第一章 鹰的接手

F-15 鹰是有史以来最成功的战斗机——105.5 个战果和 0 战损,这是毫无疑问的。但 F-15 不仅仅是美国 60 年代尖端技术力量的标志,而且也标志着在越南上空的拼死奋战让美国空军重新学到了他们丢失已久的那些东西。

那些在越南上空参战的美军飞行员们被差劲的装备和交战条例所限制,他们的对手是苏制的米格-17 和米格-21。也是他们为以后飞机的设计下了定义——高敏捷度、装有航炮、易于操作和保养。在地面雷达拦截官的引导下(Ground Control Intercept,简称 GCI),米格机的飞行员借助他们飞机的高速性能突袭美军的战斗轰炸机编队,使用他们的航炮和红外格斗弹大肆破坏。

几十年前,美国的航空航天工业集团根据美国空军的意愿正在为替代 F-86 而设计下一代战斗机,设计师们错误地估计了空战的基本要素,而且错误地认为未来的空战和以前相去甚远。那时绝大多数的美国空军飞行员都参加过朝鲜战争和二战,曾驾驶战斗机和德国、日本人作战。空中格斗的那些战术在他们的脑海里仍旧记忆犹新,也就是这些老手用他们娴熟的技巧驾驶 F-86 在朝鲜上空取得了 10:1 的空战战损比。

呼啸的鹰——F-15战记(一 鹰的接手)

北美 F-86 是美国第一代喷气战斗机中最成功的,在朝鲜战场上和米格-15 打得不可开交

1963 年美国空军开始研究未来空战的趋势,他们认为在未来的空战中要求飞机飞得又高又快,并能在远距离用飞机上的雷达引导的导弹击落敌机。因此,美国空军的下一代战机无视机动性和近距离格斗武器。像 F-4 和百系列的截击机的主翼设计使得它们只适合高空高速飞行,机动性很差。

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麦克唐纳 F-4“鬼怪 II”无疑是 60 年代西方最成功的战斗机,至今仍在日本、以色列、德国等空军中服役

从 50 年代中起,这些飞机开始进入美国空军服役,美国空军减少了在空战机动训练上所花费的时间,而让飞行员去练习使用导弹尽可能远地将敌机击落,飞机非常难被迫进入到“古老而又拉风的”空中格斗里。为了强推这种理论,美国空军和海军的 F-4 都取消了航炮,这个雪球越滚越大,也预兆了未来在越南上空的空战。

在视距外击落敌机的理论背后是另一种声音,但事实是即便是今天的技术也不能保证百发百中。固体电子元件技术的发展使得使得像 AIM-7 麻雀导弹这样的武器可以在中距离(15-20 英里)像目标发起攻击,但这样的目标仅限于用来投放核弹的不具备机动能力的苏联轰炸机。对于具备机动能力的战斗机,这些导弹就如同废物,并且很快在 1965 年的越南空战中得到了验证。

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使美国空军神经衰弱的米格-25

为了解决这些问题,美国海军在 1969 年建立了战机武器学校,也就是我们熟悉的 TOPGUN。让他们最优秀的飞行员和雷达拦截官参与空中格斗机动训练。当他们完成了这些训练课程后,他们将回到自己原来所属的中队里,向中队成员传授他们所学到的知识。这种训练立刻就证明了它的价值,在 1972 年的滚雷行动中,美国海军的飞行员们表现得比 1965-1968 年的任何时候都好得多。美国空军也建立了类似的战机武器学校,机组成员们最后也是受益者,最后美军在越南的的空战战损比是 2.5:1,1969 年美国海军的是 3:1,而到了 1972 年则变成了 12:1。

诞生

也就是在这些艰苦学习的过程中孕育了 F-15,这个过程始于美国空军对美制和苏制战机性能的具体研究,领头人是约翰.麦康奈尔(John McConnell)将军,研究结论指出苏联截击机的威胁要远大于苏联的轰炸机。国防部长罗伯特.麦克纳马拉(Robert McNamara)很快在 1966 年的国防预算中抽出 1,000 万美元用来支持为美国研制最后的战机,同时麦康奈尔开始寻找下一代战机。

下一代战机将着重强调机动性,预计每架机体的价格在 1 百万至 2 百万之间,总计生产 1,000 架左右。空战在越南的最前线继续进行着,麦克奈尔的团队最初强调的是飞机的空战能力,而不予理会议会提出的同时兼顾空战和对地攻击性能的要求。这个研究项目被称作实验战机(Fighter Experimental)。

