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“鹰狮”的改进发展  

2007-03-10 15:39:08|  分类: 装备科技C |  标签: |举报 |字号 订阅

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  作为单发轻型战斗机的新生代,萨伯公司研制生产的“鹰狮”在当今新型战斗机的研制生产和改进改型中一路领先。2005年11月的迪拜航展上,JAS-39C和JAS-39D首次在世人面前表演,标志着新一代“鹰狮”已具备与欧、美、俄先进战斗机一争高下的实力。JAS-39凭借自身的多用途正得到更多国家的青睐,一个人丁兴旺的“鹰狮”家族初露端倪。回首研制历程,可以进一步了解JAS-39系列的改进途径和发展潜力。

敲定气动布局

  20世纪70年代,Saab-37“雷”作为瑞典的前线作战飞机,开始进入瑞典空军服役。接着,瑞典空军考虑到“雷”的后继型,开始关注下一代战斗机的发展途径。当时瑞典曾考虑引进F-16或F/A-18,但改装国外战斗机来适应本国严密的防空系统并非易事,甚至可能陷入麻烦。此时,萨伯公司经过数十年努力,已具备制造一流战斗机的能力,而且为瑞典空军制定了新型战斗机的性能参数。

  1980年,瑞典国防装备管理局向本国的制造商发布了一个有关新一代战斗机的需求,当时称作“JAS”(瑞典语 Jakt、Attack、SPaning,即英语中战斗、攻击、侦察)。正如名称所涵盖,它是一种多用途作战飞机,凭借着优异的性能和高度的敏捷性,可以对抗苏联即将服役的新型战斗机。与“雷”相比,它是一种维护更简单更便宜的战斗机,容易很快实现二次起飞,以确保较高的出击率。由于重点针对瑞典的空中防御,因此无需较大航程。



  最初,项目代号为JAS-NY,但进入前期设计阶段后,正式改为2100系列。从1979年10月起,萨伯公司提出了多达15个研究方案。尽管大多数采用了单台发动机的设计,但在垂尾数目和进气方式等设计方面存在不同方案。当时,美国和苏联的新式战斗机大多采用双垂尾,但萨伯公司经过一系列论证,表明双垂尾的优越性只体现在双发飞机上,对于相对细长后机身的单发飞机来说没有实际的优越性。同时认为,像F-16的腹部进气道设计不适合轻型战斗机,这会使前起落架过于靠后,影响起降操纵,同时还可能出现外物损伤、限制机身中部空间、严重的发动机进口畸变等问题。

  1980年9月,由萨伯公司、沃尔夫公司、爱立信公司和FFV航空技术公司等组成的JAS工业集团正式成立。12月,经过一系列的筛选和评定,最后留下了三种方案。一是2102型,带有后掠翼和边条翼,在后机身上装有安定面和减速板。二是2105型,带有两侧进气道、鸭翼和三角翼。三是2107型,带有更大的后掠角机翼加安定面、边条翼和背部进气道,减速板安装在机翼上表面。

  2105方案沿用了萨伯公司研究已久的鸭翼技术,但所使用的鸭翼与主机翼都采用了主动控制技术,以满足高机动性的要求。2105方案成为了最后的胜利者。1981年7月3日,JAS工业集团提出了全套设计方案,2105方案的机身相对于其它两个方案要细得多。同时,采用机身两侧进气在高速机动的情况下也不会产生进气限制,还极大地降低了滑跑过程中吸入杂物的可能性。

  随着在材料、发动机、电传操纵系统和机载电子设备等方面采用先进技术,使得重量只有“雷”一半的JAS具备了相同或更好的总体性能,从而成为一种优秀的轻型战斗机,也能在高速公路上实现起降。1981年9月,瑞典空军接受了这个方案,次年2月政府向国会提交了申请预算的报告。至此,瑞典放弃了购买国外战斗机的念头,决定自行研制。 1982年6月,瑞典国会将投入研制的飞机命名为JAS-39,并于1983年4月批准瑞典空军首批30架订货。年底,JAS-39 被命名为“鹰狮”。

启动批次生产

  从1984年开始,原型机的研制全面展开。两年后,“鹰狮”项目遭遇到了技术问题、成本上涨和进度推迟等,导致取消研制项目并采购国外飞机的呼声再次出现。然而,第一架JAS-39A原型机在1988年12月9日首飞,有力地回击了反对声音,最终有关争论销声匿迹。

