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无可奈何花落去,似曾相识电归来-F35C”闪电II”
送交者: 凌飞电脑[☆★★★保守派右派★★★☆] 于 2019-02-03 18:15 已读 283 次 5 赞  

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无可奈何花落去,似曾相识“电”归来 6park.com

-----漫谈F35C”闪电II”
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2009年7月28日,洛克希德•马丁公司在公司钢构总装车间内临时搭建了个架子, 举行了F-35C-CF-1飞机的“下线庆典”, 平台四周彩旗招展,正中的幕布上绘有参与研制该机的9个国家的国旗与”5th Gen…From the sea”(第5代战机…从海到陆) 6park.com

美国海军作战部长拉夫黑德上将(Chief of Naval Operations (CNO) Adm. Gary Roughead)发表了讲话,骄傲地宣称:“F35C战斗机将向世界表明,我们的水兵永远不会和敌人‘公平决斗’。因为这架飞机代表着同类战机的最高水平,这将确保我们的战士牢牢掌握战术和技术的绝对优势1 6park.com

这是在冷战后世界格局大变迁的大环境下,随着美国全球战略变动,经由冷战后美国军费消减, 各军种争夺相对减少的军费的斗争后, 美国海军终于得到的 第一款纯种的隐身(低可探测性) 战斗机 6park.com

F35C的登场,意味着美国海军航空兵进入“隐身时代”,虽然这个时间,美国海军多等待了近10年之久. 6park.com

凭借F35C突出的攻击能力和隐身能力,美军航母战斗群的前出攻击力量将会更加轻易地突破敌方的防空系统,甚至可以在不被敌方发现的情况下精确打击敌方地面或海上目标。即便对方派出飞机拦截,F35C也能以其隐身能力获得的不对称信息优势抢先发射超视距导弹将其消灭, 6park.com

即使进入近距交战,凭借其先进的头盔显示器系统(HMDS)、光电分布孔径系统(EO/DAS),以及多种数据链所获得全维态势感知能力优势,以及综合高效的电子战(EW)系统,再加上不低于F16的机动性,F35在近战中仍然是非常可怕难缠的对手。 6park.com

(隐身,即 “低可探测性”(LO),F35号称具备“极低的可探测性”(VLO))。 6park.com

随着F35C的服役,到2020年,美国海军航母的一个典型的舰载机联队编成将从现在的20架F/A-18C型、12架E型和12架F型组成,转变为12架F/A-18E、12架F/A-18F和20架F-35C战斗机。 6park.com

届时,所有舰载机联队都将通过可以快速传输图像的传感器,以及更先进的数据链紧密地联系起来,虽然联队载机数量不变,但是凭借技术的革新将使其具备相当于20世纪80年代末的航母航空联队10倍的作战能力,从而达成美国海军以最经济的配置发挥出最强的战斗力的目的。 6park.com

(美航母战斗群一般辖一个航空联队,80年代时,通常编制为:1个A-6E中型攻击机中队,2个A-7轻型攻击机中队,2个F-14战斗机中队,1个执行反潜作战任务的S-3飞机中队,1个执行电子战任务的EA-6B中队、1个执行指挥控制与空中预警任务的E-2C飞机中队及1个直升机中队 6park.com

其后F/A-18取代了A6与A7,通常编制为:20架F-4、20架F/A-18、10架A-6E.4架EA-6B、10架S-3B、4架E一2c和6架H一3直升机。再往后逐步取消A-6E,演变为20架F-14、24架F/A-18、6架A一6E、4架EA-6B、10架S-3B以及6架SH-60直升机 6park.com

随着A6全面退役,通常编制转变为:1个战斗机中队,装备14架F-14战机;3个战斗攻击机中队,装备36架F/A-18C多功能战斗机;1个预警机中队,装备4架E-2C预警机;1个战术电子战中队,装备4架EA-6B电子战飞机;1个海上控制中队,装备8架S-3反潜机;1个反潜直升机中队,装备4架SH-60和2架HH-60直升机。 6park.com

2006年F-14全部退出现役,由F/A-18E/F战斗机全面替换,战术电子战中队装备则替换为5架EA-18G电子战飞机,2009年S-3全部退役后,由S-3完成的反潜作战任务将全部由SH-60直升机承担。 6park.com

以“尼米兹”号航母上的第11舰载机联队(CVW-11)为例,联队编成为:第14战斗攻击机中队(VFA 14)、第41战斗机攻击中队(VFA 41)、第81战斗攻击机中队(VFA 81)、第117舰载早期预警机中队(VAW 117)、第135战术电子战中队、第30航母后勤支援中队以及第6反潜直升机中队(HS 6)。) 6park.com

目前,F35在系统验证和研制阶段,将计划制造15架原型机(即6架F-35A,5架F-35B和4架F-35C)。这4架F-35C用于试飞,头两架(CF-1/2)用于飞行性能试飞,第三架(CF-3)用于航母适应性试验,第四架用于综合航电系统试验。 6park.com

如果进展顺利的话, 第一架预生产型F-35C预计将于今年内首飞;美国海军打算共购买480架F-35C,该机将于2013~2015年开始形成初始作战能力(IOC) 6park.com

F35C拥有众多的外挂类型组合和不同飞行任务剖面,并可以使用F-16、F/A-18、A-10以及“鹞”(或是AV-8B)式战斗机使用的大多数武器, 6park.com

由于F-35的6个外挂点以及内部弹舱的4个挂点挂载武器的模式非常多,所以即使是尽可能采用商用货架产品(COTS),以及尽可能使用已经验证过的技术(如大量使用在F22研发中得到验证的技术) 来降低技术风险,但是很显然,F35仍然需要动用大量的F-35原型机进行试飞,并且从目前的信息来看,将会有更多的试飞架次才能完成全部的试验, 这在保证F35系列强悍的战斗力的同时,无疑,对降低F35的报价没有任何 帮助, 目前F-35C的报价已经超越此前估计的 6000万美元,有可能直逼 1亿3000万的 “天价”. 6park.com