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NASA 提出的 4 种战斗机气动布局方案。其中 LFAX-4 后来为海军 F-14 战斗机所继承,LFAX-8 则已经具备了相当多的 F-15 的特征

1965 年 12 月 8 日 13 家飞机制造公司同时收到了一份规格说明书,之后有 8 家公司做出了回应,都获得了 4 个月的时间用于研究方案。这几家公司上交不下 500 份的设计方案,但 1966 年 10 月所有的设计方案都被退回,因为对地攻击能力给飞机的空战能力带来了负面影响,不过基于越南空战教训,所有的设计都有一门航炮。但是这些设计重量太重了(6 万磅),而且在外观上太接近几年前的 TFX(Tactical Fighter Experimental)项目。

1967 年 7 月,苏联展示了他们最新的截击机——米格-25“狐蝠”,这是一种高空高速截击机,它的目标是 XB-70“女武神”这样的轰炸机。在它打破了世界飞行高度速度和爬升的记录后给北约国家带来的震撼是相当大的。鉴于米格-25 带来的打击,西方情报分析人士明显高估了米格-25 的能力,然而也由此迫切地展开了 F-X 项目。

第二份规格说明在 1967 年 8 月 11 日发给之前回复过的 8 家公司。此时约翰.伯伊德(John Boyd)参与进该项目。伯伊德是美国空军的一名试飞员,他创立了在当时具有争议的“能量机动”理论。“能量机动”理论使得设计师可以估算出他们的作品在整个飞行包线内的性能变化。伯伊德“能量机动”理论的影响使得设计师们为他们的作品减轻了近 4 万磅的重量。

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战斗机黑手党约翰.伯伊德(John Boyd)

米格-25 的震荡很快使 F-X 计划的优先级大大提高。海军正式退出 F-111 计划对空军又是一个极大的触动。海军要求国会将原先用于 F-111B 的资金转用于 F-14,海军和格鲁曼为此签订了一个固定价格、固定性能的合同。格鲁曼大大低估了从 F-111B 的基本技术研制 F-14 的艰巨性,计划严重超支,格鲁曼差一点破产,不过这是题外话了。空军本来不必介意海军研制 F-14,但是海军向国防部和国会指出,F-14 可以满足空军 F-X 的所有要求,如果国防部和国会同意海军的说法,海军将得到额外的研发资金,F-14 的生产和升级都能得到保证,而空军将难以拒绝再次采购海军战斗机,空军将不得不为很多航母专用的功能付出代价,而且空军的颜面也将大大受损。为了尽量和海军的 F-14 拉开距离,空军在 F-X 上放弃了变后掠翼,大大强调单座和机动性,最大速度降到 2.5 马赫。通过一番军种政治上的斗法,空军的 F-X 终于立项,命名为 F-15。

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格鲁曼把 F-111B 重新包装后,推出 F-14

1968 年美国空军列出了他们的“愿望表”,飞机要单座的,在机内满油的情况下能飞 260 英里,座舱视野要宽阔,具备两台发动机和近距离格斗能力。美国空军同时也希望飞机拥有良好的生存能力并且能在超视距空战中战胜任何敌机。

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北美的 FX 全尺寸模型,机腹进气。进气道两侧挂载两枚“麻雀”导弹,另外两枚半埋挂载在机腹

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1967 年麦.道构型,着重于优化最大速度和加速能力,对机动性特别是持续转弯性能没有过多强调

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1968 年初,麦.道提出了这个超过 27 吨的可变后掠翼构型,该构型与费尔柴尔德的颇为相似,发动机短舱分开距离很大以降低阻力,但整体性能低于预期

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1968 年中期的麦.道方案,特征是三角翼,进气口下唇更靠下,具有类似于 F-15S/MTD 的二元喷口

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1969 年 1 月的麦.道构型,三角翼后缘改为前掠,进气口与 MiG-25 极为相似,仍保留了二元喷口

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最终获胜的麦.道方案,与现在的 F-15 基本一致。注意进气道两侧前部串联挂载了两枚 XAIM-82 近距空空导弹,并有双腹鳍

