發佈時間:2013-05-03 作者:晨楓PV: 4572
http://www.afwing.com/aircraft/f35-air-combat.html
關於F-35 空戰性能的比較,應該注意的是和美國的第三代或者3.5 代戰鬥機比較,否則容易雞同鴨比。 尤其應該避免用F-35 的武器或者電子系統的優越性作為比較的基礎,這不是F-35 獨有的優越性,而是美國軍工體系的優越性,美國的第三代或者3.5 代戰鬥機同樣可以得益。 有意思的是, 波音和通用電氣在JSF及其發動機的競標落選後,悄悄發力,有可能對F-35悄悄使壞。 增強隱身的F-18E“國際型”除了在航電方面採用最新技術外,還採用保形油箱增加航程,並使用隱形外掛武器吊艙,降低翼下掛架的雷達反射特徵和氣動阻力。 外掛武器吊艙在隱身上依然無法和機內武器艙相提並論,但兩者在隱身上的差距上大大縮小了。 通用電氣則把被蓋茨槍斃的F136 發動機的技術用到F414 發動機上,使F414EPE(Enhanced Performance Engine,意為增強性能發動機)的推力提高差不多20%,使F414 的推重比接近11:1,和F135 相當。 這樣一來,F-18E 的推重比達到1.12,和F-15C 相當,超音速加速時間減半,油耗有所降低,有望一舉甩掉“超級塑料蟲”的壞名聲,並大大拉開和F -35 的性能差距。 波音和通用電氣都刻意避免和F-35 的直接比較,畢竟F-35 儘管身陷囹圄,但依舊是五角大樓的重點項目,正面挑戰是政治上高度不正確的事情。 但對於正在選擇下一代戰鬥機的盟國來說,F-18E 和F-35 之間的優劣就不那麼一目了然了,尤其當F-35 的裸機單價達到F-18E 兩倍的情況下。
F-35是一架充滿爭議的戰鬥機。 除了超支和延期,最大的爭議在於F-35 的空戰能力,尤其是相對於第三代戰鬥機的優越性。 這裡,第三代戰鬥機包括經過大規模升級的所謂3.5代戰鬥機,如美國F-18 E、歐洲“ 颱風 ”、法國“ 陣風 ”等。 美國空軍對F-35的空戰能力並沒有太多的指責,因為美國空軍對F-35的定位是戰鬥轟炸機,從來就沒有打算用F-35擔任國土防空或者攻勢制空的主力, F-22才是乾這個的,F-35 只是在F-22 忙不過來的時候填補二線空缺只用。 但對於盟國來說,F-35 將是製空作戰的主力,空戰能力的重要性甚至超過對地攻擊能力。 在普遍裝備第三代戰鬥機的情況下,盟國需要的不是不亞於第三代戰鬥機的空戰能力,而是需要決定性地超過第三代戰鬥機的空戰能力。 也就是說,F-35 必須具有第三代戰鬥機經過升級也達不到的空戰能力,否則花巨資採購F-35 就失去了意義,畢竟F-35 的裸機單價超過F-18E 至少一倍。
空戰性能可以分為兩部分,一是中距空戰能力,也稱視距外(Beyond Visual Range,簡稱BVR)空戰能力;二是近距格鬥能力,也稱視距內(Within Visual Range,簡稱WVR )空戰能力。
中距空戰能力和飛機的氣動性能關係不大,主要由超視距空戰武器和航電決定。 F-35可以在機內武器艙裡攜帶4枚AIM-120 (洛克希德計劃進一步擴大到6枚),AN/APG-81主動電掃雷達更是十分先進,座艙顯示則採用了最先進的大屏幕。 F-35 的中距攔射能力無疑出眾。 不過和第三代戰鬥機相比,F-35 的雷達沒有本質性的優越性,或者說,沒有第三代戰鬥機經過升級也達不到的能力。 AIM-120 主動雷達製導中程空空導彈更是第三代戰鬥機也已經普遍裝備的東西,F-35 不佔優越性。
既然在航電和武器上沒有實質性的差距,在中距離對射中,隱身、速度、 機動性和電子對抗能力就是影響交換率的主要因素。
F-35 無疑比第三代戰鬥機具有更優秀的隱身性能,隱身不是在雷達上消失,只是降低雷達的穩定鎖定距離。 F-35 的隱身不及F-22 或者B-2,在空戰中也無法通過路徑規劃來最大限度地降低敵方雷達的探測機率。 在理論上,F-35 可以通過特別強大的機載電子戰系統對所有空中電磁威脅實時定位,實時計算最低可探測性路徑。 但現在還沒有F-35 有這方面能力的報導,也沒有這樣做法的有效性的分析,畢竟這不比有地形地物掩蔽的低空,在萬里無垠的藍天裡,對方不僅在空中高速機動,還有多平台在空中同時照射戰鬥空域,F-35 只要作任何轉彎動作,大角度橫滾時雷達投影面積急劇增加,暴露機會也同步增加。
