IDF经国号战机

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导读: 台湾“中国国民革命军”空军自40年代起,装备了多代美制军用飞机。其中战斗机就包括P-39、P-51、F-86、F-104、F-5、F-16A BLOCK20等,由螺旋桨战斗机一直到第三代喷气战斗机。长期装备美式先进战斗机,使得仅统辖着2000万人的台湾当局,一直在空军战斗机层面保持着与大陆间的技术均势。但负面的影响即台湾一直缺乏自行研制战斗机的能力,而且处处受美国武器售台政策困扰。为此台湾当局在70年代后励精图治,力求在美国支持下,最大程度的独立研制一种较为先进的战斗机。 70年代末期的时

台湾“中国国民革命军”空军自40年代起,装备了多代美制军用飞机。其中战斗机就包括P-39、P-51、F-86、F-104、F-5、F-16A BLOCK20等,由螺旋桨战斗机一直到第三代喷气战斗机。长期装备美式先进战斗机,使得仅统辖着2000万人的台湾当局,一直在空军战斗机层面保持着与大陆间的技术均势。但负面的影响即台湾一直缺乏自行研制战斗机的能力,而且处处受美国武器售台政策困扰。为此台湾当局在70年代后励精图治,力求在美国支持下,最大程度的独立研制一种较为先进的战斗机。

70年代末期的时局背景是,台空军现役的F-104、F-5日渐老迈,更新替换的机种一直没有着落。当时台方最佳的选择是美国刚研制成功,先进程度仅次于F-15的F-16A/B战斗机,但美方拒绝出售。美国原本还有另外两种专为出口而研制的低档战机F-20“虎鲨”(F-5战斗机的改进型)和F-16/79(换装低性能的J-79发动机的F-16)。本来台方“退而求其次”也是挺好的选择,诺斯罗普公司的F-20堪称一款性能优异的战斗机,这得益于其采用先进的F404涡扇发动机,加力推力可达71.1千牛(约合7255公斤),为其赢得了当时“世界上紧急起飞最快,对地攻击最准”的美誉。可以看出,F-20是一种非常适合在台湾地区使用的防御性战斗机,很对台湾军方的口味。并且台湾装备了大量的F-5战斗机,对于换装改良自F-5的F-20来说也显得很便利的事。在同样是渴望大捞一笔的诺斯罗普和通用动力眼中,急于“消费”的台湾军方真好似一只“肥羊”。1980年,这两家美国军火巨头各自委派了一名副总裁抵台与台湾当局磋商售机计划。


但1982年中国与美国签订了8·17公报,美方因此暂时停止了向台售武。美国政府的这一政策对诺斯罗普而言不啻是一场灾难。由于4架F-20原型机中的2架相继坠毁,首席试飞员不幸身亡等一系列变故,F-20最终没能获得一份订单而于1986年无果而终,诺斯罗普为此投入的10亿美元巨资也一并付之东流。同时解放军空军的歼-8高空高速战斗机研制成功,歼-7系列进入成熟阶段,对台湾的威胁越发增大。眼见美国政府与中国大陆关系的变化,台湾当局深刻体味到了“世态炎凉”与“人情冷暖”。面对日益老化、破败的F-104、F-5机群,台湾当局一筹莫展。本想依靠“老美老板”实现“军事现代化”武力对抗祖国的台湾当局只好硬着头皮,咬定牙关在无奈与失落或许还多些愤怒和恐慌中面对国际政治形势变化的压力。出于对自身利益、出路及安全的考虑决定自行研制新一代喷气战斗机IDF(自产防御战机Indigenous Defense Fighter)。当然美国当局及各大军火厂商在背地里承诺给予台方充分技术支援。




