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F-22变第5代战斗机:美关于歼击机发展史划代最新说法  

2007-01-20 11:09:28|  分类: 军制杂谈A |  标签: |举报 |字号 订阅

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美国空军的F-22A战斗机已经于2005年12月15日正式装备部队形成初始作战能力,与现役第四代战机形成了“代沟”

文/温 杰

[编者的话]为战斗机划代是一件非常认真而严肃的事情,每一代战斗机都是航空科技发展和军事需求的产物,每一代战斗机又都有其自己的技术性能特点和作战任务,代与代之间有质的飞跃和台阶式的提高。因此,对战斗机进行科学划代,不仅可以让我们正确认识一个时代的各种战斗机,同时也会对今后的战斗机发展产生影响。但是,由于人们对战斗机划代标准的认识不一和对起点时间的规定不同,长期以来关于战斗机的划代众说纷纭。对于喷气式战斗机,比较流行的主要有美国人的“四代论”和俄罗斯人的“五代论”,可是最近美国人一改常态提出新的“五代说”。本文介绍了美国专家的新观点,并将其归纳成简表。

一年多前,美国空军正为F-22A战斗机成军,并形成初始作战能力而忙活着。与此同时,美国空军和洛克希德-马丁公司(简称洛马公司)的高层官员在接受媒体采访时,都不约而同地将F-22A和F-35战斗机称为“第五代战斗机”。这一说法的突然出现,引起了业界的广泛关注。此前,无论是美国,还是整个西方,甚至全世界都把F-22和F-35称为第四代战斗机,而此刻,美国人突然改口,原因何在、目的何在?一时无法找出答案。

此后不久,洛马公司特邀曾经担任过美国航空航天博物馆馆长的沃尔特·博伊恩,撰写了一篇题为《代沟》(Generation Gap)的文章。该文不仅回顾总结了从喷气时代开始,60多年来世界(主要指美国)战斗机的发展历程;同时也明确无误地表明,美国人对喷气式战斗机划代的新观点,将美国的“第四代战斗机”上升为“第五代”,欧洲的“三代半战斗机”并入“第四代”,使二者拉开为“一代”,而不是原来的“半代”。尽管这还只是一家之言,但对于长期以来说法各异的战斗机划代之说做了新的阐释。

第一代喷气战斗机:试验型飞机

美国人的新观点认为,第一代喷气式飞机主要是一些试验型飞机,并未打算直接投入作战。产生年代大约在20世纪30~40年代。

世界上第一种真正的喷气式战斗机是亨克尔公司研制的He280双发战斗机,首飞时间是1941年3月30日。He280战斗机的特点是采用了先进的三轮车式起落架和压缩空气驱动的弹射座椅,但是它的机体还属于活塞螺旋桨时代。

梅塞施米特Me262战斗机最初的设计方案采用平直机翼,发动机安装在机翼中段内。然而,由于发动机直径增加,机翼中装不下,不得不安装在机翼下的吊舱内。由于Jumo 004涡喷发动机的推迟交付和其它一些因素,导致Me262战斗机直到1944年夏末才投入作战。因此,Me262战斗机对战争的结果并未产生多少影响。

英国的第一种喷气式战斗机是格罗斯特飞机公司生产的“流星”,1943年3月5日首飞。原型机采用了德·哈维兰·哈福特生产的H.1涡喷发动机作为动力,但生产型飞机采用了罗罗公司的惠特尔W.2型发动机。令航空历史学家有些失望的是,“流星”和Me262战斗机从未在空中交战,都如流星一样一闪而过。

第二代喷气战斗机:采用后掠翼

第二代喷气式战斗机的主要特点是采用后掠翼,飞行速度为亚声速,代表机型有米格-15和F-86等。

在第二次世界大战结束前,飞机设计师们就通过改进机体外形来发挥喷气发动机的潜力,寻求战斗机的最佳性能。第二代喷气式战斗机最重要的创新是采用了理想的后掠翼,以达到减小跨声速阻力和提高飞行速度的目的。