1969 年 12 月 23 日,麦克唐纳.道格拉斯公司赢得了最后的合同,计划生产 749 架单座型和 199 架双座型机体。

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麦.道 FX 构型的演进,第四排第一个明显是 F-4“鬼怪”的改进型,而在其余的构型中又可以发现与 F-14 和 F-22 的相似之处

呼啸的鹰——F-15战记(一 鹰的接手)

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在进行了风洞测试后,NASA 对麦道的构型提出如下建议:去掉腹鳍,加高垂尾,对喷管进行整流设计,平尾加装锯齿,主翼尖进行斜切。于是在原型机上没有看到腹鳍,但后两项改进直到生产型上才得以应用。

关键技术和系统

在第一架 F-15A-1-MC 71-0280 号机于 1972 年 6 月 26 日滑出麦道密苏里州圣路易斯的厂房的两年后,199 架双座机也开始投产。F-15A 原型机在 1972 年 7 月 27 日首飞,1976 年 1 月,生产型首先装备弗吉尼亚州兰利(Langley)基地的第一战术战斗机联队(1st Tactical Fighter Wing)。

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第一架 YF-15A 71-0280 在圣路易斯工厂下线

至此,F-15 将注定成为世界上最成功的战斗机,而其中的关键就是鹰拥有优秀的雷达、出色的航电系统,以及一个可靠的易于保养的机体。另外那设计简单又有固定锥形扭转设计的主翼为飞机在高亚音速时提供了极佳的机动性,21.5°/秒的盘旋角速度也令人印象深刻。

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放下起落架准备进场的 F-15 原型机

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1972 年 7 月 27 日首次试飞的 YF-15 F-1 号机。和后期的 F-15 相比,该机最大的区别是没有翼尖斜切结构。一个新的时代在这一天开始了

F-15 的服役也创造了许多第一,其中一个就是革命性的 HOTAS 操纵杆,其实就是将一些飞行员经常使用的的开关和按钮装在油门杆和操纵杆上,只通过按下操纵杆和油门杆上的按钮就可以完成以前繁琐的操作过程。这个天才设计使得 F-15 飞行员得以将精力集中在空战上,而无需像其它战机的飞行员不时地将目光转移到仪表板上,选择开关或者做一些其它的事情。1983 年随着多功能显示器升级计划的展开,HOTAS 油门杆变得更加实用化。1992 年的 F-15E 上安装了一种更新 HOTAS 油门杆。

HOTAS 油门杆也控制着 HUD,HUD 显示一些重要的飞行参数,这样就使得飞行员在战斗时能够紧盯着前方而不用将注意力放在仪表板上。

F-15 HOTAS 系统详解

HOTAS 是 Hands On Throttle And Stick 的缩写,既“手不离杆系统”的意思。总结起来,F-15 的 HOTAS 系统经历了 3 次变化,第 1 次是 F-15A、B 及早期 C、D 型,第 2 次是后期的 C、D 型,最后就是 F-15E 直到现在最新的 F-15SG,下面对其做详细介绍。

第 1 次,F-15A,早期 C 型

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A、飞行控制杆,Stick:

1 - Trim Switch 配平开关,往下按也能箔条抛射(启动 CMD 手动程序 1)

2 - Auto Acquisition Switch 一个超级多功能的航电操控三位按钮,根据系统在不同主模式下有各自不同的作用

3 - Paddle Switch Paddle开关,主要功能是用来暂时屏蔽各种自动驾驶系统进行手动操控

4 - Nosewheel Steering Button 鼻轮转弯打开/武器导引头禁锢按钮

5 - Gun Trigger 两位机炮开关,第一位启动HUD摄像头开始录象,按到底发射机炮

6 - Weapon Release Button 武器发射按纽

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B、节流阀,Throttle 右前视图:

在飞行过程中,图中的节流阀处于 70% 推力状态,而非 0%,推到底,既 MAX 位置,就是 110% 的最大加力状态。

F-15 是双发的,这个在 Throttle 上也体现了出来,是两个杆分开控制两台发动机的。左右两部分可以分开控制,但大多数情况下是两个都推到一样的程度。

1 - Boat Switch, Boat 两位开关,往后推取消任何当前的锁定,往前推取消当前选择的导弹

2 - Speed Brake Switch 减速板三位开关

3 - Microphone Switch 麦克风两位开关

4 - IFF Interrogate Switch 敌我识别问询开关

5 - Target Designator / LOS Slew Control 目标截获光标/传感器操控轴

6 - Gunsight reticle stiffen / reject short-range missile 机炮准心模式切换 / 抛弃格斗导弹

7 - Antenna Elevation Control 雷达扫瞄高度控制旋钮

8 - CMD Dispenser Switch (Pinky Switch) 干扰物投放开关(CMD - Counter-measures Dispensing)

