打印

[转帖] 狂风战斗机的技术和发展[64P]

0

狂风战斗机的技术和发展[64P]

  狂风是英国、德国和意大利共同投资发展的双座、双发变后掠翼超音速战斗机,由英国、德国和意大利联合组成了帕那维亚飞机公司研制和生产。狂风IDS战斗轰炸机和狂风ADV防空战斗机的装备使欧洲国家第一次拥有了可以和美、苏相似的战术空中打击力量,狂风ECR的装备也使欧洲国家在很大程度上摆脱了对美国空军战术电子战机的依赖。狂风的发展过程不但是作战飞机国际合作上的成功典范,也是欧洲国家联合发展高性能作战飞机的重要里程碑。狂风系列飞机的发展和装备对英国、德国和意大利来说,无论是在军事上还是在技术上都具有十分重要的意义,正是因为狂风的成功才使“欧洲战斗机2000”(EF2000的联合研制成为可能。



战术的需求和早期发展过程

  狂风的研制是受冷战中欧洲军事对峙中对航空打击力量的需求促成,因为东西方依靠大规模部署核武器在欧洲形成了“恐怖的平衡”,核武器毁灭性的作用使核战争成为最后的战争手段,所以常规作战又重新成为了各国军事决策单位重视的作战方法。欧洲国家在60年代末开始将作战思想由全面核战争的“大规模报复”战略,改变为以常规武器为主,核武器为后盾的“灵活反应”战略。战略上的变化使欧洲各国的空军部队迫切需要改进现役装备的技术水平,尤其是对具备纵深打击能力的高性能战术攻击机的需求最为迫切,而西欧国家经过了第二次世界大战后十几年的发展,经济和技术都已经从战后的一片废墟上得到了基本的恢复,经济上的恢复和技术上的发展和与苏联激烈对峙的冷战的需要,都使西欧国家的军队需要在美国之外发展自己的空中打击力量。



英国BAC和德国MBB各自的MRCA方案,都采用可变翼设计

  为了代替现役的轻型轰炸机和战斗轰炸机的作战任务,提高空军作战部队的纵深攻击能力,英国、德国、加拿大、荷兰、比利时和意大利6国联合,在1968年7月17日开始了多用途战斗机(MRCA)的发展论证。因为在作要求上存在的分歧,加拿大、荷兰和比利时陆续退出了MRCA的发展计划,剩下的英国、德国和意大利政府在1969年3月26日,确定了由英航宇、德国宇航和意大利阿莱尼亚飞机公司共同组成了帕那维亚飞机公司,用以专门进行多用途战斗机(MRCA)的发展工作,并且在三国政府间组成了多用途战斗机的研制和生产管理组织(NAMMO)。合作三方在多用途战斗机(MRCA)项目中的任务分配为,英航宇和德国宇航各占42.5%,意大利阿莱尼亚飞机公司负责余下的15%,为多用途战斗机(MRCA)项目发展组成的帕那维亚飞机公司在1969年5月初开始进行MRCA的初始方案论证。



单座的帕那维亚100早期模型,分别涂上了参与国家的标志



帕那维亚100早期模型俯视图



帕那维亚100后期模型,已经很接近后来的狂风了

狂风战斗机的技术和发展 上:战术的需求和早期发展过程

  因为在设计多用途战斗机(MRCA)时的航空技术水平,还无法保证在一个机体上同时满足制空和对地攻击的任务,所以被称为多用途战斗机的新机是按照一机多型的方法研制的。帕那维亚飞机公司最初的设计方案分为以对空作战为主的帕那维亚100单座战斗机和以对地攻击任务为主的帕那维亚200型双座战斗轰炸机。帕那维亚100型战斗机的设计目标的用来执行夺取战区制空权的任务,主要的技术性能要求是具备高空、高速的飞行性能,具有较好的机动性和加速性以满足对空作战的要求,在保证对空作战的同时还具备短距离起降能力并可以执行对地攻击任务。帕那维亚100型战斗机在设计上可以被认为是按照一种综合作战能力超过美国F-4E/F“鬼怪”战斗机,取代在英国和德国空军中服役的F-4E和F-104战斗机的机种。设计的过程中发现帕那维亚100在对空作战能力上比F-4E提高幅度有限,而单座设计的帕那维亚100型战斗机也无法很好的满足对地攻击的任务要求,同时为了集中研制力量和降低飞机的研制与使用成本,取消单座的帕那维亚100战斗机发展计划被以集中力量研制性能更完善的帕那维亚200型战斗轰炸机。







帕那维亚200型双座战斗轰炸机模型

  帕那维亚200型双座战斗轰炸机是多用途战斗机(MRCA)发展计划中的重点,在帕那维亚100型战斗机发展计划取消后成为MRCA发展计划中唯一的平台,帕那维亚200也是狂风战斗轰炸机的设计基础。帕那维亚200型双座战斗轰炸机的作战任务主要是:近距离空中支援和战场遮断、纵深遮断和核攻击、空中优势和防空拦截、对海上目标攻击和侦察。根据对帕那维亚200型双座战斗轰炸机的设计要求可以看出,以当时英国、德国和意大利航空工业的技术水平,是根本无法在一个机体上同时满足这样多的任务要求的,所以帕那维亚200型双座战斗轰炸机的发展计划采用了先设计对地攻击型,在对地攻击型的基础上再开发以对空作战为主的型号的方法。按照对地攻击为主要任务在1970年7月开始设计的多用途战斗机最终发展成为了著名的狂风IDS战斗轰炸机。在狂风IDS研制基本完成之后,英国空军又在狂风IDS基础上独立研制了以防空拦截为主要任务的狂风ADV。



帕那维亚200艺术家想象图

狂风战斗机的技术和发展 上:狂风IDS战斗轰炸机的设计环境

狂风IDS战斗轰炸机的设计环境

  狂风战斗轰炸机是多用途战斗机(MRCA)项目中的基础平台,也是狂风系列中生产数量最大的机型。帕那维亚飞机公司在多用途战斗机(MRCA)项目中以狂风战斗轰炸机为主要发展目标,主要是因为参加研制的三个国家对战斗轰炸机都具有很迫切的要求,战斗轰炸机同时在这三个国家的作战系统中都具有极其重要的作用。英国皇家空军需要的防空战斗机在高速性能、载荷条件和航程上与战斗轰炸型有很多共同之处,同时,担负防空作战任务的狂风战斗机在雷达和机载武器系统研制上的困难,也使研制的重点首先放到了技术难度较低的战斗轰炸机型上。



帕那维亚200全尺寸模型

  战斗轰炸机是用来对敌方战役纵深的战术目标进行打击的作战飞机,同时也可以挂载空-空导弹而具备一定的对空自卫能力,是现代空军作战体系的重要组成部分。冷战中对峙双方的作战思想在上世纪50年代中期到60年代中期的这10年间,始终是建立在以大规模核战争为主要手段的基础上,战术攻击机的任务主要用来投放战术核武器以担任核打击的任务,这个作战思想的确定就不可避免的对当时的飞机设计造成了一定的影响。对空防御武器从60年代初期开始由高射炮逐渐向防空导弹发展,防空作战武器的射程和威力都有了明显的提高,这也对作战飞机的性能和纵深打击能力也都提出了更高的要求。经过实战检验发现,当时所使用的具有对地攻击能力的F-105和F-4型战斗机,在常规战争中的突防能力并不令人满意,为了提高作战飞机在常规战争中的对地攻击能力,更加适应军事战略调整的变化,各主要军事大国先后开始了具有纵深攻击能力的专用战斗轰炸机的发展。美国首先在1962年开始研制F-111变后掠翼战斗轰炸机来代替性能已经落后的F-105,苏联也在1964年开始了T-6战斗轰炸机的研制。美国将F-111投入越南战场后,证明了专用的战斗轰炸机在突防能力和综合作战效果上远远的超过了之前所使用的F-105和F-4,苏联也在1970年开始试飞带有变后掠翼的改进型T-6战斗轰炸机,这种和F-111用途上类似的T-6最终发展成为了著名的苏-24战斗轰炸机。部署在欧洲冷战前线的华约部队在装备和兵力上相对北约拥有着绝对的优势,西欧和美国军队在预想的欧洲大战中主要依靠空中力量来抵消地面部队上存在的差距,同样深陷在冷战中的西欧国家在美国和苏联大力研制战斗轰炸机的刺激下,也开始重视对具备纵深打击能力的战斗轰炸机的发展工作。



苏霍伊T-6,最后演变成苏-24

  狂风战斗轰炸机是多用途战斗机(MRCA)研制计划中的第一个发展型号,狂风IDS在1970年正式开始设计后的进展很快,到发动机基本确定后的1972年8月就完成基础设计方面工作,第1架原型机在1974年8月14号在联邦德国进行了首次试飞,从正式开始研制到原型机首飞只用了短短4年的时间。英国、德国和意大利在设计开始就确定了狂风需要具备执行6个主要任务的能力:近距离空中支援和战场遮断、纵深遮断、海上目标攻击、拦截、战术侦察、空中优势,而作为战斗轰炸机的狂风IDS可以完成任务要求中除防空拦截和空中优势之外的其他作战任务,并且在使用空空导弹的时候也具有一定的自卫空战能力。通过已经装备狂风IDS的国家所进行的试验证明,狂风IDS虽然无法和先进的第三代空中优势战斗机进行空战,但是在空战机动性能上完全有能力压制F-104、米格-23和F-4这些第二代战斗机。狂风IDS战斗轰炸机在1976年3月10号开始进行批生产准备,第一架批生产型飞机在1979年7月首飞,1980年生产型开始交付服役使用。



狂风IDS原型机P.05(近处)和P.09

狂风战斗机的技术和发展 上:狂风IDS的战术应用发展和技术要求

狂风IDS的战术应用发展和技术要求

  苏联在二次大战期间实践的大纵深作战理论在冷战期间得到了进一步完善,苏联陆军突击力量和地面防空火力的强度都在迅速的提高,联合发展狂风的三国空军在提出技术和战术要求的时候,为了保证与华约军队的大规模作战中有效的对抗庞大的机械化兵团,确定了飞机必须要符合80~90年代的战场环境和威胁条件要求,能够保证狂风IDS在欧洲爆发的大规模常规战争中充分发挥阻塞的作用。帕那维亚飞机公司在飞机方案设计时通过论证和计算机模拟得到的数据,确认狂风IDS必须有能力突破对方高密度的多层防空火力的拦截,突破到目标防空系统作用范围内执行战场遮断和攻击机场、桥梁等重要的战术目标,这不但需要飞机具备良好的飞行性能和较强的突防能力,而且还必须有现代化的综合航空电子系统与先进的机载电子对抗系统。

  狂风IDS战斗轰炸机必须保证有能力突破苏联技术水平迅速发展的地面防空系统,尤其是华约国家军队部署在欧洲地区的,由大量防空导弹武器构成的现代化防空武器系统的拦截。狂风IDS在突破苏联军队的地面防空火力系统时继续采用中空搜索和俯冲攻击的战术,在突防能力和战场生存能力上是完全无法接受的,实际上在华约由防空导弹和雷达控制的高射炮组成的地面防空系统基本完善之后,北约的战术作战飞机继续采用中空突防的战术无异于自杀。美国空军虽然有能力在越南战争中用攻击机对越南北方进行中空轰炸,但是即使是北约空军指挥机构中态度最乐观的人,也不敢奢望对欧洲的苏联地面部队仍然会有如此的运气。防空导弹和雷达控制的高射炮同时提高了对峙双方的防空力量,因此北约地面防空系统的发展也使苏联的轻型轰炸机瞬间成为了过时的产品。地面防空武器装备和传感器技术的发展使攻击机只能采用低空高速突防的作战方式,苏联空军的苏-24和美国的F-111战斗轰炸机都在设计开始就将低空突防作为基本突防战术,甚至对庞大的B-1B和图-26超音速轰炸机也提出了同样的使用要求。狂风战斗轰炸机作为一种需要适应上世纪80年代中、后期战场形势的先进对地攻击机,也必须具备足够好的低空高速突防能力才能够在战场上具备起码的生存能力。