另外,中程空空導彈即使採用主動雷達製導,導引頭的探測距離也大大低於有效射程,需要中途彈道修正。 載機需要在導彈發射後繼續跟踪目標,並通過數據鏈控制飛行中的導彈,這相當於發射後的概略瞄準。 F-35 的AN/APG-81 具有頻率捷變、低可截獲率編碼發射等“隱身雷達”技術,但還是需要頻繁掃描跟踪目標和通過數據鏈發送中途彈道修正信號,容易暴露。 導彈的發射距離越遠,暴露的時間越長,這個問題越大。
F-22 也有同樣的問題,但F-22 不僅按全向隱身設計(F-35 為了降低成本,只要求前向隱身),而且有很大的速度優勢。 事實上,F-22 在戰斗狀態下基本使用超音速巡航,這不僅增加空空導彈發射時的初始能量,極大地增加射程,還增加自身能量,壓縮敵方空空導彈的能量優勢,縮小有效射程。 換句話說,F-22 不僅依靠隱身,還用速度優勢提高生存力。 現代空空導彈的最大速度經常能達到4 馬赫以上,最大過載更是高達60-70g,但這只是發射時的最大能量狀態,並不是在整個射程內的能量狀態。 在導彈燃料耗儘後靠慣性滑翔的時候,能量是一路遞減的,追殺敵機的能力也一路遞減。
導彈追上敵機,歸根到底是靠能量差。 從能量機動的角度來說,只有導彈的單位剩餘能量高於敵機,才有把握追上敵機,而單位剩餘能量和推力與阻力之差成正比(導彈的火箭發動機關機後,可用維持當前速度所需的等效推力計算),還和速度成正比,和重量成反比。 顯然,空空導彈的單位剩餘能量是時變的,開始時隨燃料的消耗而增加,發動機關機後隨時間而降低。 而戰鬥機在這段時間裡的燃料消耗相對於飛機總重來說變化不大,單位剩餘能量大體不變。 導彈和敵機之間的單位剩餘能量差不僅取決於導彈,還取決於載機在發射時的能量狀態,導彈的火箭發動機關機時刻的能量狀態(由動力飛行階段的飛行軌跡和機動動作決定) ,還取決於敵機的能量狀態。 這就是F-22 和F-35 根本不同的地方了。 F-22 是按照1.6 倍音速巡航設計的,也就是說,在戰斗狀態時,可以長時間以1.6 倍音速飛行。 但F-35 的最大速度才是1.6 倍音速,巡航速度是高亞音速。 就中距離對射而言,F-35 的逃逸能量不足,導彈發射能量不足,這一進一出,和F-22 就天差地遠,而和第三代戰鬥機同一個層次了。 在最壞情況下,F-22 可以依靠速度快速退出戰鬥,擇機再戰,而缺乏必要的速度的F-35 就不一定有這個選擇了。 當然,在距離足夠近的情況下,空空導彈還在動力射程之內, F-35 就沒有空空導彈的能量問題,導彈也不需要多少中途彈道修正,但這也就失去中距空戰的意義。 和敵機距離縮短也增加了隱身被對方雷達“燒穿”的風險。
中距離攔射的另一個問題是命中率。 導彈除了固有的故障率外,還有敵機的機動規避和電子對抗問題。 機動規避在導彈的動力射程內意義不大,但在動力射程外還是有用的。 2008 年8 月,蘭德公司在名為《空戰的過去,現在與未來》報告中用歷史數據指出,從海灣戰爭到科索沃戰爭,AIM-120 在視距外的命中率實際上是46%,這還是在對手技術手段低下而沒有電子對抗或者慌不擇路而沒有任何規避機動的情況下取得的。 如果考慮到常規戰爭中雙方在盡可能遠的距離上有準備地進入交戰,加上機動規避和電子對抗的因素,AIM-120 的實戰命中率預期在10-50%之間更加合理,而不是廠商宣稱的75% 以上。
當然,空戰中,除了消滅敵人,還有保存自己的一方面,F-35 將裝備最先進的電子對抗技術,但這依然不能決定性地確立F-35 對第三代戰鬥機的優勢。 先進電子對抗技術不是F-35 壟斷的,第三代戰鬥機也可以通過升級得到。 另外,電子對抗是不可能隱身的,大量使用電子對抗將使F-35 喪失隱身優勢,如果敵機擁有數量優勢,F-35 陷入進一步的被動只是時間問題。
