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F-22猛禽战斗机

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F-22“猛禽”(Raptor)是美国洛克希德.马丁公司研制的先进战术战斗机,是美国空军下个世纪初的主力机种。80年代初,美国空军提出了先进战术战斗机(ATF)计划,用以在下个世纪初取代现役的F-15战斗机,1985年9月开始招标,1986年10月31日宣布洛克希德公司YF-22和诺斯罗普公司的YF-23作为候选方案,YF-23于1990年6月首飞,YF-22同年9月首飞,1991年4月23日美空军选中装普.惠公司YF110发动机的YF-22A进行全尺寸发展,生产型编号为F-22。ATF计划要求飞机具有低可探测性,高机动性和敏捷性、能以军用推力进行超音速巡航、超视距作战能力,以及在作战过程中先敌发现、先敌开火、先敌摧毁的能力。


F-22是继F-117和B-2飞机后的第三代隐身飞机,它主要得益于F-117的设计,采用正常式外倾双垂尾布局,成功地将隐身外形设计技术、低超音速波阻技术、大迎角气动力技术和非定常前体涡控技术等融合在一起,在隐身性能和机动性能之间取得了很好的折中。F-22采用了推重比为10一级的发动机,机身结构大量采用先进的复合材料,以及按“宝石柱”思想设计的航空电子系统,使其获得了前所未有的优良性能,成为第四代战斗机的典型代表。该机于1991年8月进入工程制造和发展(EMD)阶段,首架EMD飞机已于1997年4月9日出厂,同年9月7日首飞。美国空军共订购了442架F-22飞机,预计首批生产型飞机于1999年开始生产,并于2004年11月形成初始作战能力。该机单价为7170万美元(不计研制费)。


主要机载设备

威斯汀豪斯/德克萨斯仪表(Westinghouse/TI)公司的AN/APG-77A电子扫描相控雷达,具有下视/下射能力,具有良好的空对空和空对地作战能力。休斯公司的通用集成处理器、洛克希德.马丁公司的雷达告警接受机、TRW公司的通讯/导航/识别(CNI)系统、以及通用电气/洛克希德.马丁公司的电子光学传感器系统(EOSS)、桑德斯/通用电气公司的AN/ALR-94电子战子系统等。

动力装置

两台普.惠公司的F119-PW-100先进技术加力式涡扇发动机,单台静推力97.9千牛,加力推力155.7千牛。带有全权数字式控制系统。二元收敛扩散喷口可以提供绕俯仰轴正负20度的矢量推力控制。

武器

内置1门20毫米M61A2机炮,备弹480发,炮口有铰接口盖。3个内置弹舱,两个侧武器舱可各挂1枚AIM-9近程空空导弹,主武器舱可带4枚AIM-120A或6枚AIM-120C先进中距空空导弹或2枚AIM-120C和2枚GBU-32 JDAM1000联合直接攻击炸弹。另外机翼下还有4个可承载2268千克的外部挂架。

尺寸数据

机长:18.92米

机高:5.05米

翼展:13.52米

机翼面积:78.00平方米

展弦比:2.4

重量及载荷

空重(YF-32):13608千克/(F-22目标)14365千克

最大起飞重量:27216千克。

性能数据

(YF-22,试飞值)最大平飞速度(超音速巡航)M1.58,(开加力,高度9150米)M1.7

升限15240米

限制过载+7.9g




美军F-117A夜鹰隐形战斗机


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[基本数据]


尺寸数据:机长20.08米,机高3.78米,翼展13.20米,机翼面积84.8平方米,展弦比2.05。


重量及载荷: 空重13381千克,内部武器载荷2268千克,最大起飞重量23814千克。


性能数据:最大平飞速度1040千米/小时,最大正常使用速度MO.9,作战半径(无空中加油,带2268千克武器)1056千米,限制过载+6g。


机组人员:1人。


单价:4500万美元。


库存:现役54架,无预备役机。


[飞机简介]