随着F-35C的下线,让我们回首F35C的历程, 发现其不期然地吻合了一首诗词 6park.com

“无可奈何花落去,似曾相识燕(电)归来” 第一章节:无可奈何花落去 6park.com

联合的神话,F111B的阴影
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F35C的故事,就不能不从F111开始说起 6park.com

自人类发明飞机以来,全能飞机(“do everything aircraft”)从来就是个始终诱惑着军方的神话, 6park.com

但是残酷的军事斗争告诉人们,全能飞机至少在目前可预知的时期内不可能实现, 飞机,特别是战斗机甚至因其 不同军种需求,对其性能取舍都存在着很大的差异,然而,在战机的发展史上,人们始终在希冀得到一种 能够满足不同军种的需求的战机 6park.com

1961年1月,新上任不久的美国总统肯尼迪请来美国商界“神童”罗伯特.麦克纳马拉(Robert McNamara)出任国防部长, 做为美国历史上任期最长、最富争议也是最具影响力的国防部长,在其任内,美苏争霸达到白热化, 柏林墙危机、猪湾事件、古巴导弹危机和越战升级等著名事件无不留下深刻的麦克纳马拉痕迹,然而对于美军来说, 最大的作用是借助麦克纳马拉这个军事上外行的商业经理人,进行了一嘲麦克纳马拉革命”. 6park.com

“麦克纳马拉革命”对美国的军事装备的研发体制的影响是深远的, 麦克纳马拉以一个商人的眼光,力图将有史以来就存在的军种隔阂消除, 并且成功地将国防部的管理大权从三军手中“夺”了过来,实现了“文职控制”。更重要的是,他将“成本效率”等科学管理理论引进军事领域,像治理一个现代化大企业那样治理国防部,让五角大楼以从来没有过的高效率运转起来。他将先进的商业管理作法引进到保守封闭的军事体系中从而达到以现代管理理念来改造美军, 虽然麦克纳马拉在国防部的改革并没有完全达到其设想的目标, 但是他提出的著名的“灵活反应战略”,使美国国防建设有了明确的方向,他推动的”成本核算”重塑了美军的军购采办体制, 而他所提倡的”联合通用”,”技术引导战术 这些理念至今还在指导着美军的战略与军事建设思想. 6park.com

对战机的研制来说,当时这嘲麦克纳马拉革命”的直接结果就是1.追求多用性和通用化,2、放弃实机竞飞,改用纸面评估。 6park.com

多用性和通用化不光要求战斗机同时具备空战和对地攻击能力,还要求空海军具有最大程度的通用性,以期减少采购品种,增大采购批量但压缩采购总量,改善经济性和后勤保障。而放弃实机竞飞则试图可以节约开支,当时认为航空技术发展已经成熟,纸面评估也可以达到相当的可靠性。 6park.com

然而事实证明,当时这两点都过于乐观了,即使是飞速发展的今天,海空军之间对战机的性能要求差异仍然存在,这导致致F35的CV型与CTOL型的明显差异,而纸面评估到今天为止,受限于人们对气动的探索局限, 许多气动现象仍然。 6park.com

而当时名噪一时的"麦克纳马拉标签"的TFX计划,最终,以只研制出空军型的F111A,而海军的 F111B则因为种种原因,停止发展,为 联合通用战斗机 这个神话黯然划下句号. 6park.com

F111B的失败, 最大的原因在于超重, 使之无法满足海军的要求, 而导弹火控系统的研制也遇到重大困难,当时研制的AAM-N-10 Eagle导弹系统计划也被取消,同时截击任务要求的视野与空军前线轰炸的并列双座布局也产生矛盾,受限于F111B的机体,起落架设计的间距也太小, 海军飞行员对此颇多意见 6park.com

这些问题背后的根本原因在于,一是当时的技术水平无法实现过于超前的设计理念,二是当时海军与空军的战术要求差别太大, TXF的定位问题,在于空军要的是前线战术战斗轰炸机,而海军要的是远程截击战斗机,当时海军与空军对联合作战这一概念非但没有达成象今天相对一致的观点,甚至因为原子弹的出现,比起2战时的联合作战水平还要更加倒退, 强行将这空军与海军硬扭在一起的结果,自然导致了F111B的失败. 6park.com

F111B的挫败,让当时的海军很是不满,最终决定让格鲁门公司利用在F111B研制过程获得的技术推倒重来, 在没有"联合通用"这个束缚要求情况下,保留了海军喜爱的变后掠翼, 幈弃了并列双座,改为串列双座,应用升力体设计,加宽机身,将主起落架的间隔大大拉开, 使用双垂尾,以满足机库高度限制与高速截击稳定性所需的大面积垂尾之间的矛盾,而AAM-N-10 Eagle的继承者就是大名鼎鼎的AAM-N-11/AIM-54Phoenix…终于在1972年,也就是TFX中的F111B停止发展后的4年, 成功地推出了三代机中的最经典的F14,抢在空军前头搞出了三代机,海军也算是出了一口在F111B计划中受憋的恶气. 6park.com

而美国空军为了杜绝美国国会那群政客的“do everything fighter”的幻想,在听证会上竟然是现场仓促地否决了F15使用变后掠翼这一气动布局的可能性…呵呵,这是后话了 6park.com

(TFX 计划: 6park.com

美国战术空军司令部(TAC) 以SOR-183号文件发布的WS-324A需求,描述了一种双座、全天候、短距起降、最大速度M2.5、外挂4.5吨常规弹药以及内部弹仓可挂454公斤核弹的战斗机,项目被定名为“试验性战术战斗机”(TFX)。空军的这项计划,目标是寻求替换F-105”雷公”的后续机种,这种要求可以被视为是一种典型的前线战术战斗轰炸机. 6park.com

随后美国海军也开始寻求一种配备远程雷达和远程空空导弹的大型超音速截击机,用于保护航母编队免遭苏联远程轰炸机和超音速巡航导弹的打击,这项计划寻求一种大型超音速截击机与当时的F4H-1(即后来的F-4”鬼怪”)相结合,完成舰队的中远程防空任务. 这种要求可以被视为是一种典型的远程截击战斗机. 6park.com

