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国外先进战术战斗机概况与展望

作者:jnscsh   时间:2022-04-18 08:47:46   浏览次数:

【摘 要】本文简要回顾了现代战斗机发展历程,主要介绍了美国F-22、F-35和俄罗斯T-50等先进战术战斗机概况和性能特点,并对下一代先进战术战斗机发展方向进行了展望。

【关键词】先进战术战斗机;F-22;F-35;T-50

0 引言

在军用飞机中,以战斗机的装备数量最多、应用最广和发展最快。随着高新技术的飞速发展,战斗机更新换代的周期也越来越短,从上世纪80年代中后期至今,国外军事强国纷纷投入巨资,研制和生产新一代先进战术战斗机,这其中以美国F-22、F-35和俄罗斯T-50最为先进,代表了当今战斗机技术的最高水准。

1 现代战斗机发展历程

自上世纪50年代初第一代超声速战斗机问世以来,迄今为止一共发展了四代,并且开始了第五、六代战斗机技术的探索。

第一代是上世纪50年代初开始交付使用的战斗机。特点是采用铝合金全金属机身和三角翼或后掠翼布局,配备喷气发动机,M0.9~1.3低超声速飞行,强调近距格斗性能,武器以机枪或机炮为主,也但能携带副油箱、炸弹、火箭炮和第一代空空导弹。代表机型有美国的F-86、F-100和前苏联的米格-15、米格-19,目前均已退役。

第二代是上世纪50年代末60年代初开始装备、追求高空高速的战斗机,特点是采用尖锐头部、两侧进气和可变后掠翼或三角翼布局,配备涡轮发动机,最大速度M2~2.5,武器以早期近距空空导弹、机炮为主。这一代飞机以美国的F-104、F-4,前苏联的米格-21、米格-23为代表,除美国、俄罗斯外,目前仅在其他国家尤其是部分发展中国家有一定数量装备。

第三代是上世纪70年代中期开始装备的战斗机。特点是采用翼身融合体、边条翼布局和复合材料机身,应用主动控制技术,配备涡扇发动机,最大速度2~3M,强调高机动性、多任务、可对地攻击等,武器以中远距空空导弹为主。代表机型有美国的F-14、F-15、F-16、F-18;前苏联的米格-29、米格-31、苏-27;法国的“幻影”2000以及欧洲四国(英国、德国、意大利和西班牙)的“狂风”等。这一代飞机是目前国外各国空军的主战装备。

第四代是从上世纪80年代初开始研制,以“4S” 全隐身、超声速巡航、超机动性、超视距攻击和信息能力等为主要技术特征的新一代战斗机。这一代飞机以美国的F-22、F-35 和俄罗斯T-50为代表。其中仅美国的F-22服役,其余均处于研制阶段。

需要指出的是,欧洲四国的“台风”、法国的“阵风”、瑞典的“鹰狮”以及美国F-18E/F“超级大黄蜂”、俄罗斯苏-35BM战斗机,只是部分具备第四代战斗机的特点,通常被称作“三代半”战斗机。

2 先进技术战斗机概况与性能特点

2.1 F-22

F-22已于2002年开始装备部队,并于2004年形成初步作战能力。F-22的首要任务是夺取制空权,能在己方和敌方上空遂行夺取制空权的任务,也能压制敌防空力量和执行遮断任务。

F-22采用翼身融合、外倾双垂尾常规布局,将隐身外形设计技术,超音速低波阻技术,大迎角气动技术,非定常前体涡控技术等巧妙地融合在一起,在结构上大量使用先进的复合材料,使飞机的隐身和机动性能得到很好的折衷,使该机具有隐身和超机动双优品质。装一部AN/APG-77有源相控阵火控雷达,对3 m2目标最大探测距离为200 km,可同时跟踪30个空中目标,能探测跟踪16个地面目标,并能拦截巡航导弹。装备高度综合的航空电子系统,具有良好的识别选择、瞄准、快攻和帮助飞行员决策的能力。F-22的隐身性能主要通过外形设计和大量采用复合材料来实现,其雷达散射截面只有0.05~0.1m2。武器系统具备超视距、全向、先敌发现,先敌攻击能力。

2.2 F-35

F-35有常规起降(CPOL)、短距起飞/ 垂直着陆(STOVL)、舰载(CV)三种型别,彼此间最大程度地保持了部分模块部件通用,任务范围包括制空权夺取、近距空中支援、战场遮断及纵深攻击等。目前F-35各型机已完成首飞,预计从2016起逐步服役。

F-35采用近似菱形的机头锥截面和机身,梯形中单翼,常规水平尾翼,外倾双垂尾和内置弹舱。水平尾翼超出机尾向后延伸以遮蔽喷嘴,可降低雷达目标有效截面。采用无边界层分离板超声速进气道技术,改善隐身和进气效率。配置第四代主动式电子扫描阵列雷达,将雷达的发射/接收模块合成在一套装置中,可进行信号搜索、被动搜索和多目标、超视距跟踪和瞄准。分布式结构红外系统,拥有六个嵌入机身的被动红外线探测器,分布在F-35的机身各处,涵盖机身周围所有方位,各个红外线传感器传来的图像经合成之后被投射于飞行员头盔显示器上,使飞行员获得全方位红外图像视界。电子战系统(IEWS)综合了机载AN/APG-81有源电扫相控阵雷达(AESA),通信、导航、识别系统(CNI)和光电分布式孔径系统(EODAS),可大幅度增强驾驶员的状况感知,目标识别与武器投射及战场生存能力。

