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“欧洲三雄”大比拼——“鹰狮”、“阵风”、“台风”三种欧洲新型战斗机的技术性能对比

作者:jnscsh   时间:2021-06-30 09:03:06   浏览次数:

JAS.39,又名“鹰狮”,号称“北欧守护神”,它是瑞典萨伯公司自行研制的一种单座型、全天候、全高度,可执行截击、对地攻击以及侦察任务的多用途飞机,用以取代Saab-37“雷”式战斗机。

“阵风”,则是法国达索公司在退出欧洲战斗机研制计划后,为满足法国空军和海军未来作战的需要,自行研制的一种双发多用途超音速战斗机,可以在全天候条件下完成对地攻击、空中优势等多种作战任务。

EF-2000“台风”,又名“欧洲战斗机”,是英、德、意和西班牙4国合作研制的一种新型双发超音速战斗机,前身是EFA验证机,主要用于防空和空中优势任务,兼具对地攻击能力。

“鹰狮”、“阵风”和“台风”作为欧洲当今军用战斗机市场的先进机型,有人称其为“欧洲三雄”。那么,在整体技术性能方面,谁能更胜一筹呢?在这里我们来作一些对比和分析。

气动外形

从气动外形来看,欧洲这三种新型战斗机均采用了先进的前翼加三角翼的鸭式布局和放宽静稳定度设计。专家认为,采用鸭式三角翼布局有两个主要优势:一是超音速飞行时气动焦点向后位移量小,机动性能优异,是近距格斗与超视距空战飞机的最佳选择;二是三角翼面积大,结构重量轻,适合于超音速飞行。“鹰狮”、“阵风”和“台风”的相似之处还在于三者均无水平尾翼,并都采用了翼身融合体设计技术。

三者的不同之处主要表现在如下几个方面:“台风”的全动式前翼与主翼相距较远,位于进气道的前上方,飞行员操纵飞机所需的操纵力矩比“阵风”大,而其它两种战斗机则采用了相距很近的近距耦合设计,“鹰狮”的全动式前翼位于进气道上侧,“阵风”的前翼位于飞机座舱后的机翼前缘,不需要为获得升力而进行不安定设计,适于舰上短距起降。

“阵风”的进气道位于翼根前沿边条以下,带有分流板;“鹰狮”和“台风”的进气道均为楔形,但安装位置却大不相同。其中“鹰狮”的进气道位于机身两侧,装有附面层隔板;而“台风”为了增加机载雷达的容积,则采用腹部进气,进气道位于机身下部并带有一定的弧度。这就是“台风”战机有“笑口”之说的来由。

“鹰狮”的主翼采用切尖三角翼,翼展为8.4米,机翼面积为25.1平方米,带有前缘襟翼和锯齿,机翼后缘有内外侧升降副翼;“台风”机翼的后掠角较大,翼展为10.95米,机翼面积为50平方米,梯形根梢比大;“阵风”则采用悬臂式多梁结构,翼展为10.9米,机翼面积为46平方米,升降副翼可同向和差动偏转,能够与主翼翼展的两段式前缘缝翼进行联动,具有改变机翼弯度、增加升力和提高机动性的作用。

对于飞机的气动外形,普遍认为“阵风”的设计优于其它两种飞机,“鹰狮”次之,而“台风”由于是多国研制的产品,在力图体现各方优势的同时,难免要相互照顾,因此外形设计看起来有不伦不类。

机体材料

为减轻飞机重量,三种飞机的机体材料都广泛采用了复合材料。其中“鹰狮”采用碳纤维复合材料大约占30%,重量减轻了25%,从而使其飞机空重降至8吨左右。

“台风”战斗机除鸭翼外,机身、机翼、腹鳍、方向舵等部位也都采用了碳纤维复合材料、钛合金或铝锂合金。整体而言,“台风”采用的复合材料达40%,结构重量大大减小。

但是,法国人对飞机的重量更为敏感,在轻型战斗机设计思想的指导下,“阵风”战斗机大量采用碳纤维复合材料和铝锂合金,并使用了钛部件的扩散连接和超塑成形等加工工艺。碳纤维复合材料使用率达到了50%,机头整流罩和喷管整流罩则采用凯夫拉复合材料,起落架及发动机舱门也采用了碳纤维复合材料。飞机空重仅为9吨,比“台风”减轻了1吨左右,有利于提高飞机性能。