在麦克纳马拉(Robert McNamara)的要求与介入下,TFX计划成为要求研制一种能满足空军的战术对地攻击、又能满足海军舰队防空和护航要求的通用战斗机,甚至在计划初期还强行加入过陆军与海军陆战队的近距离空中支援要求,当然,最后这个要求被撤消,因为,仅仅为满足空军和海军的不同作战要求,最终就不得不决定分别研制 A、B 两种型别了,试图再加入陆军与海军陆战队的要求,在当时的技术水平下,这无疑只是麦克纳马拉不切实际的幻想. 6park.com

因此最终出现的是 以对地攻击为主的空军型 F-111A 和以对空截击(即舰队防空和护航)为主的海军型 F-111B。前者的主承包商是通用动力公司,于 1962 年开始设计,1964 年 12 月第一架原型机试飞,1967 年 10 月首批生产型正式交付使用;后者则主要由富有舰载机设计经验的格鲁门公司研制,1965 年 5 月第一架原型机试飞,但因结构超重,性能达不到要求,加之导弹火控系统的研制也遇到困难等等原因,最后于 1968 年停止发展,海军取消订货。) 6park.com

ATA 到N-ATF到 A/F-X到SHE 6park.com

对NAVY来说”联合”确实常常并不是神话而是无奈,因为就军机的研制而言,海军在争夺军费时常常落于空军下风,并且海军得到的经费还得分摊到水面舰队与水下潜艇部队这2 个大头上 6park.com

进入80 年代,当时最重要的两种飞机无疑是 ATA (Advanced Tactical Aircraft )和 ATF(Advanced Tactical Fighter),前者是海军牵头的替代 A-6、A-7 的下一代先进隐身攻击机,后者是空军牵头的替代 F-15 的下一代先进隐身战斗机 6park.com

1986年4月,美国海军宣布加入ATF计划,同意在ATF基础上研制NATF(Naval Advanced Tactical Fighte),用于替换F-14。而空军同时也宣布,将在海军ATA(先进战术攻击机)计划基础上研制新一代重型攻击机 6park.com

眼看着2 大军种握手言欢,国会自然是喜不自禁,然而ATA计划的结果却让人大跌眼镜, 由通用动力/麦道 研制的A-12“复仇者 II”由于超重 30%,超支 100 亿,通用动力/麦道承诺的首飞遥遥无期,到了 1991 年,第一次伊拉克战争胜利后不久,就被时任国防部长的切尼直接一刀砍了,海军巴巴望着美国海军的第一种隐身飞机直接泡汤了 6park.com

而ATF的产物是 目前大家众所周知的F22,然而ATF计划一样超支超期,海军满心期待的在ATF基础上研制的 NATF的计划(该计划的设想是研制一种类似F22的变后掠翼版先进技术战斗机)自然也只能不断挪后排期 不想在1991年底, 前苏联解体了,在前苏联这个最大的对手消失的情况下,在军费压力下, 在 反导日益成为重心的情况下,国会也一刀将NATF给否决了 6park.com

不死心的海军于1992年提出了A-X / A/F-X(Advanced-Attack / Advanced/Fighter-Attack )计划,起先是A-X计划,这项计划是作为夭折的A-12的后续,计划研制一种先进的、“高端”舰载多任务战术飞机,具备/全天候作战能力,低可探测(隐身),这种远程攻击机为双座双发,拥有先进的电子设备。 .空军对此也很感兴趣,计划用来寻求替换F - 111,并且从长远而言,试图替换F - 15E型和F – 117。 6park.com

1992年底美国国会发出指示,AX评估阶段必需包括原型机竞争,.同时,作为1991年NATF终止的结果,加入了空中优势作战的要求,从而使先进攻击机(AX)的计划更名为先进攻击/战斗机计划(A/F-X)。 6park.com

在这个计划中,海军一直试图让国会相信,A/F-X计划,将会在满足各自不同的战术要求下,与F22有着高度的通用性,特别是在航电方面与F22有着大量的共性,为了保住这个项目,海军不惜砍掉“超级雄猫”项目,将F18打发为过渡机种,满心期待着与F22匹敌的海军版隐身战斗机出世 6park.com

然而世事难料,到了1993年,国会预算办公室评估发现,砍掉海军的A/F-X项目可以在未来5年内节省36亿美元,在军费压力面前,海军再次眼睁睁地看着国会将 A/F-X计划判了死刑。。 6park.com

这下海军是 竹篮打水两头空,看着“超级三角形”的A-12模型(好孬还有个全尺寸的模型)、“超级雄猫”、NATF和A/F-X图纸(这个可连模型都没有)泪眼婆娑,不得以只得 接受JSF作为将来的主力机种,而 原先设想仅仅作为过渡机种的 F18,这下不得不义无反顾地担起了这一空白时期的主力机的重任, 6park.com

原本只是想过渡的机种竟成为 海军手中唯一的一线战机….我想这一刻,美国海军高层那一定是无比郁闷… 6park.com

NAVY终于撑到了 SHE 6park.com

对于美国海军来说 , 最好的舰载战斗攻击飞机应该符合以下 5个条件: 6park.com

优异的起降性能;航程保证能飞抵目标;不被敌人的防空导弹或战斗机击落;圆满完成攻击或是护航任务;有足够的燃料飞回并且能够携带回尽可能多的武备。 6park.com

然而,F/A-18本身是海军ACF(Air Combat Fighter)演变到VFAX(Naval Fighter Attack Experimental舰载战斗攻击试验机)计划的产物,原本的发展目的是因为美国海军需要一款价格较低、轻型的多用途战机,以便与当时舰队主力的空优战机、价格高昂且大型的F-14作高低搭配 6park.com