像F-86、米格-15、J-29、霍克公司的“猎人”和格鲁门公司的F9F“黑豹”及“美洲狮”等这些飞机都具有跨声速的飞行速度。这些型号的飞机,由于采用了新型的推进控制装置、改进的弹射座椅和更好的增压座舱,并进一步优化了气动布局,因此,它们在大速度和高过载状态下,依然是一个稳定的机炮武器发射平台。

瑞典萨伯公司生产的J-29“飞行圆筒”是在西欧投入服役的第一种后掠翼喷气式战斗机,于1948年9月1日首飞。萨伯公司制造了大约660架J-29战斗机,这充分说明了一个小国家可以装备同时代性能最好的前线喷气式战斗机。

“台风”战斗机在美国空军的眼中仍然只能算是第四代战斗机,图为在柏林航展时两架德国空军的“台风”战斗机编队飞行

第三代喷气战斗机:超声速时代的到来

第三代喷气式战斗机表明了超声速飞行时代的到来,各种先进的空空导弹和大功率涡轮喷气发动机或早期的涡轮风扇发动机等新设计、新性能装备在迅速普及。美国的第三代战斗机还包括“百字头”系列,即第一种投入作战的美国超声速战斗机F-100。从1951年到1956年,在6年时间里,战斗机和发动机的设计有了巨大的飞跃。当时,世界上有近10种型号的战斗机陆续问世:北美飞机公司的F-100、康维尔公司的F-102和F-106、洛克希德公司的F-104、麦克唐纳公司的F-101、苏联的米格-19、达索公司“幻影”Ⅲ、萨伯公司的“龙”和英国电气公司的“闪电”。

这些喷气式战斗机在设计方面突飞猛进,具体表现出许多先进的技术特点:三角翼、更大后掠角的后掠翼、更大功率和更高效率的喷气发动机、先进的火控雷达和导航系统以及可接受空中加油等。后来,这一代战斗机采用了更加复杂的技术,拥有了更先进的作战性能,如共和飞机公司的F-105、麦道公司的F-4、米高扬设计局的米格-21、米格-25和萨伯公司的Saab-37“雷”等战斗机均属于这一代。

正当速度、高度和火力不断增加的时候,第三代喷气式战斗机在越南战争和中东战争中仍然面对着惨痛的作战教训。在越南战争中,越南空军采取的战术遏制了美国空军的优势,使相对陈旧的米格-17和米格-19战斗机与较新型的米格-21战斗机联手,主导了空战。

第四代喷气战斗机:高机动性能

超南战争对战斗机的研制产生了强大的推动力。战争中的教训与刚刚浮现的数字式电子计算机密切结合,不仅融入到设计和生产过程中,而且融入到新型飞机设计方案中。所导致的结果是在第四代战斗机研制方面不断追逐更先进的技术:格鲁门公司的F-14、麦道公司的F-15、通用动力公司的F-16、麦道公司的F/A-18、达索公司的“阵风”、欧洲战斗机公司的“台风”、米高扬设计局的米格-23和米格-29、萨伯公司的JAS.39“鹰狮”和苏霍伊设计局的苏-27等。这些非常出众的战斗机广泛地采用了高推重比的发动机、更高性能和更高可靠性的电子设备、电传飞行控制系统、零高度弹射救生能力、改进的武器和数目不断增加的机载计算机。

这些新型战机日益增加的成本进一步令军事预算紧张,结果导致飞机逐步改进发展,不仅要承担空对空作战任务,还要执行空对地攻击任务。同时,各家飞机公司及其一些国家借助于联合研制,来减少研究和发展风险,提高战斗机性能。

在这些第四代战斗机中,美国的F-15和F-16相对出现得早一些,由于许多年掌控着空中优势而确定了声誉。当其他国家研制的第四代战斗机出现时,美国战斗机凭借着在雷达、发动机性能和改进空对地能力(包括夜间、全天候和精确攻击)方面所具有的明显进展,继续维持着领先地位。

即使伴随着这些改进,美国及其盟国的第四代战斗机却不得不面对着苏-27、米格-29和米格-35战斗机的严峻挑战。例如,在2004年初举行的“对抗印度”空战演习期间,印度空军训练有素的飞行员驾驶苏-30K战斗机,令美国F-15战斗机的空中优势受到了置疑。与此同时,第四代战斗机还面对着更加先进的、以两位数字命名的地对空导弹(如SA-14)的地面威胁。

