同为舰载机,歼-15暂时难以比肩F/A-18E/F

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“超黄蜂”舰载战斗机是美国海军最新型的战斗攻击机,由F-18C/D发展而来,E型为单座,F型双座。采用了隐身外形设计,RCS仅1.1平方米,包括原来的圆形进气道改为方形CARET进气道,涂漆含有吸收雷达辐射的材料改换更大推力的发动机,推力加力达9986公斤。前机身延长0.86米,翼展加宽1.31米,机翼翼面增大9.29平方米因此翼载减小;水平尾翼也有所增大,后掠角减小;机翼前缘边条面积增大了34%;机翼及机身的改进令空气动力性能有极大改善。最大起飞重量提高27%,达到29.8吨;因此载重量也有提高,内部燃油增加33%,达到6560千克如果加上三个副油箱,载油量达到11000千克;F-18E/F电子设备有90%与C/D型通用,但增加了改进型火控雷达和机载电子设备,而且可带多种更先进的攻击武器;雷达为改进的ANPG73雷达。座舱增加了1个触摸显示器和1个新的油料显示器,并使用了超高速集成电路计算机;将来将把座舱三个显示器全部改为彩色液晶显示器;加装了夜间低空导航和红外瞄准系统。第1架E/F型机于1995年12月首飞。海军计划至少采购548架,但是2002年美国防部建议仅采购460架。

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单座的F/A-18E与双座的F/A-18F是F/A-18C与D更大型、更先进的改良版本,其起源可以回溯至1980年代原本计划作为出口用途的“大黄蜂2000”方案。刚开始时美国海军只是考虑将其作为在取得真正的第四代重型舰载战斗机之前的一个过渡方案,但因为这种计划中的重型舰载战斗机必须同时担负远程攻击的任务,只设计作为单一用途的A-12因为不符需求而被取消,变成必然的结果。

由于苏联解体与冷战的结束导致了美国的军事费用削减与军方组织改造,海军第四代重型战机的开发计划遥遥无期,美国海军转而决定利用既有的机种为基础进行改良以作为替代方案,也就是之后所见到的F/A-18E/F“超级大黄蜂”(在1980年代刚开始开发时,该机种原本命名为“黄蜂II式”)。F/A-18E/F同时承接了F-14“雄猫”退役之后空缺的舰载重型战斗机任务,与A-6“闯入者”及A-7“海盗II式”两款攻击机退役之后的对地/对舰攻击角色,是一用途弹性极佳的机种。在超级大黄蜂机鼻内有一个M61火神式机炮,翼下挂架可携带不同的空对空飞弹和空对地武器。可以加挂多达5个外部燃料箱,且此机型可以加挂外部空中加油系统成为空中加油机。

除了美国海军之外,F/A-18E/F也曾在2007年时出口至澳大利亚,配属于两个皇家澳洲空军的飞行中队之下,以取代已经老化的F-111机队。

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依照美军的制式编号方式,同一种战机的升级版可以从战机制式编号尾部的英文字母一窥究竟,例如F-16C/D就是F-16A/B的升级版,然而这在全新的F/A-18E/F超级大黄蜂战机上似乎不是这么一回事。事实上,超级大黄蜂和原有的大黄蜂战机实在差异太大,应该视为一种全新发展的战机,原有的大黄蜂战机是一种中型多功能战斗轰炸机,任务是同时肩付空中战斗和精确对地攻击,因此所配备的侦测系统着重于可靠度和多功能性,强大的侦测性能和大功率雷达并不是它的需求配备。然而到了F/A-18E/F时,美国海军所需的是一种航程更长,并且具有一部分F-14系列的舰队外围防空拦截的功能,并维持原有大黄蜂系列的多功能性,成为重型多功能拦截打击战斗机。在80年代早期的型号中,麦克唐纳道格拉斯公司打上了“黄蜂2000”的标签,似乎已经先说明了将会和原有的大黄蜂战机有重大的变动。 黄蜂2000包括了较之F/A-18更为先进,并且机翼更大,油箱比F/A-18大,携油量有所提升,同时使用了功率更大的发动机。

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拜新的引擎推力增加所赐,F/A-18E/F的最大外载重量达到了8050kg(17747磅),而原有的F/A-18C/D系列即使是换装了升级过的F404-GE-402,也只能达到6550kg(14440磅),其优势不言可喻。外挂挂架也从9个变成了11个,有效增加了武器的酬载量,特别的是,由于超级大黄蜂的独特气动力外型(**的翼前缘延伸版会产生涡流),测试中曾出现了投射的武器偏转弹道的情况,为了修正此一现象,工程师把翼下挂架全都向外偏转了3度,此举虽然有效的修正了前述的现象,但也增加了超级大黄蜂的阻力,降低了它的性能。F/A-18E/F目前已经出现了两个批次:block1和block2,block1是最早出现的批次,配备了F/A-18C/D上APG-65雷达的升级版:APG-73。