F/A-18从一开始就有3个要命的毛病: 6park.com

第一个 是航程不足,,甚至没有满足设计要求,F-18是VFAX(舰载战斗攻击试验机)计划的产物,VFAX的设计要求是 携带4枚MK83(1000磅)炸弹时,必须有550海里作战半径(含外挂副油箱),然而经由VX-4联队的IOT&E的测试显示,F/A-18在携带4枚MK83炸弹与3具副油箱时情况下, 作战半径仅为可怜的340海里, 缩水近40%,作战半径的缩小,就意味着航母战斗群的防御圈不得不缩小,意味着敌方将会能更加接近航母战斗群以投放火力,意味着敌方将会有更多的投送火力选择,从而大大提升对航母战斗群的威胁,为此F/A18在执行作战任务时,不得不更加严重依赖空中加油才能满足作战半径需求。 6park.com

第二个 是着陆重量的限制, F/A18在1979年10月时的审查中,就发现比规定的20,146磅超重了1,962磅,面对超重的事实,海军只能被迫将战斗护航任务起飞重量提高到36,000磅,当然到了最后实际是飙到了36,700磅,可但这样一来,F18着舰时的重量就有点居高不下了,为了保证着舰时的安全,返航的飞机着舰重量是有限制的,那么唯一的方法只能是 将出击中没用完的携带的弹药在着陆前抛掉,燃油也要泄放掉一些,以减轻着陆重量, 从前丢的是铁炸弹倒还不心痛, 现在NAVY挂出去的都是些昂贵的精确制导武器, 这么 直接来回一回就丢了,丢得多了,那怕是财大气粗的美国海军那也是败不起,想来美国高层看着昂贵的精确制导武器只得花花地丢进大海那一定也是无比心痛的,,,… 6park.com

第三个 是起落速度, 海军规定的 起飞速度(lift-off speed)是要求低于120节,但是F/A-18则需要达到150节,麦道花了很大的气力,前前后后,先后修改了方向舵与水平尾翼,修改了前缘襟翼设定,修改了飞控系统控制率,才将这压到130节,而降落速度这一点上,海军也是始终不太满意,因为更高的降落速度则意味着更高的危险,对于舰载机数量有限的航母来说,任何一架战机都是弥足珍贵的。 6park.com

当然,凭借着F/A-18相对低廉的成本与更加灵活的作战弹性,以及先进的航电带来的作战性能提高,海军并不介意对一个 过渡机种横挑鼻子竖挑眼。海军甚至认为相对的,它比原本对地攻击专用的A-7载弹量更大,攻击精确度更高,但又有相当的空优能力,所以颇有点得意地给了F/A-18A起了个外号叫Swing Fighter(摇摆战机),意指这架飞机能在战斗机与攻击机两种原本壁垒分明的角色中,轻易的切换。 6park.com

然而风云突变, 当F/A-18将成为海军唯一的一线主力战机时,海军就坐不住了, 原先的3个毛病不能再是不甚重视了,于是原先麦道四处兜售无门的超级大黄蜂(Super Hornet E/F)就迅速提上台面, 麦道提出将F/A-18进行脱胎换骨式的放大大改, 以期望能够克服这3个毛病 6park.com

事实上, 超级大黄蜂 与 原先的大黄蜂 除了保留相似的布局外, 基本是重新设计的产品, 整个机身扩大了约30%,机身重新设计,机翼放大25%, 将原来的小边条换成面积大35%的尖拱型大边条(边条的面积由C/D的5.2米2增加到7米2),顺便解决了C/D型长久的由边条涡流引起的垂尾疲劳问题,进气口换成与F22一样的双斜面CARET进气道,同时还换装新型的F414发动机, 这一系列改进,完全可以算是新的型号, 但是美国海军仍然给予F/A18的编号, 多少有点有点为了能更容易在国会蒙混过关的味道, 让一种全新飞机以“改型”的名号获得了拨款并通过审查。。。这一点,倒是很象当年美国空军在F106上玩的文章….. 6park.com

受限于经费与急迫的进度要求,F/A-18E/F并不是一种准隐身的飞机,当然其在设计上对减少飞机有效雷达截面积(RCS)做了很多努力。E/F采用一种在飞机性能和隐身性能上“折中”的设计方法,通过采用技术手段去减少飞机的信号特征而不是追求完全的隐身性能。从而使体积更大的F/A-18E/F在RCS标准上比其他战机(比如F/A-18C/D)小得多。当然F/A-18E/F使用的减少飞机信号特征的技术措施也使飞机付出了近400公斤的重量代价。 6park.com

发动机进气道和内部的涡轮叶片是个十分重要的雷达反射源,为降低RCS, F/A-18E/F换成与F22一样的双斜面CARET进气道,并且在进气道内安装了一块涂有雷达吸波涂层的挡扳,用来遮挡发动机涡轮叶片对雷达的反射,使进气道成S形,避免了雷达波直接照射到发动机叶片上,这个方法对函道压力造成了一定的影响,而对于F/A-18E/F来说,放大机体后使用2 个中等推力的发动机原本就有点不堪重负。 6park.com

超级大黄蜂,仍然只是个作了些隐身措施的半隐身战斗/攻击机,虽然通过放大机身部分实现了航程的要求,但是为此牺牲了加速性、最大速度和稳定转向性,无疑,超级大黄蜂仍然没有达到海军真正的要求, 6park.com

海军心心念念要的,是纯种的隐身战机,一种隐身版、威力更加强大、航程更远的超级大黄蜂,而F35C,就是海军隐身版的超级大黄蜂! 6park.com

第二章节 似曾相识”电”归来 美国联合攻击战斗机(Joint Strike Fighter JSF)是20世纪最后一个重大的军用飞机研制和采购项目。这个计划的产物就是现在众所周知的F35 闪电II 6park.com

F-35在设计思想上强调具备良好的经济可承受性并拥有优异的隐身能力和机动性、先进的综合航空电子系统、一体化战场通信、新一代任务管理系统,以及更高的作战精度、更高的可靠性和更好的维护保障性等。 6park.com