9 - Finger Lifts 两个手指提升片,当 JFS 已经启动后,提升左边那片启动左引擎,提升右边那片启动右引擎

10 - Flap Switch 后缘襟翼开关

11 - Rudder Trim Switch 舵微调开关

12 - Weapon/Mode Switch 武器类型选择三位开关,往前为中距弹优先,中间为格斗弹优先,往后为机炮优先

第 2 次,后期型 F-15C

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A、飞行控制杆,Stick:

后期型 F-15C 的 Stick 实际上和 F-15E 完全一样,右侧的为 Janes 当年为其 F-15E 模拟游戏 JF-15 推出的全仿真飞行控制杆。

1 - Castle Switch Castle 控制钮,主要用来控制座舱内各种显示的,比如切换光标操作的反应对象等等

2 - Trim Switch 配平开关,往下按也能箔条抛射(启动 CMD 手动程序 1)

3 - Auto Acquisition Switch 一个超级多功能的航电操控三位按钮, 根据系统在不同主模式下有各自不同的作用.

4 - Paddle Switch Paddle 开关,主要功能是用来暂时屏蔽各种自动驾驶系统进行手动操控

5 - Nosewheel Steering Button 鼻轮转弯打开/武器导引头禁锢按钮

6 - Gun Trigger 两位机炮开关,第一位启动 HUD 摄像头开始录象,按到底发射机炮

7 - Weapon Release Button 武器发射按纽

B、节流阀,Throttle:

和 F-15A 相同,不再做介绍。

从飞行控制杆可以明显看出,其顶端比 A 型多了个 Castle 控制钮,所以形成 3 按钮的布局形式,这个是后期 C 型 F-15 的重要标志之 1。估计这个按钮的增加和后期 C 型新增的 PACS 面板有一定关系。

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上图是模拟飞行类游戏的飞行控制杆,外型完全仿的 F-15C 的,3 按钮的布局形式不仅看起来更现代,更是体现了座舱新增设备操作的需要、

第 3 次,F-15E

F-15E 前座:

飞行控制杆和后期 C、D 型前座完全相同,不再做介绍。

节流阀与后期 C、D 型大部分相同,仅标注 1 略有不同。

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标注 1 的 Boat Switch,Boat 两位开关,在往前推的情况下,不仅能取消当前选择的对空导弹,还能取消当前选择的对地导弹。

WSO,Weapen system offcer ,既后座的武器官:

同一般人认为的不同,F-15E 的后座共有四个杆,除了通常的飞行控制杆和节流阀外,还多了 1 对航电控制杆,分布在后座左右的仪表板前方,主要对航电设备进行操纵。

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A、飞行控制杆,Stick:

和 F-15A 的飞行控制杆的外型完全一样,但功能不太一样

1 - Weapon Release Button 武器控制按钮,当短促地按下此按钮,其将释放所设定的对地武器如果飞机在对地模式下的话。注意,这个按钮只能释放对地武器,而飞行员的按钮可以释放任何武器。当飞机不在武器释放模式时,按下此按钮将激活预先设定的 VTRS —机载视频记录仪,通过它来记录程序。

2 - Trim Switch 配平四向开关,但这是个不能摁下的四向开关,不像飞行员的那个开关。在飞行中它被用于指定飞行方向。向前推会使飞机的机鼻指向下,向后推使机鼻指向上,当往边上推时将是相应的机翼冲下,既朝相应的方向横滚。

3 - Air Refuelling Release Switch 空中加油管释放开关:这个是相对应于飞行员控制杆的 HOTAS 功能,在 WSO 的座舱这开关就只有一个功能:当按下时,它就断开鱼加油探管的连接,如果连着的话。

4 - Trigger 扳机:WSO的扳机是没有实际功用的。

5 - Paddle Switch Paddle 开关,除了它不能被用于当飞行时静默地形跟踪雷达,其功能是类似于飞行员的 Paddle 开关。这个开关不能被往回拉,无论是短促地还是持续地。如果在飞行时短促地按下此开关将屏蔽自动驾驶。如果飞机在地面时 ,短促地按下开关将终止自动飞控系统。若在地面时按下并保持其将屏蔽机鼻轮转向控制。