为了提高飞机的隐身能力,三种战斗机都不同程度地采取了减小雷达反射截面积的措施。

JAS.39“鹰狮”的机体尺寸较小,这对提高其隐身性能有利。但由于“鹰狮”是在20世纪80年代初研制的,当时并没有刻意地去考虑隐身问题,所以现在也只能采取一些折衷措施。主要是在进气口、座舱盖和雷达天线等部位作一些修改,并尽可能使用吸波材料,以减小雷达反射截面积。目前,公司又在考虑武器内挂等措施,进一步提高飞机的隐身能力。

“阵风”飞机在布局、机身截面以及翼身融合体的设计上,已经冻结了旨在减小雷达反射截面的复合流线形设计方案,在一定程度上使其雷达反射截面积难以进一步减小,隐身性能也难以再有大的提高。

“台风”在设计过程中,也没有太注重雷达反射截面积的问题。它采用了一个大的腹部进气道,进气道前缘为直线形,机翼配置位置低,机体两侧平面垂直于机翼呈直度,从前机身到垂直尾翼翼根为锐角。这些作法对提高隐身性来说是负面的。尽管“台风”的机身大量使用了雷达吸波材料,但其雷达反射截面积与F-16和F/A-18C/D相比,处于同等水平。在隐身性能上,总体来说“台风”不如“阵风”和“鹰狮”。

动力装置

由于“鹰狮”尺寸小,重量轻,仅采用了一台通用电气公司和沃尔伏航空发动机公司联合开发的RMl2(F4043)涡轮风扇发动机,其最大推力为54千牛,加力推力80.5千牛,起飞着陆距离为800米。它的燃油贮存在机身内的自封式主油箱和集油油箱内,具有燃油综合管理系统,最大载油量为2268升(不含副油箱),在不进行空中加油(第三批“鹰狮”具有空中受油能力)的条件下,作战半径为800公里。为了能与美国的JSF竞争,目前瑞典正计划对“鹰狮”进行一系列重大改进,在动力方面主要是引进推力矢量系统,并采用推力更大的发动机,以提高飞机的机动性和作战效能。

“阵风”飞机装两台M88-2涡扇发动机。在对空作战条件下,起飞着陆距离为400米,在对地作战条件下为600米。M88-2是斯奈克玛公司引进美国的F101技术而生产的,单发最大推力48.7千牛,加力推力72.9千牛。在生产型飞机上装备的改进型M88-3型发动机,加力推力可达87千牛。机内油箱最大载油量为4500升,但在机身中线和翼下挂架都可挂1250升的副油箱,最大外部载油量达7500升。在无空中加油时作战半径可达1759公里,留空时间超过3小时。

对于“台风”的生产型装两台欧洲发动机公司生产的EJ200涡扇发动机,单台最大推力为60千牛,加力推力可达90千牛,带有全权数字式控制系统和燃油综合管理系统,最大内部载油量为5700升,可外挂两个i000升和一个1500升的副油箱。据说,装两台EJ200的“台风”具有超音速巡航能力,从而使“台风”向第四代超音速战斗机又靠近了一步。EJ200是一种双轴涡轮风扇发动机,

分别由2个单级涡轮机(低压和高压)推动,整个发动机采用一套综合的FADEC(发动机数字控制)系统来控制。单从指标上讲,EJ200采用的技术使发动机在布局上比现存的发动机小、结构也较为简单、燃油消耗率低,性能上均优于“阵风”的M88-2和“鹰狮”的RMl2,推重比也是三种战斗机中最大的。

通过以上对比,我们可以看出三种战斗机均具有空中受油能力,其中“鹰狮”在设计时突出了“一机多用”的原则,采用单发设计并强调配置的灵活性;而“台风”和“阵风”虽然都采用了双发布局,但“台风”采用的是腹部进气,两台发动机进气流并没有完全独自分开,而“阵风”采用的是机身两侧半埋式进气口,每台发动机的进气流完全独立,因而不会出现因一台发动机故障而影响另一台发动机工作的状况。

