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F-16“戰隼”輕型戰鬥機 簡介 (2) F-16A/B

(2007-07-23 09:41:13) 下一個


F-16“戰隼”輕型戰鬥機簡介(2) F-16A/B


空軍世界 :: F-16“戰隼”戰鬥機

    一架F-16C。機身上塗有美軍八十年代後研究的淺灰色迷彩。機身前下部是發動機進氣道,進氣道下麵掛裝著“哈姆”導彈目標標定及攻擊效果評定吊艙。翼下最大的外掛物是副油箱,外側是一枚AGM88“哈姆”反雷達導彈,最外側的翼尖上掛著的ACMI空戰戰術訓練的評估吊艙。

下麵我們來回顧一下F-16的發展曆程:

 

YF-16

1972年,美軍新研製成功的F-15“鷹”重型戰鬥機正處於國際目光的焦點,因為它劃時代的性能令人為之一振,美空軍也為此沾沾自喜。但是F-15帶給了美國軍方一個很大的難題:它太貴了,即使是財大氣粗的美國也買不起太多的F-15;如果為了節省軍費,減少裝備戰鬥機的數量,又會影響美軍空戰能力。為此,美軍想到了一個解決方法:研製一種性能與F-15相比要求較低、價格便宜得多的輕型多用途戰鬥機,與F-15組成高低搭配,解決費用與性能之間的矛盾。

 

    很快美軍推出了ADF計劃,即“先進晝間戰鬥機”計劃。經過一番競爭,72年通用動力公司的原型機YF-16戰勝了麥道公司的YF-17,成為了美軍的“低檔配置”。隨後YF-16被正式命名F-16“戰隼” (FightingFalcon)。而YF-17則在後來的海軍招標中,則反敗為勝,擊敗F-16海軍型,後命名為F/A-18“大黃蜂”。

    F-16在世界戰鬥機史上占有獨特的地位:它在氣動外形上采用了三角翼加普通平尾、單垂尾、單發、翼身融合體的布局,其中翼身融合體在當時是非常先進的設計,並被多種三代半、四代戰鬥機采用;在飛行控製方麵,首次采用了革命性的靜不穩定設計和四餘度電傳操縱係統;駕駛杆采用了側杆布局,安排在飛行員座位右側;座椅後仰30度,提高了飛行員抗過載的能力,保證了進行9G的機動時飛行員不會經受不住;座艙玻璃蓋為前半球無框設計,提供了無遮擋的360度視野(這種設計沿用到了F-22“猛禽”上)。雖然ADF計劃出於價格考慮,對機載電子設備要求不高,YF-16仍能裝載大體積的航空電子設備,為改進留下了餘地。F-16原型的主要武器裝備為M61“火神”20mm加特林炮、AIM-9“響尾蛇”近距空空導彈以及AIM-7“麻雀”中距空空導彈。

    F-16的首次飛行非常有戲劇性。74年1月8日,紅、藍、白三色塗裝的YF-16被運到了加州愛德華空軍基地。在主設計師HarryHillaker為首的技術小組的指揮下,YF-16開始試飛。1月20日,由試飛員PhilOestricher進行高速滑行測試。突然YF-16發生滾轉偏移震動,飛機滑出跑道中線,試飛員在緊急中靈活應對,操縱飛機飛離地麵,穩定後再落回跑道,於是F-16的“首飛”完成了。2月2日YF-16單座機進行了正式的90分鍾首飛,3天後突破了音速,6天之後達到了兩倍音速。5月9日,試飛員NeilAnderson駕駛雙座的B型試飛成功。