狂风的可变翼采用了前缘缝翼和双缝襟翼等复杂增升手段

  狂风IDS必须具备很高的作战使用效率才能抵消苏联陆军极其庞大的规模,而且需要通过精确的火控系统对目标进行高精度的打击,只有通过提高单机的综合战斗力和一个有效作战架次可以攻击的目标数量,才有可能使地处冷战前线的欧洲国家有能力依靠空中力量的作战行动,来弥补北约地面部队与苏联陆军在规模和重装备数量上所存在的明显差距。英国、德国和意大利都处于欧洲冷战的最前线,在预定的作战行动中必须依靠空中力量来遏制苏联强大的地面机械化部队高速纵深突击,这就需要飞机具备迅速反应的能力,无论昼夜都必须可以迅速对进攻做出反应。欧洲北部地区的冬季,一天中几乎有三分之二的时间属于阴暗多云的天气,即使是白天的能见度也十分恶劣。狂风战斗轰炸机必须有能力在夜间和昼间的恶劣气候条件下进行有效作战,而且利用恶劣的气候也可以明显的增加飞机战场突防的成功率。苏联陆军一线作战部队在冷战中期已经全面的实现了机械化,应用大纵深作战理论的苏联军队具有很强的冲击力和远程打击能力,苏联空军攻击机与陆军所装备的各种战术导弹的作战范围将可以覆盖北约国家在欧洲的大多数前线机场,为了提高狂风IDS的快速部署能力和降低对机场跑道的依赖性,狂风系列飞机在综合采用可变后掠机翼设计和发动机反推力装置后,在紧急情况下只需要800~1000米的跑道长度就可以满足对机场条件的需要。



RB199发动机的反推挡板,可以大幅降低降落滑跑距离

  狂风战斗轰炸机为了具备满足要求的战场突防能力,采用低空高速的方式进行突防作战将成为最主要的机动战术。执行对地攻击任务的战术飞机在进行持续低空高速突防时,尤其是在采用地形跟随和地形回避的时候,迅速移动的飞机使飞行员完全无法依靠目视的方式对前方和周围进行有效的观察。飞行员在突防中必须要依靠机载的导航和攻击系统对飞行过程进行控制,高精度的导航系统可以保证飞机低空突防时的航线精度,而机载火控系统的传感器也必须有能力迅速的修正飞机的相对位置和可靠的捕获地面目标。狂风战斗轰炸机的标准作战剖面是飞机起飞后以巡航高度飞行到前线,随后在低空以接近音速的高速飞行突破防空系统的拦截,当攻击完成后再以低空返回到安全位置后拉起返航。低空突防机动战术明显的降低了被对方传感器发现的概率和减少了飞机在防空系统中暴露的时间,显著的增加攻击机的战场生存能力的同时,也使攻击机更加依赖传感器探测目标并降低机载导弹武器的有效射程。低空突防战术的使用同时降低了地面防空系统和攻击机的反应时间,增加了攻击飞机对地作战的难度。虽然持续的低空突防对飞机的作战效能要造成不利的影响,但是飞机生存力的提高仍然使采用低空突防的战术具有很强的吸引力。



低空突防是狂风IDS的主要战术,但也因此在好海湾战争中遭受损失

狂风战斗机的技术和发展 上:狂风ADV的设计环境

狂风ADV的设计环境

  多用途战斗机(MRCA)研制计划最初就曾经提出帕那维亚100型单座防空战斗机项目,虽然因为经济和技术上的因素使单座防空战斗机的设计终止,但是参加项目的英国对战斗机的需要并没有消失。英国与地处冷战前线,面临着苏联地面部队巨大军事压力的德国不同,作为北约后方基地的英国本土在战争中不会直接面对苏联机械化兵团的冲击,但是却处在苏联远程航空兵和战术空军远程战斗轰炸机的直接打击范围之内。苏联作战飞机和空射巡航导弹在战争中将对英国本土和欧洲北部的海域构成严重的威胁,这就使英国空军迫切的需要一种性能先进的战斗机执行防空作战任务。英国空军根据防空作的要求,在狂风IDS战斗轰炸机研制基本完成之后,就在狂风IDS的基础上开发了以防空拦截为主要作战任务的防空型狂风ADV战斗机。

  符合英国皇家空军防空战斗机要求的狂风ADV的基本设计与IDS类似,虽然在IDS这种专用战斗轰炸机的基础上发展战斗机显得有点怪异,但是对于当时的航空技术条件和英国皇家空军的战术要求来说,采用IDS的标准发展ADV在技术、战术和成本上都是比较适合的。从国土防空的意义上来说,英国空军的防空战斗机需要保证本土和临近海域的安全,英国空军防空战斗机部队必须有能力在北到冰岛,南到直布罗陀,东到北海-波罗地海的广大范围内执行作战任务,这一战术要求使英国空军迫切的需要一种拥有先进雷达系统和可以携带远程空空导弹的拦截战斗机,这种战斗机将用来取代载荷不足、航程有限的“闪电”全天候超音速战斗机和F-4“鬼怪”II。英国本土和接近海域的空中威胁主要来自苏联超音速轰炸机和苏-24战斗轰炸机,这就使英国空军的防空战斗机主要的作战任务是消灭这些笨重的攻击飞机,而对于与战斗机进行格斗空战的重要性要求就相对要低的多。英国在面对的空中威胁上和主要以苏联战术空军为对手的德国空军完全不同,特殊的要求使英国空军防空战斗机的设计要求很难得到其他两个合作国家的共鸣,所以狂风ADV战斗机的研制费用由英国投资并独立承担雷达系统的发展。狂风ADV的研制费用虽然是由英国独立承担,但是因为狂风IDS战斗轰炸机本身的基础设计就已经在一定程度上考虑到了对空作战的要求,所以ADV型的改进设计速度很快,狂风ADV在1976年3月开始进行细化设计之后,到1979年10月首架原型机就进行了首飞。狂风ADV在研制进度上并不比狂风IDS慢多少,但是为ADV配套发展的雷达系统的进度缓慢,实用化的狂风F2型战斗机到1984年才进行首飞,1985年交付服役,这个时间比狂风IDS要晚了5年的时间。



狂风ADV原型机,机腹半埋挂载4枚天空闪光空空导弹

  狂风ADV的设计指标完全是按照英国空军担负北海防空拦截任务来确定的,类似这样采用攻击机和拦截机同机体发展的措施并不少见,其中美国海军的F-111B和苏联防空军的雅克-28P都是其中的典型。狂风ADV与“幻影”2000相比虽然看起来显得笨重,但是狂风ADV的综合战斗力已经明显超过当时欧洲国家作为主力的F-4“鬼怪”II,在机翼后掠角控制和超音速拦截性能指标上也与F-14A处于基本相当的标准,因此狂风ADV并不是在狂风IDS的基础上简单的改个雷达和换种武器的应付措施。虽然在设计狂风对空型的时候考虑到了将狂风ADV战斗机用来争夺战区的空中优势,但是基础设计的局限使狂风ADV基本不具备与同时期的专用空中优势战斗机对抗的能力。因为狂风ADV在基础条件上属于一种性能较好的防空拦截战斗机,这就使狂风ADV的性能无法满足重视格斗空中能力的德国和意大利的要求。英国通过狂风ADV的发展得到了一种符合实际需要的防空战斗机,而德国和意大利只能放弃在狂风的基础上发展空中优势战斗机的意图,继续使用性能较差的F-104和F-4F战斗机担负争夺制空权的任务,从这个角度上也可以说多用途战斗机(MRCA)项目并没有真正取得全面的成功。德国和意大利空军缺乏空中优势战斗机的这个情况直到新研制EF2000战斗机服役后才得到了解决,而为了满足英国空军的要求,即使是EF2000也在很大程度上强化了防空拦截作战的能力。



狂风ADV从严格意义上看是防空截击机,所以也就没有必要纠结该机是不是属于三代机了

狂风战斗机的技术和发展 上:狂风ADV的战术要求

狂风ADV的战术要求

  孤悬于欧洲西部的英国是北约军事集团的战略后方和连接美国和西欧的纽带,英吉利海峡是英国本土和欧洲大陆之间的天然屏障,不需要正面对抗华约军事集团的英国在空军装备上存在其特殊的要求。西欧盟军和美国航空兵顶在前面的英国皇家空军对空中优势战斗机的需求也并不迫切,但是从北海突袭的苏联超音速轰炸机则是英国战斗机所面对的最强的对手。狂风ADV的主要作战目标并不是当时苏联庞大却航程有限的战术航空兵,而是携带巡航导弹从北海向英国突击的图-22/22M、图-95和图-160轰炸机。苏联前线空军大规模装备具备低空突防能力的苏-24战斗轰炸机之后,狂风ADV也不可避免的将苏-24、米格-25这样的远程战术飞机作为拦截的目标。因为苏联在英国发展狂风ADV时并没有装备能够攻击欧洲纵深的战斗机,所以狂风ADV对于格斗空战方面的考虑要排在拦截之后,只通过采用机翼后掠角自动调节装置来有限改善狂风ADV的机动性能。

  苏联空军和苏联海军航空兵在冷战期间装备有数量相当多的中型轰炸机,这些中型轰炸机大都可以携带超音速的战术巡航导弹进行远程攻击作战,英国空军预计在战争中苏联轰炸机将采用大规模、多批次的密集攻击方式,采用大量巡航导弹对处于二线的英国本土进行密集的毁灭性打击,英国空军的防空战斗机必须有能力在一个起飞架次中应付大量的目标和进行多场空战,因此必须使狂风ADV可以有较大的航程和携带尽可能多的机载空空导弹。狂风ADV通过延长机身和在机翼下增加的外挂点,使飞机可以携带的空空导弹数量与美国的F-15战斗机相当,武器携带量较大的狂风ADV基本上能够满足一个架次攻击2~3个目标的要求。因为英国孤立在欧洲大陆之外,整个英国的本土都被海洋所包围,宽度最狭窄的英吉利海峡部分也受到盟国的保护,这就使攻击英国本土的苏联攻击机大都需要从海上发达进攻,狂风ADV战斗机的火控雷达系统具有很大的搜索和跟着范围,足以保证飞机有足够的反应时间。英国空军装备的狂风ADV主要用来执行远程拦截的防空作战任务,根据苏联装备的攻击机也具有很强的低空突防作战能力的特点,狂风ADV的机载火控雷达也具备对低空目标进行迎头下射的能力。海面上杂波干扰小的特点也使狂风ADV的雷达系统具有比攻击地面目标更好的下视攻击能力。狂风ADV在设计上对中、高空超音速突防和低空高速突防的目标都具有很强的攻击能力,狂风ADV防空战斗机在预警机和地面防空系统的控制下,可以形成一个纵深较大的防空区对英国本土构成有效的防空保护。



狂风ADV的猎狐手雷达

  狂风ADV属于不需要过于靠近前线的拦截用防空战斗机,与狂风IDS在任务要求上存在有很大的区别,理论上狂风ADV可以在设施良好的后方机场上部署和使用,对短距离起降性能的要求不很明显。虽然狂风ADV的使用条件比狂风IDS要宽松的多,但是也必须要充分考虑到狂风ADV在机场被破坏后的持续作战能力。在战斗过程中想将对方的攻击机和导弹完全的拦截住是不现实的,作为防空作战主力的狂风ADV的实际作战效果直接关系到英国本土的安全,英国空军对机场可能被破坏的担心,使作为防空系统外层核心的狂风ADV战斗机也需要有足够好的短距离起飞和着陆能力,狂风IDS战斗轰炸机上所应用的反推力装置同样也被狂风ADV所采用,虽然加装反推力装置增加了飞机的结构重量,在一定程度上降低了飞机的飞行性能,但利用反推力装置所提高的起降能力仍然对狂风ADV的使用具有很强的实际意义。

狂风的发展和与同类型战斗轰炸机的技术对比

  狂风最初的设计的要求是获得一种典型的多用途战斗机(MRCA),但是主要用来进行对地(海)目标的攻击的狂风IDS战斗轰炸机并没有达到多用途战斗机的标准。英国皇家空军为了增强空军的防空拦截能力,利用狂风 IDS的基础设计独立投资研制的防空型狂风ADV战斗机,使狂风具有了与法国幻影2000类似的“一机多型”的设计特点。采用在标准平台上 “一机多型”的设计方法扩展了狂风系列飞机的应用范围,但是这样的设计手段与几乎同时开始的第三代战斗机的设计思想却完全不同。