中距攔射失敗的話,接下來當然就是近距格鬥了。 歸根到底,中距空戰能力只是空戰能力中重要的一部分,不是全部。 隱身和電子對抗不能根本性地改變空戰,否則B-2 的機內武器艙裡掛上一大堆空空導彈就是空戰的終極利器了。 近距格鬥依然對製空戰鬥機至關重要,但F-35 的近距格鬥能力比中距空戰能力還要令人擔憂。
對於近距格鬥來說,空戰武器和航電依然重要,但飛機的機動性至少同樣重要,也就是說,需要較低的翼載和較高的推重比。 較低的翼載意味著有產生較大升力的空間,較大的推重比則意味著較大的剩餘推力。 較大的升力不僅可以加速爬升,還對水平機動至關重要。 水平機動需要的側向力主要不是靠扭轉機頭指向和改變發動機的推力軸線實現的,而是靠橫滾中升力的水平分量。 所謂拉9g 的圈子,實際上就是斜向的升力高達飛機重量的9 倍。 此時用於克服重力的垂直升力分量依然為1g,通過力的分解不難算出,此時側向力為8.94g。 對於一架典型重量為10,000 到20,000 千克的戰鬥機來說,這相當於882-1,764 千牛的側向力,這是在可預見的將來任何發動機的推力轉向都不可能達到的。 進一步增加轉彎速率需要拉大迎角,最大限度地增加升力,但阻力隨迎角急劇增加,只有很大的推力才能保證飛機不至於時失速,這就是推重比對水平機動性的作用。 翼載和推重比對垂直機動性的作用就不言而喻了。
F-35 是按隱身戰鬥機設計的,所以採用機內武器艙,使得機體很是臃腫。 為短距起飛-垂直著陸預留的空間進一步增大了F-35 的機體,使得總重急劇攀升。 在第三代(現在美俄統一將高機動戰鬥機這一代稱為第四代,所以隱身戰鬥機稱為第五代)重型戰鬥機中, F-15 C的空重為12,700千克,正常起飛重量為20,200千克; 蘇-27的空重為16,380千克,正常起飛重量為23,430千克。 但F-35A 的空重也達到13,300 千克,正常起飛重量則達到22,470 千克。 也就是說,“輕型”的F-35A 實際上和重型的F-15C、蘇-27 的重量相當。
為了補償不斷攀升的飛機重量,F-35 的發動機最終成為世界上單發推力最大的戰鬥機發動機,非加力的軍用推力就達125 千牛,加力推力更是高達191 千牛(一說軍用推力111 千牛,加力推力178 千牛)。 但F-35家族中最輕巧的F-35A的推重比也只有0.87,遠遠低於F-15C的1.12和蘇-27的1.07,和F-4 “ 鬼怪 ”式相當。 F-35A的翼載高達526千克/平方米,遠遠高於F-15的357千克/平方米和蘇-27的377千克/平方米,甚至高於專業對地攻擊的F-105的452千克/平方米和以“人操火箭”著稱的F-104的514千克/平方米。 F-35的最大速度也只有1.6(一說1.8)倍音速,甚至低於F-16和F-18,超巡更是免提。 F-35A 的機體按照9g 過載設計,F-35C 降低到7.5g,F-35B 進一步降低到7g。 這是為了降低對機體結構強度的要求、避免進一步增重,當然也對格鬥機動性帶來限制。 作為參照,F-22 的推重比至少為1.09,即使在非加力狀態,推重比也達0.72,翼載為375 千克/平方米。
機動性不足使F-35 在和第三代戰鬥機的視距內空戰格鬥中難以取勝,速度不足使F-35 在進入和退出戰鬥中缺乏主動權。 但F-35 的推崇者們指出,F-35 使用機內武器艙,空戰狀態沒有外掛帶來的額外阻力,而第三代戰鬥機使用翼下掛架,帶來較大阻力,兩者之間的機動性並沒有翼載和推重比那麼簡單。 但他們忽略的是,如果都只帶兩枚近距空空導彈的話,第三代戰鬥機通常使用翼尖掛架,並不帶來額外阻力,和乾淨氣動外形沒有實質性的差別。 另一方面,F-35 在實際的空戰格鬥中是否能保持機內武器艙的艙門緊閉,這反倒是一個很大的疑問。
機載導彈發射有兩種方式:一是導彈依靠自身動力從滑軌上發射出去,二是像炸彈一樣拋下後再點火進入動力飛行。 滑軌發射需要專用滑軌,但保證導彈在任何姿態下都能可靠發射,不過萬一發射失敗,導彈可能就在滑軌上爆炸。 投放發射比較安全,也不需要沉重的滑軌,但只能在較為平穩的飛行狀態下發射,很難在復雜機動中發射。 通常近程空空導彈是從滑軌上發射出去的,中程空空導彈則是投放發射的。 F-35 的機內武器艙裡,兩枚近程空空導彈掛載在艙門內側的發射滑軌上,四枚中程空空導彈吊掛在和炸彈共用的多用途掛架上,艙門掛架可以改掛中程空空導彈,但炸彈掛架不能改掛近程空空導彈。 艙門在需要發射的時候打開,近程空空導彈從滑軌直接發射,中程空空導彈則像炸彈一樣投放出去後再點火發射。