台先进战斗机计划1983年展开,战斗机定名为IDF(Indigenous Defence Fighter 自制防御战机)。计划总的目标是研究一种防御性的战斗机,针对目标为解放军大量装备的歼-7、歼-8战斗机和对地攻击飞机,力求在质量上取得优势。总研制计划称为“安翔计划”,内辖四个子计划,分别是空气动力和机体设计的“鹰扬计划”,先进发动机的“云汉计划”,飞行控制和航空电子系统的“天雷计划”,最后是自行研制空对空导弹的“天剑计划”。整个研制计划最终耗费超过10亿美元。 最早对IDF进行曝光的是美国合众社于1988年6月24日的一期报道。该报道称台湾工程师在位于得克萨斯沃思堡的通用动力F-16飞机制造厂学习设计高性能战斗机。同年底IDF正式公开露面,1989年5月28日完成了首飞。1994年首批生产型共20架IDF由汉翔集团支付驻防于台中清泉岗空军基地的第8飞行中队。至1999年底停产,IDF共计装备台军130架。可以讲,在整个IDF计划中,美国政府的立场起到了决定性的作用。美国人采取了一种既不“触怒”中国政府又可高效“协防”台湾的策略。不仅进一步武装了台湾,而且使得台湾拥有了设计、生产先进战斗机的能力,从而将台海局势引向“不统不独”的方向,最大限度地保障美国在东亚地区的利益,实属恶毒。




为了集中全台湾的科研力量完成IDF战斗机,台当局斩除户系派别阻挠,于83年将隶属空军总部的航空发展中心合并到中山科学院中。当时航发中心人员为此还有被“降格”的想法。




准备阶段的另一件大事是台方选定美国通用动力公司为主要技术支持提供商,主要参与“鹰扬计划”。当时通用动力公司研制了F-16战斗机,诺思罗普公司则研制了F-20。后者是台空军主力战斗机F5E的母公司,与台方合作是轻车熟路,性能不太先进的F-20在政治层面也较为容易躲过大陆方面的压力。但是,台方考虑到F-20当时一架都没有卖出去(至今F-20外销量仍为0),诺思罗普公司很可能为了F-20的前途考虑,在援助台方自行研制战斗机时留一手。用当时台军方决策人之一郝柏村的话说:“我不放心,因为没有人会笨到替买主设计新飞机,而扼杀自己产品的市场。”最终台方选定了通用动力,这使得IDF在很多方面有模仿F-16的痕迹。


IDF在设计期间有过很多的布局方案,此处不过多描述。下表为布局方案示意图。


通用动力公司在IDF计划中的角色不容忽视,可以说没有通用动力,IDF恐怕永远飞不上天。台方与通用动力85年签订的具体协议规定:研发经费及风险完全由台方负责;美政府同意通用动力公司人员以个人身份来台,按照F-16的研制模式与经验参与工作,技术出口许可由美政府分阶段核准;美政府和通用动力公司同意,IDF战斗机尽量采用F-16零部件;相关软件设计第一阶段由通用动力公司负责,再就台方维护能力转交台方,第二阶段再台方依台方武器系统自行深入发展。从上述条约可以看出,IDF从根本上来说是美国援助的成果,台方在其中起的是辅助作用。台方唯一真正的独立研制内容是相关软件开发的第二阶段。当然,这不是说台科研力量一无是处,但无疑美国技术力量起的是核心作用。


美方百余来台赴台技术人员中,有现职人员,也有退休人员。对于退休人员来说,IDF计划是天上掉下来的馅饼,为他们的退休金增加了不少数字。台方还在台中清泉岗营区,专门兴建了供美方人员和家属居住的符合美国生活习惯的社区,生活购物、体育娱乐设施齐全。


IDF在设计之初统共考虑过四种设计方案,而最终的结果是将四个方案进行了合理的整合,既考虑了气动、结构的先进性,又照顾到了研发的成本及技术风险。最终确定的IDF气动外形虽有妥协,但仍具备第三代战斗机的水平。采用了双发、翼下两侧椭圆形固定进气口、中等展弦比中等后掠角中单翼、单垂尾、翼身融合的布局。机翼前缘融有全翼展前缘襟翼,后缘为全翼展襟翼,外侧为襟副翼。机体大部分采用金属结构,计划逐步增用复合材料。可收放前三点式单轮起落架,前起落架向前收,主起落架向内收入进气道侧面。有着陆尾钩,可利用跑道上的应急阻拦索。增压和空调座舱采用航空研究公司的空调系统。数字式电传操纵系统用右侧驾驶杆,装抗高过载大倾斜角座椅,采用马丁·贝克公司Mk12零零弹射座椅。