  狂风为了满足多方面的战术要求,在设计上利用了多项当时最先进的航空技术,在整体设计上采用了技术完善的可变后掠机翼结构和可调节进气道、在动力系统上应用了先进的RB199高推重比三转子涡轮风扇发动机和反推力装置,机载设备应用了现代化的多余度数字式电传操纵系统和高精度的自主导航-攻击系统。较大的航程和有效载荷,配合上先进的机载设备和变后掠机翼的采用,使狂风IDS具有极好的低空高速突防作战的能力和对作战目标的打击能力。狂风IDS目前是欧洲国家现役装备中最主要的战斗轰炸机,而狂风ADV也是英国国土防空战斗机的绝对主力。狂风虽然拥有对空改型ADV的特点更加类似欧洲传统的“一机多型”设计方式,但是狂风系列作战飞机在规格和战斗力上与“幻影”和米格-23/27系列的差距较大,因此目前和狂风进行对比的仍然还是F-111和苏-24这两个型号的战斗轰炸机。



狂风 F-111 苏-24大小对比

  F-111是美国通用动力公司研制的双座双发多用途战斗轰炸机,F-111也是世界上第一种实用型变后掠翼战斗机。上世纪60年代初期,美国空军按照预定的攻势作战要求,需要研制一种以执行对地攻击作战任务为主的超音速战斗机,用来作为F-105超音速战斗轰炸机的后续型,主要用于在全天候条件下执行战场遮断、纵深攻击和战术核攻击任务。F-111虽然在研制的时候被称为战斗轰炸机,但是从气动设计等技术层面上就可以清楚的看到,F-111实际上并不具备与战斗机进行空战的能力,即使是按照美国海军航空母舰舰队防空任务要求研制的F-111B,也只能被认为是一种体积庞大的,整体上与苏联的米格-25P类似的防空拦截战斗机。F-111在设计思想和技术上的要求在飞机性能上得到了明显的体现,F-111与其被称为代替F-105的战斗轰炸机,还不如被认为是代替B-57的超音速轰炸机。苏-24是前苏联苏霍伊设计局设计的双座双发变后掠翼战斗轰炸机,苏-24是苏联为加强前线航空兵的纵深对地攻击能力而研制的。苏-24与之前以雅克-28这类轻轰炸机和苏-7/17这类战斗机基础上的攻击改进型不同,苏-24是苏联第一种按照执行对地攻击任务的要求而专门设计的战斗轰炸机。苏-24的整体设计思想与美国F-111基本相同, 要求飞机具备低空高速突防能力和全天候对地攻击作战能力,可以携带大量对地攻击武器对敌方纵深的目标实施攻击和进行战场遮断,也可以携带小型核弹进行战术核攻击。苏-24的设计要求就是单纯的对地攻击,只有有限的对空自卫能力,苏-24与F-111一样不具备与对方战斗机进行空战的能力。



F-111只能挂载响尾蛇导弹自卫

  苏-24和F-111都是按照苏联和美国以世界大战为基础的军事装备体系要求下,用来作为苏联和美国系统完善的空中力量的一个组成部分发展的,在当时的航空技术还无法保证面面俱到的情况下,苏-24和F-111在设计中都为了强化对地攻击能力而放弃了对空作战能力的要求。狂风战斗机同样面临着航空技术水平无法同时满足对空和对地功能的情况,但是英国、德国、意大利这些装备规模比较小的欧洲国家很难保持一个与美国和苏联相同的复杂、全面的空军装备体系,经济上不可能通过研制不同类型的飞机来满足不同的作战任务要求。狂风战斗机的发展开始就是按照同时满足对空和对地要求来设计的,当技术上无法实现一机多用的要求后,研制的飞行也迅速的转向了一机多型,通过将一个标准的机体设计进行必要的改进,设计出用以执行对空和对地作战任务的不同机型,这一设计方式使狂风无论是IDS型还是ADV型,比起苏-24和F-111要更加接近欧洲战斗机的传统设计思想。



事实证明空优战斗机的设计要求与对地攻击并不冲突,而反之就行不通了

狂风战斗机的技术和发展 中:规格和基本结构设计

规格和基本结构设计

  狂风在机体尺寸和结构重量方面明显的要小于F-111和苏-24,这是因为狂风的规格确定主要是受到价格和技术上的影响与限制。从价格上来看,因为飞机的尺寸和重量越大价格就越高,准备装备狂风飞机的英国、德国和意大利的经济实力都很难负担一种价格高昂的重型飞机的批量装备。从技术上来看,狂风系列飞机是专门为了适应欧洲国家需要所开发研制的机型,因为要在平台设计上同时满足执行对地和对空任务的要求,而参加研制的国家只有RB199这一种中等推力的发动机可以提供给狂风使用,发动机推力不足的问题使规格过大的飞机在执行对空作战任务时的机动性能要受到影响。因为经济和技术上所存在的问题,所以狂风IDS战斗轰炸机在机体规格的确定上,对不同的任务要求进行了一定程度的综合平衡,狂风IDS的设计标准又对狂风ADV的规格确定产生着直接的影响。狂风IDS虽然被普遍认为是与F-111和苏-24同样类型的飞机,但是却在飞机总体设计上表现出“一机多型”设计原则的特点,这些设计原则和性能平衡的结果在狂风飞机的结构设计中都有清楚的体现。

机身结构和材料

  狂风采用全金属半硬壳结构的机体设计要比JH-7复杂的多,狂风截面尺寸较大的机身具有很大的内部空间,在机身中段上方还有高强度的中央翼盒和转轴机构。为了提高对狂风电子系统的维护和保养能力,机头的雷达天线罩可以向侧面打开,雷达天线也可以折转,前机身侧面设计有大开口以便对航空电子设备进行检测。狂风的机身设置有大量的检查口盖,全机开口率较高,可以方便在设施简单的野战机场对飞机进行地面维护和保养。狂风采用上单翼的设计使机身的检察口盖大都处在维护人员可接触位置,在野战机场使用时不依靠专用保障设备就可以完成飞机维护和作战中的大部分准备工作。狂风IDS长度为16.72米的机身横向宽度较大,机身下表面形成一个简单的平面,机身下可以安装大规格的外挂武器和副油箱。狂风ADV为了在机身下安装串列布置的“天空闪光”空空导弹和增加飞机内部燃料携带量,将机身的长度增加到了 18.08米。狂风的机身中段设置有可边后掠机翼结构的高强度整体转轴,贯穿全机的转轴外侧直接与可动外翼段联接。机身后部上方设置有2块向上打开的大面积的单片减速板,减速板由复合材料制造。



狂风ADV结构图

  机体结构上以铝合金为主,部分采用了合金钢,在高受力的中央翼盒和机翼转轴部位应用了高强度的钛合金,复合材料应用范围不大,主要用在机翼固定段的密封带和减速板上。狂风在结构材料设计和应用上,尤其是从复合材料的应用范围上看,与同时期法国的幻影2000有一定的差距,总体结构材料的比例上与苏-24和JH-7的基本型并无明显的差异。狂风战斗机的空机重量(具体数据为狂风IDS)为14091公斤,其中飞机结构重量为7273公斤,结构重量系数为0.00052。动力装置的重量为2727公斤,机载设备重量3182公斤,机载固定武器重量为264公斤,基本空机重量为13446公斤,其他625公斤的空机重量为氧气、滑油等消耗品和200公斤的航炮弹药。



狂风的钛合金机翼转轴

  狂风在机身两侧安装有带有可调节斜板的矩形多波系进气道,进气道在飞行时可根据飞行条件的变化自动调节,能够适应狂风在不同速度和高度条件下飞行时的进气需要。进气道可动斜面部分的运动由电动液压装置驱动,可以根据大气数据计算机和飞行控制计算机的数据进行自动控制调节。每侧进气道都有两个辅助进气口,以保证起飞和着陆时发动机的供气需要。狂风进气道的基准面与机身的基准面平行,采用水平的进气道结构设计可以消除超音速下洗流的干扰,减弱进气道节流范围的涡度和失真。进气道内侧的上表面为可调节斜板结构,其中第一个斜面为固定角度结构,第二个斜面相对第一个斜面是可动的,第三个斜面与第二个斜面联动并且与进气道固定结构铰接连接,附面层气流通过第二和第三个斜面之间的开口从进气道表面的排气装置上排出。狂风采用的可调节进气道在亚音速大迎角飞行时可以使发动机有较好的工作环境,而在超音速时又可以保证发动机有较高的总压恢复系数和整机较好的加速性。



狂风右侧进气道内的可调斜板,唇口黑色区域就是除冰加热区



左侧进气道内的辅助进气口,比右侧增加了一个导流板

  欧洲冬季阴冷的气候非常容易使低空飞行的飞机出现结冰的问题,飞机在野战条件下停放时机身积冰对于作战飞机也是很大的问题,地面积冰要影响飞机的作战准备时间,而空中结冰严重的影响到了飞机的飞行安全。狂风IDS和狂风ADV因为都需要在欧洲阴冷潮湿的气候条件下进行部署和作战,这就使飞机的进气道必须具备有效的防/除冰系统。狂风的进气道采用了独立的电动防冰装置,防冰装置的加热区布置在进气道前缘和两侧靠前方的位置。通过电加热区域的工作,可以使进气道上的积冰脱落时的面积不大于150×25毫米,落冰的厚度不超过7毫米,除冰系统加热后脱落进入进气道的冰块体积可以被发动机所承受,发动机的性能也不会因此降低。狂风为适应北欧阴冷气候所设置的防冰系统循环工作周期为128秒,一个循环周期就可以将地面停放时积累在进气道上的冰体清除,保证狂风在极端恶劣气候条件下的快速出动准备要求。进气道除冰系统还可以连续15分钟抵抗空中最大结冰状态,保证狂风可以从结冰区安全脱离,这个装置对狂风系列飞机的作战准备和飞行安全都有着十分重要的作用。

狂风战斗机的技术和发展 中:翼面设计特点

翼面设计特点

  狂风系列飞机中,无论是用来执行对空还是对地作战任务的型号,都具有相同的飞行性能和完善的航空电子设备,能够满足短距离起落和亚、超音速飞行的要求。狂风在确定基础设计的70年代初期,要使飞机平台保证在200公里/小时到M2的整个速度范围内都具有良好的飞行性能,同时满足飞机的短距离起落、大航程、高空超音速和低空高速度突防的任务要求在气动结构上产生的矛盾,在技术上唯一可以满足要求的就是采用可变后掠机翼。

  狂风在翼面设计上采用了当时战斗轰炸机上流行的可变后掠角的上单翼,大面积的单垂尾和低置平尾。狂风IDS的变后掠翼角度变化范围是25度到68度,狂风IDS的机翼后掠角在飞行员的控制下可进行无级调节。狂风IDS的机翼可动部分控制机构不具备与F-14类似的与飞行控制系统综合后自动调节机翼后掠角的能力,而在英国发展的狂风防空型上则安装有自动机翼后掠控制(ASW)和与机翼角度控制综合的自动机动控制(AMDS)系统,可以通过飞行控制计算机自动控制机翼角度的变化,这一设计使狂风防空型在机动性上比狂风对地攻击型有了明显的提高。狂风的变后掠机翼系统在结构和技术标准上与F-14基本相当,比苏联发展的米格-23、苏-17和苏-24系列战术飞机上的变后掠翼系统要先进和完善的多。狂风的机翼固定段前缘有60度的后掠角(防空型提高到67度),活动翼面前缘安装有3段式前缘缝翼,在后缘安装有4段式双缝襟翼。因为变后掠翼的结构限制,在狂风飞机的机翼可动段上没有设置进行滚转控制的副翼系统,飞机的横滚操纵在小后掠角的时候依靠机翼上表面的扰流片来操纵,这个扰流片在飞机降落时还可以作为减速板使用,而在飞机大后掠角飞行时的滚转控制能力是依靠全动平尾差动控制得到。



后缘的双缝襟翼



前缘的3段式前缘缝翼

  低置平尾在飞机进行大迎角机动时处于较小的机翼下洗梯度流场之中,将可以提供较好的安定性和有效的消除机动过程中的上仰力矩。战斗轰炸机在作战中采用低空高速突防战术时,因为飞机在突防过程中需要频繁的进行剧烈机动以保证根据地形起伏环境来进行定高度地形跟随飞行。战斗轰炸机将平尾设计在机翼的后下方位置可以增加最大升力系数时的纵向安定性,并且可以有效的减轻或消除大过载时由机翼尾流冲击平尾产生的抖振。狂风安装位置较低的全动平尾系统可以完成飞机俯仰操纵和机翼大后掠角时的滚转操纵,水平位置低于主翼的全动平尾可以保证在飞机带迎角的飞行姿态时,平尾控制面不会进入机翼强下洗气流范围之中,可以提高狂风在飞机姿态迅速变化时的控制效率和安定性,有利于狂风这轰炸机在超低空突防时的飞行稳定性和飞行安全,更加适应低空突防的性能要求。狂风飞机上安装的大面积垂尾使飞机在执行高速拦截或在大负荷低空突防任务中,都具有很好的方向安定性,在垂尾上方还安装有电子对抗系统的非金属天线罩。