但是即便是追求尽可能通用的F35系列,基于不同军种的需求,除了给海军陆战队的垂直起降的B型 有着明显区别外, 与A型同为常规起降的C型也有其鲜明的特色 6park.com

正如前面说的,对于美国海军来说 ,舰载战斗攻击飞机最好应该符合以下 5个条件: 6park.com

优异的起降性能;航程保证能飞抵目标;不被敌人的防空导弹或战斗机击落;圆满完成攻击或是护航任务;有足够的燃料飞回并且能够携带回尽可能多的武备。 6park.com

海军为了解决F/A-18的3个问题,费尽心思开发了超级大黄蜂 6park.com

虽然按当时的CNO办公室的一个评估机构的评估,从成本上还不如继续采购F/A-18C/D,但是从海军对超级大黄蜂的坚持,可以看出海军对航程,载荷与进场速度是如何的介意的。这一点,我们一样可以在F-35C身上看到,看到F35C身上海军一脉相承的海洋的基因,看到一种可以称之为”变态”要求的”似曾相似”。。。 6park.com

联合的现实,海洋的基因 6park.com

更大的机翼面积 6park.com

为了满足海军苛刻的上舰起飞速度与着舰进场速度的要求, F-35C具有更大的机翼和尾翼控制面,以满足着舰低速进场的操纵品质要求,F-35C的机翼一开始就大大超过另外2 型(57.62平方米), 为了进一步满足海军的进场速度要求,以及更远的航程要求,在此后的优化设计中进一步放大(由57.62平方米增加到了62平方米), ,相比之下, F/A-18E/F的机翼面积只有46.5平方米。 6park.com

优异的起降性能 6park.com

F/A-18E由于有双尾翼加上大型边条与前缘襟翼的帮助,再加上先进的飞行控制软件,一直是美国海空军中高攻角性能最优异的战机之一,在测试中,号称除非只在一边翼下挂载重型炸弹,制造极端的左右不平衡,否则战机在低速与大攻角的状态下也很难进入失控状态。其低速性能突出,细腻而优雅的慢速动作可以与Su-27/30相媲美。 6park.com

对于海军来说,优异的低速性能的好处是极为明显的,舰载机着舰重量是有着相当生硬的限制,航母自身携带的武器是相当有限的,这要求舰载机在返舰时尽可能将没用完的弹药带回来,如果战机携带的武装过多过重,则必须要提高进场速度,才能维持足够的升力来保持下降率,同时如果着舰失败也需要一定的升力快速拉起复飞,如果能优化战机的低速气动性能,降低进场速度,使之能以较低的速度也能维持足够的升力降落,则着舰时,特别是外挂武器着舰时的冲击力就会降低,降落动作也将变得更简单,而对机体结构来说,也可以降低其强度设计要求,从而降低机体重量,提高可用载荷,可谓一举多得,否则过高的降落速度就会让战机高速冲向航母,高速粗暴着舰对战机自身与航母无疑提出了更高的要求,而且稍有差池就更加容易危及自身与航母的安全. 6park.com

因此,海军历来对舰载机的进场速度设计要求几乎是咬着牙不放的 6park.com

F/A-18E/F将机翼前缘边条的面积由C/D的5.2米2增加到7米2(增加了35%)不仅提高了飞机的最大升力系数,提高了飞机的机动(尤其是大迎角下)性能,并且提高了在舰上的起降能力。通过对边条翼翼形进行修改,可以对进气道起一定的遮蔽作用,降低大迎角飞行中进气道对迎角和侧滑角的敏感性,且边条翼的下表面对空气还有预压缩的作用,改善了飞行过程中进气道空气动态畸变给发动机带来的不利影响,改善了飞机在大迎角下的俯仰性能,保证E/F的机动性与C/D相近,因此波音/麦道团队 重新设计的增大增重的F/A-18E/F着舰速度不但没有增加,反而比 F/A-18C/D降低了8节 ,为120节(223公里) 6park.com

至于比A型 更大更重的F35C,起飞速度是否能低于120节,进场速度是否能达到设计要求的130~140节,则有待F35C的试飞结果 6park.com

更远的航程 6park.com

拥有更大的机翼后的F-35C,相对应的,其机翼上部的油箱容量也有所增大, 而F-35C本身机内载油量就非常巨大,几乎与双发重型的F22内油量相当,超出F-15双发重型战斗机2吨以上,与苏-27的水平大体相当, 与将要取代的F/A-18C相比,F-35C在只用机内燃油的情况下航程提高了一倍。 6park.com

在2001-2003年,SDD/工程研制阶段初始阶段时,洛马公布的油量数据有2 种,一种是F35C是7260kg;第二种是:F-35A/C都不低于8000kg,但现在的数据是A略超过8300kg;B略超过6300kg;C略超过9100kg 6park.com

据2006年CDR之后提供的数据来看,F35C的内油加内载作战半径要求,从原来JSF计划下的600海里,,已经上升到650海里,这不但保障了海军航母战斗群的前出作战半径,更为海军在美军新战略中实现”由海到陆”的设想提供了坚实的基础 6park.com

目前洛马公司还在继续为F35进行结构优化减重,再加上F135/F136的增推, 现在增推后的推力已经能保证F-35飞机满足KPP要求(从JSF JPO在2006年发布的文件看,F-35已经满足几乎所有KPP,包括 Interoperability KPP)未来F35C的航程将会是相当惊人. 6park.com

PS:当然,增大机翼面积可以满足降低进场速度,并且增加航程,但是同时也增加了体积,对航母上需要的安放空间提出了更高的要求 6park.com

不同的起落架设计 6park.com

由于舰载机处于高海情、高温或低温、强风和盐雾腐蚀和极为有限的航母甲板空间等恶劣的使用环境中,,为满足弹射起飞的要求,起落架是按粗暴着舰的要求来设计的,并且特别加强了起落架和机体结构及增加防腐措施, F35C的前起改为经过强化的粗壮的倒T字梁双轮式前起,主起落架为大型单柱单轮式,起落架具有较大的减震行程和较高的承载能力,所以在外观上F-35C的起落架要比A/B两型更加粗壮, 主起降架向前收起进翼根处的鼓包,这个鼓包要比A/B型更加突出,同时,F-35C也加强机体结构强度以承受弹射起飞和拦阻着舰时的载荷 6park.com