IDF战斗机采用翼身融合体设计主翼根前缘的大边条一直前伸至座舱两侧,可有效的改善其起降性动及大迎角飞行性能。还可以显著提升机体的结构强度。IDF并未追赶八十年代鸭翼布局的潮流,却采用了相对保守的边条翼布局的主要原因有以下几点:1)采用边条翼结构,翼身融合程度高,可有效增加机体内部的载油量;2)采用边条翼结构,有利于隐身性能的提高;3)采用边条翼结构,可以避免产生主翼涡流,不至降低主翼效率(以色列自研的LAVI就存在这一问题);4)技术上难度小,可以捡美国人成熟技术的便宜。由此可见,IDF采用边条翼结构而放弃近距耦合鸭翼布局是一种较为明智的选择,看似保守的技术为IDF带来的是实用与有效。其实我们细心地观察一下美研战机,以F-16到F-22再到JSF,没有一种采用鸭式布局,就已经很能够说明问题了。IDF采用了平直的大展玄比(针对战斗机而言,其展弦比达3.8以上),变弯度设计的梯形中单翼结构,主翼前后缘装有全翼展襟翼或襟副翼。平直的主翼及大展玄比设计使得IDF在中、低空、亚音速的飞行状态中诱导阻力小,轻便,灵活、安全性高还可以降低耗油率,从而赋予了IDF较高的机动性能。


IDF的尾翼采用带下反角的全动水平安全定面和切角的大后掠角垂直安定面,这种结构不但可以减轻结构重量,还可以减少振动,提高结构寿命。IDF的两台涡扇发动机并列安装于机身内部的后侧,椭圆形的进气口紧贴在两侧翼根下方的肋部。从F-16采用腹部进气起,这一新颖的结构马上成为了一种新的潮流,并迅速取代了两侧进气的结构。腹部进气虽然具有大迎角进气效率高的优点,但也存在着挤占机腹空间,前起落架位置不易安排等先天缺陷。IDF的肋部进气形式实际上是对两侧进气及腹部进气的折中方案,很好地回避了这两种进气形式的缺点,实现了优化组合。采用肋部进气方案的成功案例还有美国的F-18和法国的Rafale(阵风)。IDF的水泡式座舱盖视野良好,在原型机上为向上向后开启,正式生产型号为向侧开启。起落架为前三点式,均为单轮结构,前起落架向前收入机身内,主起落架向被收入进气道侧面。



在发动机“云汉计划”方面,IDF计划选择了与美国盖瑞公司合作研制TFE-1042-70发动机的计划。台方曾经非常渴望能得到当时极度先进的美国F-404涡轮风扇发动机,但是因为8·17公报的关系,美国极力压制对台军售技术水平,F-404的梦想也就泡汤。另外在初期的“鹰扬”计划中,曾计划仿制以色列“幼狮”战斗机及其J-79发动机。J-79是美国F-4战斗机的发动机,在当时性能已经比较落后,推重比仅1:4.5。因此美政府一批准盖瑞公司与台方合作,台方即放弃了原计划,转向了推重比达1:6.95的TFE-1042发动机。TFE-1042-70型发动机的前身是由美国爱理得西格诺公司的加雷特分公司与瑞典沃尔沃公司为争夺JAS39的动力装置在民用TFE731发动机的基础上发展的TFE1042型军用发动机。后来JAS39选择了RM12型涡扇发动机,使得TFE1042险些胎死腹中。1982年,加雷特公司与台湾航空工业发展公司共同组建了国际涡轮发动机公司,并以TFE1042为原本,开发了TFE-1042-70发动机。


