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文》——从战隼到沙漠隼:F-16跃入“三代半”的启示

时间:2020-03-31 01:57:14

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文》——从战隼到沙漠隼:F-16跃入“三代半”的启示

12月6日,美国专为阿联酋空军研制的以"沙漠隼"命名的F-16E/F成功首飞,引起了业界人士的浓厚兴趣与高度重视,因为不论从性能指标还是设备武器上,"沙漠隼"都压过了美国交付以色列的新型F-16I,成为一种典型的"三代半"战斗机。由此,人们不禁要问,已经渡过了四分之一世纪的F-16在21世纪还有多大发展空间?

阿拉伯联合酋长国是在2000年1月和洛克希德·马丁签订订购了80架F-16E/F战斗机合同的。

其中,55架为单座型,25架为双座型,总价值70亿美元。

头3架全部为双座的样机在完成试飞之后于4月已经交付给阿联酋空军,全部飞机将在年中之前交付完毕。

F-16E/F多用途战斗机是自1984年F-16C/D投入使用以来对机身设计作出的首次重大改进。

此前,洛克希德·马丁公司逐步对机体进行了改进,如在美国空军的50批次飞机基础上改进了35%,成为希腊空军的50批次+型;然后又在此基础上改进了30%,成为以色列空军的F-16I型。60批次的布局变化一是为了增强作战性能,一是为了系统安装。这些变化包括增加隔板厚度、增强铝-锂合金蒙皮以及采用翼身融合结构等。

洛克希德·马丁公司通过现代化改造使已经服役了近30年的 F-16重新焕发了青春,成为一种全新的现代化的战斗机。

F-16E/F"沙漠隼"由此被美国著名科普杂志《大众科学》评为100项最具创新意义的科技成果之一。

从量变到质变

F-16"战隼"的第一架生产型于1978年8月首飞。自那以来,F-16通过不断的改进作战功能不断扩展。

现在的F-16不仅有优异的近距格斗性能,可满足战术空军夺取制空权的要求,而且还具有对地攻击和战术侦察的能力。

在近期的几次重大的常规战争中,F-16都担当作战主力,其风头甚至压倒了与之"高低搭配"的第三代重型战斗机F-15。

30年来,F-16以其低廉的价格、突出的战术格斗性能,较好的可维护性,一直是世界军机市场中最畅销的机种之一。

到21世纪初,F-16的总产量已突破了4000架,出口到世界上22个国家和地区。

此外,F-16一直还是许多国家和地区发展新战斗机的"样板",如以色列的"狮"(Lavi)战斗机计划,日本的F-2支援战斗机,以及中国台湾的IDF等。

60批次F-16的阿联酋F-16 E/F "沙漠隼"的推出,标志着F-16经过多批次的改进改型,已经发生了一个从量变到质变的飞跃。

与早期的F-16相比,"沙漠隼"的最大起飞重量增加了约50%,达到23.6吨,动力装置也换成了F110-GE-132涡扇发动机,加力推力增加了约35%,达到144.6千牛。其最大平飞速度(高度12200米)仍然可达到M2.0。

新结构新特色

F-16E/F是在与法国的"阵风"的激烈竞争后最终胜出的,获胜的原因除了凭借F-16固有的优势和较低的开发风险外,阿联酋空军方特别看中的是洛克希德·马丁提出的诸多改进。由于F-16E/F"沙漠隼"是为适应阿联酋空军的需求而专门改进改型的,因此,在技术上既继承了原有F-16的固有特色,又增加了不少针对阿联酋空军要求的新特性。

70%的机体结构改动

与标准型的50批次的F-16C/D飞机相比,F-16E/F"沙漠隼"在设计上沿用了50/52批次的F-16各35%的技术成果,剩下30%结构则是沿用了交付希腊空军的52批次的F-16C/D和交付以色列空军的F-16I上的技术成果,如在机身腰部两侧加装保形油箱。

"沙漠隼"机体约70%的结构作了改动,包括加厚隔框与舱壁,采用更坚固的铝锂蒙皮以及优化结构等。

优化座舱设计

F-16E/F"沙漠隼"的战术信息显示器安在座舱中心位置,飞行员可根据自己的习惯和威胁程度来设定战术信息在显示器上的位置。改进的广角平视显示器提供了更广阔的环境观察能力,同时也提高了操作的安全性。在进行空中加油时,飞行员除了可监控自己当前的空域状况外,还可监控其他目标区域。目标的各种数据以一种简易的图表形式出现在显示屏上。