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B、节流阀,Throttle 右前视图:

虽然形式和 A、C 没有区别,但按钮少了很多,可以看出,后座对空基本上没什么任务,所以也就没必要在节流阀上设那么多的按钮了。

1 - Rudder Trim Switch 方向舵配平双向开关。当向左或向右推时,它将使方向舵偏转进而使飞机向相应方向偏航。

2 - Speed Brake Switch 减速板三向开关(前,中,后),并且装有一个弹簧来回复到中间位置。当被向前推它将收回减速板,向后则展开减速板。若不碰此开关,它将自动跳回中间位置让飞行员控制减速板。

3 - Microphone Switch 耳麦双向开关。当向前推时,WSO 可以在一号无线电频道上传送信息,当向后推是 WSO 可在二号无线电频道上发射信号。前推—频道 3 和 后推—频道 4 的功能将在未来实现。

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C、航电控制杆,左右各 1 支,完全对称:

1L - CMD Dispense Switch CMD,Counter-measures Dispensing,干扰物投放开关。

1R - Interrogate Switch 问询开关:向前为 EWWS ,Electronic Warfare Warning System ,电子战告警系统。向后 NCTR,机载远距非合作式目标识别。

2 - Coolie Switch 苦力帽 左边控制 4 号 MPCD、5号 MPD,右边为 6 号 MPD、7 号 MPCD。

3 - Castle Switch 在前视红外视频,HRM 高分辨率地图,RBM 真波束地图测绘显示在 MPD。往上推是指定目标,往左推是指定探测点,往右推是系统更新,摁一下就能切换到下 1 个导航点。

BCN 模式下,往前推是开地图,往后推是到指定点,摁下是切换到下个导航点

SET 模式下,往后推是指定目标,往左推是探测器指定点,往右推是系统更新,摁一下是切换到下个导航点

TSD 模式下,往前推是指定雷达点,往右推是 FLIR 锁定点,摁一下是切换到下个导航点

对空模式下,往前推是 MRM 搜索,往后推是 SRM 搜索,往左推是目标解锁,往右推是发射当前导弹

对地模下,往前推是孔径模式

4 - TDC Switch Target Designator Control:目标截获光标/传感器操控轴,在前视红外模式 和 对地武器引导模式 下,控制 LOS(line-of-sight);HRM 和 RBM 下控制光标;空对空模式下控制图标;TSD 下控制距离和方位线。

5 - Mode Reject Switch 模式退出开关。

前视红外模式下,往前推是天线的 FOV 宽或窄,往后推是返回指定点,摁一下是解锁或重置 MN(Mission Navigator)

HRM,RBM 模式下,往前推是小窗口\距离,或小 PPI 距离,当扳机同时摁一下再放开,往后推是与前相反,摁一下是退出模式、解锁或重置 MN

对空模式下,往前推是 TWS 高数据传输模式,往后推是正常 TWS 模式,摁一下是模式退出。注:TWS 为边搜索边跟踪模式

TSD下,往前推是小的指定点记号,往后推是大的指定点记号,摁一下是返回默认

对地模式下,往前推是天线的 FOV 宽或窄,往后推是返回指定点,按一下是射弹

6 - Trigger Switch 扳机—前视红外模式下,摁一下再放开前视红外模式跟踪开或关,连恩两下更新指定点;HRM 下,一下,使 PPI planned position indicator(计划位置指定)的距离变更,连恩两下更新指定点;RBM 和 BCN 下,一下激活雷达俯仰调整或 PPI 距离变更,连恩两下更新指定点;TSD (tactical situation display)模式下,一下追踪模式,两下输入指示点指挥模式;对地武器引导模式 下,一下激活 slew 功能,摁一下再放开进入追踪指挥模式。

7 - Laser Fire Button 激光开关 FLIR下控制激光发射,RBM,HRM 下冻结地图,对地武器引导模式下开启、关闭武器导引头。

在 F-15A/B 的基础上,麦道公司又设计了更新型的 F-15C/D,增加飞机的作战半径。F-15C 原型机于 1979 年 2 月 26 日首飞,C 型机安装了完备的航电,其中包括全方位战术电子战系统(Tactical Electronic Warfare System,简称TEWS),这些在 A 型机上是不存在的。同时还增加了高频天线并对飞机的某些部位进行了加固。