TFE1042-70的涵道比由TFE1042的0.66降至0.45以适应战斗机的需要,并采用了模块式设计,先进的数字控制系统,使得该发动机的操作十分灵敏。由慢车到加力推动力只需要5秒钟,而由慢车到最大推力只需4秒。并且检测、维护方便,可靠性高。TFE-1042-70发动机的性能诸元如下:直径0.605米 长度3.404米 涵道比0.45 推重比6.95 单台推力42.95千牛(约合4383千克)。由以上数据可以看出,TFE1042-70的推力较小,与同代先进战斗机的动力装置相比差距较大。这一差距必将直接影响到IDF的机动性能。在其加工推力的工作状态下,IDF空战推重比只有0.919(空战起飞重量9534公斤),而在最大起飞重量状态下的推重比只有0.73。如果实际情况确实如此那IDF真可谓徒有其表了,广大军迷认为这正是IDF的最大垢病。其实,IDF在正式装备台军后对TFE1042-70进行了重大改进(改型编号是TFE1088-12),改进的结果是使TFE1088-12的加力推力提高到了54千牛(约5512公斤),提升幅度高达26%,如此一来,IDF的推重比得到了显著提高,空战推重比为1.16,最大起飞重量状态下的推重比为0.92,已经达到第三代战斗机中的较高水平。



最后研制成功的IDF战斗机满载燃油、无外挂时净重8618.4至9072千克,这样两台TFE-1042-70能使IDF整机推重比上到0.925。因为IDF主要用于对空防御作战,一般只携带重量不大的空对空导弹,总的来说,推重比还是够的。对比大陆方面的主力机型,例如歼-7、歼-8,IDF在动力方面还是不落下风的。“云汉计划”至此基本完成。


“天雷计划”产生了IDF的机载雷达“金龙-53”(GD-53)型。实际上该雷达是美国APG-67脉冲多普勒雷达的改进型。GD-53机载雷达发现空中目标的距离约75千米(目标的RSC为5平方米),捕捉概率为80%,并可同时跟踪10个目标。GD-53雷达在采用边扫描,边跟踪的工作模式时,搜索角度为40度左右,这样小的搜索角度对于发现目标不利,也几乎谈不上空?空导弹的大离轴发射,但是GD-53的对地作战能力很强,对水面目标的发现距离可达148千米,跟踪距离为74千米。


GD-53机载雷达的15种工作模式分别为:1)下视搜索、同时测距;2)上视搜索、同时测距;3)速度搜索;4)边扫描边跟踪;5)空中格斗;6)单目标跟踪;7)状况观察;8)自适应搜索;9)真实波束地形测绘;10)多普勒波束锐化;11)空对地测绘;12)面动目标指示;13)面动目标跟踪;14)海面目标搜索;15)冻结。对空最大搜索距离为148千米,对地最大搜索距离为67千米,对5平方米目标的搜索距离40到50千米。GD-53雷达由天线、发射机、信号处理机和计算机四个可更换模块组成,其总体作战效能与俄罗斯费佐伦公司研制的ZHUK-8-2脉冲多普勒雷达相当(我国已引进该技术并应用于J-8IIM上),但是可靠性比后者高出许多,其平均故障间隔时间为235小时,峰值功率3.6千瓦。上述指标远远优于解放军早期的歼-8II所采用的雷达,即使与目前解放军最先进的战斗机雷达相比,至少是不分高下。


IDF的航空电子系统包括多功能平视显示器,两台多功能显示器,H423型激光陀螺惯性导航系统,雷达警告接收机,以及电子对抗装置。飞机控制系统采用美国爱理德-西格诺公司本迪克斯分公司的三余度数字式电传线控系统,采用模块设计,由三台计算机控制,尺寸小,全重仅20多公斤,维修方便。操纵系统为类似F-16的双杆式,座舱右侧为操纵杆,左侧为推力杆,飞行座椅向后倾30度,以提高飞行员抗过载能力。


“天剑计划”为IDF提供了天剑-1近距格斗空空导弹和天剑-2中距空空导弹(上图及下图)。前者相当于AIM-9L/M“响尾蛇”导弹,具有全向攻击能力;后者相当于AIM-120,主动雷达制导,射程为70千米,采用了摩托罗拉的主动雷达制导头(该头于AIM-120制导头竞争中落败)。由于具有主动雷达制导能力,是国军目前最具有优势的空战武器。天剑II型采用冷发射方式,飞行初阶段惯型制导,距目标18千米时,弹上主动雷达开机。对直线航迹战斗机目标迎头射程为50千米,对大型目标达60千米。在这里有必要对中距导弹的制导、控制方式进行一点简短的说明,中距导弹的飞行初段共有三种制导方式,即惯性指令,惯性以及追踪干扰源。前一种方式要求载机对目标进行必要的照射,以修正导弹的航向,直至导弹雷达开机,此种方式虽不要求载机对目标进行持续照射,但采用该方式制导的导弹显然不具备“发射后又不管的”的能力,而且载机实施多目标同时攻击的能力也必将大打折扣。而采用后两种制导方式的导弹在其有效发射距离内却具备“发射后不管”的能力。这一点正是天剑II型的突出优势。尽管如此,天剑II仍存在造价高(每枚100万美元以上)、性能有限(与AIM120、MICA相比)的缺点,所以产量极低,只生产了区区40枚,用以装备IDF机群。