  不幸的是,JAS-39首架原型机在1989年2月2日试飞中,由于飞行控制系统内的一个软件故障而坠毁。解决软件问题和安装发动机的问题进一步推迟研制进度。此后两年多,其余4架原型机投入各项试飞。到此,原型机的缺陷已很大程度被消除,并超出大多数设计性能。

  1993年3月4日,第一架生产型“鹰狮”首飞,但8月18日在一次飞行表演中坠毁。事故由飞控系统的不平衡造成,飞行员必须输入命令来调节平衡,但飞机的升降副翼没有足够的时间做出应有的响应,导致了飞机沿俯仰轴和滚转轴摇摆。萨伯公司在全部JAS-39A上更换了最新版本的飞行控制系统软件后,解决了这个问题。

  在“鹰狮”生产过程中,瑞典空军先后采购了三个批次共204架JAS-39系列战斗机,目前还在交付之中。1982年6月,瑞典国防装备管理局与萨伯公司签署了研制5架原型机的合同,同时包括采购30架的第一批次JAS-39A战斗机。根据研制需要,其中一架A型机在生产线上就改装成为首架 JAS-39B原型机,用于试飞验证。

  相隔十年后,瑞典政府在1992年6月正式签署了采购 110架“鹰狮”的合同,包括96架A型和14架B型,按照第二批次标准制造。这些型号的主要改进之处在于,雷达采用了新型EP-80E处理器,能够同时跟踪10个目标,具备了以下功能:远程搜索、边跟踪边扫描(TWS)、对多个重点目标跟踪、广角搜索与跟踪、单目标跟踪、攻击评估等。此外,第二批次战斗机还进行了几个方面的改进:换装了标准公司的新型辅助动力装,以减小噪音;采用了洛马公司的新型飞行控制系统计算机,进一步提高可靠性;用凯赛公司的平视显示器替代了休斯公司制造的HUD。



  与A型相比,JAS-39B战斗教练机除没装机炮,装备有相同的航电设备和武器,完全适合于执行空战任务。同时,由于第三批次的研制经费及时到位,整个“鹰狮”研制计划的进度提前于原计划,萨伯公司生产的第二批次最后20架“鹰狮”,就命名为JAS- 39C型。

  1996年12月,瑞典国防装备管理局第三次签订了采购64架“鹰狮”的合同,包括50架JAS- 39C型和14架JAS-39D 型。2002年9月6日,瑞典空军从萨伯公司接收了首架JAS-39C战斗机。

  JAS-39C/D战斗机也是标准的出口型,并先后有三个国家采购或租借。1998年11月,南非空军率先订购了28架“鹰狮”战斗机(19 架单座型,9架双座型),首架JAS-39D战斗机已经于2005年11月首飞,将从2007年开始交付。

  2001年11月,匈牙利计划租借12家JAS-39A和2架JAS-39B,但一年多后,匈牙利决定将其升级到C和D型,并确定在租借期满后正是采购这些战斗机,首架从2006年3月开始交付。

  2004年6月,捷克租借12架单座型JAS-39C和2架双座型JAS-39D,租期10年。这些战斗机已经在2005年4月至8月间交付。

  下面,首先介绍最新的JAS-39C/D 型号,然后再进一步了解拟议中的“超级鹰狮”一些重大改进措施。

增强态势感知

  在早期“鹰狮”基础上,JAS-39C/D进行了多处改进,完全符合北约互操作标准。例如,座舱内安装了大屏幕彩色综合显示器、新的计算软件、机载氧气发生系统和新型通信设备,加强了机翼结构和武器挂架,可以携带更多的武器,并增加了空中加油能力。此外,根据任务需要,该机今后还可以携带模块化侦察吊舱和“蓝丁”III目标截获/指示吊舱。

  与标准型“鹰狮”所采用的三台单色多功能显示器相比,JAS-39C/D改装了三台多功能彩色液晶显示器,尺寸从12.7厘米×l5.24厘米扩大到15.7厘米×21厘米。同时,拆除了所有的机械备用仪表,其作用由一台多功能显示器来代替。这些显示器极大地改善了人机界面,可以很好地显示各种空战数据,有利于飞行员更加便捷地管理各种战术信息,及时掌握关键任务数据,从而显著地增强了态势感知能力。