机载设备和火控系统

“鹰狮”战斗机的机载电子设备和火控系统主要包括:埃利克森公司的PS-50/A多功能脉冲多普勤雷达、D80中心计算机系统、数据总线(3条)和EPl7座舱电子显示系统以及霍尼韦尔公司的激光惯性导航系统和雷达高度表等。其中埃利克森公司为JAS,39精心打造的D80系统,包括5部32位的多功能处理机(一部用于电子干扰设备,一部用于雷达,两部用于控制显示系统,还有一部用于飞机的中心处理设备)。目前,瑞典空军的“鹰狮”装备的PS-50/A雷达有两种制式,分别是mk(-l型和mk(-2型,具有旁波瓣较低、脉冲重复频率不同的特性,并使用了反干扰技术,具有一定的电子战能力。与“雷”式战机所用雷达相比,PS-05/A的重量不及其2/3,但操作功能和作战效能却是其3倍以上。在空对空条件下,它能够以不同的波段作长距离搜索、多目标跟踪、短距离广角追踪搜索,并实现了与航炮和导弹系统的互联。不论在何种模式下,PS-05/A都可以同时指引、搜索和跟踪多个目标,并且可以选择其中最危险的3个目标进行同时攻击。此外,PS-05/A还提供了对海陆目标的搜索、跟踪,以及对目标的描绘和测距。这些功能也适用于“鹰狮”的侦察任务,此时雷达获取的资料和数据可以通过数据链直接传回地面。据报道,第三代雷达PS-50/A MK-3型也在研发之中,它采用了全新的数据信号处理器和并行计算机结构,可以更加高效灵活地满足各种作战要求,计划今年交付使用。

“阵风”战斗机的机载电子设备非常先进,装有RBE2双轴、无源相控阵脉冲多普勒雷达、前扇区光学系统(OSF)以及频谱防御辅助子系统(DASS)。其中,RBE2雷达是西欧第一种在批生产战斗机上采用的电子扫描火控雷达,目前只有美国第四代战斗机F-22上采用了这类雷达(F-16第60批次也许也有采用)。RBE2电子扫描火控雷达功能很强,具有不同的对空、对地和对海工作模式,并具有地形跟随和地物回避能力,能同时对多维扇区进行扫描,即可以在跟踪某目标的同时去扫描另一目标。“阵风”还有一个标准的空空和空地武器搭配方案,在空中能改变作战任务模式或同时执行两项任务,即在对地实施精确攻击的同时可并行进行超视距拦截。RBE2雷达能实施雷达一导弹的数据传输,能为“米卡”中距空空导弹提供目标指示数据,因此在目标进入杀伤区前,导弹的导引头无需工作。此外,RBE2还具有多目标搜索和跟踪能力,可同时跟踪8个目标,能自动对威胁情况作出评估和定位,并能自动区分出优先顺序,同时攻击其中的4个目标,性能上优于“鹰狮”的PS-50/A雷达。OSF系统包括一个广角红外探测器和一台配有激光测距器的长焦距CCD相机。这套设备装在座舱盖的前方,为飞行员提供一个广角视场。OSF还具有一些与雷达类似的功能,不仅能在昼间和夜间探测敌方目标,并能在一个宽扇区范围内进行目标跟踪、识别和测距。它的设计参数是与“米卡”导弹配套的,能在100~150公里的范围内发现目标,在50~70公里时进行定位,在40千米时进行精确测距。OSF能同时跟踪10~20个目标,并能确定其中威胁最大的8个。它还能与RBE2雷达、DASS系统交联工作,以在保持其“低可探测性”的条件下,发挥各自的最大效能。许多军事专家认为,上述三个系统的融合是“阵风”的一个变革性的性能特点。频谱防御辅助子系统(DAS5)由一套激光和雷达告警接收装置、红外导弹发射探测器、红外/光电/电磁诱饵投放器和一台数字式固态干扰机组成,具有良好的自卫防御能力,能够在370公里以远捕捉到敌方的雷达信号,并加以定位和作出识别,还能在不发射雷达信号的条件下向飞行员提供空空和空地环境下十分精确的告警信息。