狂风的垂尾和平尾面积都较大以保证足够的飞行稳定性

狂风战斗机的技术和发展 中:机载武器和外挂载荷的设置

机载武器和外挂载荷的设置

  狂风IDS的机载固定武器为装两门备弹量各180发的27毫米航炮,全机7个外挂点(机身下3个,每边机翼下各2个)可以挂载最大7500千克的载荷。狂风IDS 和ADV设置在机翼外翼可动翼段下的外挂点为活动挂点,外挂架可以根据机翼后掠角的变化自动调整角度,使外挂载荷始终保持在顺气流方向以保证飞机气动性能的要求。狂风IDS的外挂装置和外挂管理系统符合北约的标准,因此可以挂载几乎全部符合北约标准的战术机载武器。狂风IDS的外挂对空自卫武器为响尾蛇空空导弹(以及欧洲新发展的近距格斗导弹),各种空-地、空-海导弹和反辐射导弹,还能够挂载2000磅以下口径的常规和制导炸弹。狂风ADV的机载固定武器只有机身右下侧的1门27毫米航炮,延长的机身下可以采用半埋方式外挂4枚空空导弹,机身下并排串列挂载的空空导弹的方法与F-4“鬼怪”II类似,在机翼下挂点上还可以挂载自卫用红外格斗弹,经过现代化改进后能够挂载AIM-120和ASRAAM先进格斗空空导弹。狂风IDS的机身和机翼挂点可以挂载副油箱(机身油箱1500升、机翼油箱2200升),狂风ADV因为机身外挂点调整后无法挂载副油箱,但是机翼下的4个挂点都可以挂载大容量的副油箱。电子战改进型狂风ECR保持了狂风IDS的外挂载荷和对地攻击能力,通过改进电子系统和加强电子侦察与干扰吊舱的携带能力,更有利于机载HARM、ALARM反辐射导弹对地面雷达系统的攻击,有效提高了狂风ECR独立执行反雷达作战和伴随支援方面的作战能力。



挂载两枚ALARM反辐射导弹和12枚硫磺石导弹的狂风GR4,狂风平坦的机腹可挂载大型对地武器,弥补的机翼挂架的数量不足

  狂风IDS虽然在机身尺寸和最大起飞重量上比起苏-24要小的多,但是因为结构重量轻、发动机性能出色和外挂点设置合理,因此狂风IDS在外挂物的重量与类型上甚至略优于苏-24,在机载武器的通用性和灵活性方面也要超过体积和重量更大的苏-24。作为战斗轰炸机使用的狂风IDS在综合战斗力方面处于冷战期间同类装备的先进水平。狂风ADV在外挂点设置方面充分考虑到了超音速拦截作战的要求,半埋的导弹挂载方式使飞机在高速飞行时的阻力较小,能够挂载足够的导弹武器来支持对多个目标作战的要求,能够满足战争中对远距离阻击和消灭苏联超音速轰炸机的作战任务要求。



狂风的翼下挂架都是可以旋转的

生存性

  狂风在设计中需要利用低空高速突防的手段执行对地攻击任务,因此在结构设计上对飞机生存性进行了特殊的考虑。狂风的机翼和机身内部的油箱都采用了自封闭的防爆设计,飞机上的各活动控制面都采用液压控制,在飞机控制系统的液压管路上采用了间断阀,在液压管路出现泄露时可以切段故障管路,飞机上的2台液压系统由2台由发动机分别驱动,并且可以在必要时用1台发动机同时驱动2套系统。机上安装的2台发电机互为备份,单台发电机就可以满足全机电力供应。多余度的破损安全设计使狂风的可靠性和战场生存能力都较好。

飞行控制系统

  狂风在采用地形回避技术进行持续低空高速突防时,飞机的飞行姿态变化十分剧烈,而依靠飞行员的人工控制根本无法满足飞机安全飞行的要求,这就必须要使飞机具备一个在计算机控制下的先进飞行控制系统。只有将飞行控制系统与机载导航系统和相关传感器交联,通过构成一个全自动化的飞行控制和低空突防系统,才有可能保证狂风战斗轰炸机在执行低空高速突防作战任务时的飞行安全性要求。狂风战斗机采用了先进的四余度电传操纵和与之综合的自动飞行控制系统,这套电传操纵系统具有三余度的控制增稳能力(CSAS)。采用电传操纵系统的狂风具有很高的操纵精度,尤其是当飞机在60米高度进行低空高速突防作战时,高精度的操纵系统与地形跟踪系统配合是综合飞行安全性和突防可靠性的保障。



狂风的飞控系统保证了低空飞行时的安全性

狂风战斗机的技术和发展 中:雷达火控系统

雷达火控系统

  采用一机多型设计思想的狂风按照任务要求采用不同的雷达火控系统,这是因为欧洲国家在设计狂风的时候没有具备可靠地形跟随功能的机载雷达系统,因此狂风IDS通过从美国引进雷达系统来满足战斗轰炸机的雷达要求。上世纪80年代初期的机载多功能火控雷达的性能远不够完善,就是当时的美国号称多功能的AN/APG-65/68/70也算不上真正的多功能,美国空军采用多功能雷达的F-16C/F-15E和海军的F/A-18在执行对地攻击任务时,都需要外挂导航吊舱来弥补机载雷达地形跟踪能力不足的缺陷。欧洲国家当时所能够获得的雷达系统在技术性能上远不如美国,所以不可能将狂风IDS的低空地形跟随与狂风ADV中距拦射功能集中到一套系统中,因此狂风IDS和狂风ADV采用了完全不同的两套雷达系统来满足各自的作战要求。

狂风IDS的雷达火控和地形跟踪系统

  狂风IDS的雷达系统是由多用途前视跟踪雷达和地形跟踪雷达组成,雷达系统的组成与美国F-111和苏-24的雷达系统结构基本相同。狂风IDS装备的Tornado多用途前视地形测绘雷达系统应用了椭圆形雷达天线面,多用途前视地形测绘雷达在作战中进行测绘、识别和瞄准地面(空中)目标,同时为机载武器提供目标的距离和角度信息。地形测绘雷达的主要作用方式有:搜索和跟踪空中目标并进行测距和角跟踪,地形测绘(宽/窄、快/慢扫描,波束锐化和分解),地面目标的搜索和测距,更新导航数据,地面目标锁定,等高面测绘(作为地形跟踪雷达和后备系统),寻地干扰和信标功能。前视地形测绘雷达系统采用了宽带行波管发射机和平面天线阵,雷达系统依靠脉冲压缩和频率捷变技术来对抗电子干扰。



狂风IDS的搜索雷达与地形跟踪雷达(下)

  狂风IDS的地形测绘雷达的综合性能与美国F-111战斗轰炸机基本相当,对地面目标有比较好的搜索和跟踪能力,在机载导航系统协作下可以对地面固定和活动目标有很高的探测精度。对于计划攻击的目标,狂风IDS可以采用低空高速直线通过的方式投掷低阻减速炸弹或进行上仰投弹,对于防空火力不强的目标也可以进行俯冲投弹攻击。对于战场上的活动目标可以使用火箭和炸弹以连续计算弹着点的方式进行攻击。狂风IDS的地形测绘雷达基本上可以满足执行对地攻击作战任务的要求,并且对空中目标也具备基本的测距能力以支持自卫空战的需要,但是因为雷达系统的性能限制使狂风IDS的对空作战能力有限,所以狂风IDS在作战中需要得到战斗机和电子干扰机进行护航和掩护。地形跟踪雷达采用了圆形的平面阵列天线,雷达天线的位置在多功能前视地形测绘雷达的下方。地形跟踪雷达在水平飞行时采用2巴扫描(2-bar scan),方位覆盖范围为8度,俯仰角度为+10度到-20度,当飞机进行小转弯速率机动动作时,扫描波束呈线性逐渐增大。当狂风IDS进行大转弯速率机动飞行时雷达波束实行8字形扫描,雷达方位覆盖范围增加到15度,并且可以根据飞机转弯速率的变化来改变波束进行最大7度的扫描方位调整。因为雷达系统的扫描可以根据飞机的转弯速率进行调整,所以雷达系统在整个地形跟踪的过程中都可以保证飞机进行安全可靠的机动飞行。





狂风GR.4的前后座布局

  地形跟踪系统的任务计算机通过地形跟踪雷达的扫描结果,在飞机飞行前方虚拟一个类似于滑雪板形状的理论包线,包线的形状和角度由飞机的飞行速度、离地间隙和选择的乘座品质决定,计算机通过比较地形跟踪雷达的回波和理论包线自动产生飞机的俯仰操纵信号,操纵信号自动输入自动驾驶仪和电传操纵系统。地形跟踪系统的飞行控制虽然是全自动的,但是修正信号同时也显示在飞机的平显系统上让飞行员对地形跟踪系统进行监控。地形跟踪雷达和机载计算机系统可以根据地形条件,将飞机的突防高度设定在距离地面61米到457米之间,飞机在进行地形跟踪突防时的最大飞行速度可以达到M1.2。狂风IDS的飞行员在地形跟踪突防时可以选择不同的操纵品质,采用“硬乘座”品质的地形跟踪性能最好,但是“硬乘座”品质产生的-0.95的垂直加速度要牺牲飞行员的乘座舒适性,而采用产生-0. 5垂直加速度的“软乘座”品质的地形跟踪突防效果相对要差,但是飞行员体力消耗较小。狂风IDS的飞行员在低空高速突防过程中可以灵活的选择不同的操纵品质,采用“软乘座”提高飞行员在执行纵深突防任务时的持续飞行能力,而在接近目标时采用“硬乘座”操纵品质来提高狂风IDS的突防成功率。

  狂风相比战斗机高的多的翼载荷对飞机的机动性能造成了一定的影响,但是高翼载荷的特点却使狂风对气流干扰的敏感度降低。德国空军根据实际飞行的经验认为狂风IDS低空高速飞行时抗气流干扰的能力与F-111相当,明显超过执行对地攻击任务的F-4E“鬼怪”II和F-15E。狂风的低空稳定性在执行低空突防飞行的录象资料中表现的非常明显,挂弹的狂风IDS在欧洲低矮的丘陵山谷中穿行,在河道上空飞行的狂风IDS有时候的飞行高度还没有超过两旁针叶林的树冠。狂风IDS的地形跟踪雷达的低空飞行时的表现非常出色,早期原型机试验中试飞员多次报告飞机在低空高速飞行时突然拉起,检查飞行记录时发现这都是因为航线上突然出现的障碍,地形跟踪雷达和机载设备在飞行员目视发现之前就采取了规避措施,而飞行员很多时候直到飞机恢复突防高度后也无法判断问题的原因。



F-15E由于翼面积太大,低空飞行的稳定性不如F-111和狂风这类的专用攻击机

  狂风优异的低空突防能力和大航程综合后的整体作战效果非常出色,狂风IDS在挂弹后有足够的燃料保持持续低空高速突防飞行,对于冷战后期欧洲空中战场上“拉高既死”的作战环境来说,长时间低空高速突防能力是狂风平衡任务与生存之间的有效手段。参加海湾战争的狂风低空突防损失超过中空作战飞机的特点,主要是因为联军强大的电子作战体系破坏了伊拉克的导弹防空系统,只有高射炮和低空导弹能够有效工作的防空系统只能对付低空目标。狂风在伊拉克所受到的威胁与欧洲面对华约时的情况完全不同,伊拉克战场上绝对的电磁优势在对抗苏联军队时是难以实现的,而欧洲丘陵和平原地形也和伊拉克的沙漠地区有着根本性的区别。狂风在对地攻击中可以利用突防能力的优势削弱华约地面力量,欧洲预期中的大战中没有人会关心飞机在战争中的消耗,保证战争的整体胜利是比单纯的装备损失更重要的因素。狂风IDS的地形跟踪系统师飞机具备了安全完善的低空突防能力,较大的翼载荷也使地面突风和乱流对飞行状态的影响不大,电子系统和飞机结构设计的综合使狂风的低空突防能力处于世界领先的水平。我国发展的JH-7战斗轰炸机虽然也强调具备低空突防作战能力,但是在机载电子系统和机体结构设计上与狂风都存在有比较大的差距,在执行低空突防作战任务时的综合性能仍然无法与狂风IDS相比较。

