上帝完美的杰作 —— F-22猛禽战斗机

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导读: [img]http://pic.itiexue.net/pics/2009_6_23_4824_9504824.jpg[/img] 一、美国F22猛禽战机技术性能简介   全球目前只有美国设计制造完成两款真正的第四代战斗机F22、F35,欧洲和俄国的战斗机不是无法达到第四代战机的全部要求,就是还在论证测试阶段。美国F22战斗机代表了当今技术的最高水平,是目前作战效能最强的战斗机。F22战机1990年首次试飞,2005年服役。   2005年4月26日美国空军公布了正式服役的首批次的F/A-22E

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一、美国F22猛禽战机技术性能简介

全球目前只有美国设计制造完成两款真正的第四代战斗机F22、F35,欧洲和俄国的战斗机不是无法达到第四代战机的全部要求,就是还在论证测试阶段。美国F22战斗机代表了当今技术的最高水平,是目前作战效能最强的战斗机。F22战机1990年首次试飞,2005年服役。

2005年4月26日美国空军公布了正式服役的首批次的F/A-22EMD猛禽战斗机部分性能:

机全长:18.9米

机全高: 5.08米

翼展宽:13.56米

翼面积:78.03平方米

空重:16000公斤(最新推估)

全备起飞:≧35000公斤

内载燃油:14375L(这是根据F119发动机的耗油量结合F22的航程估算的)

搭载弹量:2270公斤(全内载)

搭载弹量:≧9000公斤(含外挂,一说可达12tons)

机身材料重量比:42%钛合金,23%复合材料,15%铝合金,20%其它

升限:18288米

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可控迎角机动:超过正负60度

实际超音速巡航速度:1.72马赫(超过YF22指标15%)

最大速度:2.0马赫

加速能力:54秒(超过YF22指标2%)

海平面爬升率:355米/秒

最大G限:-3G/+9G(人体正常操作限度)

瞬间盘旋角速率:30度/秒

加速能力:(自200节加速至1马赫)小于30秒

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美国F22采用了比美国F117A的分段模拟后合成隐身设计更先进、更全面和精确的设计技术。

美国F22正面雷达反射率为0.0065平方米(俄制苏27正面反射为10平方米)

F22侧面雷达反射率为2~3平方米,仅为苏27侧面雷达反射率的1/100。

F22同样使用了先进的红外隐身技术,通过喷流冷却矩形喷口,垂尾、平尾、尾撑向后延伸,可遮蔽发动机喷口的红外线辐射,蒙皮采用波音公司的TopCOAT红外抑制涂料,有效降低了超音速巡航时产生的红外辐射。F119发动机也才有了红外抑制措施,在推力下降2%-3%的情况下就能将红外辐射强度下降80%,可使红外辐射波瓣宽度变窄,有效缩小了红外制导导弹的可攻击范围。

由于F22采用了新式隐身设计,使得雷达波散射中心和红外辐射中心改变,使得敌方的雷达制导导弹和红外制导导弹脱靶量增加,此外F22也装备了新式智能红外诱饵弹,和先进拖拽式雷达诱饵弹。

洛马工程师声称,F-22的隐形性能将能使其安全接近S-300级防空单位至约24-25公里左右的距离,但是如果使用JDAM的话,其能攻击S-300的有效距离也差不多就是如此(所以美军目前才在积极开发能自F/A-22弹舱发射,射程从400-600公里至1000-1850公里不等的高低配巡航导弹)

澳大利亚国防部的评估:

俄制NO11相控阵雷达(SU-35/SU-37/SU-47的雷达配备)能侦测的最大距离/R-77空对空导弹寻标器(AGAT9B-1103M / 9B134能追踪到的最大距离 / R-77寻标器能锁定的最大距离

F15/SU27 (正面RCS: 5-10m2): 180-200KM / 70-80KM / 15-20KM

F/A-18 C (正面RCS: 1-2m2) : 140-165KM / 45-55KM / 10-15KM

RAFALE B/C (正面RCS: 0.5m2): 90-95KM / 25-35KM / 8-10KM

F/A-18 E/F (正面RCS: 0.1m2): 75-85KM / 20-25KM / 7-8KM

F-22A (正面RCS : 0.01m2以下): 15-18KM / 5-6KM / 1-2KM

美国F22战斗机除了采用隐身和抑制红外辐射的方法隐身外,还采用了先进的电磁波射频管理抑制技术,FA-22的射频管理技术使敌方不要指望截获F22的雷达波束来探测它的存在,因为如果不采用先进的电磁波射频管理抑制技术将反而更容易被敌方发现。