在此前下线的AA-1号装配的是单开式前起落架舱门,由于舱门尺寸较大在起降阶段打开的舱门对周围流场产生了不良影响,甚至于能将飞机左右两侧的大气数据传感器探针迎角读数存在1-2度偏差, 所以在F35C上前起落架舱门将改为尺寸较小的双开式. 起落架舱门和机身上的开口边缘都设计成锯齿型,以减少对入射方向的雷达信号强度。 6park.com

机翼折叠 6park.com

舰载机为了减小甲板停放所需的空间,将主翼折叠以节省空间是非常常见的作法,俄罗斯的苏33甚至将水平尾翼也一并折叠,同样的F35C的主翼可以折叠.并且在机尾 安装与航母拦阻装置匹配的拦阻钩,为了容纳折叠用的作动筒装置,在两侧的机翼的折叠处都有一个小小的鼓包,这是外观上区分F35A/B两型不同的地方, 不过,笔者记得当年海军在开发A-12时,曾经专门研发过高度隐身处理的折叠机构,在翼面上下几乎看不到任何鼓起,而海军开发的X-47B中使用了一种叫 “刀刃密封”(blade seals)的技术进行隐身(低可探测性LO)处理,用一种特殊的密封材料进行近乎看碟不到鼓起的“无缝密封”,不知道此次是否因成本问题没有采用这2种方法. 6park.com

更大的电力要求 6park.com

洛马公司在试验中发现,F-35C需要的电力比其机载发电机所能提供的高33%,因为F35C的飞行控制面采用的是电静液作动器驱动,电源系统必须满足所有控制面同时需要峰值电力的瞬时情况,F-35C的飞行控制面比F-35A和F-35B理大,而基于几秒内平均功率需求所作的不当设计估计是导致出现该问题的原因,因此洛马将发电机的功率增加1/3而达到400千瓦,同时要求普惠公司更改F135发动机的变速箱以便驱动提高功率后的发电机,并要求重新设计的部件应与原先的系统具有相同的重量和尺寸,并将其应用到所有三型飞机上(F-35A和F-35B今后可利用额外的功率支持任务系统的升级) 6park.com

(多功能电动静液作动器: F-35是第一种采用多电技术的战斗机(它采用电动飞行控制作动器,即所谓“动力电传系统”,其技术创新包括270伏的大功率电气系统和结构紧凑的多功能电动静液作动器。优点是可取消飞机上一些复杂、笨重、维修量大而易损的液压控制系统,使飞机具有更高的机动性,并更有效地利用飞机上的动力) 6park.com

更大的载荷 6park.com

F35C允许的最大着舰重量为18750千克,降落时允许携带的外挂武器重量提高到4~4.5T 6park.com

当然同时F35C一如F/A-18E/F一样, 并不追求+9/-3g 的过载设计 6park.com

(F-18A/B的过载设计为+7.5/-2.5g,这不是F-18的结构局限,而是海军的要求使然。虽然海军在F/A-18C/D上将过载要求提高到+9/-3g。但是在E/F上,又回到+7.5/-2.5g) 6park.com

更全面的隐身 6park.com

F35C采用了先进的雷达和红外隐身技术,,F35的正面为隐身进行过很大幅度的修型 6park.com

同时在飞机表面使用雷达吸波涂层,机体用薄膜覆盖取代传统喷漆 6park.com

减少检查用口盖和改变平面形状,把飞机的检查口盖、进气道唇口、舱门的外缘和机翼前缘设计成相互平行的锯齿状,甚至加工精度都考虑到隐身要求, F-35加工技术将采用新的精密标准,以确保F-35外形准确并满足低可探测性需求。据称,在BAE系统公司生产的第一个零件的精度在七千分之一英寸之内,该尺寸小于人的头发丝的宽度,从而保证了通过提高飞机装配精度来减少飞机表面外型不连续带来的RCS增加的问题。 6park.com

同时通过使用综合电子对抗系统来干扰对方的探测和攻击行动, 从另外一个方面保证自身的低可探测性。 6park.com

更先进的后勤管理 6park.com

舰载机的后勤保障问题十分重要,与陆基飞机相比其特殊性在于:航母的内部空间和甲板面积有限,不能使用太多的维修保障人员和容纳太多的航材,因此要求舰载机必须可靠性高、维修简便、专用维修设备少,并基本上能在自身投影面积内简易快速地完成维护 6park.com

由于此前F/A-18体现了极佳的可靠性(比F4或F14高5 倍,比号称简单皮实的A-7高3倍),海军此次对F35C的后勤能力也提出了很高的要求 6park.com

F-35C将采用先进的自主式后勤(AL)保障,而其核心组成部分是预测诊断和完好性管理(PHM)系统。PHM系统强大的机载诊断与故障预测能力将给维修工作带来许多革命性影响,这对维护保障环境恶劣的F-35C舰载战斗机而言具有极为重要的意义。 6park.com

PHM系统可以大大提高飞机的可靠性、降低飞机的后勤保障费用并大大改善飞机的维护性,F-35的 AL保障方案将飞机当前的布局、性能和作战参数、预定的升级和维护、部件历史情况、PHM以及使用保障等方面集成起来。从而将在后勤保障方面为F-35提供极为有效的后台监视、维护和诊断而保证飞机具备持续的完好性。 6park.com

在F-35飞行过程中,AL系统将监视其它机载系统的完好性;向地面或舰船下载相关信息;并为飞机能快速再次投入战斗而预先调配维护人员、设备和零备件。从而使F-35具备较高的出动率。AL保障借助PHM系统具有记录飞机状态的作用,即机载计算机可以利用跟踪积累的数据预测飞机部件何时失效。维护人员借助这种手段,能够在部件失效之前即予以更换而保证飞机随时可飞。 6park.com

