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ZT : F35的流言終結

(2017-04-18 18:00:50) 下一個

F35的流言終結

 
來源:  於 2017-04-18 14:03:35 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀:2251 次 (16964 bytes)

F35的流言終結
發信站: BBS 未名空間站 (Tue Apr 18 16:46:36 2017, 美東)

是改變世界未來空戰還是詬病百出不堪一用?F35的流言終結



在F35剛誕生時到處是吐槽它缺陷如何的多,但是它卻一次次成功證明了自己的真正實
力,我們就來詳細了解一下這個備受爭議卻又代表最新科技的戰鬥機。

隨著2017紅旗軍演第一階段結束,F-35戰機的首場實際軍演以驚人的20:1的交換比而結
束,美國海軍陸戰隊的F-35B更是取得了超過24:1的交換比,至此圍繞著F-35戰機幾乎
所有的質疑都可謂畫上了句號。作為當之無愧的21世紀最受爭議的武器係統,F-35戰機
總是伴隨著各種流言和誤區,今日就讓我們來一一終結。



▲F-35的三個型號,從左到右為C,B和A型

分別是艦載型,短距垂直起降型和常規起降型


F-35戰機,是“聯合攻擊戰鬥機”(JSF)項目下的產物。JSF最早可以追溯到美國國防
高等研究計劃署(DARPA)在1992年開始的“聯合低成本輕型戰機”(CALF)計劃,此
項目目的在於為美國海軍陸戰隊提供一款可短距離垂直起降的戰鬥攻擊機,用以替代AV
-8B海鷂戰鬥攻擊機。同年美國空軍也在計劃研發用以替代F-16的輕型多用途戰機,於
是美國空軍以空軍版本取消垂直起降能力為條件,加入了海軍陸戰隊的CALF項目。


▲CALF項目早期設想圖


1993年美國國防部在審核CALF項目時參考了曾經在美國三軍(此處指美國空軍,海軍和
海軍陸戰隊)服役的F-4鬼怪戰機的經驗,認為正好美國海軍也需要研發F-18的替代機
型,三軍同時研發類似機型可各取所需節省經費和通用後勤負擔,因而建議美國海軍也
加入CALF項目。1994年1月27日隨著海軍的加入,CALF項目正式改名為“聯合先進攻擊
技術”(JAST),亦可稱為“聯合攻擊戰鬥機”(JSF)。


▲F-35三型通用對比。綠色為三型直接通用

藍色為型號間設計類似,紫色為該型獨有。


1995年英國宣布加入JSF計劃,97年加拿大加入,包括澳大利亞,以色列,意大利,日
本等美國盟國隨後也陸續加入JSF計劃。至此JSF成為有史以來合作研發國最多的武器係
統,沒有之一。按照計劃至2070年JSF戰機全部退役為止,三種型號預計將生產超過
4000架,是美國及其盟國當之無愧的空中力量主力。


▲現階段F-35計劃購買國和所購買數量


JSF項目,或者說F-35戰機最大設計流言便是F-35B因通用性拖累了A型和C型的研發。不
少人認為由於JSF項目起始於短距離垂直起降的CALF項目,因而為照顧短距離垂直起降
的B型,通用A型和海軍C型不得不做出妥協。這其中最出名的兩條“妥協”便是因機體
中部放置垂直起降風扇的要求,A型不得不保持較寬的體型,以及因難以研發雙引擎垂
直起降戰機,海軍用C型不得不使用不夠安全的單引擎設計。


▲三型不同的細節設計


然而這兩條“妥協”都站不穩腳跟。首先美國海軍陸戰隊之所以堅持需要擁有能短距離
垂直起降的戰機,是因為作為先遣部隊,海軍陸戰隊常常要在前線機場尚未建設完畢或
遭到破壞下執行任務,航程比直升機遠,且具備空戰能力的短距離垂直起降固定翼飛機
自然尤為重要。其次,F-35的機體並不寬,覺得寬其實是視覺效果,在和其他戰機的直
接對比圖上便一目了然。








事實上F35的機體寬度是由彈艙決定的,這一點從B型因中部風扇占據空間而導致不能攜
帶2000磅JDAM炸彈便可看出。從一開始作為多用途戰機研發的F-35除了要內掛空空導彈
外,還要能夠內掛幾乎所有種類的對地攻擊武器。和F-22彈艙相比,F-35彈艙略窄但更
深,這使其甚至可以內掛隱身設計的AGM-154聯合戰區外武器(JSOW)和JSM空對麵導彈。