“台风”战斗机主要机载设备包括ECR90多功能脉冲多普勒雷达,集成式防御辅助子系统(DASS),红外搜索/跟踪系统(IRST)以及STANAG3910北约标准数据总线等。ECR-90多功能脉冲多普勒雷达具有先进的机械扫描天线,搜索距离达52.5-148公里,能同时跟踪8个目标。ECR-90由其内部的搜索/跟踪系统所支持,这个红外空中跟踪设备和前视红外探测系统是一个双视野系统,能大范围地进行侦察探测和高分辨率图像合成。此外,该系统还可以用于空对地搜索。由于ECR-90安装于机头,离中心位置较远,因此限制了其功能的发挥和扩展,在执行攻击性任务时,需要外挂一个成像/指示舱。“台风”的DASS与“阵风”相同,但其所具有的智能型实时图像处理算法能准确辨认正在接近的导弹,虚警率小,大大保证了载机的安全。“台风”所采用的STANAG 3910北约标准数据总线,使其具备了通过Link 16数据链实现信息分发和传递的能力,从而能有效减小战场误伤、重复任务和目标遗漏的概率。

总的来说,军事需求决定了战斗机的性能要求。“鹰狮”灵活的机载设备配置使它能在执行某种特定任务的过程中实时更改任务模式,完成角色转换,而“台风”的机载系统则具有高度的集成化和自动化,它采用的总线集成结构标准,不仅大大提高了设备的可靠性,还显著提高了系统的兼容性。从综合性能上看,笔者认为,三种战斗机中,“阵风”的机载电子设备和火控系统最为复杂,功能齐备,性能也最为先进。

电传操纵系统

三种战斗机都提供了多余度的电传操纵系统,最大过载也都可达到9g,但也还存在一些差别。“台风”战斗机的电传操纵系统为全权四余度主动控制数字式,具有优秀的任务自动配置能力,实现了“手不离杆”控制,表面上看性能最为先进。1997年推出的3号飞控软件,可保证“台风”在30度的最大迎角、带2枚AIM-120导弹的条件下,过载由6.2g提升到了9g,但“台风”飞机本身

存在的高度不安定性,对其飞行控制系统的完善性提出了挑战,客观上要求飞行偏差能迅速地检测出来,以便及时对飞机姿态进行修正,它采用的全权主动控制数字式电传系统,可能也有此考虑。

“鹰狮”和“阵风”的电传操纵系统各有千秋。“鹰狮”采用三余度电传操纵系统,为飞机提供了稳定的飞行性能,实现了“手不离杆”控制,能够降低强烈气流的冲击,更好地控制飞行姿势、高度和速度;能在过载9g的条件下具有优异的加速性能。加上它的机体小,相对“阵风”和“台风”,具有更好的跨音速性能。据说,第三批JAS.39将采用新型信号和数据处理计算机和全权数字式发动机控制系统,这将使“鹰狮”的操纵性和稳定性进一步得到提升。“阵风”飞机的电传通道并非全为数字式。为了便于在空中加油时控制飞机,“阵风”的飞控系统保留了一套模拟通道(双余度),以防空中加油时,飞机对操纵输入的反应过于敏感而失控。电传操纵系统一直是法国的强项,据说“阵风”的三余度数字式电传系统具有极限过载自动保护、故障情况下系统重组及抗颠簸功能。根据它已完成的飞行测试项目显示,没有外挂的“阵风”,其迎角限制为28度,最大过载为9g;而对全挂载布局,其迎角则限制为21度,过载为5.5g。到目前的所有飞行试验表明,“阵风”从未进入过尾旋。因此,“阵风”飞机的飞行性能和操纵性可以说是十分优越的。

此外,在座舱方面,三种战斗机都较为先进,人性化程度都很高,但最为先进的要数瑞典的“鹰狮”,其座舱是现役战斗机中唯一的全电子座舱,而且仍在不断地改进之中。而“阵风”采用了侧驾驶杆,光纤、声控、广角全息平显、瞄准具以及两个点触式多功能彩色显示器等。“台风”具有头盔显示器、语音控制系统等控制功能的高度集成化、自动化的座舱显示系统,双座型的座舱空间也较宽敞。