F-35 掛載的AIM-120 中程空空導彈是可以當作近程空空導彈使用的,但由於發射方式的限制,很難在空戰格鬥中使用,所以只有兩枚AIM-9X 可以使用。 第三代戰鬥機如果只用翼尖掛架的話,也是只有兩枚近程空空導彈。 兩者旗鼓相當。 問題是,第三代戰鬥機的翼尖近程空空導彈隨時都可以處於待發狀態,而F-35 必須打開武器艙門,滑軌探出頭來,導彈的頭尾暴露於空氣中,才進入待發狀態。 這需要時間。 具體多少時間是保密的,但整個過程應該需要不少於1-2 秒。 在激烈的空戰中,這1-2 秒的滯後可能是致命的。 另外,艙門打開要大大影響氣動外形,在作極限機動的時候,影響難以估計,極端情況下可能導致飛機失穩。 要避免失穩,要嘛在極端情況下禁止打開艙門,要嘛在格鬥中不能發揮出極限機動能力,兩者對拼死搏命的飛行員來說都不是好事情。 要解決這些問題不難,可以在進入格鬥時就打開艙門,導彈處於待發狀態,但這樣阻力將大大增加,可能超過第三代戰鬥機的翼下掛架,更不用說額外阻力本來就很小的翼尖掛架了。
F-35 可能需要在空戰格鬥中早早打開武器艙門的另一個原因是導彈鎖定。 導彈可以先鎖定後發射,這樣確保導彈可靠跟踪目標;也可以先發射後鎖定,這樣可以及早發射,或者在艙門打開的瞬間就盡快發射,縮短艙門開啟的時間。 中程空空導彈採用先發射後鎖定沒有問題,導彈飛行的時間長,離軸角度小,反正也需要中途彈道修正,這相當於先發射後鎖定。 近程空空導彈在理論上也可以先發射後鎖定,但近程空空導彈瞄準的離軸角度大,目標變化快,先發射後鎖定一有可靠鎖定的困難,二在發射到鎖定這段時間裡,導彈可能已經做了很多無用功,浪費了寶貴的初始能量,還錯失了佔位。 及早打開武器艙門,使導彈的導引頭從發射到命中全程鎖定,可以大大提高命中的可靠性,但這樣做要大大增加阻力,影響F-35 本來就不算優秀的機動性。
F-35 可以掛載的空空導彈總數並不少,但機內武器艙的搭配不能按照任務隨意調整,翼下掛載不僅破壞隱身,還增加阻力,使本來就動力不足的F-35 更加累贅。 相比之下,第三代戰鬥機不隱身,但可以根據任務需要靈活改變掛載的空空導彈組合,像F-15 最多可以一次掛載4 枚AIM-9X 近程空空導彈。 F-35A 裝備了機內航炮,F-35B 和C 為了控制空重,連機內航炮也取消了,如果有空戰需要,可以掛載外掛的隱身航炮吊艙。 如果外掛可以隱身的話,F-35 也不用費那個事,追求機內武器艙了,外掛還增加氣動阻力。
關於F-35 空戰性能的比較,應該注意的是和美國的第三代或者3.5 代戰鬥機比較,否則容易雞同鴨比。 尤其應該避免用F-35 的武器或者電子系統的優越性作為比較的基礎,這不是F-35 獨有的優越性,而是美國軍工體系的優越性,美國的第三代或者3.5 代戰鬥機同樣可以得益。 有意思的是, 波音和通用電氣在JSF及其發動機的競標落選後,悄悄發力,有可能對F-35悄悄使壞。 增強隱身的F-18E“國際型”除了在航電方面採用最新技術外,還採用保形油箱增加航程,並使用隱形外掛武器吊艙,降低翼下掛架的雷達反射特徵和氣動阻力。 外掛武器吊艙在隱身上依然無法和機內武器艙相提並論,但兩者在隱身上的差距上大大縮小了。 通用電氣則把被蓋茨槍斃的F136 發動機的技術用到F414 發動機上,使F414EPE(Enhanced Performance Engine,意為增強性能發動機)的推力提高差不多20%,使F414 的推重比接近11:1,和F135 相當。 這樣一來,F-18E 的推重比達到1.12,和F-15C 相當,超音速加速時間減半,油耗有所降低,有望一舉甩掉“超級塑料蟲”的壞名聲,並大大拉開和F -35 的性能差距。 波音和通用電氣都刻意避免和F-35 的直接比較,畢竟F-35 儘管身陷囹圄,但依舊是五角大樓的重點項目,正面挑戰是政治上高度不正確的事情。 但對於正在選擇下一代戰鬥機的盟國來說,F-18E 和F-35 之間的優劣就不那麼一目了然了,尤其當F-35 的裸機單價達到F-18E 兩倍的情況下。