F-117A是美国前洛克希德公司研制的隐身攻击机。是世界上第一种可正式作战的隐身战斗机F—117。而它本身的初步解密也仅仅发生在不久之前,设计却始于70年代未。1981年6月15日预生产型飞机在绝对保证秘密的情况下试飞成功,1982年8月23日向美国空军交付了第一架飞机,共向空军交付59架。F-117A服役后一直处于保密之中,直到1988年11月10日,空军才首次公布了该机的照片,1989年4月F-117A在内华达州的内利斯空军基地公开面世。


[研制历史]


本世纪60年代末、70年代初是美国军用飞机(尤其是战斗机)发展的高峰。目前美国空、海军现役的主力战斗机,差不多都是那时候研制的,例如F—14、F—15和F—16战斗机均为70年代初问世,只有F/A—18稍晚一点。


美国人发展军用飞机,往往始一种新型号出现后,马上就开始考虑它的后继机,有时甚至还要提前。


隐形战斗机的研制就是从那时候开始萌芽的。后来,美国国防部高级研究计划局提出了一个称之为“海弗兰”的隐形战斗机研究计划,要求有5家主要合同商参加。起初,洛克希德飞机公司并未被列于这5家之列。原因是说该公司缺少现代战斗机的设计经验。


实际上,洛克希德是一个老牌的飞机公司,创始于1916年,先后研制出P—38、F—80、F—104、C—130和SR—71等一系列优秀军用飞机,有些甚至是世界名机。近年来,虽然没有再搞战斗机的研制,但一直在独立地进行隐形技术的研究。


由于洛克希德具有实力,而且在隐形飞机的研究上先行了一步,因此经过努力,终于被挤进了“海费兰”计划,并最后在原型机的竞争中获胜。“海弗兰”计划始于70年代中期,先搞了两架小型原型机进行可行性试验。


这两架小型原型机也叫“海弗兰”,装两台发动机,采用奇特的多面体外形。这种外形设计的依据,主要来源于一个计算飞机雷达反射截面积(RCS)的数学模型。因为计算雷达反射截面积,平面外形比曲面外形要容易些。没想到这一数学模型真的得到了应用。


“海弗兰”原型机的放大型就是F—117A,1978年由洛克希德“臭鼬工厂”开始研制。研制工作进展顺利,1981年6月首飞成功。1983年10月进入托诺帕试飞基地的第4450战术大队服役(现为第37战术战斗机联队)。美国空军共订购59架,现已全部交付,并无后续采购计划。59架中有4架分别于1982年、1986年和1987年及1997年坠毁。59架F—l17A飞机总耗资将达66亿美元,计划价格为1.112亿美元。


动力装置 两台通用电气公司的F404-GE-F1D2无加力式涡轮风扇发动机,单台推力48千牛。


主要机载设备得克萨斯仪表公司的可收放的下视红外传感器和激光指示器以及双视场的前视红外传感器,IBM公司的AP-102任务计算机、GEC-马可尼公司的飞行控制计算机/导航接口和自动驾驶计算机系统,霍尼韦尔公司的SPN-GEANS惯性导航系统(自1991年已被H-423/E环形激光陀螺仪取代)和雷达高度表,扩展的数据传输系统和高度/方向参考系统,以及GPS和数字式活动地图等。


武器所有的武器都挂在内置的武器舱内,可以携带美国空军战术战斗机的全部武器,基本配置是,2枚908千克重的炸强;BLU-109B低空激光制导炸强或GBU-10/GBU-27激光制导炸强,还可装AGM-65“幼畜”空地导弹和AGM-88反辐射导弹,也可以携带AIM-9“响尾蛇”空空导弹。




[设计思想]


在F-117的设计中,其外形的设计已不能仅从常规气动力(如升力和阻力)角度来考虑,而必须把外形与隐形联系起来,尽可能做到二者统一。前据介绍F—117A飞机的RCS值只有0.001、0.01平方米(沿方位BCS值),比一个飞行员头盔的RCS值还要小。如此小的RCS值,部分是由于F—117A采用了各种吸波(或透波)材料和表面涂料,但更主要的是由于它采用了独特的多面体外形。


