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呼之欲出——韩国空军的F-15K战斗机  

2007-01-25 12:58:53|  分类: 装备科技B |  标签: |举报 |字号 订阅

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2004年7月1日,韩国政府公开表示将延长正在实施的F-X计划,准备再次向美国波音公司采购40架F-15K多用途战斗机,使韩国空军在今后几年中陆续装备80架新型战斗机。目前,韩国国防部正在召集政府相关部门制定F-X第二阶段计划,以便获得更多的采购预算。2002年4月,韩国国防部正式宣布从波音公司采购40架F-15K多用途战斗机,在仅仅不到三年的时间里,采购数量骤然增加了一倍,这无疑引起了多方的关注。目前,F-15K战斗机已经从当时的一纸方案进入到总体装配阶段,并将陆续安装各种先进的系统和设备。按照计划,F-15K战斗机预计在明年3月实现首飞,新一代“鹰”式战斗机正呼之欲出,即将成为韩国空军未来发展的中坚力量。

寻求先进战机

韩国空军F-X计划最早是在20世纪90年代初期正式提出的。当时,韩国国防部考虑到亚洲地缘政治环境,针对现役主要作战飞机日趋老化和落后的情况,提出装备新一代多用途战斗机的计划,用于替代现役陈旧的F-4D/E战斗机,主要目的是能够应对未来局势的变化。特别是在海湾战争结束后,韩国一直关注着朝鲜的导弹发展计划,韩国军方十分关心如何及时地搜索、发现和攻击移动式导弹发射装置,这成为下一代战斗机的主要任务之一。

由于本国航空研制能力和制造水平有限,韩国国防部将重点放在国外正在发展的各种先进战斗机上,并将发展计划命名为F-X战斗机。韩国空军在作战需求中提出,下一代F-X是一种能够夺取空中优势和执行纵深攻击任务的多用途战斗机,航程应达到1480公里,从而在韩国防御范围内无需空中加油。同时还明确规定战斗机上应能够外挂8枚以上的空空导弹,携带激光制导炸弹,机上应装有20毫米以上的机炮。接着,韩国空军提出首批采购60架战斗机的计划,希望在2004-2005年达到初始作战能力。

根据计划,韩国国防部在1998年中期首先发布F-X战斗机的技术招标书,然后在1999年7月出台一份商务招标书,由两个厂商参与竞争,2000年初选定最终获胜者。由于亚洲爆发了金融危机,原计划的资金无法及时到位,F-X战斗机计划受到严重影响,整个进度推迟了两年,采购数量也相应减少到40架。

1999年5月,韩国空军从多种候选方案中初步选定了4种型号,分别是苏霍伊设计局的苏-35、欧洲战斗机集团的“台风”、达索公司的“阵风”和波音公司的F-15K多用途战斗机。按照要求,四家承包商于1999年9月向韩国提交了各自的投标方案,然后韩国空军派出试飞评估小组,将飞行员亲自试飞后的评价作为确定最终方案的依据之一。

2000年9月至12月,韩国国防部对F-X战斗机计划的几个竞争方案进行了初期评估,次年1月提交了评估报告,并于3月中旬确定最后的谈判程序。此后,韩国国防分析研究所于4-5月间对各种方案的效费比进行评估,以便帮助韩国国防部确定是直接采购战斗机还是授权制造。2001年4月18日,韩国国防部再次把最终确定F-X战斗机项目竞标获胜者的时间推迟到2002年初,因此当年举办的汉城航展使F-X计划的竞争进入到白热化。

当年10月15日至21日,四家承包商齐聚汉城航展,全力争夺F-X计划的订单,结果是两家欢喜两家忧。在F-X战斗机计划的初期,俄罗斯的苏-35战斗机和欧洲的“台风”战斗机在总体性能方面具有很强的竞争实力,提出的合作条件也相当优惠。然而,前者由于政治方面的原因,一直处于非常被动的竞争局面,后者由于尚未完成整个研制试飞过程,并未获得韩国国防部的青睐。最终,这两种堪称“三代半”战斗机的佼佼者双双出局,成为最先被淘汰的候选方案。