狂风战斗机的技术和发展 中:狂风ADV的AI-24多功能火控雷达

狂风ADV的AI-24多功能火控雷达

  狂风ADV是英国皇家空军用来担负远程防空任务的超音速拦截战斗机,因为狂风ADV的作战任务对机载雷达的要求上与IDS存在明显区别,当时的欧洲国家也不具备发展多功能火控雷达的条件,所以英国为狂风ADV的需要研制的AI-24机载火控雷达。AI-24雷达系统的原理样机在1979年开始进行空中试验,装备狂风ADV的生产型在1984年开始交付英国皇家空军。AI-24 (FoxHunter)是采用脉冲多普勒体制的多功能机载截击雷达,具备在远距离上同时对多个空中目标进行搜索和跟踪的能力,狂风ADV执行全天候拦截任务时采用“天空闪光”半主动雷达制导导弹与AI-24配合使用。





AI-24雷达仍采用卡塞格伦天线

  AI-24雷达系统采用的是相对沉重和技术略显落后的卡塞格伦天线,卡塞格伦天线由前方双曲面反射体和抛物面后反射体组成,但是脉冲多普勒体制的雷达系统具备较好的下视搜索和跟踪能力,在采用雷达导引空空导弹时具备连续攻击多个目标的能力。AI-24雷达系统采用的倒置卡塞格伦天线的直径为80厘米,对5平方米反射面积的空中目标有185千米的最大探测距离(目标发现概率80%)。AI-24雷达可以对抗常规阻塞式和瞄准式电子干扰手段的影响,在遭受电子干扰的情况下还可以根据干扰情况确定干扰源位置,在全天候拦截过程中可以抵抗苏联轰炸机机载常规电子对抗系统的影响。AI-24雷达系统可以满足中距离拦射导弹顺序攻击多个目标攻击的要求,在近距离格斗空战中能够与可离轴的格斗弹配合使用,并且能够配合平视显示系统为航炮攻击空中目标提供瞄准信息。狂风ADV采用AI-24雷达对大型轰炸机的探测距离可以超过150千米,但是对半主动雷达制导空空导弹的制导距离只有不足30千米,因此狂风ADV即使拦截轰炸机也难以实现真正的远程打击,这个问题直到狂风ADV装备AIM-120主动雷达制导导弹后才被改变。AI-24雷达天线的体积和尺寸规格远比IDS上的对地雷达天线大,因此装备AI-24的狂风ADV拥有一个明显比IDS尖细的雷达天线罩,这也是远距离上分辨狂风IDS和ADV的最明显特征。





狂风F.3的前后座布局

狂风战斗机的技术和发展 中:航空动力系统

航空动力系统

  RB199是由英国、联邦德国和意大利合作研制的高推重比加力式涡轮风扇发动机,作为狂风战斗轰炸机配套动力系统的RB199在1969年开始设计, RB199的原型发动机1974年装在狂风原型机上进行飞行验证,实用型RB199到1980年开始随狂风飞机的交付开始服役。RB199涡扇发动机主要装备了狂风IDS/ADV等系列改进型,RB199 MK103装备狂风IDS/GR. MK1,推力增强的RB199 MK104装备狂风ADV/F MK1/MK3,RB100 MK105计划装备狂风ECR电子支援飞机。RB199取消喷口反推例装置后的RB199 MK104D还作为EAP和EFA使用的EJ200完成前的过渡动力装置。



RB199发动机模型

  狂风在短距起飞时需要发动机满足短时间内快速达到最大加力推力,执行低空高速突防和巡航时需要持续稳定的军用推力,在规避防空火力和飞机进行大载荷机动时要保持较大的剩余推力。RB199为了满足狂风执行不同作战任务时对发动机所提出的要求,采用三转子结构的RB199对于操作变化的响应速度快,并且采用了高增压比、高推重比、高涡轮前温度的“三高”措施,综合各种先进技术后的RB199发动机推重比可以达到7.93的高指标。RB199属于比较少见的无进口导流叶片的三轴加力式涡扇发动机,但是因为狂风在发动机与进气道是设计上进行了细致的考虑和充分的试验,因此RB199的进-发匹配工作经实际使用证明是成功的。RB199发动机在狂风飞机上不但能够经受低空持续飞行的气流干扰,而且发动机的油门可以在电子控制系统的辅助下进行自由调节。



反推动作机构特写

  狂风ADV需要比IDS有更大的发动机推力来满足超音速拦截的要求,而且在改进设计中狂风ADV增长的机体也有足够的空间容纳更大体积的发动机,为狂风ADV改进设计的RB199MK-104 在保持MK103基本设计的基础上,将加力燃烧施加长14英寸以提高发动机加力推力和降低耗油率。RB199作为欧洲上世纪80年代初期综合技术性较出色的型号,不但广泛应用在狂风的各改进型的装备中,而且在欧洲战斗机的研制过程中还用来作为EAP验证机的动力系统,中国研制超7战斗机的时候也曾经考虑过用RB199作为发动机的备选方案。RB199的设计和生产是联合开发高性能军用喷气发动机的成功例证,正是RB199在技术和市场上取得的成绩证明了联合研制发动机方法的成功,为EF2000开发的EJ200也采用了与RB199类似的组织机构和研制方法。

RB199

最大推力

起飞耗油率

推重比

空气流量

涵道比

增压比

涡轮前温度

最大直径(M)

长度(M)

 

重量(KG)

MK103

7110

0.662

7.93

 

73.1

1.08

23.5

1327

0.719

3.25

915

MK104

7249

0.662

7.62

1.08

0.719

3.6

976

MK105

7470

0.663

7.78

0.97

0.752

3.3

980

图注:RB199服役型号基本数据表格(数据来源《世界航空发动机手册》)

反推力装置

  冷战期间欧洲地区高密度的远程打击力量使战区范围内任何机场都没有真正安全可言,即使是再好的伪装手段和再坚固的堡垒也无法隐蔽目标明显的机场跑道,既然事实已经证明垂直起降战斗机在性能上无法满足要求,那么保证战术飞机具备可靠的短距离起降能力则是冷战对抗双方共同的观点。

  战术飞机在战争期间可以尽可能利用完好跑道或者简易道面完成起飞,但是在着陆的时候往往面前出现的会是布满跑道的弹坑,因此飞机在着陆阶段所遇到的场地问题要比起飞阶段更加严峻,战术飞机短距离着陆的要求在战争期间也要比短距离起飞更加重要。狂风IDS战斗轰炸机在设计上非常重视作战条件下的短距离起降能力,可变后掠翼机翼是当时是兼顾飞行速度和起飞距离的基本措施,而沉重的狂风在短跑道的着陆要求单纯依靠变后掠翼的作用是不够的。发动机反推力装置是狂风设计中为战术灵活性和战场生存所选择的重要特征,设计要求是狂风在着陆时的滑跑距离不能超过无外挂起飞的距离,因此狂风利用了当时在民用飞机上广泛采用的蚌壳式反推装置。



开反推降落的狂风IDS

  发动机推力不平衡会产生危机飞机着陆安全性的推力差异,因此狂风采用双发动机的设计特点对反推力装置的可靠性有很高的要求,电子控制系统可以随时监控反推力装置的工作情况,双发反推力装置的者流板打开速度和角度出现不同步则可以在0.5秒内迅速收回。采用反推力装置使狂风在着陆滑跑距离上大幅度缩短到600米以内,甚至比体积远小于它并同样有较好着陆能力的“美洲虎”还要好,这样好的着陆性能作为远程重型战术攻击机来说是极其有利的,反推力装置在战场生产能力上的收获远大于在重量和成本上的付出。

狂风IDS的基本性能和作战使用

  狂风IDS战斗轰炸机上所安装的先进的电子系统是狂风强大战斗力的根本保证,也是价格最为昂贵的部分,仅仅电子系统的价格就超过了狂风飞机总成本价格的30%。狂风IDS型的导航-攻击系统主要由前视雷达、多普勒雷达和惯性导航系统组成,先进的电子设备保证狂风IDS具有很强的纵深突防和战场遮断打击能力。狂风IDS战斗轰炸机在机翼和机身下有7个外挂点,其中每侧机翼内侧和机身下的3个挂点都可以使用复合挂架,挂架数量虽然不多却有比较灵活外挂方式。



狂风IDS在翼尖挂载的天空之影电子对抗吊舱



狂风IDS在翼尖挂载的BOZ 107干扰弹投放吊舱



德国狂风挂载过ALQ-184电子对抗吊舱。吊舱可根据作战需求进行灵活选择

  先进的电子作战系统和较大的有效载荷是狂风IDS强大威力的保证,狂风IDS担负的纵深对地攻击任务要求飞机具有较好的低空飞行和抗突风干扰能力,较大的航程和良好的起降性能,并且具有完善的全天候作战能力。狂风IDS依靠机上固定安装的设备就可以满足在起伏高差不大的地形上空,进行距离地面高度60米的持续超低空高速度突防,能够利用超低空高速度突防来穿透前线防空火力网的阻碍,躲避大多数敌方的搜索雷达和防空火力系统,对战场纵深和敌方后方的机场、仓库、和交通枢纽等目标进行攻击,并且可以对敌人前线的装甲机械化部队和海上目标进行攻击。狂风IDS的机场适应能力很好,作战条件下可以部署在长度只有900米的硬质跑道上使用(野战机场适应性还是不如前苏联战术飞机),轻载的狂风IDS可以用280公里/小时的速度在500米内滑跑起飞,利用机翼上的扰流片和机身减速板与发动机的反推力系统共同使用,也可以将着陆滑跑距离控制在400米之内。狂风IDS采用的低压轮胎还能够在使用钢板简易跑道的前线野战机场使用。狂风IDS为提高机场适应性所采取的措施减少了飞机对大型机场设施的依赖,提高了狂风IDS作战部署的灵活性和战场的生存能力。



狂风IDS的武器挂架主要集中在机腹,翼下主挂架通常用于挂载副油箱

  可变后掠角度机翼的设计赋予了狂风各型号极佳的多任务能力,当狂风IDS机翼全展开时有很大的航程和续航时间,当机翼采用最大后掠角时可以迅速加速到超音速,沉重的狂风在机翼大后掠角时还可以进一步增加飞机的翼载荷,提高了狂风在低空突防中抗突风干扰的能力,保证了飞机在低空高速突防时有很高的安定性和操纵稳定性。狂风IDS使用RB199涡轮风扇发动机的军用推力很大,狂风IDS在不使用发动机加力的情况下就可以在低空以高亚音速进行远距离飞行。狂风IDS为了满足低空高速度飞行所要求的抗突风干扰的能力,面积仅有30平方米的机翼使飞机的翼载荷较高。RB.199发动机的推重比虽然很高,但是由于单台发动机推力小,所以狂风IDS的整机推重比在标准战斗重量时只有0.76。这些问题使狂风IDS虽然采用了可变后掠翼设计和自动增稳的飞行控制系统,但是飞机的机动性能与第三代战斗机相比仍然具有相当大的差距,即使是应用了自动机翼后掠(ASW)和自动机动控制(AMDS)系统,专门用来防空的狂风ADV型虽然具有较强的拦截作战能力,但是格斗空战性能与先进的制空战斗机相比也有一定的差距。

  狂风IDS在预期的战场上主要用来对战场全纵深的各种目标进行打击,目标类型涵盖了从前线的装甲机械化集群到后方的机场和指挥等各种目标,这就使狂风需要直接面对对方空中拦截和地面防空火力的威胁。防空武器系统的发展在狂风在设计的时候已经使战斗轰炸机对地攻击的作战环境出现了很大的变化。从越南战争和第四次中东战争开始,由高空远程防空导弹、中空防空导弹、低空近程防空导弹、单兵机动便携防空导弹和各种口径的高射炮组成了密集的地面防空火力网,机动作战的机械化部队也装备了多层次的伴随防空火力系统。战斗轰炸机在战场防空系统越来越完善,空防力量越来越强大的情况下,为了突破对方密集的全空域防空火力网就必须在战术上有所改进,能否获得作战的隐蔽性和突然性成为了决定飞机战斗力的关键。西方在上世纪60年代中期所进行的研究证明,战斗轰炸机要突破多层次的密集防空火力系统,提高攻击机的突防成功率和作战突然性,最好的办法就是根据地形条件,在60到600米的低空进行高速度突防。在低空突防可以利用雷达盲区的限制,让作战飞机在雷达低角度盲区飞行以躲避大多数雷达系统的搜索;另外一方面还可以利用地形的掩护和遮蔽效果,降低目视和光学探测系统的作用距离。在防空火力系统中进行突防作战不但要在最大程度上保持飞机的隐蔽性,而且要提高飞机一次攻击的成功率,采用先进的火控系统是低空高速突防得意实用化的基础。