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F-15 座舱 TEWS 显示器,可显示敌机的方位

1983 年 2 月,随着 F-15C/D 走下生产线,美国空军开始了多阶段升级项目 II(Multiple Stage Improvement Program II,简称 MISP),所有的 F-15 机体都按照 MISP II 升级,F-15C 84-0001 是第一架按照 MISP II 升级的机体,并于 1985 年 6 月首飞。MISP II 使得飞机系统的可靠性提高了 25%,并使用休斯公司的 AN/APG-70 雷达取代了原先的 APG-63(V)-1,APG-70 的中央计算机运行速度更快,内存也更大。其它的改进包括了增加一个新的多功能彩色显示器,并进行了布线和更新软件以支持联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System),但只有极少数机体安装了这个系统,2001 年该系统被更先进的战斗机数据链(Fighter Data Link)所取代。MISP II 还安装了新的油门杆,以及 HUD 录像机,雷达增加了飞行后生成任务报告和战绩验证功能,升级了电子战系统,并支持 AIM-120 先进中距弹(Advanced Medium Range Air-to-Air Missile)。

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1983 年 F-15C 经过第二次升级后的座舱仪表板

APG-63 雷达

F-15A 的 APG-63 雷达是休斯公司对应 FX 项目同时平行展开的,也是飞机中最重要的机载设备。1968 年,休斯公司赢得了美国空军的合同来制造一种具备全天候攻击目标能力的雷达(包括可以引导 AIM-7 导弹,具备下视下射能力,并支持日后可能安装的光学追踪系统,如 F-15E 的蓝盾吊舱)。同时要求 APG-63 雷达具备有限的对付地面目标威胁的能力。

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AN/APG-63 雷达

1970 年 10 月一纸 8 千 2 百万美元的合同宣告了 APG-63(V)0 雷达的正式生产,它可以借助多普勒脉冲从地面杂波中追踪目标,并根据飞行员选择的不同编程模式使用高、中脉冲重复频率(PRF)跟踪不同距离、高度、方向、速度的目标。这个雷达与以往型号相比性能上有质的飞跃,并很易上手,可使飞行员获得最大的态势感知能力。

APG-63(V)0 的许多衍生型号也安装在 F-15 上,如 APG-63(V)1、APG-70 和 APG-63(V)2。这些雷达共同的特点就是都能使用高、中和交错 PRF 模式扫描,可过滤掉地面杂波跟踪移动目标。APG-63 雷达工作在 X 波段,探测距离远,具有下视下射能力。探测信息自动送往中央计算机,并和计算结果一起实时反馈给飞行员(通过平显和下显)。APG-63 具有多种对空工作模式,可以根据不同的搜索方式或选择的交战模式来选择不同的 PRF:远程搜索,使用中/高 PRF,根据飞行员选择的搜索距离(18.5~296 公里)确定 PRF,以期获得较好的迎头和尾追搜索效果;速度搜索,使用高 PRF,专用于迎头高速接近的目标;近距搜索,使用中 PRF,用于格斗时为响尾蛇导弹和航炮提供数据,具有 16、32、64 公里三种探测范围,可以跟踪多个目标。作为以上三种模式的备份,APG-63 还有一种非 PD 模式,使用低 PRF,只能提供上视能力——因为非 PD 模式无法过滤地面杂波。此外,APG-63 还有多种提供特殊功能的模式,包括:信标模式,用于向空中飞机的敌我识别系统(IFF)发射询问信号;手动跟踪模式,作为自动跟踪模式的备份;被动模式,用于监测外部雷达辐射信号,同时自身只发送微弱脉冲,以尽可能减小自我暴露的可能性;地图测绘模式。

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F-15E 上的 APG-70 雷达,APG-70 确实要比 APG-63V(0)雷达多出一些功能,但是一些 C 型机体之后却换装了 APG-63V(1)雷达,沙漠风暴行动期间,所有的 F-15C 中队都混装这两种雷达