于是,达索公司的“阵风”战斗机能否击败波音公司的F-15K设计方案成为最后的悬念。为了获得数目不菲的订单,波音公司不仅向美国空军租借了3架F-15E战斗机供韩国空军飞行员了解和熟悉其突出的执行任务能力和发展潜力,而且还让这3架战斗机飞抵汉城展示其优异的性能,充分显示出波音公司志在必得的决心。

汉城航展之后,韩国国防部制订出多项有利于波音公司的招标标准和程序。第一阶段评估主要包括总体作战性能、技术依赖程度、保障支援能力、电子设备及武器配备、技术转让及部件本土化程度等五个方面,据称“阵风”战斗机在总体效能上仅比F-15K方案高出1.1%。由于综合评估只存在微小的差距,第二阶段主要考虑军事同盟关系,F-15K设计方案当仁不让地占据了绝对优势。

尽管各种争议不断,波音公司最终还是如愿获得了价值42亿美元的订单。在经过两年的准备和生产后,波音公司于2004年6月1日开始在位于圣路易斯的工厂总装首架F-15K战斗机,并在10月结束。

完善飞行性能

据波音公司介绍,F-15K战斗机将以F-15E“攻击鹰”双用途战斗机为基础,但在总体性能方面将有大幅度提高,并将成为目前世界上最先进的全天候多用途远程战斗机。除了布局和结构基本保持不变外,波音公司将在动力装置、火控系统、座舱设备、武器类型和自身防御等方面进行大幅度升级,从而全面提升F-15K战斗机执行双重任务的综合作战效能。

F-15K战斗机的总体布局承袭了“攻击鹰”的设计,在结构方面进行适当改进,主要措施包括换装碳纤维蒙皮的新型机翼,机翼上增加2处承力接头和更新蜂窝结构部件。该机的最大特征就是在机翼下面的进气道两侧安装有外挂式保形油箱。保形油箱是两个铝制的细长形油箱,安装时紧贴两侧进气道外壁,四周采用密封条填补空隙,在设计上与飞机的外形融为一体,恰好填补进气道外壁与翼根之间的空间,使飞机在亚音速飞行时不增加飞行阻力,超音速飞行时阻力增加不多,不会影响飞机的载荷系数和速度极限,但近距空战时对机动性能会产生一定影响。

F-15K机身内部和机翼的载油量为7643升,每个保形油箱可以容纳2737升燃油,机翼下还可以携带3个2309升的副抽箱。据估算,该机的最大载油量可达20034升,最大航程将达到4445公里,大大超过韩国空军提出的1480公里的需求。该机最大作战半径可达1270公里,从汉城起飞后的作战范围可以覆盖整个东北亚地区,北至朝鲜全境,西至中国胶东半岛和辽东半岛,东南至日本南部。

由于韩国空军KF-16战斗机多次因F100-PW-229发动机的故障而坠毁,因此韩国国防部明确表示,F-15K战斗机将采用GE发动机公司生产的F110-GE-129IPE型涡扇发动机。价值3.4亿美元的采购合同将包括飞机上使用的80台发动机和8台备用发动机,这也是该发动机自1992年装备在F-16战斗机上以来首次改装到F-15系列战斗机上。根据技术合作协议,GE公司将在2005年负责初期部分发动机的总装,其余发动机的装配工作将转移到韩国,三星公司将利用GE公司提供的整套设备进行总装。

与目前在F-15E战斗机上使用的F1OO-PW-220发动机相比,F110-GE-129IPE发动机的最大推力提高了25-30千牛,这对于进一步提高在F-5K战斗机的爬升率大有帮助,最大起飞重量也从36.7吨增至39吨,并确保最大飞行速度仍然保持在25马赫。早在1999年,美国空军就在一架F-15E战斗机上成功地完成了F110-GE-129IPE发动机的作战评估,证明其最大特点是允许飞行员在飞行包线内任意操纵油门杆而不会发生失速停车故障,有利于飞行员集中精力完成作战任务。此外,该发动机还具有非常低的返修率,不仅节省地面维护的时间,而且还节约全寿命期间的保障费用。

F-15K战斗机仍将保留“攻击鹰”出色的生存能力,作战中主要通过系统设计和规避战术来应对地面防空火力的攻击。在系统设计方面,该机除了多处部位采用耐火铁合金制造外,还采用三余度液压系统和多余度电子系统,可以有效地防止执行任务过程中出现意外故障。机内燃油泄放通过机翼进行,采用阻燃泡沫系统、自行密封燃油管路等措施可以明显地减小飞机燃油系统的脆弱性。