第五代喷气战斗机:低可探测性和超声速巡航

真正的第五代喷气式战斗机只有两种型号——F-22A“猛禽”和F-35“闪电Ⅱ”,它们将从根本上改变现代空战的概念。通过装备第五代战斗机,美国空军在空中优势战机方面确立了一个真正的“代沟”(即拉开了“一代”之差),这是一种单独力量或者联合力量都暂无对手的。

这一代喷气战机的卓越性能,首先是具有了非常低的可探测性,即通常所说的隐身。隐身性能依赖于外形、材料和内部武器舱,即使是装备完全的作战配置,战斗机依然只有非常低的雷达反射截面积。美国的第五代战斗机利用了此前为B-2轰炸机和AGM-129“先进巡航导弹”所发展的隐身技术。对于那些单纯凭借机动性取胜的战斗机,这种几乎看不见的作战能力决定了第五代战斗机平台发展中最为重要的革命性部分。

第五代战斗机另一个特别重要的优点是非常容易维护。以每飞行小时为例,早期的F-117A攻击机的隐身维护需要55个工时,而第五代战斗机的隐身维护在成熟阶段将只需要几分钟。第五代战斗机通过对隐身与综合航空电子系统和后勤保障的重大改进,将隐身性、敏捷性、飞行性能、信息融合、更好的态势感知(situational awareness)和能够网络作战等完全结合,产生了此前战斗机发展各个阶段从未出现过的优势。

F-22A和F-35战斗机除了都具有上述第五代喷气式战斗机的特点外,F-22A战斗机还具备高空超声速巡航和良好的敏捷性等独特性能。这些特性允许它在任何空战环境下更有效地掌握空中优势。在现役及其未来的所有战斗机中,F-22A战斗机的超音速巡航能力为其导弹发射增加了初始动能,同时令敌机没有时间做出反应。

沃尔特·博伊恩:喷气战斗机分代一览表

(此表完全是根据沃尔特·博伊恩的文章内容整理出来的,未必很严谨,仅供参考)

分代  主要技术性能特点  代表机型 

第一代

20世纪30年代末~40年代中期) 

气动布局从平直翼发展到后掠翼,

涡喷发动机从离心式过渡到轴流式,

最大飞行速度800950千米/小时 

He178E.28/39

He280Me262

“流星” 

第二代

20世纪40年代中期~50年代初期 

气动布局采用理想的后掠翼,轴流式涡喷发动机,

飞行速度为M0.950.98、升限约15000米,

改进了弹射座椅,采用了增压座舱,

武器以机枪为主,后期开始携带红外空空导弹 

F-86、米格-15

J-29、“猎人”

F9F、“美洲狮” 

第三代

20世纪50年代初~60年代中期 

气动布局采用三角翼或大后掠角机翼,

更大功率的涡喷发动机和高效率的涡扇发动机,

最大M数达到2.02.5,升限接近2万米,

先进的火控雷达和导航系统,挂载先进空空导弹 

F-100F-104

米格-19、“幻影”Saab-35Saab-37、“闪电”、F-105F-4、米格-21、米格-25 

第四代

20世纪60年代末~90年代末 

气动布局采用边条翼等先进技术,

高推重比的涡扇发动机和电传飞行控制系统,

大幅度改善了中低空和亚、跨声速机动性,

采用高性能的机载设备,火控雷达具有下视下射功能,可以跟踪多个目标,探测距离达到100千米以上,武器性能进一步提高 

F-14F-15

F-16F/A-18

“阵风”、“台风”JAS.39

-27、米格-29 

第五代

21世纪初~) 

低的可探测性,高空超音速巡航,

采用推力矢量技术,具有良好的敏捷性,

综合航空电子系统,容易维护 

F-22A

F-35 

瑞典萨伯公司生产的JAS.39“鹰狮”战斗机,由于它优异的性能和实惠的价格,已在国际战斗机市场上取得了不俗的业绩,图为JAS.39战斗机首次携带IRIS-T近距红外导弹起飞

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