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    F-16在美國軍事裝備曆史上具有相當重要的地位。F-16是與經過與YF-17的競爭,戰勝對手而贏得美軍輕型戰鬥機計劃(LightWeightFighter,LWF)的合同。在計劃中,YF-16與YF-17各一架原型機進行了各種對比驗證,確定優勝方後才進入正式型號的研製生產。而在以往,美軍方在合約簽訂之後,就會批出款項,支付研究生產費用。但在隨後的實際研製過程中,預算很可能超支、交貨日期可能推遲、原型機達不到軍方要求或者不符合不斷變化的作戰需求。這時候軍方就不得不追加款項或者忍痛放棄項目。例如YB-70、F-111等的研製,都有這種情況。而LWF計劃中,參與的各個廠商或各個廠商組成的集團將先獲得了一份金額相對較小、僅製造極少量原型機的合同。這一合同被稱為概念實驗(what-ifconcept)與批次管理。這一合同將產生互相競爭的數架原型機,進行大量充分的對比試驗,例如基本飛行性能、發動機性能等試驗。最後決出優勝的一種,美軍方就會將大額的正式型號研製合同批給優勝方。這時候上述原型機均具有相當的水平,且已經經過充分驗證,美軍就可以放心給錢了。而所謂批次管理,就是在整個研製過程中,各種先進技術、裝備是在大量的研製試驗過程中,逐步添加到原型機上的,且常常生產多架原型機供不同試驗使用。例如F-16代表性的電傳操縱係統、武器係統、火控雷達係統等都是這樣逐步加上去的,F-16的各種不同改型也是在這一指導思想下逐漸出現的。美軍隨後出現的各種戰鬥機均采用了上述方式,如YF-22和YF-23的競爭、JSF等。

   對比起蘇聯、中國的軍用飛機研製體係和機製,美國這一方式可以確保最終研製成功的正式型號有較高的技術水平,且可以避免因為某家公司的不足或者失誤影響整個計劃。且多家公司相互競爭,可以迫使各個公司發揮最大的潛力、運用最好的技術。但弊端是一個公司在原型機研製階段必須投入大量財力人力,如果競爭失敗,這家公司就會失去未來一二十年軍方的大額合同,這樣這家公司很可能要倒閉。當然美軍方能夠這樣做也是因為美國商業經濟發達,各大飛機公司均有雄厚的技術和資金實力。為此美軍方往往在批合同給優勝方時,會將部分份額分給失敗的一方,以確保失敗方都能得到生存的機會。盡管如此,戰後美國進行軍用飛機研製開發的公司還是越來越少,二戰及五六十年代許多赫赫有名的公司(或公司的軍用飛機研製部門)先後消亡被更大的公司兼並,例如仙童(Fairchild,代表機型A-10)、北美(A-5攻擊機)、格魯曼(F-4U)等。

   F-16也見證了美國近幾十年戰鬥機研製生產的曆程。1955年全美有22條生產線生產海空軍各種戰鬥機,目前已減少為3條:沃斯堡(F-16)、聖路易斯(F-15,F/A-18)、馬瑞塔(F-22);最初生產一架F-16,需要276天工時,目前隻需要215天。F-16外銷業績非常成功,出口到18個國家地區。F-16戰績也相當好,在100多天的海灣戰爭期間執行了13500次飛行任務,妥善率高達95.2%。
 

F-16A/B

    F-16在戰後美國軍用飛機中是改型較多的一種,簡單的可以區分為A(基型)、B(A型的雙座型)、C(重大改進型)、D(C型雙座型),細分則更加繁多。如F-16A/B的改型(包括批量生產中不同批次的改進型號)包括:Block1、5、10、15(OCU、ADF)、20、MLU等型號;另外還有使用了不同發動機,或為各個實驗計劃改裝的改型:F-16/79/101、F-16CCV、F-16AFTl/CAS/GCAS、F-16VISTA/MATV、未服役的海軍型F-16/LTVl600、F-16SFW前掠翼驗證機與STOVLE7短距起飛垂直降落機等。

    F-16A/B是第一種正式生產型。F-16A是單座,F-16B是雙座,兩型基本上相同。早期的F-16裝備了全麵的電子設備,包括威斯汀豪斯AN/APG66脈衝多普勒雷達、UHF/VHF通訊設備、塔康導套航係統、AN/ALR-69雷達告警接收機、GEC馬可尼公司的平視顯示儀、中央大氣數據計算機。發動機是普惠公司的F100-PW-200,最大推力12500磅,最大推力13500磅,加力推力23,830磅。F-16A/B裝備有標準ACESII彈射座椅。