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为能减轻重量,E/F 型并未具有 C/D 型后机身上的减速板,改在 LEX 两边装置扰流板。此外,飞行控制系统可以将扰流板推上,副翼举上,后缘襟翼放下和尾舵均向外打,来达到减速的功能。扰流板主要是用于控制在高攻角时由 LEX 产生的涡流,它也能用来增加在高攻角时机首向下之俯仰力距的控制力。E/F 型采用由洛马公司所发展的四重数位电子线传飞行控制系统,而为减轻重量,E/F 型取消了原来在 C/D 型上的机械备份控制系统,飞机上唯一留下的控制缆线是连至捕捉钩的钢索,也由于取消了机械控制系统,飞机的纵向静稳定也因而减少,大大改善了飞机的运动性;其另一影响是电力启动系统数目大大增加,由 3 套增至 9 套以保障飞行安全。

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波音与海军论及 E/F 型时,宁愿强调其存活性,而非具有匿踪性,理由是改良现有的机身设计搭配电子反制,比较容易达到降低雷达反射目的。因此 E/F 型雷达反射截面的减少,是由减低易受损害的面积与改良电子反制能力来达成。E/F 型较其他 F/A-18 外观上最大不同之处是其发动机进气口,进气口加大的目的是为了更大推力发动机所需的进气量,进气口倾斜向与机翼前缘成一直线,如此可以减少雷达反射。另外依据匿踪原理机身上各种检查门都有锯齿状边缘;在进气道内、发动机之前也有阻挡涡轮扇叶反射雷达波的装置;而原 C/D 型机翼前缘延伸板上的小导流片,与进气口前的拆流板也都被除去,以减低雷达讯号的反射。为减低雷达反射的另一招是使用吸收雷达波材料,应用在容易造成雷达反射的前方投影面积上,包括进气口、机首雷达罩和座舱罩,如此的结果,使得 E/F 的雷达反射讯号足足比最新的夜间攻击 C/D 型减少 1/10 以上。即使 E/F 型在携带外部负载时,也较其他 F/A-18 机型具有 6 倍至 10 倍的存活力。E/F 型的易损面积大约比 C/D 型少 13% 至 25%,这主要是由于干舱式灭火系统的设计,在必要时可以释出惰性气体来防止燃油爆炸。而零组件的重新设计与重新布局也减少了易损性。机上错误管理程式可以在控制面万一受损情况下,自动重新调整飞行控制系统。改良的威胁反制系统更增加“存活性”,E/F 型预计将安装整体自卫电子反制系统(IDECM),此一系统涵盖 ALR-67V3 雷达警告接收器、ALQ-214 无线电频率反制器和 ALE-55 光纤拖曳诱饵。目前 ALQ-214 和 ALE-55 都仍在发展中,因此 E/F 型将先安装雷神公司的 ALE-50 拖曳诱饵。在两具发动机之间的机腹中,也将挂载一具内装三只拖曳诱饵的抛射器。

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虽然在外型是 C/D 型的放大,但是 E/F 型内部则完全不同。结构的共通性只有 10%,为了减少重量与开销,以及预拟未来的成长空间,机体结构已完全重新设计,机体结构使用复合材料的比例已经增加至结构重量比的 22%,增加使用复合材料的部份包括中与后机身、主翼前缘、后缘襟翼与进气道。设计上使用更大强度/韧度的 IM7 石墨纤维,搭配较强的树脂,应用在机翼与尾翼蒙皮上。传统的铝合金则由 C/D 型的 50% 比例降至 29%,但是增大的翼前缘延伸板则仍是铝含金。自 C/D 型的实战教训,跨越主翼隔舱改采钛合金而非原有的铝台金。起落架为能处理更大的载重,也由原来的 300M 合金钢改用 Aerme t公司 100M 合金钢,100M 合金钢虽然强度与 300M 合金钢相同,但是受损的容忍性却较高。虽然 E/F 型的结构概念是基于 C/D 型;但是零件生产流程却改变很多。减少零件数目是为了简化组装和节省金钱,减少的原则是零件可结合在一起,除非它们无法动,或是由不相同的材料组成,或是不需被移动。减少的结果使 E/F 型较 C/D 型减少了 42% 的零件数目,从而使制作、模具和组装等方面的费用得以减低。结构上 E/F 型只有 8,100 个零件,而 C/D 型则高达 14,100 个。零件减少最多的是机翼与尾翼,从 4,100 个减至 1,800 个,波音称此过程是「为组装而设计]。使得 E/F 型的重量在整个发展过程中,一直在所设计的净重 13,860 公斤目标之下,即使在完成首次飞行(1995 年 11 月)之后,还是轻了 450 公斤之多。当试飞快告一段落时,波音依然有信心保持在重量目标之下。