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FA-22采用先进的APG-77有源相控阵雷达,美国APG-77雷达除了传统的雷达功能外,还集成了情报侦查、电子干扰、通信等功能,并支持无源定位探测能力。APG-77雷达的扫描速度极快,减小了被敌方截获和识别的概率,同时符合美军低可截获(LPI)要求。APG-77采用的低可截获技术包括根据目标探测需要控制发射功率,伪装码扩谱等。

APG-77雷达还具有非合作目标识别能力(NCTR),可不通过容易被截获的敌我识别问答装置对远方目标进行识别分类。非合作目标识别能力(NCTR)原理是,依靠APG-77雷达的逆向合成孔径技术的极高分辨率(达到30厘米)对远方迎头飞行的战斗机的发动机转动叶片的回波进行分析处理,计算远方战斗机的发动机的叶片数量和转速进行敌我识别。

另外,美国F22战斗机还采用了综合电子战系统中的ALR-94雷达警告接收机与先进的APG-77雷达配合实现了荫蔽接敌能力。ALR-94雷达警告接收机可探测范围可达460公里、360度全方位探测。能为为APG77雷达提供185公里距离内的目标位置指示。在ALR-94雷达警告接收机的指示下,APG-77雷达可采用2*2度针状波束对指向的目标进行扫描,提高了搜索效率外,还使得敌方几乎无法截获F22的雷达信号,ALR-94雷达警告接收机还可直接向AIM-120空对空导弹实时输入目标数据,同时通过APG-77雷达的针状波束对指向为导弹提供目标距离和速度参数。从而实现隐身进行打击能力,这就技术被美军称为“窄波束交错搜索与跟踪”技术(NBILST)。ALR-94雷达警告接收机也可以为反辐射导弹提供目标指示。

FA-22还采用传感器孔径综合设计,机上布置的20多个电磁天线就能完成原来第三代F15战斗机上60多个天线才能完成的功能。

F22采用了敌方无法截获的激光综合飞行数据链,能实现16机编队协调作战。可分为4个4机编队作战。每个小队都能实现信息共享。

机载雷达:AN/APG-77主动数组雷达

GaAs T/R单元数:1500 --2200单元

最大输出功率:≧15千瓦

侦测距离(最大距离):400公里--460公里

侦测距离(一般战机):240公里

空对空侦测距离(对雷达反射率为1平方米的目标而言):

在隐形模式下:192公里 LPI标准--美军低可截获标准

在非隐形模式下:260-270公里

UHR分辨率模式下:可获致距离160公里目标物高达30厘米级分辨率雷达影像

最多可同步追踪100个目标

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简单举例:如果在没有预警机或者地面引导预警支援的情况下,可以选择16机编队其中2架F22雷达开机,其他F22保持静默,发现敌方目标后,前方2个编队发射AIM120导弹发动超视距攻击后机动脱离,后续4机编队接替进行中段制导,以此形成轮流攻击、制导,实现强大的超视距攻击能力。事实上,隐身超视距攻击的空战战术不只这种简单的描述,根据战场要求还有非常多的战术选择。

F22过失速机动与超音速巡航能力:

美国F22相对于以前的战斗机,最大的突破就是其过失速机动与实战环境下的超音速巡航能力了。

超音速巡航指得是飞机速度超过1.4马赫以上,并持续飞行30分钟以上的飞行能力,美国F22战斗机不开加力,实际巡航速度高达1.72马赫。这主要得益于其出色的低阻气动外形、武器内置、和大推力小涵道比的F119发动机。

F22先进的气动外形和机体结构,使它具有大幅度的放静宽稳定度,具有非常优秀的可持续超音速飞行能力,而在亚音速飞行时F22具有高度的纵向静不稳定度,据有关评估可达35%(中国J8主动控制验证机为4%,美国F-16/俄国Su27为5%)和中立稳定度水平。

