,其射程分别为40和60公里左右。另外,其他衍生型还包括R-27AE主动雷达导引型,主要采用为R-77配备的9B-1103M导引头;R-27P被动雷达导引/反辐射型,其导引头来至Kh-31P的L-111导引头。而R-73则是苏-27系列的招牌武器,其采用高机动外形和矢量推力喷口,具有高机动性能可以攻击12g过载的机动目标。苏-33的空地武器较为简单,精确制导武器只有Kh-31A超音速反舰导弹,其是在Kh-31P的基础上换装备主动雷达导引头而成;发射重量600公斤,射程90公里。其他均为普通炸弹及火箭弹,挂载方案包括16枚FAB-500炸弹或者6个S-8火箭弹发射器等。
“阵风”的固定武器为M391型30毫米转膛炮,其射速超过2000发/分,备弹125发;全机挂架12个,空战武器包括“米卡”中距主动雷达制导空空导弹和“魔术”2近距格斗空空导弹。“魔术”2是法国1986年服役的具备全向攻击能力的红外制导空空导弹,不过由于技术已经过时,所以只在“阵风”F1型做临时的过渡装备。从F2开始,“阵风”将全面换装“米卡”红外型。“米卡”是法国面向90年代空战环境研制的区外攻击系统、AASM和我们熟悉的“飞鱼”反舰导弹。其中,“风暴幽灵”隐身防区外攻击系统在伊拉克战争中被英国皇家空军首次用于其攻击伊拉克的地下指挥所,展示了强大的威力。而AASM(空地模块化武器系统)是法国最新的空地武器,其目标是提供一种廉价、全天候防区外攻击武器,通过250公斤炸弹通过加装GPS/INS制导组件和增程组件实现这个目标。其制导系统还可以添加高精度红外成像末制导导引头,低空投放距离达到15公里,高空为50公里。
总 体 评 估
这三种战机均为当今顶尖的舰载战斗机,那么比个高低上下就是一个令人感兴趣的问题了。由于飞机的真实飞行包线、雷达参数等都是机密,所以笔者只能从三种战机的总体设计思想做大概的对比。
F/A-18E/F是三种战机中争议最大的,甚至在美国国内也是如此。可能是受到好莱坞大片《壮志凌云》的影响,许多“猫迷”们对该机取代F-14愤愤不平,甚至爆出有人建议美国海军装备苏-27的声音。这个更多带有调侃味道的建议反映了F/A-18E/F受到的轻视。那么,这型战斗机为什么会战胜F-14而成为NATF的继任者?作者认为“削减经费战斗机”这个多少带点蔑视的绰号反而恰如其分地说明了这个问题。前面已经提到,不论F-14或者F/A-18在美国海军的心中都是明日黄花,其真正要的是NATF,即通过装备NATF和A-12跨入隐身俱乐部的大门。对于当时的美国来说,其主要作战对象在中东欧及前苏联。前苏联在这些地区“布置了世界最严密的防空体系”,因此美国认为战机单凭气动或者电子战手段难以在此地区生存,最好的办法莫过于“在对方雷达屏幕上消失”。隐身技术伴生的是高昂的费用,在不计较成本的冷战时期也许这不算什么,但在背负上万亿美元国债的后冷战时代,美国再也无法负担这么多的吞金机器了。不过,由于前苏联解体,在地球上也找不到如此严密的防空体系了,对于其他地区的防空网,美国海军可以凭借其航母的机动优势选择对方防御薄弱的地方加上电子战优势进行攻击。另外,90年代美国奉行联合作战,在必要时可以得到空军隐身作战飞机的支援。
美国海军也承认F-14在航程、载荷和速度及全天候作战能力上面优于F/A-18E/F,但性能超越的背后是费用的增加,这在经费削减时代是最大的缺点。尽管有人指出:由于F-14+AIM-54“不死鸟”组合的退役将会造成美国航母编队防空能力的倒退,但是F/A-18的支持者认为这个组合更多是为对付前苏联的饱和攻击系统而准备的,其主要作用是在目标相对较少的公海上空狙杀前苏联超音速反舰导弹及其轰炸机。在苏联已经解体的情况下,目前还没有哪个国家具备这样的攻击实力。更让“猫迷”们尴尬的是在海湾战争中F-14的无所作为,尽管挂载AIM-54,但飞行员却发现在遍布战机的战区中识别敌我极其困难,“不死鸟”上百公里的射程无从发挥,并且超过400公斤的重量也成为战机负担,特别是面对突然出现的敌机时候。偏偏美国海军90年代的战略转型就是由海到陆,也就是作战重点由从与前苏联争夺制海权到在第三世界国家的沿海地区作战。
除了空优外,F-14的高价值还限制其对地攻击用途的扩展。由于造价较贵,所以美国海军要求F-14只在低威胁环境中作战,这样的话其具备的优势就被大大削弱了,而劣势则更加突出。相比之下,F/A-18E/F的低成本就显得现实得多,它是美国90年代防御改革计划的成功例子。在一开始美国就确定其50亿美元的工程发展费用上限,而最终的费用比这还低12%。经费的降低可采购更多的战机,也可以让美国海军在更多的领域内使用该机。这样在性能没有明显差距的情况下,F/A-18E/F中选就不难理解了。实际上,就如同有人当年对此的总结:“超级大黄蜂也许不是最好的战机,但其做到了低于标准重量和少于预算,这就是其成功之处。”