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    F-16A/BBlock1在外形上比較特別,使用了黑色的雷達罩與機首預警天線整流罩(上圖)。Block5及其後各型的雷達罩就改為灰色了。第一架Block1在79年1月6日交付猶他州希爾空軍基地388聯隊,第一架外銷的F-16則在同年2月交付比利時空軍。此後部分歐洲盟國陸續獲得了F-16,並進行了改進。下圖為BLOCK15基礎上升級的MLU型。

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F-16Block5

F-16ABlock1的黑色雷達罩十分顯眼,在近距格鬥中是致命缺點。Block5更換為灰色雷達罩,這成為以後型號的標準配備。Block5生產了197架,以後管升級到Block10的標準。Block5也有進氣道下方的UHF天線和較小的水平尾翼。與Block1的細小差別是增強了可靠性。

比利時空軍F-16ABlock5,注意機腹下的UHF天線,平尾尺寸也比較小:

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F-16Block10

1982年,Block5的改進型Block10麵世,共生產了312架。Block10在進氣口下安裝有片狀的UHF天線,平尾呈較小的矩形。24架紐約國警隊的Block10曾經換裝GPU-5/A30MM機炮。但在沙漠風暴行動中發現該機炮維護困難,最後又改回了M6120mm加特林炮。94年美國曾推動“盟軍提高”(CoalitionForceEnhancement,CFE)計劃,想把這批F-16賣給以色列、土耳其等國。當時美國的主要目的是為購買F-16C/DBlock50/52籌集經費。但是除了以色列之外,其他國家都沒有購買的意向。目前大批相對落後的Block10退役,部分改裝為地麵教學機,或者庫存起來做戰備用途。部分美空軍的Block10在1987~1993年改進為Block15OCU。

F-16Block15

1981年11月,美軍啟動了“多國階段改進計劃”(MSIP),這一計劃產生了Block15。Block15換裝了F100-PW-220/E發動機,在進氣口下沿增加兩個加固點;為了平衡,平尾也增大了30%,使得飛行穩定性有所增加,降低了失速速度,提高了高攻角飛行的穩定性。Block15的AN/APG-66雷達在空戰模式中擁有邊跟蹤邊掃描的能力,另外還裝備了加大的平視顯示儀,采用了陀螺慣性導航儀、AN/ALR-69雷達告警器、HaveQuickI加密UHF電台。可發射AIM-7“麻雀”空空導彈和AIM-9P4先進近距空空導彈。結構加強以多掛454千克外掛。座艙空調的改進使飛行更為舒適。從1982到1996年,Block15型開設了三條生產線,生產了983架,最後一架交付Block15的第11個買主:泰國。美國空軍的Block15在1987~1993年間均改進為Block15OCU。

出口到巴基斯坦的Block15曾擊落了8架蘇聯或阿富汗的飛機。但後來因為美國製裁巴發展核武器,扣留了多架巴方已付款購買的F-16/OCU型。直到最近美國才同意逐步歸還已付的款項。在台灣求購F-16的過程裏,還曾傳聞美國欲將庫存在亞利桑那州基地的Block15賣給台灣。Block15共有49種小改良構型,比較重要的是“多國多階段性能改進計劃”(MultinationalStagedimprovementProgram,MSIP),該計劃對F-16A/B進行機體結構與內部裝配線的更改。

 

F-16ADF

F-16ADF型是在冷戰背景下產生的。80年代F-106與F-4陸續退役,美國計劃用一種新的戰鬥機頂替上述機型的防空截擊任務,於是推出了“空防戰鬥機”(ADF)計劃,計劃以F-16為原型。F-16ADF機加裝了更先進的AN/APX-109MK7敵我識別器,風擋前有四片刀狀天線;機頭左側雷達告警天線整流罩下方有一高亮度探照燈;垂尾根部為了安裝新的方向舵伺服器和高頻通訊設備,形成了一個突起;火控雷達采用了AN/APG-66(V1),能製導AIM-7“麻雀”(下圖)和AIM-120中距空空導彈,而之前的F-16型號中距作戰能力都很弱;為了能擔當遠程攔截任務,加裝了AN/AEC-2000單頻遠程通訊係統。