过失速机动(PSM)指得是飞机在失速状态下仍然可以进行可控的机动能力。美国F22的过失速机动能力源于其先进的气动布局、矢量推力控制能力、可靠的大推力发动机和飞行控制系统控制律。使F22在空战的近距格斗中可以迅速改变机头指向,转换敌我态势。

F22在正负60度的超大迎角状态下进行翻滚时,机头指向可瞬间改变速率达到90度/秒;在正负40度大迎角飞行下还能进行360度横滚,在正负20度迎角下的翻滚速率有50度/秒,提高到100度/秒。F22的电传控制系统还能实现多种直接力控制机动模式,改善了飞机对地攻击时瞄准的精度,减小了飞行员的疲劳,提高了低空飞行品质。

F22的超音速巡航使它具有快速外推拦截线、快速接敌,快速占位,大幅增加导弹攻击区域、快速脱离战场,摆脱攻击的能力。计算机模拟计算,F22的空战效能比在跨音速下提高了200%,超视距空战效能提高500%。在战场上F22的可控制区域面积比现役第三代战斗机扩大11倍。

英国方面的计算机仿真则显示: 在和Su-35/37等级的对手交锋时, F-22的的获胜机率高达91%, 换算成交换比的话则高达10.2:1。

完善的隐身能力使得F22能轻易识别锁定空中目标,并在50至80公里(使用AIM-120C/D)乃至100至200公里(使用AADRM)的距离外朝他国敌机发动视距外攻击时,敌国战机的雷达却难以在20至30公里距离外有效锁定猛禽;至于在红外线隐形方面,目前仅知道有洛马工程师曾声称:其表现较猛禽战机的雷达隐形性"不惶多让"。

F22和F-15与F-16等上代战机相较,其超越群伦的实战高速飞行性能与超音速机动性使得同样的空对空导弹在其手中,有效射程可望延伸50-100%,并使敌方AAM/SAM的有效迎击距离缩短25-75%。

依照猛禽中队飞行员说法,近来其已经与空军F-15和F-16比试过多次,而截至目前,尚未有任何一架F-15或F-16找到在被猛禽"击落"前,先行发现猛禽战机存在的方法;在过去一年来,猛禽战机和F-15C间的多次空中仿真较量,取得104:0之压倒性综合仿真战果,其中包括那次"以一敌五,三分解决"的经典传奇.在和F-16间的典型仿真测试中,通常是以一对猛禽战机对抗6-8架F-16战隼,在隐形与1.5马赫级超音速巡航功能下,战斗的结局几乎总是一面倒。F-22在开战后4-5分钟内将所有茫然不知的F-16机群全数屠杀。

据说在一次测试飞行中,一架猛禽于中低空和一架在中高空飞行的F-15C对头接近,结果直到双方接近至相对距离约8公里左右处,F-15C的飞行员才赫然发现猛禽的存在;而在另外一次测试中,一架刚出厂,连雷达隐形涂料都还未上好的猛禽机与F-15C展开仿真对战,结果等到猛禽机逼进到都可以用AIM-9M发动攻击的时候,F-15C的雷达还无法有效锁住F-22并发动AIM-120仿真攻击。

一些有关猛禽的机密业务与未来发展计划:

a. 深入敌后攻击摧毁刚发射不久的敌巡航导弹

b. 能够对头攻击摧毁敌隐形巡航导弹的新型空对空导弹之引进(AADRM)

c. FB-22轰炸衍生型开发计划

d. 敌方传感器电子破坏开发计划

e. 机载敌方计算机网络入侵系统开发计划

在2004年10月份左右,F/A-22成功完成了五阶段的实战仿真测试:

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第一阶段:F/A-22 v.s F-16一对一,展示其先视先射先杀能力

第二阶段:两架F/A-22对抗由四架F-15 and/or F-16护航的高价空中目标(例如E-3C),展现其突入重围直取敌军上将之首的能耐

第三阶段:2架F/A-22替一架B-2A护航,对抗4架F-15 F-16之来袭

第四阶段:4架F/A-22替一架E-3C护航,对抗8架F-15 F-16之来袭

第五阶段:4架F/A-22替四架F-117护航,对抗8架F-15 F-16之来袭

美国空军于日前宣布再次回复F/A-22机队的出勤率,空军发言人声称在累积7000小时的安全飞行之后才有一次不幸失事意外,其表现已经比F-15、 F-16成军之初高出很多。

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