苏-33是前苏联第一种固定翼常规起降作战飞机,具备里程碑式的意义。由于编队防空能力的扩展,可以让舰队在更远的海洋上执行作战任务。不过,其跳台式起降方式虽然解决了起飞问题,但由于这项技术的局限性,其在复杂条件下的运用情况如高海情的条件下受到限制。另外,这种方式要求飞机具备较高的推重比也意味着飞机无法以重载起飞,限制了对地/海攻击能力。这种方式更多的限制在于一些特种飞机无法起降,如预警机和空中加油机等。尽管有消息说安-74预警机曾经在库舰上进行过飞行测试,但有迹象显现其最终服役的是有弹射器的后继舰,库舰配备的是卡-31预警直升机,由于其升限及机体空间决定了雷达作用范围及功能受到限制,大大影响了编队防空能力的整体发挥。所以西方观察家在对库舰进行长期观察认为:“其代表前苏联海军在远洋作战能力的飞跃,但仍旧未能摆脱对岸基航空兵的依赖,尤其是早期预警及目标指示方面。”
上世纪90年代,东亚某国海军装备论证研究中心在乌克兰考察“瓦良格”号也得出相近的结论:就苏-33本身来说,其某些关键技术的薄弱也限制了作战能力的发挥,如前面所述比苏-27增重在2吨以上,但发动机推力并没有增加。另外,其航电系统与苏-27相比也没有明显进步,NO01K功能比较单一,甚至不具备导引R-77主动雷达导引空空导弹的能力。航电系统功能及起降方式又决定了其武器挂载能力,这样其运用的范围又受到限制。就总体而言,苏-33实际上仍旧处于比较早期的阶段。实际上当年前苏联有进一步提高苏-33的计划,即苏-33MK。该计划包括加大发动机推力、雷达升级为ZHUK-PH无源相控阵雷达等。不过由于苏联的解体,整个计划没有进一步落实。
1999年苏-27KUB试飞。根据苏霍伊设计局的说法,其不止是苏-33的教练机,还是一种多用途舰载战斗机,以解决俄罗斯在舰载战斗机作战和训练等方面问题。该机采用来自苏-30MKK的综合航电系统及ZHUK-MSF无源相控阵雷达,不过最新消息说苏霍伊已经放弃在苏-27KUB上装备无源相控阵雷达的想法,而继续装备ZHUK-MS雷达。与ZHUK-MSF相比,ZHUK-MS雷达的优点在于其拥有较大的搜索角度,达到90°,而一般机载火控雷达只有60°。这意味着其可以获得更大区域的战术信息,这样苏-27KUB似乎可以被视为简单的空中预警机,可以为编队提供一定方向上的目标指示,将目标信息提供给苏-33。而苏-33可能会延续苏-30MK的升级方案:采用综合航电系统、雷达更换为ZHUK-MSF无源相控阵雷达、搭配R-77空空导弹,这样可以大大提高其空优作战能力。另外,苏-27KUB还可搭配UPAE空中加油吊舱为苏-33进行伙伴空中加油,从而弥补空中加油机方面的不足。
“阵风”和EF2000都是欧洲80年代研制的新型战机,均以拦截为主要作战任务。这两种飞机都采用鸭式布局,目的均在于发挥三角翼超音速性能好优点的同时,利用鸭翼解决其升力线斜率低的缺点,但前者采用近耦布局而后者采用了远耦布局。从原理上说,近耦的作用强些,但亦衍生了较大的阻力,对超音速飞行产生不利影响;远耦虽然作用弱些但其超音速阻力较低,所以EF2000号称具备低超音速巡航能力,这个区别实际上反映了两国作战环境的区别。随着机载防区外攻击武器的发展,英国战机需要到遥远的北海上空拦截入侵飞机,这就需要战机快速抵达战区执行任务。这时,较快的巡航速度和较低的超音速阻力就显得格外重要。法国的预定战区在欧洲战场。根据预测,未来的中东欧战场上可能会有上百架战机进行格斗,这意味着“阵风”可能还未达到最大速度、高度就和敌机交战,所以其更多强调传统空战包线内的性能改善,同时其也要考虑在航母起降的要求。这个区别也体现两者在机载雷达上的选择:由于EF2000需要在远离基地进行巡航加上预定战区的目标较少,所以其选择成熟可靠的PD雷达;而“阵风”由于需要在目标密集的地区作战,因此多目标监视与交战能力就显得格外重要,选择技术难度较大、但多目标性能较好的相控阵雷达。
由于“阵风”舰载机是这三种战机唯一新研制的,其优势在于可以利用新技术来重新设计机体和发动机,从而以
具备更轻的重量和更好的机动性能,而不象前两种战机那样受原来设计的局限。不过,由于受法国当年经济技术实力的制约,“阵风”无法像ATF那样实现全面隐身化,但是高推重比和低翼荷设计的确让其具备比传统三代机更好的机动性能。法国曾经用“阵风”与“幻影”-2000、美国F-14/15/18及欧洲诸国的F-16进行模拟对抗,结果表明“阵风”在加、减速度、盘旋、滚转等指标上均优于对手。对地攻击能力方面,在外挂3具2000升副油箱的情况下,“阵风”仍旧可以挂载2枚“战利品”隐身防区外攻击系统和4枚“米卡”导弹,以中型机的机体实现了三代重型机的远程攻击能力。从目前情况来看,“阵风”已经处于F5批次的水平,下一步将提高到F10和F15水平。前者将配备正在研制中的超音速反舰导弹和中程核攻击导弹,而后者将配备“流星”空空导弹。
这三种战机处在不同的发展阶段,因此水平不尽相同。但F/A-18E/F和苏-33受限于原始设计,其升级潜力显然不如“阵风”。所以从总体来言,“阵风”较前两种战机具有一定的优势。
(编辑/一翔)
