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剪水鹱的博客

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日志

 
 

关于闪电II的空战能力  

2017-06-20 22:07:58|  分类: F-35 |  标签: |举报 |字号 订阅

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F-35的空战能力 - puffinus - 剪水鹱的博客
 
由于二者皆是其时代帝国军最重型的单发超音速战斗机,不少人将 F-35 闪电II 比作半个世纪前服役的 F-105 雷公。其实这还是抬举 F-35 了。F-105 与 F-35 一样是差劲的空战平台,但是利用当时雷达的性能缺陷,高速超低空穿透的雷公,相对而言毫无疑问是比 F-35 更出色的纵深打击飞机。 


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胖得像只小猪的 A-7 才是概念上与 F-35 最接近的型号。


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F-35 的空战能力设定以有效对抗无体系支撑的经典版 MiG-29 为目标。


除了自身利益与 F-35 项目的成功栓在一根绳子上的大叔大婶们之外,现在几乎已经没有人怀疑 F-35 空战能力鸡肋的事实,但明了其中缘由的,却仍然不多。要理解问题的根源,就必须回溯至 F-35 基本概念逐渐成形的 1980 年代。

当时帝国军已在研制拟取代 F-15 的先进战术战斗机 Advanced Tactical Fighter ATF;纵深空中打击力量由强悍的 F-111 挑大梁,双重任务战斗机 F-15E 即将服役。北约欧洲盟国的 狂风 IDS 相当于迷你版 F-111,虽然缺乏 F-111 的航程载荷性能,但超低空突防能力不可小觑。帝国海军正秘密研制相当于缩小版 B-2 的 A-12 复仇者 II 隐形战术轰炸机,可望在 1990 年代取代航母甲板上德高望重,但生存能力已然很成问题的 A-6E,并随后接替 F-111,成为空军的主要战术及战役级纵深突击力量。

换句话说,以隐形性能求生存的新一代高性能战斗机和纵深打击飞机皆已在研,现役的 F-15C,F-111,“狂风” 等型号的战斗力也不同凡响,北约集团制空战斗机和高端战术打击飞机兵力结构较为理想,现代化计划也在按部就班地推进,与此同时,以支援前线地面部队为主要任务的轻型战斗轰炸机和攻击机部队却面临着迫在眉睫的危机。
 

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技术成熟,战斗力强劲的 F-15C 开始部署时,MiG-29 刚批量装备部队,Su-27 则尚未形成战斗力,MD 的制空战斗机对 SX 维持着明显的技术和战术性能优势。


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F-111F 低空投掷 “蛇眼” 炸弹,弹尾拉出阻力伞,以增大与载机分离的速度,避免爆炸破片危及投弹飞机。巡航飞行时收入机腹弹舱以减少阻力的 AVQ-26 瞄准吊舱处于部署状态。


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德国空军的野鼬鼠,以猎杀防空导弹雷达系统为主要任务的狂风 ECR 战斗轰炸机。


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A-12 设想图

  
1980 年代帝国空军的前线对地攻击平台由 F-16,A-7,A-10 三架马车组成。F-16 作为二线制空战斗机是称职的,足以屠杀战斗熊以 MiG-23 为代表,数量庞大,性能平常的前线战术飞机。但 F-16 作战半径短,抗打击能力差,飞行速度过高,轰炸精度低,实在称不上理想的轻型战术轰炸机。和平时期打靶时,俯冲轰炸的 F-16 依靠机载电脑计算投弹轨迹,攻击精度倒还不错,可是到了敌方的高射炮火猛烈还击的海湾战场上,F-16 手忙脚乱地投下的无控炸弹的落点,可就与瞄准点相差了十万八千里。

A-7 与 A-10 皮糙肉厚且火力强悍,然而飞行速度慢,加速性差,爬升率低,既无自卫空战能力,又不能有效对抗新一代的战斗熊野战防空导弹。上述型号普遍缺乏夜战能力,无法可靠地歼灭已开始规模化引入夜视器材的战斗熊装甲部队,帝国军近距空中支援力量眼看就要彻底失效。在没有强力空中支援下作战对帝国地面部队而言简直是无法想象的梦魇。帝国前线打击飞机亟待更新。

为缩短研发进程,替换型号将在现有机型基础上研制,参与竞标的包括安装 F100 加力涡扇的 YA-7F,配备与头盔随动的先进红外传感器转塔的 F-16B,及携带蓝盾吊舱组合的 A-10B 。