得益于先进的飞控系统、地形跟踪雷达、很高的翼载,狂风实现了战术意义重大的超低空贴地飞行

  飞机操纵人员在低空突防时的负担很重,不但要驾驶飞机,而且还要同时完成对导航系统和武器系统的控制,在进行目标搜索和攻击的同时还必须随时监控对方作战飞机的威胁,单个的驾驶员无法在突防飞行的同时完成这么复杂的任务,为此在狂风IDS上设置了2名乘员进行配合。低空作战的战术要求对飞机的结构和机载设备提出了很高的技术要求,战斗轰炸机要想有效的完成低空突防作战,就必须装备精密的飞行控制系统和先进的火力-导航综合系统。超低空突防时飞机的飞行速度快、高度低,受气流干扰大,细微的操纵失误都会造成灾难性的损失,能够使飞机保持持续的低空高速度安全飞行是进行低空突防的前提,狂风采用了具有地形跟踪能力的雷达系统和高精度的高度控制系统,与计算机控制的多余度电传操纵系统共同组成了比较完善的低空飞行控制系统,使狂风低空飞行的安全得到了保障,提高了低空突防的安全性。战斗轰炸机作战的最终目的的消灭敌人的目标,而低空攻击使驾驶员和机上设备的搜索和确定目标的时间都十分有限,为了提高低空导航和武器投放的精度,这就必然要求飞机上具有一个精确的导航系统来使飞机具有高的一次攻击成功率来保证生存能力。战术上的要求使战斗轰炸机的导航系统必须简单、自动和精确,可以提供用于对目标直接打击的目标精度。飞行控制和导航系统的性能是战斗轰炸机作战性能的核心,狂风的飞行控制和导航系统采用了当时是最为先进的技术,达到了很高的应用水平。狂风采用以惯性导航为核心的导航系统可以达到1.83公里/小时的导航精度,武器投放误差达到5毫弧度以内,标准的低空攻击演习中自由落体炸弹的攻击精度达到目标中心20米内的命中概率达到50%。

  为了提高狂风IDS对地(海)目标的打击威力,各使用国给狂风IDS装备了比较完善的先进对地攻击武器系统,狂风使用的对地攻击武器主要是空面导弹、自由落体炸弹、子母弹和各种型号电视/激光制导炸弹,狂风对于不同类型的目标都有合适武器进行打击。狂风设计时面对的最大对手就是华约集团的装甲机械化部队、机场与火力支援部队。华约集团的地面部队在上世纪80年代初期已经实现了全机械化,并且在重装备规模上对北约集团的地面部队具有几倍的优势,北约必须依靠空中力量的优势来尽量削弱华约集团第二梯队的作战实力(对第一线机械化部队的攻击主要依靠A-10和“美洲虎”等地面攻击机)。狂风IDS在执行这个任务的时候主要使用内部带有147枚双用途子弹药的277公斤BL755或者259公斤的HADES子母弹进行大范围的面攻击,狂风单机1个架次的攻击范围就可以覆盖一个展开的坦克连或者机械化连,大范围的攻击能力很强。对华约集团规模庞大的以火炮和战术导弹(火箭)为主体的火力支援系统与兵力集结地等点目标,狂风战斗轰炸机可以使用227、340和454公斤的高爆、低阻航弹和航空火箭进行攻击。



挂载12枚454千克炸弹的狂风

狂风战斗机的技术和发展 下:狂风IDS的基本性能和作战使用

  在上世纪80年代欧洲前线的空中力量对比中,华约集团在战术飞机的数量上对北约集团有着2倍以上的优势,对机场进行攻击是处于兵力劣势的北约空军削弱华约集团战术飞机数量优势的主要方法,具备较强纵深突防能力的狂风IDS是执行这一任务的主要力量。狂风IDS在对机场进行攻击的时候,通常使用专门研制JB233反跑道子弹药布撒器,每个JB233反跑道子弹药布撒器重量为2500公斤,内部携带两种弹药,一种是在弹箱后部的30枚SG357反跑道子炸弹,另外一种是215枚带有延时引信的HB876小型杀伤地雷,每架执行反跑道任务的狂风在机身下部携带2具JB233反跑道子弹药布撒器,可以在跑道上一次投下60枚反跑道炸弹和430枚地雷,不但可以在跑道上形成密集的弹坑,彻底破坏跑道的道面,还可以用大量的地雷来干扰对跑道的修复工作。德国空军的狂风IDS还可以使用多用途的MW-1子母弹箱,MW-1子母弹箱空重1200公斤,弹舱内部有224个弹筒,满载的MW-1弹箱的重量可以达到4700公斤。在MW-1子母弹箱内部的弹筒内可以分别使用KB44双用途子弹药、MIFF反坦克地雷、MOSPA、MUSA杀伤地雷、STABO反跑道炸弹和具备打击坚硬掩体能力的ASW反掩体破坏弹,通过燃气控制子弹药弹射器可以使子弹药散布范围控制在最大2500米×500米,最小200米×50米之间。如果MW-1全部装载KB44双用途子弹药时最多可以装载4704枚,能够对弹药密集散布范围内的暴露装甲目标和软目标造成密集的杀伤区。但是WM-1存在和JB233一样的问题,就是只有在低空使用时的效果才比较好,这个缺陷在海湾战争中给狂风带来了较大的损失。通过对狂风IDS的简单技术分析和机载作战系统的了解可以看出,狂风IDS最主要的任务定位就是在欧洲前线进行全纵深的对地攻击,机载设备和武器系统性能先进,针对性强,同时具有很好的可部署性能和机动打击能力。狂风IDS的设计处于机载攻击武器从常规弹药向精确打击弹药转变的过渡阶段,虽然具备精确制导武器的使用能力却并没有以精确制导武器为主的观念。狂风IDS采用的突防手段仍然是利用地形跟踪进行长距离低空高速突防,机载对地(坦克、机场等面积目标)攻击武器以常规炸弹为主。





JB233布撒器与子弹药





MW-1子母弹箱发射瞬间

  狂风IDS的对空武器是以航空炮和AIM-9近距离格斗导弹为主,可以认为狂风IDS在对空作战能力仅仅是具备有限的自卫能力,虽然在理论上狂风IDS具备使用中距离半主动雷达制导空空导弹的能力,但目前看来并没有狂风IDS实际具备了这方面的作战能力。狂风IDS虽然在整体设计上就是按照战斗轰炸机的标准完成的,但是应用了电传飞行控制系统和变后掠机翼后的狂风IDS也具备较好的机动性能,坚固又能够承受剧烈机动的狂风IDS在低空机动格斗中是非常难缠的目标,不但在与F-4“鬼怪”II的对抗演练中占据了明显的优势,而且在与美国空军F-15的对抗中也屡次让对手无功而返。

  狂风IDS的可变后掠角度机翼结构虽然没有采用根据飞行状态自动控制机翼后掠角度的设备,不过使用带自动增稳的电传操纵系统的狂风IDS的机翼后掠角度的变化范围不受限制,飞行员在机动飞行过程中调整机翼后掠角度的时候只需要对攻角进行很小的调整,飞机在改变机翼后掠角的时候仍然保持姿态稳定和可控机动的状态,这就使狂风IDS在一个熟练飞行员驾驶下会成为一个危险的对手。狂风IDS的机动性可以通过1980年由狂风IDS原型机在英国范保罗航空展上进行的飞行表演看出,当时驾驶狂风IDS的是英国航宇公司的首席试飞机组,狂风IDS在飞行过程中展现出了极强的机动性能,在狂风IDS进行的一个垂直筋斗接盘旋的动作时,飞机以机翼66度后掠角加速拉起,在拉起过程中进行了一个180度的滚转后以机翼25度后掠角进行减速爬高到筋斗的顶点之后又以机翼45度后掠角完成俯冲,完成筋斗动作后又采用机翼66度后掠角进行3G的小半径上升盘旋之后紧接着进行机翼25度后掠角的减速盘旋。整个飞行表演动作迅速流畅,飞机机翼后掠角度在机动过程中进行了5次变化,狂风IDS飞行在机动飞行过程中改变机翼后掠角度的飞行状态稳定,在加、减速和盘旋时的飞行状态都处于良好的控制状态之中。通过这一系列飞行动作的过程可以看出,一个受过良好训练的飞行员完全可以通过改变机翼后掠角度来使狂风IDS具备极高的运动性能,在综合机动性上远远的超过了同样采用可变后掠机翼设计的米格-23。携带自卫空空导弹的狂风IDS在作战时有很强的生存能力,完全有能力和对方战斗机进行周旋,即使是现代化的高性能战斗机在近距离格斗中对付狂风IDS也并不容易。

狂风ADV的防空拦截作战条件

  狂风ADV虽然在设计中采用了与大气计算机和电传操作系统交联的机翼后掠角自动调节系统,但是狂风ADV作为防空拦截机并不是非常重视机动格斗能力,而狂风ADV和IDS在气动和结构上的相同之处也对飞机的空战性能造成了一定的影响。英国本土上的海、空军基地是北约的大后方和机动力量的部署地,苏联空军在得到苏-27之前并没有作战半径可以覆盖英国本土的远程战斗机,因此狂风ADV在西欧和北海执行拦截任务时基本不需要考虑苏联战斗机的威胁,英国空军对于狂风ADV的要求是能够(即使是机场被破坏后剩余的短跑道)全天候起飞执行防空任务,具备较高的可靠性和足够好的超音速性能以前推防空范围。狂风ADV在防空拦截时可以挂载4枚中距空空导弹和2枚格斗导弹,还可以利用空中加油来延长本身已经非常可观的作战半径和留空时间,有足够的航程在英国外层防空作战区域长时间执行巡逻和拦截任务。



狂风ADV拦截图-95

  狂风ADV的航程和飞行速度非常适合拦截苏联远程轰炸机的任务要求,狂风ADV以超音速呼啸而至并将苏联轰炸机击落在发射导弹之前。狂风ADV和F-14虽然的是用来对抗携带超音速导弹的苏联轰炸机,但是狂风ADV拦截轰炸机使用的机载武器只是半主动中程空-空导弹,缺乏美国海军F-14拥有的“不死鸟”这样的远程导弹武器。狂风ADV在设计时前苏联远程航空兵基本无法得到战斗机的掩护,狂风ADV在拦截中可以很容易的消灭无掩护的苏联轰炸机,但是当苏联空军在上世纪80年代后期装备苏-27S远程战斗机后,狂风ADV在拦截中很有可能遭遇为轰炸机护航的苏-27S战斗机,在就使狂风ADV在冷战后期的防空作战中需要承受更大的压力。

  狂风ADV虽然在设计目标上是以超音速远程拦截为主的防空战斗机,但是可自动调整后掠角的外翼明显提高了飞机的机动性,北约在冷战期间的演习中使用狂风ADV与多种战斗机进行过模拟对抗,对抗的结果证明狂风ADV不但在防空拦截性能上处于优势的地位,在与战斗机的对抗演练中还取得了非常好的成绩,即使是与以机动性见长的F-15对抗时取得了不错的战绩。狂风ADV虽然通过可自动调节的变后掠翼提高了机动性能,但是因为飞机推重比不足对飞机性能所造成的限制,狂风ADV在本质上仍然属于具有较好飞行性能的防空战斗机。



狂风ADV与鹰式教练机进行模拟空战训练

 