  最关键改进之处是,JAS-39C/D装了新型PS-05/A Mk3 JURA雷达,探测距离增到130~160千米。这种雷达采用新型D-96A高速处理器,大大增加了数据处理能力。在此基础上,雷达增加了新的工作模式,可以同时跟踪20个以上的目标。在空对空模式时,飞行员可以选择2×120°、2×60°或4×60°等三种搜索模式,搜索速率是60度/秒。升级后的雷达发射机和接收机具有良好的频率捷变能力,工作时可以在低、中、高重频中迅速切换,高重频模式用于远距离速度搜索,中重频模式用于边跟踪边扫描。

  PS-05/A Mk3 雷达还增加了多普勒锐化的动目标指示功能,包括地面动目标指示和海面动目标指示,另外还具有合成孔径雷达工作模式、探照灯式和DBS测绘模式。近距作战模式包括自动截获模式、瞄准模式、平视显示器搜索、广角搜索和垂直搜索等模式。出口型主要根据不同用户需求调整了软件,以便适应各国地理环境。

  南非空军采购的JAS-39C/D 还将在座舱内安装一种由丹尼尔光电公司与BAE系统公司联合研制的“眼镜蛇”头盔显示器。它包括微型日光袖珍摄像机、阴极射线管、发光二极管和护目镜,显示器本身是双目并用的,具有40°重叠的视场。“眼镜蛇”头盔显示器的内壳是定制的,采用激光扫描,以适合飞行员的头部大小,使飞行员感觉舒适、稳定性好,通信方便,并与外壳一同起到保护作用,其外壳还提供任务模块。目前,“眼镜蛇”头盔显示器正处于试飞鉴定的最后阶段,预计在今年下半年开始预生产。

  萨伯公司还计划为JAS-39C/D改进一些电子战设备,如改进EWS-39系统,增加了K波段的能力。同时,将在右侧机翼下的武器挂架上加装BOQ-X300型干扰吊舱,能够以欺骗方式、噪声方式或多普勒方式工作。它配有电子支援系统,通过一条专用数据总线与EWS-39系统综合,因此可以控制机载综合对抗投放器,以协调整个电子对抗行动。

  瑞典还非常看重“鹰狮”的侦察能力,在2001年12月订购了九个模块化侦察吊舱的MRP-II衍生型。新型吊舱不仅更新了侦察/光学CA-270双波段照相机,还增加了红外扫描装置和远程侧视成像能力。同时,吊舱自身将装有CDL数据链,以实时传输图像。吊舱的电子设备通过一条数据总线与机上系统综合,因此能全自动工作。瑞典将其命名为SPK39侦察吊舱,从2006年开始装备瑞典空军快速反应部队的JAS-39C/D。

纵贯数据链路

  要赢得信息化空战,战斗机飞行员必须利用一切可能的战术数据。为此,瑞典空军早在60年代中期就在Saab-35 “龙”战斗机上秘密地装备了一种国家防御数据链网络的初始型号,在数据链作战系统的研制和发展方面一直处于领先。此后,瑞典在Saab-37所用数据链的基础上,从80年代开始继续发展出战术信息数据链系统,最后应用于“鹰狮”。

  根据瑞典空军网络中心战的思想,要求“鹰狮”能从各战术平台得到实时数据。这些平台是预警机、地面雷达、空中或地面的有源和无源传感器、无人机或其它“鹰狮”上的保密高速数据链网络。“鹰狮”的TIDLS作用距离达到500千米,具有很高的抗干扰能力,允许“鹰狮”在作战中利用其它飞机的传感器或由其它防御系统提供的瞄准数据,将截获的数据融合并显示在多功能显示器上。



  “鹰狮”可以作为侦察机在敌火力圈外侦察目标区图像,然后将图像中继传输给攻击机队,执行攻击任务的飞行员可通过清晰的图像知道前方的战场态势。当飞机停放地面时,数据链路也可保持通畅,允许处于待命的飞行员随时掌握作战环境的各种态势。TIDLS还能向已关闭雷达的其它飞机发送其雷达收集的或其它信息源发送来的目标数据,尽管雷达已经关机,但数据链能够连续提供战区内所有情况的详细信息。这样,第二架“鹰狮”无需发射雷达信号,不易被敌方飞机发现,因此具备了战术优势。