發佈時間:2013-05-03 作者:晨楓PV: 2507
http://www.afwing.com/aircraft/f35-air-combat-question.html
F-35可算是新聞裡的戰鬥機了,不僅在美國是新聞,在加拿大也是新聞,因為加拿大政府決定不經競標就訂購F-35。 F-35 計劃的超支和拖延早已臭名昭著,但F-35 的空戰能力也飽受質疑,現在又有爆料說F-35 的航程可能也有問題,這對需要跨越很長距離的西太平洋戰場或者加拿大北方荒原特別重要。 洛克希德-馬丁的試飛員對F-35的性能充滿了讚揚,尤其是對第三代戰鬥機(指F-14 、 F-15 、 F-16 、 F-18 ,現在美國也改稱第四代)的優越性,但這不能作為F-35 空戰能力的可靠依據,就像沒有人會因為4S 店對所經銷汽車的吹噓就照單全收一樣。 對於F-35 技術性能的詳細分析汗牛充棟,但追溯一下F-35 的歷史,或許可以對F-35 的現狀和未來增加很多理解。 對人來說,出身論是要不得的;但對於科技來說,身世決定了設計基礎,而設計基礎決定了技術性能和發展潛力。
一般認為,F-35 來自於美國空軍、海軍、海軍陸戰隊對接替F-16、F-18 和AV-8 下一代戰鬥機要求。 這當然是對的,但又沒有那麼簡單。 在80 年代,美國空軍、海軍、海軍陸戰隊各有一個下一代戰鬥機計劃。 海軍陸戰隊需要研製AV-8“ 鷂 ”式的下一代,海軍需要研製A-6的下一代,空軍需要研製F-117的下一代。 但F-35 在很大程度上是受到AV-8 替代計劃的主導。
AV-8是美國引進生產和改進版的英國“鷂”式垂直起落戰鬥機,這是西方唯一實戰化的垂直起落戰鬥機,也是迄今世界上最成功的垂直起落戰鬥機,優於僅有的對手雅克- 3 8 。 英國是“鷂”式的家鄉,對先進短距起飛-垂直降落(Advanced Short Take Off and Vertical Landing,簡稱ASTOVL)技術早就開始研究,在60 年代就是把亞音速的“鷂”式作為過渡機型研製和部署的,只是因為英國財力拮据和國防研發政策調整,已近瓜熟蒂落的霍克P.1154超音速垂直起落戰鬥機夭折了。 幾十年來,英國不斷推出更加先進的垂直起落或者ASTOVL 戰鬥機方案,但這些統稱“金斯敦方案”(以英國宇航專責垂直起落技術的研發中心所在地命名)的研究方案一個也沒有走出紙上談兵的階段。 80年代以後,英國的戰鬥機研發經費全部投到歐洲“ 颱風 ”,更加無力顧及ASTOVL。 美國海軍陸戰隊長期和英國合作,但尚缺乏明確的需求或者訂單,再加隱身技術尚且高度保密,不能和英國分享,所以ASTOVL 研發在80 年代後期擱淺。
90 年代時,美國國防先進研究局(DARPA)推動新一代ASTOVL 研究,其中使用升力風扇的方案可以代替“鷂”式的圍繞飛機重心的偏轉噴口,既可以避免高溫燃氣噴射到地面回彈後重新進入進氣道和燒熔地面的問題,也增加了懸停裝態下的姿態控制力矩。 更有意思的是,如果取消升力風扇,就可以把多出來的空間用於增加燃油,增加航程,使ASTOVL 和常規起落(Conventional Take Off and Landing,簡稱CTOL)戰鬥機共用平台成為可能,避免了ASTOVL 作為小眾機型而固有的高成本問題。 這就是DARPA 的通用低成本輕型戰鬥機(Common Affordable Lightweight Fighter,簡稱CALF)計劃。 不過ASTOVL 的要求也限制了CALF 只能是單發。 在垂直起落階段,各噴管的垂直推力必須保持絕對同步和平衡,否則將在瞬間發生傾覆,導致失事。 最大推力狀態下,雙發非常難做到推力的絕對同步,其影響還隨垂直升力的噴口(或者升力風扇)相距增大而放大。 不僅如此,由於兩台發動機中任意一台發生故障的可能性是單台發動機的兩倍,雙發ASTOVL 的可靠性實際上反而下降到單發的一半,所以ASTOVL 只能使用單發。 由於戰鬥機的基本重量和性能要求,這對發動機的推力提出很高的要求,最終由於重量和推力水漲船高,造成F135 發動機在今天世界上單台推力最大但依然推力不足的尷尬局面。