战术信息显示器上的信息来源,主要是在飞行前输入的信息,以及自身探测得到的和通过超高频/甚高频无线电数据链得到的信息,虽然不及F/A-22和 F-35那样具有的强大信息收集能力,但还是可以为飞行员提供非常有价值的信息。

例如显示的战区示意图,可以减少了飞行员在这方面所消耗的精力,可集中更多的精力应对即将发生的空战。

F-16E/F也安装了可以编程的数据传送处理器,但它的通信线路、数据处理能力和数字地形高度数据库,为战机执行低空突防和低空对地攻击提供了强有力的保障。

在30~300米低空进入战区时,飞行员可采用两种地形跟踪模式:

一种是事先输入的数字地形标高数据库跟踪模式,可保证飞机按事先设定的数值自动保持相对高度;

另一种是实时的雷达地形跟踪模式,使用AN/APG-80雷达来探测地形,然后自动驾驶仪按照发回的地形信息,随时调整飞行高度。

值得一提的是,F-16E/F座舱布局从外观上和几个服役时间较晚的F-16C/D型号并无较大差异,这令飞行员对E/F型飞机座舱有一种似曾相识的感觉,有利于对飞行员进行转型培训。飞行员的培训可从飞行模拟器上开始。

座舱兼容夜视镜,允许有经验的飞行员在做好必要的思想准备后使用。

此外,座舱上最明显的变化是,机载氧气发生系统的操纵面板被安置到正面的仪表盘上,方便直观。

加装保形油箱

"沙漠隼"机身腰部的两个可拆式保形油箱一共可装燃油1360千克,不仅使飞机的航程增加了20%~40%,可以执行远程攻击任务,也减少了对空中加油机的依赖,而加装的保形油箱只是使飞机的最大飞行速度降低了5%,比传统的卵形油箱的外形阻力要小的多,对飞机的飞行品质影响也要小得多。

装备防坠系统

"沙漠隼"的数据储存和传送设备,每个数据盒可以容纳30吉字节的信息和目标图像。

该设备包括了两个重要的功能:地形参考导航系统和地面防撞回避系统。

为了防止因飞行员的误判而让飞机俯冲撞地,"沙漠隼"还配备了飞行员主动恢复系统,飞机撞地预警系统和自动地面防撞纠正系统。

其中,飞行员主动恢复系统通过设在飞行员右面的PARS按钮激活,当发生飞行员将地面与天空弄混而迷航的时候,飞行员只需松开驾驶杆,按下PARS按钮,飞行员主动恢复系统就会自动控制飞机到水平姿态,并以上仰5度以650千米/小时的速度爬高,从而避免了撞地危险。 "沙漠隼"的自动驾驶和自动油门系统,不仅能同时自动调节飞机的飞行姿态和发动机推力,还与地形回避系统相连接,实现超低空突防的自动驾驶,从而大大减轻了飞行员的工作负荷。适应沙漠气候

为了适应阿联酋地处高温干燥的沙漠气候,对座舱和雷达、航电设备的环控系统进行了全面的升级,以保证为座舱和航电设备提供足够的冷却空气。

F-16E/F的机身中央隆起的大脊背航空电子设备舱、装有前视红外瞄准器AN/AAQ-32IFTS的机头鼓包,和在机头雷达罩两侧作为航电设备冷却系统的进气口小鼓包 ,成为F-16E/F"沙漠隼"区别于其他F-16型号的特有标志。

点评F-16E/F:轻型战机打遍天下

阿联酋的F-16E/F(Block 60/62)

目前F-16的出口型号仍以Block 50/52系列为主,仅有阿联酋采购了Block 60/62系列即F-16E/F。

后者装备了AN/APG-80有源相控阵雷达,性能和F-35配备的AN/APG-81不相上下。

目前,美国在有源相控阵雷达(AESA)技术领域远超其他国家,欧洲的“台风”、“阵风”、“鹰狮”至今仍未能完成AESA雷达的研制装备工作,因此在国际竞标中频频输给美国三代改进型战机。

目前,F-16 Block 60/62系列已具备了部分四代战机的特点,部分作战性能已超过了“台风”等三代半战机。

但从市场角度看,大多数国家对四代战机缺少需求,普通的三代战机基本就能满足需要,这也是F-16C/D型的出口成绩更优于E/F型的原因。

不过,向四代技术发展是目前战斗机研制的主流趋势,AESA雷达和隐身技术等将成为未来战斗机的必备,因此洛克希德·马丁公司还在利用最新技术继续发展F-16系列,以抢占国际战斗机市场。