推进 E/F 型的奇异公司 F414 型涡扇喷射发动机,是由原来 F404 发动机再放大推力而来,当然此型发动机已加入该公司较先进的科技,诸如源于 YF120 发动机的技术。具后燃器的 F414-400 型的安装前最大推力是在 196 仟牛顿级,比起最近的 C/D 型所使用的 F404-402 型多了 25% 的推力。使得全部的压力比达 30:1,而推力对发动机重量比也达 9:1。除此之外,F414 型的长度与后段直径皆与 F404 型完全相同。GE 公司认为这是因为使用整体叶片盘技术之故,从而改良了发动机的性能。F414 型的涡扇叶片也加入了当年为了瑞典绅宝公司的 JAS-39 战机而开发的 F404/RM12 型发动机所具有的抗鸟击特性。前面三级涡扇叶片中,第二与第三级涡扇叶片形成整体前后并列的叶片盘,大大减轻了重量,改良了性能与耐久性。 F414 型由具有 7 级高压压缩扇叶、多孔的燃烧筒,和具有单晶叶片与导片的高压涡轮及低压涡轮所组成。F414 型的后燃器设计是采用 YF120 技术,具有气冷轴流的火焰稳定器,排气喷嘴应用陶瓷铸型复合材料的喷嘴门片和密封以增加使用寿命。发动机的旁流道也使用复合材料来达到减轻重量与延伸寿命之目的。在 F/A-18 系列中,F414 型是头一次采用双频道全数位电子控制(FADEC)系统的发动机,藉由控制涡扇叶片与压缩叶片之可变形状部份,使得发动机有最大的推力表现。

为了节省经费起见,在 E/F 发展初期就选择沿用 C/D 型的航电系统,而原来规画的系统则在 2005 年左右做为性能提升套件。整体而言,E/F 型航电系统与最近的 C/D 型拥有 90% 的共同性,感测器软体的共同性更高达 99%,飞行控制软体最低也有 67% 的共同性。虽然原计划的先进驾驶舱设计被束之高阁,但是驾驶舱内控制与显示系统改良很多。

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原有 C/D 型在抬头显示器 HUD 下方的机械式上前方控制仪表板,改用 750x130 公厘的单色液晶显示面板,此一新型触摸式面板可用于通信/导航/目标辨识系统的资料输入,或作为雷达监视的显示,或前视红外线感测器与电子战系统的显示。在其左右两侧 130x130 的多功能显示面板仍与 C/D 型相同,但是中央下方多用途显示面板则改用 160x160 彩色面板,以增加可靠性与在阳光下的可读性。这块面板主要目的是显示数位化电子地图,以及重叠在上的资讯,包括资料链传来资讯、飞行路径、IDECM 电子反制资讯。发动机/燃油显示仪表板也改为可程式化单色液晶显示面板,藉由图形显示喷嘴位置和燃油箱状况。虽然其他航电系统仍沿用自 C/D 型,但是最重要的改变是 C/D 型在 1994 年引进雷神公司的 APG-73 雷达,以取代先前机型使用的 APG-65 多模组雷达。APG-73 雷达具有较优秀的处理速度与记忆和更佳的可靠性。<p> E/F 型在设计时已先预留未来性能提升的空间,约增加 40% 电力、空调和装备容积的成长能量,C/D 型仅有 0.2 立方英尺的预留空间,但是 E/F 型却有 17.5 立方英尺。F/A-18 自服役以来最令人诟病的一点是航程,但是 E 型藉著改良的内部与外部携带燃油能力,比起 C 型多出 40% 的战斗半径,然而真正的航程增加多寡仍取决于任务规划与飞行测试的最终结果。比起最近的 C/D 型,海军认为 E 型在执行战斗护航任务上,其战斗半径可以增加为 26% 至 780 公里。执行打击任务以高-低-高高度飞行的任务规划,带著三只副油箱与 4 枚 450 公斤炸弹,其航程可以增加 38% 至 940 公里。以高-高-高高度飞行的任务规划,则航程可以增加 35% 至将近 1,180 公里。如果再结合新世代射距外武器,如增程射距外陆攻飞弹(SLAMER)以及友机的空中加油,则航程可以超越 1,900 公里。由于 E/F 型较 C/D 型增加额外的挂架,因此负载的弹性也成为它的优势。海军认为 E/F 型可以成为舰载空中加油机,一如过去的 A-6 之于海军。虽然多出来的外部主翼挂架,只限于挂载 520 公斤重,但可以让 E/F 型除了负责全部的打击任务如挂载 4 枚联合射距外武器(JSOW)之外,再增挂自我防卫的武器,例如高速反辐射飞弹(HARM)。C/D 型仅能在挂载 JSOW 或 HARM 之间作一选择。挂载的弹性增加也带给 E/F 型于返航时,将任务期间未使用的高价值飞弹或雷射导引炸弹带回航空母舰的能力。F/A-18 可以携回母舰的燃油与挂载的重量,随著飞机寿命的增加而减少。在正常操作下,现有的 C/D 型可以携回母舰的负载重量只剩差不多 2,500 公斤,包括 1,000 公斤的燃油和 700 公斤的武器,新出厂的 E/F 型可以增加至 4,100 公斤,其中也包括 2,200 公斤的武器,这即可包含挂载 900 公斤的 JSOW。E/F 型的性能提升预计将在增加航程、负载、可携回母舰能力与存活性的需求,以及在迎合可负担性的需求下寻得平衡。</p>