比如,一般来说地面雷达和机载雷达的探测角大都处于飞机轴平面的正负30度范围之内,所以设计师们把F—117A大部分表面的倾角都设计成大于30度,这样就可以将雷达波偏转出去,而避开辐射源。设计师还把F—117A机身表面和转折处设计成使反射波集中于水平面内的儿个窄波束,而不是象常规飞机那样全向散射。这样就能使两波束之间的“微弱信号”与背景躁声难以区别。


这种波束很窄,以致于雷达不能够得到足够连续的回波信号,而难以确定是飞机目标,还是瞬变噪声。在对待一些小部件的设计上,设计师也作了周密考虑。如座舱盖接缝、起落架舱门和发动机维修舱门,以及机头处的激光照射器边缘都设计成了锯齿状嵌板,并让这些锯齿边缘与上述某窄波束方向垂直,这样其反射汲就不会形成另外的波束,而与该窄被束方向一致。


为了防止雷达波进入进气口,设计人员除对发动机进行了专门处理外,重点对进气口进行了特殊设计。进气口用相距1.5厘米的吸波复合材料格栅屏蔽起来,以防止雷达波直接照射到具有强反射特性的发动机风扇叶片上。F—l17A的进气口高约0.6米,完1.5米左右。这么大尺寸的进气口,一可以绘发动机提供进气,二可以提供冷却空气。冷却空气从进气口旁路通过,在尾喷口处与发动机的排气混合,然后排出去。这样做,可大大降低发功机的排气温度,减少红外特征。此外,F—117A还采用了V形尾翼(全动式)、埋入式武器舱、可伸缩的天线等。总之,这一切都是为了减小飞机的RCS值,达到隐形的目的。


[结构特点]


F—117A是一种高亚音速的战术飞机,装两台F404—GE—FID2涡扇发动机。几何尺寸与F—15战斗机相当。概括起来,F-117A有两个特点:一是外形奇特,二是机载武器和设备通用性强。


F—117A的外形与众不同,整架飞机几乎全由直线构成。连机翼和V型尾翼也都采用了没有曲线的菱形翼型,这在战斗机的设计中是前所未有的。对于F—117A的进气口为“网状格栅隐蔽”式,尾喷口为沿展向的“开缝”式(也有人称其为“口琴”式喷口)。没有采用推力矢量控制技术。两侧发动机短舱—止部装有辅助进气口。


之所以这样设计,美国空军官员解释说:由于气流通过格栅式逃气口会产生压降,因此发动机效率会有所损失,但在大迎角和侧滑飞行的情况下,格栅式进气口可为发动机提供均匀的气流。辅助进气口只在起飞和复飞时打开使用。


F—117A可进行空中加油,加油口位于机身背部。全机干净利索,没有任何明显的突出物,除了机头的4个多功能大气数据探头外就连天线也设计成可上下伸缩的。此外,座舱益框架、起落架舱门和炸弹舱的边缘以及机身后部的平面形状均做成锯齿形,这些便构成了F—l17A的独特外形。F—117A的最大重量为23835千克。内部武器舱长4.7米,宽1.75米,可携带2枚900千克的BLU—109激光制导炸弹,也可带AGM—88A、AGM—6S空对地导弹和GBU—15炸弹等。这些武器其它多数战术战斗机均可使用。


F—117A的机载设备也具有很强的通用性,很多都是其它飞机现成或稍加改进就可以:用的东西。其中包括F—16的4余度电传操纵系统,C—130的环境控制系统,F—15的刹车装置,F—15、F—16和A—10的ACES2弹射座椅,以及与其它飞机通用的通信、导航设备和保障系统笺。就连动力装置也与海军的F—18具有较高的通用性;这样做,既可降低成本、减少风险、加快研制进度,同时也易于维护使用。据美国空军官员说,F—117的维修勤务与F—15及F—16类似。其维修费用也与其它战术飞机差不多,只比麦道公司的F—15战斗机略高。