此外洛·马针对印度最新战斗机选型,专门推出了F-16IN型,该型号不仅配备了有源相控阵雷达,还装备了更先进的动力系统,宣称具备了“超音速巡航能力”,因此该型号已被称为最先进的F-16。

F-16式战隼战斗机

国别:美国

类别:军用飞机、歼击、歼击/轰、攻击机

型号:F-16式

发展过程:

F-16是美空军的单发单座轻型战斗机,主要用于空战,也可用于近距空中支援,是美国空军的主力机种之一。

原型机1974年2月首次试飞,预生产型于1976年12月首次试飞,1978年末开始装备美国空军。

性能特点:

F-16是与重型战斗机F-15搭配使用的轻型空战战斗机,主要用于空战,也可遂行近距空中支援任务。

其主要特点是:

①气动布局好,容易操纵,机动能力强。

②机载电子设备先进。敌我识别器能在对方雷达波照射时自动进行敌我识别,高性能多普勒雷达具有上视和下视能力,加装夜间低空导航和红外目标选择吊舱(即“兰盾”系统)后具有夜间对地攻击能力。

③携弹种类多,可执行多种任务。F-16的9个外挂点可挂各种炸弹、激光制导炸弹、空地导弹、空空导弹等,不仅具有出色的空战能力,对地攻击能力也较强。

④速度快,加速性好,低空性能优良。

⑤F-16出口型电路系统质量不过关,事故较多。

主要改型:

F-16A。第一种生产型,主要用于战区制空,亦用于近距空中支援。目前,F-16A已经历了许多改进,1988年以后出口的F-16A换装了F100-PW-220发动机和AN/APG-66雷达,并采用了包括环形激光惯导和AN/ALR-69雷达告警接收机等技术,还具有携带AN/ALQ-131干扰吊舱的能力。除早期F-16A的武器外,还可携带AIM-9P近距格斗导弹和新一代超视距攻击导弹,并具有对地攻击的能力。1991年以来改进的F-16将配备与F-16C/D相似的座舱,装有广角平显和夜视镜,并装备AN/APG-66(V2A)火控雷达、GPS系统、自动目标处理系统和微波着陆系统,还将具备挂载前视红外吊舱的能力。

F-16B。由F-16A发展的双座战斗/教练机。

F-16C。单座轻型战斗机,F-16A的改进型。1982年12月首飞,1984年7月交付美国空军。

机上装有AN/APG-68脉冲多普勒雷达,AN/ALQ-165机载自卫干扰系统和GPS系统等,有发射AIM-120导弹能力。

F-16D。由F-16C发展的双座战斗/教练机。

F-16N。美国海军选定的超音速假想敌机,用于空战训练,由F-16C改装而成,美海军订购26架。

F-16R。F-16的侦察型。携带装有摄像系统的侦察吊舱。可将图像近实时地传送。

可在夜间和任何气象条件下执行侦察任务,并具有低空调整飞行的能力。

F-16ADF。F-16A改装的防空型战斗机,共改装了270架。

基本数据:

乘员1人(单座)、2人(双座)

动力装置一台F-100-PW-229或F110-GE-129发动机

载油量(最大)6170千克(F-16C)、5633千克(F-16D)

最大速度2.0马赫(高度12200米)

实用升限17200米

转场航程3890公里(带附油箱)

推重比1~1.1(无外挂)

作战半径制空:370~1320千米,截击:(2×AIM-9L+2×AIM-7F,最大外挂燃油)1440千米。

对地攻击:(2×AIM-9L+2×907千克炸弹,最大外挂燃油)1184千米

载弹量4763千克

机长15.03米

机高5.09米

翼展9.45米

最大起飞重量19187千克

武器一门M-61A120毫米多管炮,带有速射瞄准具,备弹量511发。

两翼尖挂点可带红外制导空-空导弹。机身下有一个挂点,机翼下有6个挂点。机身下挂点可挂1000千克载荷,机翼内侧挂点每个可挂1587千克载荷中翼挂点每个可挂1134千克(以上过载限制在5.5g);两个外翼挂点和两翼尖挂点每个可挂113千克(过载限制在9g)。最大挂弹量6894千克(减少内部燃油),内部油箱满油条件下挂弹量为4763千克。外挂武器包括:AIM-9J/L/M/P“响尾蛇”、AIM-7F“麻雀”、“天空闪光”、“魔术”2和AIM-120空-空导弹,AGM-65A/B/D/G“幻畜”空-地导弹,“鱼叉”“企鹅”反舰导弹、“哈姆”、“百舌鸟”反辐射导弹,MK-82、MK-84常规炸弹,多种激光制导炸弹和集束炸弹,还可携带GPU-5/A30毫米机炮吊舱和其它干扰吊舱。