▲F-35空投JSOW


▲掛載在F-35彈艙內的JSM導彈


▲可容納兩枚2000磅炸彈外加

兩枚AIM-120的F-35彈艙


關於風扇的流言大都源自於參與JSF項目競爭並獲勝的X-35的設計。不過從編號便能看
出,X-35是X編號的理論展示機,用以展示JSF項目中B型重要的三軸承旋轉噴口和升力
風扇的可行性,因而X-35並非像Y編號的YF-22那樣是技術實驗機。從YF-22到實際服役
的F-22之間都有非常多的設計改動,更不用說從理論展示機X-35到實際服役的F-35了。



▲X-35和F-35B型在外觀上區別已非常大


關於F-35為何要使用單引擎設計,這也和短距離垂直起降沒有關係。考慮到F-35要大量
服役且在不同地區頻繁使用,隻需要維護一台引擎可以大幅度節省後勤的負擔。對單引
擎安全性的擔憂大都源自噴氣引擎早期的不可靠性,的確使用單引擎的艦載F-8“十字
軍”戰機和A-4“天鷹”攻擊機都有過因引擎故障而機毀人亡的實例。但從第四代戰機
開始噴氣引擎便已十分可靠,以至於維護兩台引擎而增加的可能人工錯誤造成的事故更
多,這一點從使用相同引擎的F-15和F-16的A級事故次數中便能看出。美國軍方對A級事
故的定義是造成人員死亡或永久殘疾,或造成超過一百萬美金損失的事故。


▲同時間段內F-15的PW-229有5起事故,

F-16的PW-229沒有一起。


除去減少人為因素的優勢外,現代噴氣引擎因其可靠性,意味著任何無法修複的故障都
會是破壞性很強的故障。也就是說一台引擎的故障很容易波及安裝在附近的第二台引擎
,即使第二台引擎幸免遇難,也很難保證控製飛行的其他係統,如液壓,電路等能不被
破壞。在現代可靠性很高的噴氣引擎下,雙引擎並不比單引擎安全。


▲現代雙引擎戰機引擎間距均非常小


除去F-35設計上兩條“妥協”的流言外,關於F-35性能的最大流言便是因考慮到超視距
空戰將會是外來主流,F-35側重航電而放棄了機動能力。這一點不得不說是很多軍迷的
酸葡萄心理,窮人的孩子早當家不意味著富人的孩子就要晚當家。JSF項目在招標時便
已公布最基礎的機動要求,規定必須具備F-16的加速能力和F-18的大迎角飛行能力,而
F-16和F-18又恰好是F-35的重點替代對象。也就是說如果F-35任何一型機動要求不達標
的話,美國三軍是根本不會去買的。


▲JSF最初機動設計指標


對於F-35近距離格鬥能力差的流言,大都會引用2015年1月14日由F-35A試飛員撰寫的關
於編號AF-2測試機的測試結果。許多人聲稱文章中說F-35A在格鬥中敗給了掛載兩個副
油箱的F-16D Block 40,且試飛員表示F-35A一直處在能量劣勢下。然而事實真的如此
嘛?讓我們來看下報告。



可以看到報告中提及測試目的並非格鬥訓練,而是測試F-35A的大迎角飛行(AoA,
Angle of Attack)時的飛控程序控製性能,並選擇F-16作為能量參照機。具體測試結
果如下:



而能量劣勢方麵,任何進入大迎角飛行的戰機都會大幅度損失能量,因而F-35在大迎角
測試時和F-16相比處於能量劣勢是再正常不過的事情。至於F-16D為何要攜帶副油箱,
這不是為了給F-35“機動優勢”,而是因為如果不帶副油箱,F-16僅3.1噸的內油根本
無法支撐其完成測試,實際上F-16打開加力燃燒室僅兩分鍾便會消耗掉超過一半的內油。


▲F-35C大迎角飛行機動測試


F-35的真實機動能力可以參考下洛馬公布的F-35C機動測試視頻,視頻中F-35C表現出了
驚人的大迎角飛行能力,甚至一度達到了讓飛機“倒飛”的110度迎角。挪威空軍的F-
35A試飛員,有2200小時F-16飛行經驗,代號“Dolby”的漢克少校就曾表示,F-35和F-
16相比,是一架在格鬥中更具備進攻能力、更有侵略性的戰機,這還是在F-35不使用
EOTS戰場態勢光電感知係統的情況下。他還認為F-35可以比F-16更快地獲得合適的機頭
指向以發射武器,這主要得益於F-35更優秀的大迎角飛行能力讓其可以切入敵機的轉彎
半徑。漢克少校認為F-35唯一的不足是目視觀察視野不如F-16,不過他也表示這是正常
的,因為F-16是世界上目視視野最好的戰機。