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目前 E/F 型航电系统是构建在最近 C/D 型的第 19 批量产标准上,其中包括颇多的性能提升件,诸如 APG-73 雷达等。而未来性能再提升计划预备从 2005 年开始实施,以使 E/F 型在外销市场更具竞争力。航电性能提升的 E/F 型也将成为指挥与管制战机型的基底,藉以取代现有海军 EA-6B。正在开发中的先进航电系统皆可适用于 C/D 型与 E/F 型,包括先进前视红外线感测器、联合头盔光网显示系统与多功能资讯分配系统,另外专属于 E/F 型的有整体防卫电子反制系统和主动电子扫描阵列的雷达。新的航电系统架构植基于 2 部改良商用型任务电脑,新的任务电脑有较快的处理速度和较大的能量,而且在新世代商用型处理器问世时也能再度升级。新的电脑将会取代现有 AYK-14 型电脑,并以中央处理资讯方式取代现有分散处理资讯方式,再显示在座舱内的显示面板上。先进航电系统*(可以分述如下): ATFLlR--这是第三代的中波红外线感测器,具有较目前红外线感测器高两倍的聚焦能力,意即侦测距离与解析度能力四倍于现有的 AAS-38 夜鹰式目标指示吊舱,而且也能搭配长距离的 GBU-24 雷射导引炸弹,与联合直接攻击炸弹 JDAM 等武器。 ATFLIR 配上 APG-73 雷达新扫描模式,将能赋予 E/F 型拥有高分辨合成孔径雷达(SAR)地面影像之能力。

JHMCS-- E/F 型前后座飞行组员都可戴上 JHMCS 用以瞄准武器和感测器。目标资讯的显示符号可以投射在头盔面罩上的单眼 20 度视野内,JHMCS 已在 F/A-18 上进行测试,而搭配的 AlM-9X 空对空飞弹预定在 E/F 型于 2001 年开始服役时可以派上用场。

ASEA--连结 ASEA 的雷达与能独立作业的后座舱,方能使 F 型能力完全发挥。F 型预计在 2004 年开始装用此种座舱配备,详细的规格仍在更改中,但是重心在一只大型 200x250 彩色液晶显示面板、前后座座舱内独立的数位地图、多功能显示面板、感测器和无线电作业,新增添的手动控制杆允许后座飞行组员首次拥有释放武器的能力。不过这套改良套件相当昂贵,海军至今仍未确定开发经费,APG-73 雷达若能具有 ASEA,则不仅空对空搜索距离可以延长二至三倍,而且主动阵列的天线部分也可用于压制敌方干扰,预计 2001 年起才会替先出厂的 E/F 型 APG-73 雷达装上 ASEA,使这批飞机可以在 2004 至 2005 年间开始服役。

MlDS-- E/F 组员可藉由此系统,取得外界友军单位透过保密抗干扰资料链所传来的侦测结果,而接收资料的低容量资料链终端机目前仍在开发中。


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