狂风战斗机的技术和发展 下:狂风飞机的实际作战应用

狂风飞机的实际作战应用

狂风IDS战斗轰炸机的作战使用

  狂风IDS是冷战期间欧洲国家最主要的战术空中打击力量,狂风IDS的一个主要作战任务就是用来执行对华约国家机场的纵深攻击,通过直接打击机场来削弱华约航空兵的庞大数量,以保证北约国家的空中力量可以在欧洲战区保持一定的空中优势。狂风IDS执行遮断攻击任务的主要目标的华约军队战线后方的重要交通线和指挥部等重要战术目标,甚至可以使用狂风IDS来执行前线近距离空中支援的作战任务以直接支援第一线的地面作战部队。狂风IDS可以在夜间和恶劣气候条件下执行攻击任务,也可以作为侦察机来使用,紧急情况下甚至可以执行部分战斗机的空战任务。狂风IDS可以在任何规模的军事行动中高效率的进行连续作战,能够挂载大量武器进行对敌方广泛纵深目标的高强度攻击。狂风IDS战斗轰炸机在设计上是按照以低空超音速突防作战的方式,接近目标后使用各种机载武器在目标防空火力圈内投弹进行攻击。狂风的机载弹药在服役后很长一段时间里都是以各种常规弹药为主,真正可以进行火力圈外发射的武器只有反舰导弹和反辐射导弹。海湾战争是对狂风IDS设计思想和飞机作战能力的首次实战检验,狂风IDS这种大型战斗轰炸机在作战中突入防空火力杀伤范围内进行攻击,在战术使用方面颇有一种强击机式的勇敢精神,而狂风IDS在海湾战争的低空攻击任务中也承受了巨大的损失。



沙漠风暴行动中的英国狂风GR1

  海湾战争中狂风ADV担负沙特阿拉伯联军后方的防空作战任务,而狂风IDS则用来在战争初期争夺制空权的战斗中突击伊拉克纵深的机场。狂风IDS在参战后遭受了相对其他联军飞机要重的多的损失,第一周空袭中英国皇家空军就在战斗中损失了4架担负对地攻击任务的狂风IDS(GR1),这样大的损失使公众和军方都对狂风的战场生存能力和战术方式带来了影响。

  狂风IDS在海湾战争中表现出了很强的突防能力和对地打击能力,但是缺乏精确打击能力的缺陷(相对与同时参战的美国攻击机)也在战斗中有所暴露,尤其是缺乏在火力圈外对地攻角的制导武器更是明显的缺陷。狂风IDS缺乏远程对地攻击武器的问题并不是研制思想落后所造成,而是受到了技术和战术等多方面的影响。在研制狂风IDS的上世纪70年代,精确制导武器还是以各种制导炸弹和短程战术空地导弹为主,即使是海湾战争中美国空军战斗机所使用的精确制导武器同样以AGM-65战术导弹和各种制导炸弹为主,狂风IDS在机载武器性能上并没有过大的差距。美国空军攻击机损失较小的原因主要是将飞机保持在伊拉克地面防空火力杀伤范围之外的中空,而狂风IDS在海湾战争中的损失主要都是出现在低空攻击的过程中。



战术的呆板使得狂风损失巨大

  狂风IDS强调低空高速突防作战主要是因为欧洲的苏联军队具备强大的地面防空系统,以各种导弹和战斗机组成的防御火力完全可以给中、高空飞行的战术飞机以巨大的杀伤,美国空军在对付伊拉克的时候可以进行安全的中空投弹,而在与苏联军队作战时则根本不可能有如此良好的战术环境。狂风IDS的设计目标就是以强行突破苏联陆军庞大而复杂的地面防空系统,利用低空高速突防在苏联密集的地面防空火力系统中打开通道,在完成任务和飞行安全之间进行最好的平衡而敢于承受必要的损失。同时,因为预定的欧洲战区很多时候都处于一种低云多雾的天气,这样的天气对于使用激光和电视制导的武器来说有着很大的影响。即使是在气候条件远好于欧洲的伊拉克,美国空军的攻击机也经常因为气候的原因无法使用激光制导炸弹,而在欧洲预想中的大战中将狂风IDS的作战效能寄托在激光制导武器上是危险的,因此狂风IDS在具备使用战术导弹和制导炸弹能力的同时,也将JP233和MW-1这类低空作战所使用的武器作为狂风IDS的重点装备。



挂载JP233出击的狂风GR1



子弹药对机场跑道的破坏效果超过激光制导炸弹

狂风战斗机的技术和发展 下:海湾战争

  狂风IDS使用JP233攻击伊拉克机场的破坏效果,要明显超过使激光制导炸弹的美国空军攻击机,被狂风IDS攻击后的机场被破坏的范围更大,恢复使用的时间也比激光制导炸弹命中后更长。狂风IDS在海湾战争中损失最集中的阶段就是在低空攻击的时期,而攻击机场任务本身就是一个高危险、高损失率的行动,当狂风IDS完成了压制伊拉克机场的任务,转向使用激光制导炸弹在中空攻击伊拉克目标的时候,其飞机损失率就达到了与美国空军攻击机相当的标准。精确制导武器的使用让狂风IDS在海湾战争中暴露出设计上的缺陷,飞机在设备条件和外挂外挂灵活性上明显不如参战的美国作战飞机。海湾战争中狂风IDS投掷激光制导炸弹要与挂载AN/AVQ-23E吊舱的“掠夺者”配合,依靠不同机种协同的战术虽然安全有效却影响了作战的灵活性,一旦攻击机和照射机配合不利则有可能在攻击过程中贻误战机。狂风IDS的机载设备和外挂系统完全能够满足挂载符合北约标准吊舱的能力,战争后期狂风IDS开始在机腹点挂载TIALD激光瞄准吊舱。狂风IDS的外挂架数量相对其外挂载荷来说显得太少,仅仅7个外挂点在作战条件下很难有条件挂载附加的吊舱,而狂风IDS看似庞大的机体实际上却没有增加外挂点的足够空间。



TIALD激光瞄准吊舱

  狂风IDS在采用常规低阻炸弹执行低空突防后的攻击中通常采用上仰投弹的方法,狂风IDS重视上仰投弹时的命中精度是因为在攻击有防空火力保护的目标时,基本上都要采用低空高速突防的作战方式来规避防空火力,采用上仰投弹的方式不需要直接飞越目标上空以避免防空火力的杀伤,但是采用上仰投弹方式要取得满足作战需要的命中率,现代化的导航系统和雷达火力控制系统是根本的保证。狂风IDS在低空投掷454公斤常规炸弹时通常采用上仰投弹的攻击方式,就是利用高精度的导航系统与火控系统进行配合,依靠机载雷达和火控计算机确定的瞄准点直接在低空拉起投弹。根据德国空军在上世纪80年代进行的演习中获得的数据来看,狂风IDS进行上仰投弹的命中精度是非常高的。参加演习的狂风IDS在距离目标7公里的距离上开始拉起投弹,投下的炸弹大都以接近垂直的状态落到半径在50米的目标区中。英国和意大利使用狂风IDS进行的投弹演习也证明,狂风IDS在距离目标4.8~6.4公里处对一个3米×3米的目标区投掷的7枚炸弹,有4枚炸弹的弹着点将目标覆盖到了炸弹的有效杀伤范围之内。



上仰投弹示意图

  狂风IDS在低空接近目标时,武器操纵员可以控制雷达系统来标定目标,然后通过激光测距仪来测量目标的倾角,火控系统将计算机处理后的目标瞄准信号显示在机载平视显示器上,当狂风IDS的操纵员确定了攻击方式和目标瞄准点后就可以按压下武器投放按钮,驾驶员控制飞机按照机载平视显示器指示信号接近武器投放点,但飞机位置达到武器投放点的时候将由火控系统的计算机自动控制武器投放,这套攻击系统是多余度的,单一的故障不会妨碍攻击任务的完成,采用全自动化的攻击系统可以由计算机来控制目标的瞄准和武器的投放,这就完全解决了人工操纵时反应速度慢的问题,狂风IDS在执行低空攻击任务的时候可以基本在业次通过就完成攻击,在整个攻击过程中不需要减速和盘旋,能够尽量缩短飞机在地面防空火力范围内的停留时间。狂风IDS的优势是拥有一般多用途战斗机所难以媲美的充裕内部空间,狂风IDS出现外挂架数量存在保证载荷和挂载吊舱矛盾的时候,因此狂风IDS的前视红外瞄准和激光测距/照射系统没有采用吊舱的方式,而是利用狂风IDS机头雷达罩后的机头空间加装固定式搜索和瞄准装置,只将红外探测和激光测距装置的光学窗口突出在机身下方。狂风IDS采用的搜索和激光测距装置虽然在视界范围上不如吊舱,却能够保证狂风IDS成为全天候对地搜索和攻击作战平台,而且光电设备还不会影响狂风IDS在执行作战任务时的可用外挂点的数量。狂风IDS的光电侦察/瞄准设备的安装方式证明在机内空间充足时,采用固定安装的设备在某些情况下要比外挂附加设备更有价值。



狂风GR4机鼻下方的光点传感器,左边是激光瞄准系统,右边是前视红外系统。但因为激光瞄准系统的视角受限,所以投掷激光制导武器时一般还外挂吊舱

  因为受到欧洲国家军费规模的限制,而且在设计开始时提出的在同样的平台上开发对地攻击型和防空拦截型的技术要求,使狂风IDS的体积要小于美国F-111和苏联苏-24这两种类似结构的机型。1991年爆发的海湾战争是狂风战斗机第一次真正在战场上展示自己的能力,海湾战争这场在狂风服役后参加的第一次实际作战行动既获得了肯定又出现了争论,尤其是英国皇家空军使用的狂风GR1在战争初期出现的损失非常显眼。狂风IDS在海湾战争中的损失确实要比任务类似F-15E多用途战斗机高的多,不过按照狂风IDS参战的实际情况与作战目标来看,狂风战斗轰炸机的战斗损失并没有超过最初设计时的设想,甚至说狂风的攻击效费比上远远的超过了在战斗中所付出的代价。狂风IDS采用的JP233子母弹箱在攻击时必须采用低空飞行的方式,而且狂风IDS所攻击的都是得到防空火力重点保护的机场等关键目标。目标面积有限和防空保护火力密集使狂风IDS承受了很大的战斗损失,不过狂风IDS采用常规武器的攻击效果在战术上是非常有效的,而且在高强度中这些战斗损失的数量上与总作战架次相比也能够接受。狂风IDS用空袭作战初期的损失换来了将伊拉克机场基本摧毁的整体效果,而随后采用制导炸弹进行中空攻击的狂风IDS再未遭受这样大的损失,因此说狂风IDS损失上的问题主要是任务、装备与战术不能保证火力圈外打击的要求,而狂风IDS在设计时就已经做好了承受这一战术所带来损失的准备。

狂风战斗机的技术和发展 下:狂风IDS与歼轰-7的比较

狂风IDS与歼轰-7的比较

狂风在设计思想上与歼轰-7的比较

  狂风IDS是西欧为建立独立空中打击力量所发展的新装备的组成部分,作为远程攻击机的狂风IDS是与较小的“美洲虎”战术攻击机配套发展,用途是在欧洲爆发的大规模常规战争中对华约纵深的机场等重要目标进行打击。北约国家依靠欧洲自行发展的狂风IDS、“美洲虎”和美国驻欧空军部队的A-10和F-111,可以在武装直升机和远程轰炸机之间形成连贯和系统的空中打击体系,能够在战争中利用多层次的密集空中火力阻塞和杀伤预想中华约庞大装甲兵集团的冲击。欧洲的北约部队在面对华约装甲兵团和航空兵集团全面突击时,“美洲虎”、A-10可以用来担负在近距支援时攻击装甲兵集团的任务,而狂风IDS则侧重于突击敌方纵深的重点目标和桥梁、机场。挂载BL755和JP233、MW-1撒布器的狂风IDS是北约在冷战期间最好的机场封锁武器,狂风IDS在海湾战争中对伊拉克机场的攻击中虽然受到了一定的损失,但是采用低空突防手段的狂风IDS在突防作战效果上却证明了其设计上的成功。

  在各个航空强国都竟相开展了对战斗轰炸机研制工作的时候,中国的航空工业正处在“文革”所造成了混乱之中,落后的基础研究和制造技术给中国航空兵器的发展带来了很大的影响,中国空军和航空科学技术人员虽然处在这个不利的条件下,但是始终还在对中国空军作战力量的发展而进行着努力。我国独立研制的被称为轰-7的超音速轰炸机的模型在1988年的国外航空展上首次展出,被命名为FBC-1的出口型战斗轰炸机又经过10年以后,终于以实机的形式出现在珠海航空航天展。FBC-1的国内装备型歼轰-7在FBC-1首次在珠海航空航天展露面之前,就已经小批量装备中国海军航空兵试用,在1999年10月1日的50年国庆阅兵空中编队里,由6架歼轰-7组成的战斗轰炸机编队正式向世界宣布了,中国军队已经装备了第一种国产现代化战斗轰炸机。歼轰-7的装备填补了我国航空武器型号的空白,使中国军队的空中武器系统更加完善,更加适应我国空中武装力量由国土防空型向攻防兼备型的转化。