  一架“鹰狮”可以通过雷达感知到其伙伴中的四个,允许一架单独的战斗机攻击一个目标,而其它战斗机利用相应数据实现隐身攻击。TIDLS还允许多架战斗机通过几部战斗机上的雷达实现三角测量,从而迅速和准确地锁定一个目标的跟踪;或者允许一架战斗机干扰一个目标,而其它战斗机进行攻击;或者允许多架战斗机协作利用不同雷达的频率来“烧穿”干扰发射机。

  除了TIDLS之外,瑞典JAS-39C/D 还加装了新型通信与数据链39数据交换系统,也称为战术无线系统。该系统应用两部专用电台进行通信和一部Ra-90数字跳频电台进行数据链交换。所有电台都与MIL-STD-1553B总线相联。

  正如前面提到,瑞典空军已经订购了14架JAS-39D双座型,其目的已经不只是考虑到作战训练的需要,而是充分利用双人驾驶的优势,首先将承担起压制或摧毁敌方防空系统的任务。更进一步将其发展成具有完善的数据链系统,用作传感器平台的指挥与控制飞机,即一种“迷你型AWACS”平台。后座上的空中战术员可作为现场战斗指挥员,掌握战斗、管理战斗机数据链提供的信息,支援联合作战机群。瑞典空军还设想 JAS 一 39D 用于引导和控制无人机作战。

着眼未来发展

  2002年,瑞典推出一个更广泛的设计方案,称为“鹰狮2010”计划,有时也被称为“超级鹰狮”。萨伯公司曾经展示了一张“鹰狮”未来发展构想图,可以看到机上装有保形油箱、BO2D 拖曳式诱饵、IRIS-T红外导弹和“流星”导弹。

  在JAS-39C/D型基础上,“超级鹰狮”将在机身两侧加装保形油箱,并在机身后部加装尾锥,利用内部空间携带更多燃油。同时,“超级鹰狮”还将换装改进型发动机或新发动机,候选的分别是欧洲发动机公司的EJ200发动机、斯奈克玛公司的M88-3发动机和GE公司的F414发动机。其中,EJ200发动机的推力矢量型正在成为首选,一旦技术成熟,将大大增强“超级鹰狮”的敏捷性。

  萨伯公司根据技术进展,将雷达升级分为两个阶段。第一阶段计划换装PS-05/A Mk4 GREAT型雷达。爱立信公司在改进部分硬件的基础上,重点对软件进行了修改,主要增强抗干扰能力,增加电子对抗功能。同时,新型雷达还改进了高分辨率SAR模式,并增加了敌我识别模式。此外,爱立信还增加了雷达作用距离,以满足装备“流星”导弹的需要。

  第二阶段计划改装PS-05/A Mk5 NORA雷达。这种雷达采用有源电子扫描阵列,将天线安装在一个单轴平台上,能在自身不转动情况下,在方位和俯仰范围内作±60°扫描。雷达将形成若干波束,能同时跟踪宽扇区内多个目标。这种雷达还可通过降低输出功率和对波束进行电子控制实现低截获概率工作方式。

  要指出,NORA的意思是“不仅只是雷达”,主要因为该雷达还能够执行其它任务。例如,对位于其工作频率范围(I~J频段)内的敌方雷达进行无源电子侦察和有源电子干扰,将有助于赢得空战优势。雷达还增强了空对地功能,包括先进的SAR模式和对地面/海上目标的跟踪。

  目前,萨伯公司正考虑增强“鹰狮”的自卫能力。一是在翼尖挂装B02D拖曳式诱饵,并增加激光告警系统和导弹逼近告警系统,另外正研制模块式综合防御信息系统来替代 EWS-39电子战系统。该系统包括干扰和数据通信系统,功能包括雷达告警计算机、电子支援措施、电子情报和战术通信,每项功能都有助于提高态势感知和生存力。该系统的作用包括快速自动干扰敌方雷达,探测并识别更远目标,在通信静默中多机协调,还能以无源模式来投放武器。

  尽管近年来在波兰、智利和奥地利等国招标中落败,“鹰狮”仍在积极参与印度、巴西和中东的战斗机竞争,希望能销出200架以上。无疑,“鹰狮”还要经历一个艰苦的过程。
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