2.3 T-50

T-50为单座双发重型战机,任务包括防空、制空和对地、对海攻击。于2010年1月成功首飞,目前处于试飞验证阶段,已经生产5架原型机。

T-50采用了带尾翼边条翼的正常布局和小展弦比、较大后掠前缘和后缘前掠的机翼,从机身到机翼平滑过渡的融合体设计,机身的最大横截面积对机翼面积之比约为6.5%。机身的横截面为椭圆形,全机量使用新型碳纤维合成材料,其比例占机身面积的70%,加上气动布局独特、机身本身可产生升力。除使用等离子隐身技术外,还采用了前机身侧面倾斜、机翼遮挡双斜切进气口和简单进气道、各翼面前后缘相互平行、倾斜配置双垂尾等措施提高隐身能力。使用向量推力技术进行俯仰、偏航和滚转控制。配有主动相控阵雷达系统(AESA),可发现400km外的目标,能同时跟踪60个空中目标并打击其中的16个。还装备新型无线电侦察和对抗系统,可以在不打开雷达、不暴露自己的情况下,发现敌人并实施干扰。飞行员对飞机的指挥控制也完全实现了数字化,所有信息都显示在座舱内彩色液晶大屏幕上。

3 下一代先进战术战斗机展望

3.1 无人战斗机

美国“捕食者”无人机早在2001年阿富汗战争中成功实弹运用, X-47B无人战斗机近几年也已完成多次试飞,将具有较强的压制敌防空体系的能力和全数字攻击能力,并能遂行信息战、电子战和精确打击能力。俄罗斯也向外界表示,已启动无人驾驶的第五代战斗机研制工作。无人战斗机的优势在于成本低、攻击能力和自我生存能力强、使用维护简单。不需要复杂的生命保障系统,使制造成本大幅度降低,可以在大载荷下机动,作战效能反倒大幅度提高,更有利于提高气动性能和隐身性能,以及不存在飞行员伤亡、被俘和泄密等问题。受现有技术条件的制约,在今后相当长的时间内,它还不能完全取代有人驾驶的作战飞机,但随着信息技术和自主控制技术的发展,无人战斗机独立完成任务的能力将会越来越强。

3.2 新型隐身战斗机

随着各种反隐身技术的发展,目前依靠外形设计和传统隐身材料实现低可观测的军用飞机在未来战场上面临极大的威胁,甚至完全失效。美、俄等国均加强了对新一代隐身技术的研究,从传统的雷达、红外隐身进一步扩展到目视隐身。俄罗斯目前正在研制的等离子体隐形技术,主要是通过等离子体云来实现隐形,规避探测系统,甚至还可以改变反射信号的频率,使敌方雷达难辨真假,以保证隐形效果。另外,美国正加快“智能蒙皮”技术研究,通过加载不同的电压根据环境改变自身颜色,在林区飞行时变为绿色,在沙漠则变为黄色,这样就增加了飞机低空飞行时的安全系数,减少了被地面人员目测发现的危险。

3.3 空天一体战斗机

随着航空、航天技术不断发展和进步,航空和航天的界限日渐模糊并高度融合,由此产生全新的飞行作战平台—空天飞机。美国对空天飞机的发展尤为重视,被认为是美国下一代战斗机的一个重要发展方向。在美国空军1994~1996年期间完成的一系列关于未来军事装备的研究报告中,均建议把空天飞机作为今后20~30年最重要的武器装备之一。自20世纪90年代中期以来,美国曾先后研制了X-33、X-34、X-43、X-51等多种技术验证机,对热防护系统、复合材料结构和新型综合电子设备等技术进行验证,这些技术发展将直接为研制空天飞机奠定基础。

3.4 多功能战斗机

F-15最终发展出了F-15E“攻击鹰”双重任务战斗机,以争夺制空权为目的的F-22也因在研发过程中增强对地攻击能力一度被改称为F/A-22,而F-35从一开始研制就被称作联合攻击战斗机,第三、四代战斗机在其研发服役过程中均逐步向多用途战斗机方向发展。战斗机、攻击机和战斗轰炸机之间的界限正在逐步模糊甚至逐步消失。可以预计,下一代战斗机将是一种真正意义上的多功能战斗机。

4 结束语

F-22、F-35、T-50等先进战术战斗机无不具备超低可探测隐身、超音速巡航、极端飞行敏捷性、信息融合和高维护性等诸多优越性能,为当今世界战斗机技术的发展树立了典范。同时,随着新兴国防技术的发展,自主无人驾驶、新型隐身、空天一体、集空中格斗、对地攻击和战术轰炸一身的新型战斗机将会不断涌现,并成为各国空中较量的主力军。

【参考文献】

[1][美]史蒂夫·佩斯(Pace.S.)著,熊峻江译.F-22“猛禽”:美下一代优势战斗机[M].北京:国防工业出版社,2002.

[2]温杰.俄罗斯T-50原型机总体技术浅析[J].航空科学技术,2010(2).

[3]张维泽.雷霆之翼 F-35A飞行性能探析[J].航空档案,2011(2).

[4]石汶.飞机隐身技术的变革[J].航空科学技术,2010(3).

[责任编辑:庞修平]

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