另外IDF上还装有一门M61A1 20mm“火神”加特林炮,安装在左边条根部,备弹400发。共有8个外挂点,两个翼尖挂架能挂天剑-1,两个机身腹部串列挂架可挂2枚天剑-2,或一枚“雄风”反舰导弹或一个1250升副油箱。左右机翼各有两个翼下挂架,外侧可挂空空导弹或反舰导弹,内侧可挂副油箱。可挂载的其它武器有航空炸弹、LAU-3A 70mm“九头蛇”火箭弹19联装发射器、CBU-20子母弹、激光制导炸弹、AGM-65“小牛”空对地导弹。

IDF的气动和机身设计较为先进,总体布局为翼身融合加三角翼、单垂尾双平尾布局。在最初的设想中,IDF采用类似F/A-18的双垂尾布局,后因美国限制改为单垂尾,机动性随之有一定下降。机体采用全金属半硬壳结构,仅采用少量复合材料。最大过载9G。机翼边条和F/A-18相似,主翼为中单翼,尾翼带下反角,全动式平尾。机头有下倾,气泡形座舱,视野良好。进气口呈椭圆形,位于翼根边条下方,大迎角工作条件好。右图为李登辉视察IDF战斗机。


各子系统研制成功后,89年5月28日IDF首飞。随后一架IDF原型机试飞失事坠海,试飞员伍克振上校死亡。94年IDF进入批量生产阶段。最初生产量定为250架,计划月产3至5架,持续生产五年。但后来台方获得了更先进的F-16A/B和幻影2000-5,IDF的定单随之减为130架,已全部生产完毕。目前IDF配备于台中清泉岗的第3联队和台南的第1联队。


作为台湾第一种“独立”研制的战斗机,IDF对台军方和科研机构固然有其特殊意义。IDF诞生在美国的支援和限制的矛盾统一之中,性能上有突破也有妥协。相对于其既定对手歼-7、歼-8而言,IDF在雷达火控、中距空空导弹、电子设备方面占有较大优势,在中低空机动性能方面能打个平手。但随着解放军战斗机性能的提高,尤其是苏-27SK和苏-30的引进,IDF就远远不堪重任了。当然台方一早就不打算让IDF独撑大局,F-16和幻影2000-5才是台空军的核心力量。总的来看,IDF作为台方一种防御性的战斗机,还是够用的。

2002年7月,台湾航空工业发展公司(AIDC)授予英国宇航BAE系统控制公司710万美元合同,对IDF的飞行控制计算机进行升级改造。1984年AIDC公司已经与BAE系统公司展开合作。此次合同包括工程设计、开发,以及飞行测试硬件的交付。BAE将提供基于32位PowerPC处理器的飞行控制计算机,将对计划于2004年开始的两年期飞行试验计划提供保障支持。试验将动用6台新型计算机,如成功通过飞行测试,台方会订购总数约130台计算机,以替换现役的旧式16位计算机。


2002年底,台湾传媒纷纷披露部分汉翔公司研发中心中负责IDF战斗机的职员离职转赴韩国,协助韩国发展T/A-50教练机。汉翔公司对外表示确有此事,但离职人员并非该公司技术顶尖者。但目前负责研发IDF的三百多名研发中心成员,因为汉翔将分拆成五个公司分别民营化,已有大量流失的迹象。由于台湾政府、军方已确定不再自制战机,因此这批研发人员已有多年无用武之地。此外国防部当初允诺由汉翔研发二代教练机的计划,也没有了下文。





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