歼轰-7是我国的第一种国产现代化战斗轰炸机

  歼轰-7最初是空军为了替代落后的轰-5所发展的超音速轻型轰炸机,从歼轰-7最初被给予轰-7的编号就可以看出空军对项目的观点,空军和海军在轰-7发展过程中发现超音速轰炸机和战斗轰炸机之间的界限很小,因此在项目发展后期将作为轰炸机提出的轰-7项目调整为歼轰-7战斗轰炸机,编号的变化并没有改变歼轰-7在设计上下接强-5和上接轰-6的装备要求。歼轰-7在设计中是一种具有较好的纵深突防能力,可以对敌防御纵深的点、面目标和海上目标进行精确打击,并且具有一定的自卫空战能力的先进机种。歼轰-7提出时所设想的攻击目前同样是前苏联庞大的机械化兵团,单纯从作战目标的角度上可以说歼轰-7和狂风IDS几乎是相同的。歼轰-7虽然在技术类型上属于强调对地攻击的战斗轰炸机,但是与同类的F-111、苏-24相比较还有所不同,苏-24和F-111因为飞机过重,机动性能较差,基本上不具备空中防御的能力,过于单一的用途使苏-24和F-111与歼轰-7和狂风在战术和使用特点上有一定的区别。我国的歼轰-7在规格和性能特点上更加类似于狂风IDS,引进并合作生产狂风IDS在歼轰-7发展过程中的一段时间里,还曾经一度成为取代歼轰-7研究发展计划的备用方案,由此也可以看出狂风与歼轰-7在战术定位和性能要求上确实比较接近。

  狂风IDS在欧洲战场作战的时候可以得到战斗机的有效掩护,美国驻扎在欧洲的战斗机部队也可以用来给狂风IDS扫清空域,防御方担负防空任务的战斗机对狂风IDS的威胁并不明显,这就使狂风IDS只需要具备基本的自卫防空能力就可以满足需要。中国空军可以担负制空和护航任务的战斗机力量严重不足,这就需要歼轰-7必须具备比较好的自卫防空能力,甚至在一定程度上还要能够负担必要的防空任务。歼轰-7虽然在设计上没有什么特色,采用的技术也不够先进,但是因为飞机的推重比较大,机动格斗性能确实比较好,基本上具备了和第二代战斗机进行空中格斗的能力,在加速性和爬升率方面也能够满足与第二战斗机作战的要求。

歼轰-7和狂风IDS各自存在的价值与意义

  歼轰-7的发展过程远比狂风IDS漫长和困难的原因主要是基础条件上的差异,战斗轰炸机的作战能力除了飞机本身的飞行性能外,航空电子、火控导航、飞行控制与机载武器都是战斗力的重要组成部分,其中任何一个部分的性能标准都会对战斗轰炸机的性能带来很大的影响。歼轰-7目前与狂风IDS存在的最大差异就是因为装备时间的不同,当歼轰-7真正能够满足中国航空兵需要时狂风IDS已经接近退役。对于歼轰-7和狂风这两种战斗轰炸机的发展过程和相关的技术战术条件进行简单的分析,可以看出在不同的技术和战术条件下的同类飞机各自的发展过程,也可以对战斗轰炸机在21世纪的空中战场的地位进行基本的分析。

  歼轰-7与狂风IDS这两种飞机在很多方面都很接近,但是不同的技术基础和作战环境给这两种飞机带来了不同的发展过程。按照基本的技术数据可以看出,歼轰-7的气动设计保守,在载弹量、电子设备和低空突防能力上与狂风IDS有一定的差距,机载武器的性能和种类上存在的差距比飞机性能更加明显。歼轰-7因为受到国内航空技术的限制,虽然服役的时间比狂风IDS晚了14年,但是在综合作战性能上与狂风IDS基本型还有一定的差距,与参加海湾战争的改进型狂风IDS的差距更是十分明显。需要注意的是当歼轰-7在1994年开始小批量试生产的时候狂风IDS已经停止了生产,基础基础的薄弱使歼轰-7并没有赶上战斗轰炸机发展的黄金时间。



歼轰-7的各种挂载方案

  在中国和西方在上世纪80年代的接近时期里,我国曾经计划通过直接引进国外先进飞机的方法,来改善空军作战飞机陈旧落后的问题,狂风IDS、F-16和幻影2000都曾经是候选的目标。这几个型号之间有所不同的是,F-16和幻影2000的引进计划并没有干扰国内的J-8II等型战斗机的发展,而狂风却在中国空军引进飞机的项目中预备取代歼轰-7的发展项目。中国在上世纪80年代引进狂风IDS必然导致歼轰-7受到影响而下马。引进狂风IDS虽然可以比歼轰-7提前10年形成战斗力,但是因为中国航空工业的设计和生产能力在当时还只达到西方60年代初期的技术水平,我国航空工业对狂风IDS采用的先进电子系统、变后掠翼装置、电传控制系统和先进航空动力都没有任何经验,引进狂风IDS后无法解决狂风IDS飞机及其配套系统的国产化,甚至维护和保养也不能够完全依靠国内的力量解决。中国与欧洲国家之间的关系在80年代末期因为政治因素的影响而出现变化后,西方的军事技术封锁将会使狂风IDS的国产化完全无法进行,已经采购的成品机也会很快因为备件无法保证而失去战斗力。这时候即使再开始重新研制歼轰-7,所耽误的时间和造成的损失也将是十分惨重的,根据后来情况的发展可以看出,我国军事决策单位将歼轰-7项目坚持下来的决定是十分正确的。

  歼轰-7的发展有着很多的偶然因素,如果当时引进狂风IDS战斗轰炸机,那么歼轰-7的发展项目必然要半途而废,一个很有希望的机种就将失去在中国天空翱翔的机会。很多朋友认为歼轰-7首先装备中国海军航空兵是空军不喜欢串列双座的战斗轰炸机,但是从空军曾经很认真的计划使用狂风IDS取代研制中的歼轰-7的事实来看,空军并不是排斥串列双座战斗轰炸机,而是歼轰-7本身的技术性能无法满足空军对战斗轰炸机的需要。歼轰-7刚刚开始服役的时候只有性能水平较差的机载火控雷达,根本没有机载地形跟踪雷达和类似功能的电子吊舱,这个缺陷就使歼轰-7虽然在设计上也是以低空高速突防作为标准,但是落后的航空电子设备使歼轰-7在当时根本不具备有效的低空突防作战能力,笨重而又缺乏突防能力的歼轰-7基本型根本无法满足空军的作战需要,这才是空军没有接受歼轰-7基本型的根本原因。歼轰-7基本型的电子设备虽然无法满足空军突防作战的要求,但是在背景干扰小又没有地面障碍物影响的海上却有较好的作战效果,而歼轰-7较大的有效载荷又可以满足海军航空兵对于导弹攻击机的战术需要,歼轰-7使用远射程的反舰导弹执行对舰攻击作战任务时不需要深入目标舰艇的防空火力范围,这也就能够从根本上回避歼轰-7突防能力差的缺陷,因此歼轰-7最初是作为海军导弹攻击机进入海军航空兵服役。



挂载反舰导弹的歼轰-7

  中国国内的雷达和航空电子技术在近年来取得了明显进步之后,已经有条件依靠国内的力量为歼轰-7改进型装备现代化的机载雷达,具备低空导航和地形跟踪功能的歼轰-7改进型真正的满足了空军对战斗轰炸机突防能力的要求,而精确制导武器的使用又使歼轰-7有效载荷大的优势得到了发挥。歼轰-7的改进型通过在航空电子技术和机载武器系统上的发展,已经可以满足中国空军对战斗轰炸机的技术和战术要求,歼轰-7的改进型也就得到中国空军的接受开始进入空军服役。中国空军和海军航空兵装备歼轰-7的时间比狂风IDS要晚14年的时间,这个时间上的差距恰恰是发展一代作战飞机所需要的时间,因此当中国航空兵的歼轰-7形成有效战斗力的时候,不但国外F-111、狂风和苏-24已经大都处于被新机型取代前的准备阶段(美国空军的F-111已经被F-15E取代,EF2000和苏-34是发展也已经达到交付前的试验阶段),中国空军也已经得到比歼轰-7综合战斗力有明显优势的苏-30MKK。歼轰-7与上世纪末期国外发展和装备的多用途战斗机的性能差距非常明显,因此中国航空兵大规模装备歼轰-7和歼轰-7A并不是因为歼轰-7有什么特殊的优势,而是因为国内的航空生产条件无法向空军提供更好的飞机,依靠引进的苏-30MKK在数量上不能满足航空战术打击力量发展的需要,所以歼轰-7的生产主要就是填补苏-30MKK在装备规模上所存在的不足。

狂风战斗机的技术和发展 下:不是结局的结束

不是结局的结束

  狂风战斗轰炸机目前仍然是西欧国家主要的地面攻击机,装备狂风的几个国家都准备在接受EF2000后就逐渐将现役的狂风退役,退役狂风并不是说狂风在设计上已经无法满足现代化战争的要求,而是狂风因原设计因素导致的用途单一的缺陷影响到了飞机的效费比,装备狂风的西欧几国的军费投入难以在装备EF2000之后,很难在经济上保证继续维持狂风这种大型战斗轰炸机的需要。使用狂风的欧洲国家(以英国和德国为主)从海湾战争后开始对狂风IDS和ADV进行技术改进,狂风IDS的改进集中在采用先进的精确制导武器来提高精确打击能力,而狂风ADV(F3)则通过用装备主动雷达制导的AIM-120C5来加强远程对空打击力量。狂风IDS现在已经成为能够使用各种战术导弹和制导炸弹的先进攻击机,但是狂风IDS的改进并没有对飞机的结构和动力进行大幅度的改进,其目的也只是通过改进使狂风有更强的战斗力和更适应高技术局部战争的能力,能够更好的在EF2000大规模形成战斗力前保持战斗力的目标,狂风IDS所进行的改进还无法从根本上改变狂风被EF2000所替代的局面。



最先被台风取代的是英国的狂风ADV

  EF2000毫无疑问是比狂风更加先进和用途更加广泛的作战飞机,但是相对于以超音速空战为主要设计要求的EF2000来说,已经装备很长时间的狂风在对地攻击能力上仍然具备比较明显的优势,狂风具备更好的突防能力、载弹量、内部空间和作战半径,飞机的结构设计也更加坚固,可以用来进行升级改造的内部空间也EF2000更加充足。狂风是以应对全面世界大的要求为基础开发的攻击机,当苏联的解体使曾经庞大的苏联红军土崩瓦解的现在,继续维持狂风的实际价值已经无法抵消在经济上所承受的压力。冷战的结束不但使全球军事技术的发展速度放缓,而且军费投入的降低也使很多国家开始放弃冷战期间所开发的先进装备,美国海军F-14被F/A-18E/F取代就是经济战胜技术的典型代表,而EF2000和阵风在削减采购数量的同时提高多用途作战能力,同样也证明了专用作战飞机在冷战后的现在已经不再受到欢迎。

  狂风作为欧洲多国联合研制的高性能军用飞机的发展过程,在参加研制的不同国家间关系处理方法取得了成功的经验,尤其是狂风在研制中有效的协调了不同国家对飞机的不同需求,通过协商和合作的方式解决了不同需求目标所产生的分歧,都为欧洲联合开发EFA战斗机提供了成功的管理体系和经验。狂风的成功直接促进了欧洲战斗机项目的提出后最终发展,没有狂风这样复杂的飞机研制项目最终取得的成功,在欧洲战斗机研制遇到问题时也就没有协调各方关系的基础,英国和德国在EF2000发展过程中的变化没有对项目造成破坏,根本原因就是因为狂风给欧洲战斗机的参与国提供的信心。狂风的成功是促进欧洲联合开发EF2000的基础保证,也正是因为EF2000的服役而给狂风的未来拉响了警报。

本帖最近评分记录
  • gytools 金币 +64 感谢分享,论坛有您更精彩! 2016-4-7 13:38
  • gytools +2 感谢分享,论坛有您更精彩! 2016-4-7 13:38

TOP

当前时区 GMT+8, 现在时间是 2025-3-23 10:50