雷达AN/APG-66或AN/APG-68脉冲多普勒火控雷达,空空搜索距离为70公里。

导航设备LN-39、LN-93或H-523惯性导航系统,GPS系统

电子对抗设备AN/APX-101敌我识别器,AN/ALR-69或AN/ALR-56M雷达告警接收机,AN/ALQ-131或AN/ALQ-184电子干扰吊舱。

作战运用:

1978年服役以来,F-16在历次局部战争与冲突中取得良好的作战效果。

1981年6月7日,以色列的8架F-16各携带2000千克炸弹,在8架F-15的掩护下,往返飞行2000多千米,对位于伊拉克首都巴格达郊区的一座核反应堆进行了一次突然袭击,使这座耗资几亿美元的核设施毁于一旦。

1982年贝卡谷地之战中,以色列空军的F-16与其它飞机配合,使用多种精确制导武器进行密集突击,在6分钟内摧毁了叙利亚在贝卡谷地的19个萨姆-6导弹阵地。在随后的空战中,F-16与F-15等飞机配合,与叙利亚空军的米格-21和米格-23交战,击落大量米格飞机。

海湾战争中,各国部队共有250多架F-16战斗机参加了对伊拉克的突击。除了参加对伊军机场的突击外,F-16还对伊军的炼油厂、防空阵地、通信设施、“飞毛腿”导弹生产厂、共和国卫队总部等目标进行攻击,是多国部队空中力量当中担负任务最多最繁重的飞机之一。1月19日56架F-16对巴格达核研究中心发动一次空袭,是战争中投入飞机最多的一次空袭。在整个战争期间,F-16共出动了13480架次,是多国部队飞机出动率最高的一种飞机。

波黑冲突中,F-16参加了对波黑塞族的空袭作战,其中一架被塞族的防空导弹击落。

科索沃战争中,美国共派出F-16、CF-16C/J80架参加空袭行动,其他北约国家派出F-16多达61架。在这次战争,F-16参加了各个阶段的空袭行动,对南联盟的防空系统、指挥中心、军队及其它重要基础设施进行了攻击,取得较好作战效果。

近来年,F-16事故较频繁。1997年9月F-16发生两起相撞事故,台空军的F-16也多发生坠毁和导弹误射事件。

识别特征:

①机头呈锥形,略下垂。采用翼身融合技术,边条自翼根前伸至座舱前端。F-16A、F-16C单,F-16B、F-16D为串列式双座舱。

②悬臂式中单翼,机翼几何形状为切角三角形,翼尖平直。机翼前缘有可自动偏转的前缘襟翼,机翼后缘有全展的襟副翼。全动式平尾,几何外形与机翼类似,垂尾较高,有全展长的方向舵。

③单发,固定式半圆形进气道位于机身腹部,这一点与其它战斗机相比,特征十分明显。尾喷口收剑/扩散段明显,其后端与平尾后缘略平齐。

④垂直尾翼翼根后部与机身之间有一段明显间隙,其后方为减速伞舱。

研制过程:

1974年4月,美国政府决定从YF-16和YF-17中选择一种机型继续发展,使之成为实用的轻型战斗机,与重型战斗机F-15搭配使用,以弥补由于后者复杂昂贵而造成的购置数量不足。1975年1月,美国空军宣布通用动力公司的YF-16中选,并与通用动力公司签订制造15架(后改为8架)试验型飞机,进行工程发展研究。

第一架YF-16原型机于1973年12月出厂,1974年2月首次试飞。F-16试验型飞机于1976年12月首飞,1978年底开始交付美国空军部队使用。美空军原计划总共订购650架,截至2001年3月,共生产了2216架。各型机的生产情况是:

单座F-16 A、C

双座F-16 B、D

总数

布洛克- 1

21

22

43

布洛克- 5

89

27

116

布洛克- 10

145

25

170

布洛克- 15

409

46

455

布洛克- 25

209

35

244

布洛克- 30

360

48

408

布洛克- 32

56

5

61

布洛克- 40

234

31

265

布洛克- 42

150

47

197

布洛克- 50

175

28

203

布洛克- 52

42

12

54

F-16A/B

674

121

795

F-16C/D

1,216

205

1,421

总数

1,890

326

2,216

但是F-16飞机继续生产,总数又增加到2231架,最后1架于3月18日交付。

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