與此同時,美國海軍的A-12隱身攻擊機因為嚴重超支、拖延而最後下馬,F-18E/F成為填補空缺的過渡。 但隨著F-14退役和F-22的海軍型NATF下馬,F-18E/F改作下一代艦隊防空,經典型F-18接過A-6的反艦和對地攻擊任務,改作戰鬥轟炸機。 但經典型F-18 不僅航程不夠理想,也不具備隱身能力。 美國海軍在艦隊防空上可以用半隱身的F-18E/F 遷就,但反艦、對地攻擊依然需要隱身飛機才能保證足夠的突防生存力。 當然,作為艦載飛機,還需要航母上彈射起飛和攔阻索著陸能力(Catapult Assisted Take Off But Arrested Recovery,簡稱CATOBAR)。
由於第一次伊拉克戰爭到前南斯拉夫戰爭的經驗,美國空軍對F-117 的隱身攻擊性能大為滿意,但F-117 與其說是像老虎一樣的戰鬥機,不如說是插上翅膀的豬,毫無自衛能力。 F-117 也只能幹偷襲的勾當,不具備起碼的多用途能力,航程、全天候性能也不符合21 世紀的要求。 與此同時,美國空軍也在尋求F-16 的下一代,作為F-22 的低檔搭配,隱身當然是起碼的要求。 值得指出的是,美國空軍用F-15 作為主力製空戰鬥機,F-16 的空戰能力只是在F-15 顧不過來時填補戰線空缺之用,對F-22 的低檔搭配也是同樣的要求,所以美國空軍需要的是具有F-16 空戰能力的F-117,而不是降級版的F-22。 事實上,最後美國空軍對JSF 的空戰性能要求正是“不低於F-16”。
F-16 和F-18 本來就是一棵樹上結出的兩個果實,美國空軍和海軍的F-16 和F-18 接替計劃合併就是順理成章的事。 1993 年,克林頓時代的國防部副部長威廉佩里(後接任萊斯阿斯平擔任國防部長)決心整頓國防採購,和專長成本控制的得力干將保羅卡明斯基一起,把美國空軍和海軍的下一代戰鬥機研製整合到聯合先進打擊技術(Joint Advanced Strike Technology,簡稱JAST)計劃,任命美國空軍的喬治繆爾納少將負責。 繆爾納此前是美國空軍格羅姆湖基地的指揮官,這也是號稱第51 地區的秘密基地,充滿了UFO、外星人的傳說,但這實際上是一個秘密試飛基地,包攬了幾乎所有早期隱身飛機的試飛。 繆爾納自然對於隱身和其他先進技術熟悉,和相關的研究機構、公司也很熟悉。 在上任前,繆爾納走訪了DARPA 和洛克希德-馬丁,了解了CALF 的進展後,繆爾納向佩里建議,將JAST 和CALF 合併,得到批准。
JAST 和CALF 合併後,除了升力風扇和額外燃油的差別外,在原則上取消了ASTOVL、CTOL 和CATOBAR 型號在升空後的性能差異。 這是垂直起落戰鬥機歷史上的一個里程碑。 傳統上,為垂直起落而犧牲一些飛行性能事是天經地義的,這在很大程度上限制了ASTOVL 在海軍和海軍陸戰隊之外的應用。 在理論上,ASTOVL 達到CTOL 飛行性能可以使一些原計劃尋求CTOL 的F-16 和F-18 下一代的用戶也可能轉向ASTOVL。 ASTOLVL 可以解決困擾各國空軍很長時間的戰時跑道受損的問題,略微損失的航程對於很多盟國空軍並不是大問題。 更大的ASTOVL 用戶群可以增加產量,降低ASTOVL 的單位成本,使ASTOVL 戰鬥機走出小眾產品的怪圈。 更加極端一點,ASTOVL 甚至可以取消CATOBAR,這確實曾有提議,不過被否決了。 1996 年,JAST 改名聯合打擊戰鬥機(Joint Strike Fighter,簡稱JSF),定位為戰鬥轟炸機。