在规避战术方面,F-15K战斗机的地形跟随系统允许飞机在夜间和恶劣天候条件下,在30米低空以1110公里/时的速度飞行,高推力、低辐射的涡扇发动机也能有效地降低红外信号,坚固的机体结构能承受9g机动过载,因此飞行员可以灵活操纵战斗机,以机动性制胜对手。

优化电子设备

考虑到与美国空军的F-15C战斗机保持通用性,韩国空军最终为F-15K战斗机选择了雷声公司研制的APG-63(V)1型脉冲多普勒雷达。该雷达是目前世界上最新的机载雷达,它集成了F-15E战斗机所使用的APG-70雷达的空对空和空对地模式,主要是增加了对地面活动目标跟踪、海面搜索/跟踪的功能,提高了地面测绘的分辨率,从而使F-15K战斗机上的2名乘员可以清楚地识别地面或海面上的目标。而且可靠性和可维护性提高了10倍。

在此基础上,APG-63(V)1雷达可以根据需要进一步升级为具备有源电子扫描阵列(AESA)天线的APG-63(V)3型雷达,能减轻飞行员的工作负荷,增强探测性能。与传统机械扫描雷达相比,APG-63(V)3雷达识别目标更快、体积更小、重量更轻和使用更可靠,不仅能快速地改变频率和波束,增强探测能力,而且还能避免被对方探测到,具有较强的电子对抗能力。

洛•马公司将为F-15K战斗机提供先进的“虎眼”传感器系统,使其具备世界上最先进的导航、地形跟随、目标瞄准和红外搜索和跟踪(IRST)能力,飞行员能够在昼夜和恶劣天候条件下执行飞行任务。该传感器系统主要包括前视红外导航吊舱和一套远程IRST系统。IRST系统的搜索范围与雷达相近,主要搜索导弹在飞行过程中蒙皮所产生的热量,用于弥补雷达探测小型目标的不足,为机组人员提供空前的态势感知能力,极大地扩大了高性能武器的作战范围。

2003年1月,BAE系统公司与罗克韦尔•科林斯公司共同成立的数据链方案公司从波音公司得到一份总值1400万美元的合同,为韩国F-15K战斗机提供Link-16MIDS战斗机数据链终端。由于采用了最新技术,该数据链终端实现了利用一台小型设备进行安全数据传输,为战场上的作战平台之间实时、安全地传送战斗数据、语音信息和相关导航信息。

尽管韩国空军目前尚未装备预警机,但F-15K战斗机可以通过Link-16数据链,共享包括美国预警机在内的其他飞机所获得的目标数据,实时快捷地获得包括目标或威胁的电子战场空间图像。因此,F-15K战斗机凭借MIDS数据链终端,在执行空对空和空对地作战任务时,不仅可以迅速及时地掌握战场态势,减少误伤友军、任务重复分配以及遗漏目标的发生,而且能够大大降低自身的无线电辐射,也自然地减小了被敌方探测和截获的可能性。

F-15K战斗机综合采用了最新的座舱显示技术。串列式前、后座舱内共有7个彩色液晶显示器,每个显示器能同时显示多种模式信息。其中,L-3通信公司将设计和生产具有高分辨率、高亮度、并与夜视镜兼容的有源矩阵平板前上方控制(FPUFC)显示器,能控制F-15K战斗机的通信、无线电、惯性导航、识别及其相关设备。

另外,座舱内采用两个控制面板、广角平视显示器和联合头盔瞄准系统(JHMCS),它们向F-15K的机组人员提供可靠的态势信息。由波音公司研制生产的JHMCS是目前最先进的座舱设备之一,空战中飞行员可通过JHMCS观察到各种飞行和探测数据,将注意力集中在瞬息万变的空战环境上,只需通过头部转动来瞄准目标,然后按压控制杆上的发射按钮来摧毁近距目标。JHMCS的应用极大地简化了跟踪、瞄准、锁定目标的过程,缩短了发射武器的时间,避免了以往通过机动飞行使飞机与目标成为一直线的陈旧战术,从而极大地提高了载机的生存能力。