F-35与F-22A一样也采用两级维护体制而取消了中继级维修,其基础是提高可靠性和采用模块化设计并依靠强大的故障检测能力,但F-35的PHM提供了更强大的机载诊断与故障预测能力,为避免BIT诊断技术中较高的虚警率,F-35在综合核心处理器中采用了PHM智能软件程序,它可经常监控机内检测和来自子系统的参数信息。这种多层结构的高智能系统利用填埋在机身各处的传感器采集飞机系统状态的技术数据,由高级管理器利用人工智能技术对这些数据进行推理分析,确定问题汇报系统提供的信息是否为真而有效消除虚警并预测故障,其BIT的检测范围更广而逐步扩展到结构、子系统、任务系统、虚拟存储器系统、发动机、信号和联合分布式信息系统。 6park.com

F-35C通过提高可靠性来减少维护工作需求,从而大幅度降低使用和保障成本,而高可靠性能使F-35C以尽可能少的保障设备快速地投入部署 6park.com

另类的”似曾相识” 6park.com

发动机互换 6park.com

这个比较有意思,海军传统上更倾向于使用双发战斗机,当然海军也一样使用了许多单发战机 6park.com

双发在带来更高的安全性的同时,意味着更高的复杂性与更高的成本,早期美国海军出于对发动机可靠性的顾虑,倾向与选择双发,但是随着发动机技术的日新月异, 现时的喷气式发动机的可靠性有了很大提高,比如GE的F404上就表现出来的令人赞赏的可靠性 6park.com

在此次下线仪式上,美国海军作战部长拉夫黑德上将(Chief of Naval Operations (CNO) Adm. Gary Roughead)就是这样说的:“我现在一个装配单发发动机的车间里,在航母上,空间是很大的问题”。言下之意就是美国海军是极为认同一种单发战斗机作为主力战斗机,同时海军还表示, 坚决赞同单一型号的发动机,理由是航母缺乏空间来容纳另外一种备用发动机设备. 6park.com

(美国海军在作战飞机动力装置采办策略方面 曾经采用过双源采办策略(即为一种飞机采办可互换的两种发动机) 6park.com

一般认为,采用这种策略一方面可以确保重要飞机武器系统在一种发动机出现重大故障时不致停飞,另一方面可以通过竞争迫使发动机承包商提高产品质量和降低成本。 6park.com

但是和美国空军不同的是, 海军一贯坚持并极力认同的”一个型号发动机”,这一点和现在海军高层对F135/F136的态度是一样的, 当时海军并不想引进一种可替换的另外型号,而是要求为F404找一个厂商来生产F404的”copy版” 6park.com

这个计划并不成功.在当时的海军部长李曼(John Lehman)退下后,出于成本的考虑,美国海军的发动机双源采办策略(Second Source Program)也走到了尽头.) 6park.com

与想象的观点相反的是,尽管GE在404/414上给NAVY极好的印象,但是海军却是毫不恋旧地将GE踢开,一个发动机的坚定支持者.. 6park.com

Wing Drop 6park.com

另外一个比较有意思的是,”wing drop”这个在超级大黄蜂(以下简称SHE)身上出现的问题,在F35C身上也出现了,这也算是一种另类的”似曾相识”吧 6park.com

(Wing Drop机翼下坠是后掠翼飞机位于高攻角时,由于翼尖气流不对称分离,随之产生之滚转失控) 6park.com

当然,我们知道,其实,”wing drop”这种非指令性横向运动 也一样出现在其它名机身上,只不过海军对F/A-18的wing drop做出了深入的研究,所以显得特别出名。F-35与F-22一样,没有专门的减速系统(减速板,即气动刹车)。比如F-22是通过飞控软件控制气动操纵面(襟、副翼)的偏转来完成(减速)的,而对于F-35A而言,采用的是偏转其前/后缘机动襟翼和方向舵的方式来减速,和F-22不同的是F-35A/B型飞机并没有副翼, F35C..的设计方案在跨音速区存在一个潜在的的“wing drop”问题, 这个潜在问题是在风洞阶段发现的,在高速翻转时 有可能会导致失事, 由于目前的F35设计的前缘和后缘襟翼可能不足以对付这一现象,因此提出了增加滚转阻尼,避免这种 非指令性横向运动的措施,措施包括涡流发生器、前缘开槽、修改平尾偏转和襟翼偏转规律 6park.com

针对这个问题,洛马公司认为目前潜在的机翼下坠的问题将来最终可以通过更改飞行控制软件来解决,但是目前的,至少目前在试飞阶段需要在机翼外段(位于折叠外段)加装了一个额外的大约18英寸长5英寸宽,4.5公斤(十磅)扰流板来 克服这个问题. 6park.com

F - 35项目负责人准将根戴维海因茨(Brig Gen David Heinz )则透露, F35研发团队从波音获得了帮助,波音公司在解决超级大黄蜂的机翼下坠的问题中获得的经验帮助他们解决为机翼下坠的问题, 同时洛马再次声称这个扰流板将会是低可探测的(LO [low observable, or stealth]-compliant)的 6park.com

(超级大黄蜂的Wing Drop最早是在1996年3月的试飞时发现的,在0.7~0.95M,1~4万英尺高度,攻角在6~12度时出现,主翼会发生不可控股的震颤与下垂,从而诱发Wing Drop, 波音公司在尝试了各种气动控制装置(如涡流发生器)后,最后解决方案是在主翼折叠的铰接处安上一种多孔整流罩(Porous fairings),让翼下气流经由这些多孔位置流到翼面上,形成 看不见的气流的”翼刀”,虽然这种方法 增加了阻力与重量,并且整流罩的多孔结构也容易锈蚀, 但是很好的地制抵了Wind Drop, 并且在并没有成为大的反射源, 有效地保障了 SHE的隐身效果.) 6park.com