為了控製成本,JSF 不要求具有超音速巡航能力,但隱身是必不可少的。 在第一次伊拉克戰爭中,薩達姆的防空體系在第一天打擊之後就再也沒有恢復過來。 這顯示了未來空中打擊的兩個特點:1、隱身的高度有效性,2、第一輪打擊後,隱身不再關鍵。 由於精確制導彈藥的大量使用,大量傾瀉彈藥不再必要,所以JSF 不需要太大的機內武器掛載量。 用隱身砸開大門後,可以外掛更多彈藥,在後續作戰中打擊更多的一般目標,快速擴大戰果。 這就似乎JSF 的“首日隱身”概念。 網絡中心戰是起碼的,但超機動性就沒有太高的要求。 JSF 的要求是機動性“不低於第三代戰鬥機”。 從一開始,以對地攻擊為主的戰鬥轟炸機就是JSF 的設計起點,空戰能力是次要的,只是在F-22(美國空軍)或者F-18E(美國海軍)照管不過來的時候在次要作戰方向填空補缺之用。
值得注意的是,F-35 儘管是按照F-16 和F-18 的替代而設計,但設計起點截然不同。 F-16、F-18 是針對F 第二代戰鬥機片面強調超視距空戰、忽視機動性而產生的,F-16、F-18 的設計初衷是製空戰鬥機,而不是戰鬥轟炸機。 F-16和F-18是按照能量機動原則設計的,F-15是不徹底的按照能量機動設計的戰鬥機,但也以“一磅重量也不用於對地攻擊”為口號。 能量機動是美國空軍怪才約翰伯伊德少校根據朝鮮到越南戰爭的空戰經驗,經過科學總結凝練出來的戰鬥機空戰性能的定量計算方法,綜合考慮戰鬥機在整個性能包線裡的推力、阻力、速度和重量,而不是孤立的爬升率、轉彎速度等指標。 能量機動不僅用於分析、比較戰鬥機的空戰性能,還可以用於指導戰鬥機的設計。
第三代戰鬥機研製的時代,超視距攻擊技術正在成熟,但第三代戰鬥機依然強調特別優秀的格鬥機動性,並在戰場上證明了設計理念的前瞻性和正確性。 由於美國空軍和海軍用F-15 和F-14 作為空戰主力,F-16 和F-18 被用作側重對地打擊的戰鬥轟炸機,只擔任二線空戰任務。 但在盟國空軍中,F-16 和F-18 是用作空戰主力的,這其實更加符合F-16 和F-18 的設計初衷。
傳統上,戰鬥機專長空戰,轟炸機專長對地攻擊,兩者並無交集。 由於戰爭需要,二戰期間戰鬥機技術飛速發展,新型戰鬥機不斷取代現有戰鬥機。 戰鬥機的速度、加速、爬升、滾轉等性能要求很高,但對地攻擊對這些要求不是很高,很多退居二線的戰鬥機轉而用於對地攻擊,這就是戰鬥轟炸機的開始。 戰後,美國空軍立足於核大戰,戰略轟炸機成為空軍的核心力量,戰術空中力量向兩個方向分化,一個是專用於攔截轟炸機的截擊機,如可以全程自動化攔截的F-102 /106;另一個是專用於縱深打擊(包括戰術核打擊)的戰鬥轟炸機,如號稱“最 優秀的戰術戰鬥機” F-105 “ 雷公 ”。
F-105 的時代是低空高速突防的時代,高空可以達到兩倍音速是起碼的要求,低空突防則可以避開雷達的探測,先進的機載雷達不僅幫助全天候飛行,還可以用於地形跟踪,在復雜地形維持高速貼地飛行,有利於甩掉速度高但不適宜長時間低空追逐的常規戰鬥機。 更重要的是,F-105在試驗中,載彈高達7噸,這是2-3倍於二戰時代的B-17這樣的重轟炸機。 美國空軍在開始時對F-105 很是滿意,甚至一度把F-105 作為“雷鳥”飛行表演隊的飛機。 低空高速的要求決定了F-105採用大翼載以降低阻力和低空陣風影響,這決定了F-105的機動性先天不足,但空戰機動性本來就是F-105的次要設計要求。 有意思的是,F-105 也是單發,而且是F-35 之前美國空軍歷史上最大的單發戰術飛機。 在設計過程中,F-105 的總重越來越重,原先選定的艾利遜J71 渦噴發動機推力不足,只得換用推力更大的普拉特惠特尼J75。
F-105 的設計理念在當時是很先進的,也是很合理的。 但戰爭實踐是錯綜複雜的, F-105 在越南戰場上遇到米格戰鬥機的糾纏時,常常屈居下風,被土得掉渣的高炮和輕武器擊落的更多,成為美國空軍歷史上唯一因為戰損率太高而被迫從戰場上撤下退入二線的作戰飛機。 833 架總產量中,320 架在戰鬥中損失,另有62 架由於機械和其他原因損失,總損失近半。 F-105帶有機內航炮,能夠掛載空空導彈,還在空戰中擊落過27.5架敵機(0.5架和F-4共同擊落),但這不改變F-105不適合於空戰的事實。 不過用於對地攻擊時,F-105還是很有效的,後期特別改裝的雙座型用於“ 野鼬鼠 ”任務時尤其有效