机载武器

“阵风”的外挂点最多,达14个(海军型为12个),其中机身下前后各2个、机翼下6个、翼尖2个、进气道下方2个。由于起落架收起后占用空间小,因此整个机翼下面都能安装外挂架。正常外挂载荷为6吨,最大可达9吨以上,是三种战斗机中最大的。在“阵风”右侧发动机进气道侧面装有一门“德发”791B型30毫米机炮,射速为2500发/分钟。其主要空空武器为“米卡”雷达制导空空导弹,它是真正的“发射后不管”的导弹。此外,还可携带SCALP防区外发射巡航导弹、ANF反舰导弹以及ASMP-A中程核弹等多种对地、对舰攻击武器。在携带3个副油箱的条件下,最多可挂8枚“米卡”导弹, 翼尖上还可挂载用于近距防御的格斗导弹。

“台风”的外挂点有13个(机身下5个、翼下8个),数量仅次于“阵风”。武器装备包括1门27毫米“毛瑟”机炮,13个外挂点中有6个为空空导弹外挂点。可携带多枚AIM-120、“蝮蛇”空空导弹和多种近距空空导弹,也可携带相当数量的空对地武器和炸弹。其中,两侧外翼下各有一先进近距空空导弹(ASRAAM)外挂点,机身下有4个半保形中距空空导弹外挂点。但由于“台风”主起落架的轮距很宽,前起落架也因进气道而向后收,从而使机翼外侧挂点因离重心太远,而无法承载重荷,最大外挂载荷仅为6,5吨,低于“阵风”。

“鹰狮”只有7个外挂点,是数量最少的。其武器除装备有1门27毫米“毛瑟”BK27机炮外,翼尖的2个挂点可挂“响尾蛇”、“天空闪光”等红外和雷达制导的空对空导弹;两侧机翼下各有2个挂点,机身下有1个挂点,可分别携挂重型空对舰导弹、空对地导弹、炸弹和侦察吊舱。目前正研究采用AIM-120先进中距空对空导弹,或将“天空闪光”改为主动导引头、速度为M45的导弹配置方案。

三种战斗机中,“阵风”的近距空战能力最强,可挂载8枚空空导弹;“台风”则着眼超视距空战,在保持空中优势方面性能优越;“阵风”和“鹰狮”均具有较强的对地攻击能力,而“台风”在对地攻击能力方面显得较为有限。

市场前景

通过以上比较和分析,我们可以看出,“鹰狮”、“阵风”和“台风”三种新型战斗机,总体技术性能水平比第三代超音速战斗机有所提高,但还不及第四代的水平,正如专家评价的那样,属于“三代半”。在性能及应用方面各有千秋,有相同的特点,也存在一些差别。

在“欧洲三雄”中,“鹰狮”的重量最轻、尺寸最小、最早投入使用的飞机,它所具有的良好的多用途能力,使之能够胜任空战、对地攻击以及侦察等多种任务,并能在执行某种任务的过程中实时更改任务模式,完成角色转换,地面维护也极为方便。

“台风”则是在第三代战斗机大量服役以后,以苏-27、米格-29为假象敌机而设计的。在研制过程中,它广泛吸收了第三代战斗机使用和空战模拟方面的经验,并采用了模块化设计,突出了超音速机动性能,允许飞机在M1.6~1.8时,作3~4g的机动动作,适于超视距作战。

“阵风”是在法国退出EF-2000研制计划后自起炉灶,独立开发的。不仅武器载量大,大大多于“鹰狮”;而且多用途能力和隐身性能均优于“台风”。

目前,“台风”飞机在几经周折后于2002年底走进了欧盟四国,各成员国基于“台风”的飞行培训也已拉开帷幕,而“鹰狮”和“阵风”在服役过程中,也在不断地得到改进和升级。

从军机市场来看,“鹰狮”占据优势,“台风”有合作国垫底,“阵风”前景不算乐观。到目前为止,“阵风”还未找到一家国外的大买主,新加坡虽有意预购,但只有22架,从而使其出口型研制被迫下马。目前“台风”的订购量大约已有700架,还算令人满意,但其有限的多用途能力可能会限制其对外出口能力。为争夺未来的世界战斗机市场,瑞典的萨伯公司已作出长远规划,针对“鹰狮”的各项改进和升级也已上马,届时“鹰狮”将具有更强的信息化作战能力和电子对抗能力。目前,该机的总订购数为204架。

当然究竟谁会最终成为世界军用战斗机市场的最后赢家,现在还很难断定。因为这其中不单纯是产品的技术性能水平问题,还有不可忽视的政治、经济等多方面的因素。

责任编辑:思 空

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