提高攻防能力

F-15K战斗机沿承了“攻击鹰”武器系统的设计,成为目前最具攻击能力的多用途战斗机。除了采用新型20毫米M61A2“火神”机炮外,该机的机翼内、外侧保留4个外挂点,机身下仍为1个中央外挂点,而保形油箱成为增加武器载荷最合适的位置。保形油箱的下方安装了一体式的挂架,其中整合了三个小挂架,同时在一体式挂架上方又增加了两个单独的挂架,这样每个保形油箱下就有5个挂架,每个挂载能力为454公斤。

这样,F-15K战斗机就将配置15个武器外挂点,比目前美国空军使用的F-15E战斗机多4个。据称,F-15K战斗机的最大武器载荷超过了11吨,除了韩国空军库存的一些常规炸弹和空空导弹外,其他部分空对地武器的性能已经超过了美国空军F-15E战斗机的配置,而且该机还将携带AIM-120中距空空导弹、AIM-9X近距格斗导弹和“斯拉姆”-ER增强型(SLAM-ER)防区外对陆攻击导弹等目前世界上最先进的武器。

为了进一步确保投标方案具有足够的吸引力,美国政府早已同意向韩国出售“杰达姆”、AGM-130和“鱼叉”II等对地/舰攻击武器,作为F-15K战斗机携带武器的捆绑销售,2001年9月再次批准了出售45枚SLAM -ER导弹,这无疑将大幅度增强F-15K战斗机的远距精确对地攻击能力,也使韩国成为美国之外的第一位SLAM-ER用户。2003年6月初,雷声公司获得波音公司一份价值570万美元的合同,为韩国空军F-15K战斗机验证和生产5套AN/AWW-13先进数据链吊舱,这也是该数据链吊舱首次对外国销售。

目前已经装备在美国海军战斗机上的AN/AWW-13数据链吊舱可以用于发射SLAM-ER导弹,允许武器控制人员选择导弹的弹着点并将信息传输给导弹,同时还可以接收导弹数据链发射器传输的导弹导引头视频图像,并显示在驾驶舱视频显示器上。利用AN/AWW-13数据链吊舱,飞行员可以在SLAM-ER导弹飞行过程中更新导弹的瞄准信息,使SLAM-ER导弹成为真正的精确制导武器。

与此同时,F-15K战斗机由于承袭了原有布局,无疑存在着隐身性能较差的弱点。波音公司充分认识到这一先天不足,于是积极地与各系统承包商签订合同,在F-15E战斗机原有的机载防御系统基础上,全面改进和升级敌我识别、雷达告警、雷达干扰和红外干扰等机载电子对抗设备,从而在F-15K战斗机上组成一套完整的综合战术电子战系统,进一步提高生存能力。

2002年10月初,BAE公司先进系统分部获得价值为900万美元的合同,为F-15K战斗机研制和生产先进的AN/APX-113敌我识别装置。这种敌我识别装置包括询问器、应答器及相关设备,应答器是专门为F-15K战斗机设计的,能从大量的敌机中快速辨别出友机。

此前两个月,BAE系统公司已经获得5800万美元合同,为F-15K战斗机研制、生产并安装ALR-56C(V)1雷达告警接收机。这种雷达告警接收机能够有效地侦测雷达制导武器系统的威胁,向飞行员告警并提示适当的对抗措施,使飞行员从更远的距离了解空中情况,以便对威胁做出更快的反应。此外,BAE系统公司还负责为F-15K战斗机研制生产ALE-47箔条/曳光弹投放器。

同时,诺格公司电子系统分部获得价值1.6亿美元的合同,为F-15K战斗机研制、生产和安装AN/ALQ-135M雷达干扰机,以提供自我保护、增强作战性能。这种干扰机在F-15战斗机的内置式雷达干扰机的基础上改进,可使飞行员具备由软件控制的对抗无线电频率威胁的电子战能力。

根据F-X第一阶段计划的进度,首批2架F-15K战斗机将在2005年10月正式交付,最后一架将在2008年8月交付。随着F-X第二阶段计划开始启动和逐步实施,估计到2010年,韩国空军将拥有80架世界上最先进的第三代主力战斗机,这无疑将大大增强韩国空军的远程进攻能力。目前,韩国国防部正在为尽早具备自主空中预警与指挥控制能力而加紧评估E-X候选方案,以便在未来30年内能够在朝鲜半岛乃至东北亚地区保持空中优势。

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