美軍共裝備了241架F-16ADF。但隨著戰術需要的改變和武器改進,其中一半以上已經拆除上述設備,恢複成Block10/15型,或退役轉入戰備儲存。

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F-16Block15OCU

1987年末,214架Block15開始被改進成Block15OCU(操作可靠性升級),換裝了更可靠的F100-PW-220發動機。機體結構進行加固,改裝了F-16C/D上的更大的平視顯示儀,可發射挪威研製的“企鵝”空艦導彈(右圖,美軍編號AGM-119)和AIM-120AMRAAM先進中距空空導彈。電子設備方麵增加了雷達高度計、大視角平視顯示儀、AN/APX-101敵我識別器、AN/ALE-40箔條/曳光彈發射裝置、AN/ALQ-131電子戰吊艙,增強了機載計算機速度和儲存容量。上述改進使得最大空重增大到17,010kg。88年1月首架Block15OCU交付使用,目前所有Block15都已經改成Block15OCU規格。

2004年3月,源自第10和15批次的F-16 M3改型成功進行了首次投放908千克GBU-31 JDAM製導炸彈的試驗。在比利時、丹麥、荷蘭、挪威和葡萄牙等“歐洲夥伴空軍”(EPAF)中,大約350架經過中期更新的第10和15批的F-16AM/BM戰鬥機,將經過最新的硬、軟件更新而成為F-16M3戰鬥機。這次硬、軟件更新的特點是加裝Link 16戰術數據鏈、聯合頭盔指示係統(JHMCS)以及裝備慣性輔助製導彈藥,主要是JDAM、WCMD和JSOW。這次投放JDAM采用的是“載飛截獲”(OWA)投放模式,即武器仍掛在機翼下時其製導組件截獲GPS信號,而不是像以前那樣是在投放之後截獲GPS信號。采取這種改裝是必需的,由於美國政府還沒有批準向上述EPAF國家出口這種最先進的GPS密碼,所以必須通過軟件更新才能使武器在飛機載飛時的幾秒鍾內截獲GPS信號。F-16M3使用試驗和鑒定(OT&E)的第1階段,已於2月25日~3月26日在挪威的主航空站(MAS)進行。OT&E的第2階段試驗將在8月11日開始的、美國內華達州內利斯空軍基地舉行的"紅旗"演習時的實際飛行中進行。

F-16Block20

直至目前,美國向台灣出售了150架Block15OCU,這些飛機都經過了MLU(中壽命改進)標準改進,因此被賦予新的編號Block20。目前隻有台灣在使用Block20。下圖為台灣空軍的F-16及機庫。

 

F-16A/BMLU

   91年開始的F-16A/BMLU計劃的全稱是“F-16中期性能改進計劃”,由美國、挪威、比利時、丹麥、荷蘭五國共同執行,台灣也曾出資研製相關軟件。下麵兩幅圖即MLU照片,尾翼上塗有參與研製的各國的國旗(當然“中華民國”不在其內)。這一計劃目的是改進上述五國的F-16A/BBlock10/15/OCU,以適應21世紀的作戰要求。美國在92年退出了該計劃,但購買了223套MLU計劃中研製的新型機載計算機,改裝到美國本身的F-16C/DBlock50/52上。歐洲四國空軍則從93年1月以後,陸續訂購了共360套MLU改進組件。

因為被改進為MLU的F-16均服役了10年左右,出於安全考慮,首先進行了機身結構探傷,確定隔框是否有裂紋。探傷合格的飛機被重新組裝,更換內部管線。最重要的改進是電子設備,改裝了APN/APG-66(V2)雷達、使用新的模塊化計算機、APG-111(V1)敵我識別係統、大視角平視顯示儀、兩個10cm×10cm彩色液晶顯示器、側杆操控係統、數字地圖、GPS衛星定位係統等。F-16MLU的性能勉強達到了F-16C/D早期批次的水平。台灣購買的F-16則是按MLU標準進行生產的全新飛機,因此也可以稱為F-16MLU。