在飞行训练方面,F—117A从1983年10月开始装备部队以来,已有175名飞行员飞过这种飞机。据说,凡是飞过F—117A飞机的飞行员都认为该机的起飞、着陆和其它飞行性能都不错。当然,从另一个角度来看,也可以说F—117A并不是什么都是全新的东西。


[武器装备]


F-117A战斗机的所有武器都挂在武器舱中。武器舱长4.7m、宽1.57m,可挂载美国战术战斗机使用的各种武器,如AGM-88A高速反辐射导弹、AGM-65“幼畜”空对地导弹、907kg口径的GBU-10/24/27激光制导炸弹、GBU-15模式滑翔炸弹(电光制导)、B61核炸弹和空对空导弹等。




1980年,美国空军在内利斯空军基地组建了第4450战术大队,即F—117A隐身战斗机大队。并为新飞机征招飞行员和地勤人员。飞行员几乎全是从战术战斗机部队招来的,条件是必须要在现有战斗机上飞行过IO00小时的飞行时间。在最初几年的飞行训练中,F-117A的飞行员每月飞行训练不到10小时。F—117A是专门用于夜间攻击的飞机。因此飞行员给它的绰号是“夜鹰”。


在1988年11月之前,飞行训练主要是在夜间进行,他们在太阳落山后30分钟才能打开机库门。门在打开前,所有的灯都关掉,地面工作仅靠闪光灯照明。为此飞行员们需把生物钟后拨5—8小时。如果在夏季,则晚上9点以后才能启动飞机,在第2天清晨3点半结束训练,早晨5点左右才能休息。处于战备状态的飞行员约65%的飞行要在夜间出动,每月还要进行2—3次空中加油训练。显然长期夜间训练,疲劳成了主要问题。一位飞行员说:“你可以想象把你的生物钟从5点移到8点的困难,并且是一星期移动2次”。1986年7月11日发生在贝克斯菲尔德机场附近机毁人亡的事故以及次年的一次事故,都可能是因飞行员疲劳引起的。在第一次事故中,罗斯·马尔赫少校的飞机撞到山腰上。第二次事故是迈克尔?斯图尔德少校驾机,于1987年10月14日夜间撞在沙漠地上。当时没有遇险信号,并且事故调查没有发现机械方面的原因。2人都被认为是极好的飞行员。1989年10月,第4450战术大队改名为第37战术战斗机联队。


F—I17A的最大起飞重量约为23800千克,武器载荷约为2270千克,内部武器舱可携带2故908千克级BLU—109型激光制导炸弹或战术战斗机使用的各种武器。炸弹由安装在机头座舱前下部的可控激光照射器提供指示。弹舱长5.18米,宽1.83米。据称,该机“具有自卫能力”。机头装有4个多功能大气数据传感器,主起落架后部各装一可拆卸式远程通信天线,机身两侧空军标记后面有一个可拆卸的小六面体,这可能是演习中用的飞机跟踪雷达反射器,机上还使用了几种现有系统或其它飞机用的稍加改动的系统。并装备精确导航和攻击系统。飞机表面有几个齐平安装的天线,它们可用于威胁告警、通信和卫星导航等。另外在机背右侧装有伸缩式通信天线。在理论上,F—ll7A允许在设防空间的任何高度飞行,不必进行地形跟随低空飞行来躲避敌方雷达的探测。不像常规战斗机那样在实施对地攻击时


采取以躲避敌方地面火力为主,以主动攻击为辅的战术。因而它比常规战斗机更适合于攻击地面目标。


较高的高度能使飞行员了解全面情况,提高目视探测能力;并可不借助陪伴飞机的帮助,用激光探测器自己照射目标。常规战斗机虽然也有这种照射能力,但无隐身特性,必须以低空进入来躲避雷达,地形地物变化极快时,该功能施展相当困难。较高高度飞行还可提高投放精度,改善垂直投放武器的穿透能力。F—117A一般在7600米高度接近目标。实施攻击时,为保证精度,至少下降到1000多米的高度(一般高度在600—900米),飞越山区时高度较低。武器投放一般是在水平飞行时进行,而不需采用常规飞机那种低空地形跟踪飞行转为跃升脱离的投弹方式。据报道,F—117A在演习中对红外目标的攻击精度为1米左右。


