F-35设计理念超俗 是未来战机市场唯一选择?


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F-35战斗机[资料图片]

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F-35战斗机空中加油[资料图片]

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美军F-35联合攻击战斗机 [资料图片]




编者按:近日,美国防部高级官员向外界透露,新加坡未来可能准备采购100架洛克希德·马丁公司制造的F-35“闪电II”联合攻击战斗机(JSF)。


F-35究竟有何神奇之处,引得这么多国家和地区争相购买?就让我们来揭开“闪电II”的秘密。

一、超俗的设计理念



1996年,当美国空军提出JSF“联合攻击战斗机”概念时,引来一片诧异之声。时隔十年的2006年12月,JSF计划的定型机F-35首飞成功。



新型战斗机要实现“三合一”



新型战斗机设想实现“三合一”:空军常规起降型、海军弹射起飞/阻拦降落舰载机型、海军陆战队垂直起降型。



而且JSF计划设想不同型号在一条生产线组装,包括发动机在内的大部分零部件达到通用,并将每架飞机的成本控制在2500万美元。



同时,JSF还具备隐形、超音速及高机动性能,此外还要可靠性好,并能适合陆、海、空不同作战任务的需要。



“三合一”的构想看似简单,实际不然。舰载机和常规起降飞机尚可通用研制,垂直起降型就困难多了。在波音公司X-32和洛克希德-马丁公司X-35出台之前,世界上所有现役的垂直起降战斗机,如“鹞”、“海鹞”、“铁匠”,速度均未超过音速,空战性能低劣。但波音和洛-马在短短5年内,各自设计了一款优秀战机,它们的垂直起降型轻松突破了音速,战斗性能不在最先进的第三代战斗机之下!



发动机一直是JSF研制的重点。发展一种三军通用的发动机,并适用于垂直起降飞机,研制难度可想而知。所以从某种意义上说,发动机制造商普-惠公司才是更大的赢家。



F-35具有成本优势



JSF在结构上采用了模块化设计,各种型号之间的维修更加简便。而生产大量相同的部件既能降低成本,又方便后勤保障。此外,庞大的采购数量会进一步降低单机成本。如此种种优秀 “基因”,使得F-35很容易成为世界战机市场的宠儿。



作为美国第4代主战飞机的F-35,在未来20年将全面取代现役的F-16、F-18等各型战斗机,做到真正的三军合一。



在JSF项目中,4个等级的国际合作形式,充分展现了美国的全球战略思维与具体项目细节的完美结合。除美国外,参与该项目的还有英国、挪威、丹麦、荷兰、加拿大、以色列、新加坡和土耳其。



众多国家的参与,不仅分担了部分研制费用,降低研制成本,缩短研制周期。更重要的是,所有参与研制的国家,都将成为F-35的主顾和市场推销人。



如果F-35在经济性、通用性和作战能力之间达到前所未有的高度,那么大多数国家必将只有一种选择--F-35。




二、综合的性能优势





综合的优势有研究数据显示:F-35与最便宜的三代机苏-27(3000万美元)的空战效能对比,在仅考虑常规性能时为0.8∶1。在技术使用上,F-35的结构监测系统比EF2000更先进,连天价的F-22目前都没有装备此系统。



隐身设计


F-35的隐身设计借鉴了F-22的很多技术与经验,其RCS(雷达反射面积)分析和计算,采用整机计算机模拟(综合了进气道、吸波材料/结构等的影响),比F-117A的分段模拟后合成更先进、全面和精确,同时可以保证机体表面采用连续曲面设计。该机的头向RCS约为0.065平方米,比苏-27、F-15(空机前向RCS均超过10平方米)低两个数量级。由于F-35武器采用内挂方式,不会引起RCS增大,隐身优势将更明显。



在红外隐身方面,从一些资料可推断出该机在推力损失仅有2%-3%的情况下,将尾喷管3-5微米中波波段的红外辐射强度减弱了80%-90%,同时使红外辐射波瓣的宽度变窄,减小了红外制导空空导弹的可攻击区。



F-35的隐身设计,不仅减小了被发现的距离,还使全机雷达散射及红外辐射中心发生改变,导致来袭导弹的脱靶率增大。这样该机的主动干扰机、光纤拖曳式雷达诱饵、先进的红外诱饵弹等对抗设备也更容易奏效。根据有关模型进行计算,取F-35的前向RCS为0.1平方米,与10平方米的情况比较,在其他条件相同的情况下,前者的超视距空战效能比后者高出5倍左右。