若F-35隻是在機動性上與F-16持平或略好,其何來的自信足以替代眾多機型成為美國及
其盟國的空中主力呢?如果在大街上隨便找一個人問他現代空戰是咋樣的,很有可能他
會回答是這樣的:



或者這樣:



盡管近距離空中格鬥在現代空戰中依然有可能發生,但統計上來講已越來越稀少。以美
國智庫戰略與預算評估中心(CSBA)收集到的數據為例,以機炮為主的空戰在1965年占
據絕對主流,但隨著紅外製導技術的成熟從1970年開始導彈便已和機炮平分天下,不過
此時的紅外製導依然需要鎖定戰機尾焰,本質上依然是近距離格鬥用武器。而到1980年
隨著雷達製導的完善和主動雷達製導導彈的誕生,戰機不再需要在交匯後開始攻擊。同
時新式紅外成像技術也讓紅外製導不再需要鎖定戰機高溫尾焰,這意味著紅外製導導彈
可在交匯前鎖定敵機正麵攻擊,不再需要進入目視格鬥範圍。隨著21世紀的到來,信息
化指揮製導技術對導彈的可靠性和精度有了革命性的提升,以至於近距離格鬥擊落的戰
機甚至還沒有其他方式擊落的多。(注:其他方式包括通過機動使敵機墜機,或被擊傷
敵機返航途中墜毀等)


▲藍色為機炮,紅色為後方發射導彈,

綠色為全方位發射導彈,紫色為超視距導彈

淺藍色為其他


哪怕以空空導彈表現最差的越南戰爭為例,美國和北越兩方大量的空中擊殺依然是通過
導彈取得,而不是常規認知的機炮。這方麵的具體辟謠可參考“【流言終結者】越南戰
爭的空中格鬥機炮是殺手鐧?"。



對現代空戰的最大誤區,便是以好萊塢為主的大量空戰電影為浪漫化都將空戰描繪成空
中的騎士對決,先打個照麵,知己知彼後再拚個你死我活。然而早在雷達製導導彈尚不
完善的1970年代,美國空軍便在對112次空戰實例的調查中發現,有80%的擊落是在被攻
擊方完全不知情下完成的,遠距離雷達製導導彈帶來的出其不意性,是機炮和格鬥彈無
法辦到的。此調查結果直接影響了F-22和F-35的設計,最明顯的證據便是F-22的掛載和
同時期F-15相比減少了兩枚AIM-9格鬥彈,增加了兩枚AIM-120雷達製導導彈。在較新的
F-15E和未來的F-15-2040C上,原先用於掛載AIM-9的兩個翼根掛架也被重新設計以掛載
AIM-120。


▲波音設想的未來武庫機F-15-2040C

攜帶14枚AIM-120D


F-22和F-35戰鬥機飛行員在訓練時會被告知盡量避免進行近距格鬥,也就是一般所說的
“狗鬥”,不過這並不是因為對F-35格鬥表現沒有信心,而是要最大化的發揮F-22和F-
35雷達降噪、信息化、遠距離打擊能力強的優點,在較遠距離上更有把握地完成對敵機
的攻擊。這就好比現代軍人依然會訓練高超的近身格鬥技術,但從沒有那個指揮官會跟
士兵說不向敵人射擊,等敵人到麵前了再通過格鬥擊殺一樣。


畢竟以一擋百的超級王牌隻占極少數,近距離格鬥的變數太多,再有經驗的人都會出差
錯,在遠距離完成擊殺才能更有把握取勝。F-35強調的收集分析大量信息的信息化空戰
理論,本質上和主導第四代戰機設計的能量空戰理論是一樣的。兩者都致力於減少己方
空戰時的不確定變數,進而確保能在瞬息萬變的戰場上取勝。換句話說,F-22和F-35的
空戰理論是盡可能把己方的那80%降到最低,然後把敵方的那80%升到最高。


▲收集分析來自各平台信息以最大程度減少變數


在後續的流言終結者中,將會繼續終結F-35在雷達降噪(及俗稱的隱形),項目造價,
和戰略戰術定位等方麵的流言。盡情期待。

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