1989年12月20日,为了支援美国陆军别动队在巴拿马里奥阿托的空降作战,美国空军首次出动F—117A隐身战斗机参战。美国空军第37战术战斗机联队的6架F—l17A从内华达州的托诺帕空军基地起飞前往巴拿马,飞行18小时,途中加油4—5次。其中2架F—l17A轰炸了里奥阿托军营,各投下1枚908千克重的激光制导炸弹。另外4架F—117A,有2架留作备用,另外3架当得知他们的目标不值得轰炸时,中途返回基地。美军方认为,F—117A的这次行动是成功的,在军事上,该机的轰炸在巴拿马国防军中造成了混乱,削弱了对方的战斗力,为美军突击队的空降少了障碍。另外对飞机而言,经历了一次实战考验。美国空军认为,这次行动证明F—I17A使用激光制导装置可精确地轰炸目标。同时也验证了隐身战斗机具备对付低强度冲突的能力,既能执行常规任务,又能执行战略任务。


在海湾战争中,F—117A更是名声大噪。据介绍它在“沙漠风暴”期间执行危险性大的任务达1271次,而无一受损。在多种参战飞机中,唯有F—117A承担了攻击巴格达市区目标的任务。F—117A的出勤率也很高,按照小队的任务计划,飞行员值班长达24小时,休息8一12小时,再飞两个夜间任务。每个飞行员每夜只飞一次任务,但一架F—I17A则往往每夜要出击两次。据统计,在整个战争期间,F—l17A承担了攻击目标总数的40%,投弹命中率为80—85%。当然F—l17A也不是没有攻击失误的情况,主要原因可能是天气、烟尘和有关目标的信息不足所造成的。此外,F—117A并不是完全不会被雷达发现,因此美军在使用F—117A时,同时要派干扰飞机与之配合。


[实战应用]


1989年12月20日,美国入侵巴拿马。为了支援美国防军别动队在巴拿马里奥阿托的空降作战,空军首次出动了F—l17A隐形战斗机参战。20日消展,英国第37战术战斗机联队的6架F—117A,从内华达州的托诺帕基地起飞前往巴拿马。中途飞行18个小时,经过4、5次空中加油,才飞到目的地。当飞机飞过里奥阿托上空时,其中2架F—l17A轰炸了里奥阿托军营,各投下l枚900千克的激光制导炸弹。这两颗炸弹并没有直接扔在兵营内,而是投在兵营附近的一片开阔地上。这样做据说是旨在使效忠于诺列加将军的军队“惊慌失措,以削弱其战斗力”,而不是为了消灭他们。另外4架F—I17A,有2架留作备用,2架中途返回基地。美国军方认为,F—117A的这次行动是成功的,在军事上,该机的轰炸确实在巴拿马国防军中造成了混乱削弱了对方的战斗力,为美军突击队的空降减少了障碍。另外对飞机而言,经历了一次实战考验。美国空军也认为,这次行动证明F—l17A使用装在尾翼上的激光制导装置可精确地轰炸目标。此外,他们还有一种想法,就是利用F—117A的这一次作战来证实美国在隐形飞机研制上投入大量资金是值得的。而经过了海湾战争之后,F-117所起的不可磨灭的特殊作用已使它名扬四海。


1989年12月20日,美国在武装入侵巴拿马时首次动用了6架F-117A隐身战斗机。当时预定攻击两个目标,用两架飞机突击1个目标,两架作为预备队。它是多国部队唯一突入巴格达市区进行攻击的机群。巴格达被击毁的目标中,95%是被F-117A飞机用激光制导炸弹击毁的。




本文内容于 2011/1/17 21:05:04 被网络卫士编辑

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