机载电子系统



F-35有四大关键机载电子系统——诺斯罗普-格鲁曼公司的AN/APG-81有源相控阵雷达和光电分布式孔径系统(EODAS)、英航宇系统公司的综合电子战系统及洛-马公司的光电瞄准系统(EOTS)。



其中EODAS由分布在F-35机身的6套光电探测装置组成,可实现360°的环视视场,图像投射到头盔面罩上,使飞行员能通过自己的眼睛,“穿透”各种障碍看到广域外景图像。EOTS则是一个高性能的、轻型多功能系统,包括一个第3代凝视型前视红外(FLIR)系统,可以在防区外距离上,对目标进行精确探测和识别。



此外,EOTS还具有高分辨率成像、自动跟踪、红外搜索和跟踪、激光指示、测距和激光点跟踪功能。



F-35将成战机市场宠儿



在未来的战场上,F-35将与F-22联手,形成高低搭配。当F-22清除了敌方战机以及地空导弹的威胁后,F-35将携载导弹对分散的地面目标实施全天候精确打击。与以往不同的是,F-35具有很强的隐身能力,可像F-117战斗机那样隐身突防。



JSF计划实施的时间很短,可F-35却承载和实现了最多的期望。反观其它国家,法国在谋求“欧洲战斗机”主导权未果的情况下,单枪匹马地推出了"阵风",性能远不及F-35,而成本却是F-35的3倍还多。



其他几个花了大价钱研制EF2000的欧洲国家,也是满心的伤感。印度LCA计划折腾了很多年,是否能达到第三代战斗机的水平尚不敢说。



价廉物美的F-35,在正式投产后具备抢占世界战机市场的最大份额的潜力。




三、连锁的冲击






未来10年,将是包括中国周边在内的世界各地区战斗机现代化的高潮时期。在现有技术条件下,三代机的改进型能否有效地与四代机对抗呢?人们仅能从大量的作战模拟分析、计算与仿真中进行推测。



至于三代机以“网络中心战”(NCW)模式与四代机对抗,或越过四代机直接发展无人作战飞机,这些也都是纸上谈兵的想法。



毋庸置疑的是,在一个作战体系当中,四代机的存在,可极大地增强体系的攻防能力。



例如:可完成偷袭对方预警指挥机这样的高难度空战任务。美国ATF(F-22)的正式研制目标就是取代F-15,有效压制俄罗斯苏-27以及其他国家新型战斗机未来的空中威胁,确保夺取绝对的空中优势;后来鉴于成本才拓展为多用途战斗机。



而F-35从一开始就是作为对地攻击的多用途战斗机研制的,可以承担国土的防空任务并具备卓越的多用途能力。



美国空军要求四代机应具备有足以"飞越整个战区"的航程。洛-马公布的数据显示: F-35A/C内部载油量超过8000公斤,F-35B也超过5897公斤。这种所谓的四代低档机的载油量,都与F-15C/D的6103公斤(不携带保形油箱时)相当。加上发动机耗油率较低,F-35的航程和作战半径不会低于三代重型机。此外,F-35的航电系统在体积、重量上,都比F-22明显降低的情况下却有更强的功能。



F-35将典型四代机所应具有的"4S"特性--隐身、超音速巡航、超机动性、短距起降性能,进行了最大化的展示。其中前两点是未来决定制空权的关键。在超机动性方面,先进空空导弹已基本实现全向攻击,并能与头盔瞄准/显示系统交联攻击大离轴目标,所以机载武器的重要性将大于载机平台所具有的高机动能力。



从上述内容来看,F-35战机的性价比明显超出同为四代机的F-22,也超出其他大多数型号的三代机。而F-22作为美军未来20年的主力重型战机,包含太多高端保密技术,短期内出口的可能性很低,所以F-35便成了一系列靠美系装备武装自己军队的国家的不二选择。



除了F-35计划的合作伙伴国家以外,还有韩国、以色列、西班牙等国,也提出购买F-35以更换目前装备的战斗机。目前各国预购F-35总数已超过3000架,可以想象在未来的20年内,F-35很可能成为世界上装备规模最大的战斗机家族。


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