顺便说一下,负责F35系列主机体的是诺斯罗普.格鲁门公司, 这也算是”铁工厂”在F14后再度为海军生产战斗机了….这个,也算是一种似曾相识 6park.com

似曾相识的血统,似曾相识的分歧 6park.com

虽然JSF计划是由CALF(Common Affordable Lightweight Fighter)计划与AST(Joint Advanced Strike Technology)计划联合演变而来的 6park.com

但是算起最早的源起,应该算是从1988年由美国国防预研计划局(the Defense Advanced Research Projects Agency缩写为DARPA)开始搞的CALF计划,到了1993年的STOVL (supersonic Short Take-Off and Vertical Landing ) 项目则是美国海军陆战队跟英国皇家海军为了寻求AV8B/鹞式的后续替代机种而利用DARPA的CALF搞起来的,早年几乎没空军和海军什么事, 6park.com

当时这2 大军种正在为MRF(Multi-Role Fighter)计划和A/F-X(Advanced-Attack / Advanced/Fighter-Attack )计划浴血奋战,直到1993年这2 个计划被先后枪毙了之后,国防部(the Department of Defense,缩写为DoD)提出了JAF(Joint Attack Fighter)计划来试图安抚这2 大军种, 随后在1993年年底DoD要求将JAF计划并到JAST(Joint Advanced Strike Technology)项目后, 因为当时的CALF计划已经基本成型,1994年,CALF被作为JAST的基础,海空军的要求开始往CALF的方案里加,最终联合演变为 JSF计划. 6park.com

虽然USMC在美军中有着特殊的地位,不过2 大军种掺和进来后,也不得不委屈一把,一把鼻涕一把泪地看着给鸠占鹊巢了,想想一个原本只要求具备战场支援能力的飞机结果却生生给造到12吨的空重,还带个8.3吨多的内油去玩纵深攻击,还必须拥有不弱于三代机典型水平的空战格斗能力,故而,在以下的文章中, 只论空军与海军的差异, USMC因其特殊地位与”悲惨经历”,不作阐述 6park.com

体系博弈思想。其要点主要有四个:一是系统观念,即把对抗双方都视为一个系统,考虑问题的着眼点是强化己方系统,瓦解敌方系统;二是相互关联,即系统内部各部分彼此关联,信息是沟通各部分联系的主要媒介,考虑问题的着眼点是确保己方各部分的紧密联系,破坏敌方系统的内部联络;三是彼此协调,即系统的最佳运转来源于各系统之间和上下层次之间的彼此协调,考虑问题的着眼点,要放在最大限度地加强己方协调、破坏敌方协调之上;四是系统管理,即有效组织和控制信息流,使己方系统运转始终处于优化状态,同时破坏敌方系统的正常运转,使其效率低下,内耗加重。 6park.com

首先说明一点,军种需求与军种愿意是2 回事 6park.com

不客气地说,仅从需求来讲,美国海军就算是把F-4改改用,在现在这个年代也足以独霸海洋 6park.com

NAVY的愿望是 NATF那样变态的玩意...如果有钱的话.... 6park.com

反过来...所以海军要搞 from the sea来捍卫其自己的存在必要性... 6park.com

“很难想象有哪个国家敢于在地面直接向美国挑战 — 这种挑战至少在今后若干年不会出现。我们因此可以预期不对称战争将是当今战场的主要形式…… 其之成功不在于将一方的意愿强加于另一方,而在于改变人们的行为 — 友方和敌方的行为,最重要的是夹在两方之间的民众的行为。” — 国防部长罗伯特•盖茨在美国陆军协会大会上的讲话,首都华盛顿,2007 年 10 月 10 日星期三 6park.com

美国海军自冷战结束后虽有缩减,但其作战舰队在吨位方面仍大于其后十三个国家海军的总和,并且其中十一个是美国的盟友或伙伴 6park.com

建造大型航母还是建造中小型航母,是一个国家的重大战略抉择问题,取决于多方面的因素。首先,这取决于一个国家的军事战略与海军战略。冷战结束后,美国转变为“稳定世界秩序”,侧重“由海向陆”战略,谋求近海打赢高技术战争。其后美海军战略几次调整,但其称霸全球、争霸海洋的实质没有变。为了有效对付多元与不确定的对手,并针对海外基地缩减的状况,美国感到必须保持“前沿存在”,而实现“前沿存在”的核心就是倚仗大型航母战斗群。 6park.com

军费的现实 6park.com

“平衡是五角大楼新版《 国家防务战略》的主导原则。美国不可能指望通过增加国防预算来消除国家安全风险,不可能什么都想做什么都想买。国防部必须设定优先次序,权衡不可避免的妥协兼顾和机会成本。 6park.com

这项新战略争取在三个方面实现平衡:一方面努力打赢当前冲突,另一方面备战应对其他突发事件;一方面把平叛作战能力及外国内部协防能力的培养制度化,另一方面保持美国在常规战争的战略和技术方面相对于其它军事力量的现存优势;一方面保留美国武装力量赖以制胜的文化思维特征,另一方面摈弃那些束缚军队办事能力的障碍。 6park.com

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From the sea 后,截击成分减少,对地攻击增加 6park.com

技战术要求分歧降低 6park.com

对作战能力的迫切需求, 有些人把这种迫切需求称为“无限饥饿感”。 6park.com

在这一点上反射为 军方的军种愿望 6park.com

然而军种需求与 军种愿望往往并不相同,军种愿望往往超越军种需求,这种“无限饥饿感”如无限制,就会引发象前苏联一样的悲剧 6park.com

国会经费的节制, 前苏联悲剧之一就是 军方的欲望无限放大不受节制,在核武器与常规武器研发上不计代价的疯狂结果,就是前苏联的国力被急剧耗尽. 6park.com

笔者认为, “麦克纳马拉革命”的一个非常重要的成果,就是加强了美军武器装备研发的成本核算,从而在某种程度上避免了前苏联的研发经费陷阱 6park.com

海军对新战略的要求,在 SHE上已然体现, 所以对于F35C,几乎可以看成是SHE的 终级隐身版 6park.com

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贴主:凌飞电脑于2019_02_04 10:23:03编辑
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