1973 年,APG-63 雷达投入使用。1979 年,该雷达装备了可编程信号处理器(PSP),这是 PSP 首次在机载雷达上应用。这使得系统通过软件编程就可以适应新的战术、使用模式以及武器系统,而无需进行大规模硬件改进。1986 年,APG-63 停产,共生产大约 1,000 台,装备所有 F-15A/B 型和早期 F-15C/D 型。但是 APG-63 并不完善。其平均维修间隔时间(MTBM)不到 15 小时。对该系统的航线可更换件(LRU)的技术支持日益困难。原因之一是很多部件采购困难,而采用新技术部件则往往要求重新设计系统而被迫放弃。另一方面,持续恶化的可靠性影响了飞机的部署。如果航空站没有二级维修能力,就无法对雷达故障提供技术支援。此外,由于设计时的局限,APG-63 事实上没有多余的处理能力和存储能力来升级软件,应付日益增大的威胁。为此,从 F-15C/D 后期型开始换装 APG-70 雷达。

交战战术

APG-63 和 APG-70 具有一系列的边跟踪边扫描模式(Track While Scan),但在 1991 年海湾战争中的 F-15C 上,飞行员们更喜欢使用边测距边搜索(Range While Scan)模式。尽管 TWS 模式在每次接触中总是能够提供更多的信息,但这种模式不能引导半主动雷达的 AIM-7 导弹,TWS 模式同时可以减少搜索盲区,增加搜索范围,但是无法探测三坐标扫描范围外的目标(比 RWS 模式的三坐标扫描范围小)。使用 RWS 模式时要求飞行员具备相当的技术能力和经验,因为 RWS 模式每次接触获得的信息都很少,但优点就是使得拦截行动非常简单。

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80 年代,F-15 的标准挂载是四枚 AIM-7 和四枚 AIM-9,在抛弃了副油箱后机体可以承受高达 9 个 G 的过载

90 年代中期,远距离搜索(Long Range Scan)模式(适用于 APG-63 雷达)和交错模式(适用于 APG-70 雷达)才开始使用。当目标进入 AIM-7 的射程后雷达切换到单目标追踪模式(Single Target Track)。STT 模式下雷达使用高能量尖锐波束照射目标以获得参数,然后指导雷达切换至高 PRF 以便引导 AIM-7。STT 模式可为飞行员提供有价值的目标参数,比如高度、距离、接近速度、航向和真实的速度。海湾战争时的所有 F-15C 参与的空战中几乎都使用了这种战术。

今天的 F-15 飞行员可以在不使用 TWS 模式的情况下进行场空战。因为在 AIM-120 的支持下,F-15“原生”的多目标交战能力得到了释放。1999 年在南斯拉夫上空的 F-15 就是这么做的,F-15 第一次同时锁定两个目标并将其全部击落。

最后,本文中也有几个使用雷达自动获取模式的战例,在此模式下雷达会自动锁定出现在三坐标搜索范围内的第一个目标。这种模式可以在距离目标 15 英里内使用,需要飞行员的反应敏捷。使用这种模式时,飞行员只需将 HUD 的虚拟三坐标圆圈套住目标,雷达就会自动锁定目标。

加强识别

在任何拦截行动中,如何在远距离上识别目标永远是最重要的,在没有确认目标敌我前,是不允许发射导弹的。同样视距内的空战的目视识别也相当重要。根据交战规则,如果不能在远距离识别敌我,在进入视距内空战之前像 F-15 这样的优秀超视距战机是不允许发射导弹的。为了解决这一问题,F-15 安装了复杂的敌我识别系统(Identification Friendly or Foe,简称 IFF),其中的核心是非合作目标识别(Non Cooperative Target Recognition,简称 NCTR)技术。NTCR 十分机密但又十分知名,在所有 F-15 参与的空战中都使用到了 NTCR。

NTCR 最基本的原理就是通过雷达探测目标的发动机风扇或者涡轮叶片,并与储存在数据库里的资料作比较,从而告诉飞行员它所发现的目标是米格-21、米格-25、米格-29 或者幻影等等。当然,为了使得非合作目标识别更加有效,F-15 必须正对着目标的进气道或者发动机尾喷口。如果目标是侧面朝向 F-15,NTCR 就判断不出了。

1991 年海湾空战,飞行员在发起超视距攻击前都要使用雷达进行早期 NTCR。同时 IFF 电子设备和电子侦听平台(比如 RC-135)也成为海湾战争期间加强敌我识别必不可少的部分。看起来 NTCR 成为海湾战争中多数 F-15 发起超视距攻击前真正的“授权者”,NTCR 技术在未来的空战中将会越来越多的被使用,但现在很少见到公开和明确的资料被披露。