   MLU換裝了AN/APG-66(V2A)火控雷達,具有發射AIM-120B的能力。該型座艙使用2台四色彩色顯示器取代原來的單色陰極射線顯示器(CRT)。為適應北歐多山崎嶇的地形,加裝了微波自動降落係統。在荷蘭空軍的一架F-16BMLU上還試驗了漢尼威爾公司的“LookandShoot”頭盔顯示係統。F-16MLU達到了F-16C/DBlock40/50的水平,部分電子設備要更先進些。

   1998年,MLU計劃進入實機改裝階段。之前四國與美國空軍各自改裝了一架原型機。1997年9月,丹麥與美國空軍的原型機在愛德華空軍基地進行試飛。丹麥的原型機在同年12月成功地試射了一枚AIM-120先進中距空空導彈。當時MLU計劃中的任務計算機使用M1版本的軟件,而M2版本的軟件預計2000年能更換完畢。M2版本的裝備又分M2.1/2.2/2.3三個階段:M2.1版本已在98年7月升級完畢,新功能包括能使用LANTIRN吊艙(示意圖見下圖)和自動目標管理係統;M2.2版本的新功能包括發射和製導AIM-120B、改進的機炮瞄準顯示、IDM數據鏈;M2.3版本將在2003年完成,可能包括增大AN/APG-66(V2)的空地探測距離、Linkl6數據鏈、聯合頭盔顯示係統,以及使用JDAM、JSOW、WCMD等火力圈外精準製導武器的能力。M3版本的軟件係統正在研究中,分為M3與M3+兩種,總預算約1億美元。其中M3是給歐洲四國使用、M3+則由美國空軍使用,後者預計2003年9月在愛德華空軍基地開始試驗。M4/M4+軟體升級計劃正交由美國國防部進行預算評估。

  2003年9月,波蘭國防部(MND)宣布將從2008年起,為其F-16選用美國古德裏奇公司的DB-110機載偵察係統。該購買合同包括7套配有數據記錄器和任務控製係統的DB-110係統、實時數據鏈和兩個地麵站,其中一個地麵站將是可移動的。地麵站將可以從波蘭計劃於2006~2007年購買的無人機等其他偵察係統獲得相關信息。波蘭空軍和防空部隊安裝該係統是DB-110傳感器首次用於F-16。此前,該係統已經被集成到英國皇家空軍“狂風”的機載偵察吊艙中,以及日本海上自衛隊的P-3C海上巡邏機上。古德裏奇光學和空間係統部官員透露了有關美國新型吊艙的細節,據說DB-110係統將安裝在與戰區機載偵察係統類似的吊艙裏,以降低成本和風險。古德裏奇公司獲得的合同是與波蘭花費35億美元購買的48架F-16C/D多任務戰機相關的7項合同之一。波蘭空軍和防空部隊在8月與洛克希德·馬丁公司簽署了購買增程型精確攻擊導航和瞄準吊艙的合同,該合同同時消除了對購買拉法爾武器開發局與諾斯羅普·格魯門公司聯合開發的Litening吊艙的猜測。空軍同時還決定從數據鏈方案公司購買5套多任務信息分發係統輕型終端以及相關軟件。波蘭F-16項目的首套終端將於2004年年中交付到洛·馬公司。波蘭還希望購買兩套LINK-16地麵站。波蘭國防部要求國產的指揮控製係統與LINK-16進行綜合。

  2005年2月,英國BAE係統公司的美國分公司接獲933萬美元的合約,為台灣F-16戰機的雷達預警接收器做軟硬件升級。美國國防部宣布了這項合約,並稱雷達預警接收器升級工作將於2008年1月完成。

空軍世界 :: F-16“戰隼”戰鬥機

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轉載:空軍世界

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