另一方面,F-4 成為60 年代美國海軍、空軍、海軍陸戰隊共用的主力製空戰鬥機後,很快成功地轉型為戰鬥轟炸機。 F-4 出身於艦載戰鬥機,出於航母起落的要求,天然具備優良的低空低速性能,有利於空戰機動性。 雖然作為格鬥戰鬥機F-4 依然太重,機動性不足,但這是相對而言的,比起F-105 還是不可同日而語了。 另一個制空戰鬥機成功轉型為戰鬥轟炸機的例子是F-15E,至今依然是美國空軍的主力戰鬥轟炸機。
現代戰鬥機設計的另一個趨勢是雙任務或多任務戰鬥機,這是在製空戰鬥機基礎上,通過火控系統和航電的模式切換和掛載對地攻擊武器,轉用於對地攻擊。 這是從F-18經典型開始的,F-18E當然繼承了這一特點,歐洲“颱風”、法國“陣風”、瑞典“ 鷹獅 ”也是類似的思路,但這裡的關鍵依然是“在製空戰鬥機基礎上”。
歷史經驗表明,制空戰鬥機有轉型為優秀戰鬥轟炸機的潛力,但戰鬥轟炸機基本沒有成功地轉型為優秀制空戰鬥機的例子。 這不是偶然的。 對地攻擊對飛行性能的要求不高,二線戰鬥機都能勝任,一線戰鬥機更加游刃有餘。 現代對地攻擊不光要能掛炸彈、火箭彈,還要具有先進的火控和貼地飛行系統, 在電子技術發達的今天,為戰鬥機加裝這些能力相對容易。 反過來說,戰鬥轟炸機的飛行性能要求遠遠低於戰鬥機,單靠先進的電子系統和武器系統很難和真正的戰鬥機對抗,對飛行性能大幅度升級則通常受基本設計的本質局限而不大可能。 這好像寶馬容易改作家庭車使用,但林肯就很難改作運動車使用。
美國曾經嘗試過研製空空-空地兼優的戰鬥機,這就是不幸的F-111 。 由於戰鬥轟炸機和製空戰鬥機設計要求的衝突,最後美國海軍退出,另起爐灶研製了F-14,美國空軍硬著頭皮繼續下去,最終研製了毀譽參半的F-111。 戰鬥轟炸機在設計的時候對空戰能力是有要求的,但通常是瞄準對手的二線戰鬥機,或者在和一線戰鬥機遭遇的時候有足夠的逃生能力,而不是壓制對手的一線戰鬥機。 這樣降低標準的要求對戰鬥轟炸機“空地第一、空空第二”的基本定位是合理的。 要使戰鬥轟炸機在設計時就具有一線製空戰鬥機的空戰能力,這好比在設計的時候就同時要求具有林肯的寬大、舒適和寶馬的操控和速度,即使技術上可能做到,成本上也無法承受。
有意思的是,F-111 是美國第一架在設計時就要求空海軍共用的戰鬥機,希望用共用平台和規模經濟降低單位成本。 F-35 也是一樣,只是還增加了海軍陸戰隊。 F-35 的另一個特點來自卡明斯基,他把項目成本作為一個獨立變量列入項目評估。 傳統上,戰鬥機項目通常都是由用戶指定戰術技術性能要求,設計部門提出成本估算。 項目啟動後,出現沒有預見到的技術困難而導致成本增加時,通常只能由用戶追加投資。 但卡明斯基的方法則要求規定一個明確的成本極限,設計中由於任何問題而導致成本增加,只能通過性能要求下調來補償。 這個方法在理論上可以控製成本攀升,但在實際上只是把問題的爆發推遲。 由於先進技術的前沿性和不定性,很多技術難題都要到工作深入展開了才能明確深度和廣度。 技術細節清晰化後,既可能帶來驚喜,也可能帶來頭痛。 很多在初始設計時按照最好情況預估的事情,到具體執行時碰到難題,用戶不願從已經達成協議的性能要求上讓步,研製方則對技術進步心存幻想,所以把問題“留給後人解決”,最後麵多了加水,水多了加麵,一直到再也繞不過去了,這時總算賬,大規模返工,造成成本劇烈飆升。 F-111 走過這個怪圈的全過程,F-35 現在在走同樣的老路。 如果成本進一步增加,F-35 是否會像卡明斯基設想的那樣,最終被迫在性能作出大幅度讓步,現在還不清楚,問題是F-35 在性能上已經沒有什麼可以讓步的空間了。
F-35 作為戰鬥轟炸機,應該是很勝任的,爭議更多地是來自對F-35 空戰性能的質疑。 未來空戰不會是歷史的簡單重複,未來戰鬥機也不能用過去的成功或者失敗的經驗簡單地去套。 但歷史是一本奇怪的書,無視歷史的經驗教訓,結果常常是重新交一遍學費,而並不是打破客觀規律。
單純就F35性能討論
不涉及國家間對抗
請勿歪樓




























































