随着战斗熊解体,前线战术轰炸机紧急更新计划无疾而终,但帝国方面已获得了大量珍贵的数据。迟缓的 A-10 疣猪配备吊舱后虽获得了全天候作战能力,但生存力毫无起色。F-16 速度过快,结构不够坚固,作战半径和滞空时间也无法满足要求,随动红外转塔却极有价值。低超音速的 A-7F 的飞行性能十分适合执行近距空中支援任务,主要缺陷是机内燃油不足。


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A-10C 装上了攻击吊舱,但为的是追踪游击武装。高强度战场上疣猪的生存力接近于零。

 
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YA-7F 机身拉长,以容纳 F100 发动机。F-35 概念上相当于增大航程,经济版隐形的 A-7F。


海湾战争中,F-16 轰炸效果低劣,A-10 则被红外制导近程防空导弹击落 6 架,进一步坚定了帝国空军替换轻型战术打击飞机的决心。新一代低端战斗机是三军联合项目,其单发构型由御林军的 STOVL 性能需求和空军控制成本的希望共同决定。海军虽然对远程双发飞机更加垂青,但作为持股最少的军种没有权利叽叽歪歪。

空军和陆战队想要的都是近距支援平台,因此界定性能时便以上述攻击机选型竞争中得到的技术数据为基础,结合海湾战争的经验教训和对未来战场的想定 (爆发于波斯湾,前华约国家等,敌方空中兵力已基本被压制,剩下的作战力量以装甲部队和野战防空系统为主),将未来的联合打击战斗机定位为 600 海里级作战半径,经济版隐形的轻型战术轰炸机,其空战能力能够对抗漏过 F-22 巡逻线的零星经典版 MiG-29 等级的战斗机即可。

帝国空军有 F-22 压阵,又能以 E-8 等大型情报飞机提供目标引导,出于节约成本的考虑,原本不打算给联合打击战斗机配备雷达,但海军和御林军的飞机没有 F-22 撑腰,也无法指望专业 ISR 平台的持续支持,必须拥有自主搜索目标和起码的空战能力,空军将领中 F-16 飞行员出身的甚多,这帮人对空战能力太菜的设计自然难以接受,F-35 因此最终还是配备了先进的 AESA 雷达。F-35A 结构强化到 9 g 过载 (试飞中拉出过 9.9 g),也是 F-16 黑帮坚持的结果,按照兰德公司的设想,联合打击战斗机强度达到 7.33 g 就够了 (为控制重量,F-35B 和 F-35C 分别按 7 g 和 7.5 g 过载设计,兰德公司果然大有先见之明)。

既然预定对手是性能没什么了不起的 MiG-29,F-35 空战能力不强完全合乎逻辑。在控制预算,优先满足对地打击性能的方针指导下,能造出强悍的轻型制空战斗机才是怪事。围绕近距空中支援任务设计,机翼后掠角与 A-7 系列相似的 F-35 超音速性能低劣,跨音速加速性差,隐形状态下空空导弹携载量有限,雷达功率孔径不足,加上不具备全向宽频段隐形能力,与拥有先进防空体系支撑的重型高性能制空战 斗机遭遇时,将处于十分不利的境地。

F-35 只在前向 29 度锥角内是真正的隐形飞机,其它方向上的雷达反射信号控制水平远不能与 F-22 相比,尤其缺乏对抗分米波雷达的能力。而空军型预警机普遍使用分米波雷达。配备 AESA 雷达的 F-15 和 侧卫级重型战斗机如果从斜前方接近,能在 50 海里甚至更远距离上烧穿 F-35,此时 F-35 尚远未进入其 AIM-120 导弹的不可逃逸区,所谓的先敌发射就此泡汤。接下来的超视距导弹对决中,武器数量大,飞行性能占上风,电子对抗手段更加完善的常规重型制空战斗机将处完全压制闪电II。欧洲战斗机厂商宣称预警机支持下的台风能轻易解决 F-35,并不完全是自卖自夸。

格斗导弹的离轴发射能力不断增强,不可逃逸区范围日渐扩展,加上先进战斗机红外传感器的普及,使得传统的近距缠斗基本不再可能出现。假定双方武器射程相似,格斗空战的结局将主要取决于导弹性能,战斗机红外/光电对抗能力,以及运气的好坏,F-35 高亚音速机动性不如高性能制空战斗机的缺陷因此无伤大雅。真正会在格斗空战中要了 F-35 小命的弱点,是其糟糕的超音速性能。

F-35 设计冲刺速度为 1.6 倍音速,但因其不能超巡,跨音速加速性能差,推重比太低,无法在剧烈机动的状态下维持较高飞行速度,实战中能跑到 1.4 倍音速就不错了。F-15 和侧卫系使用推重比 7.5 级发动机,台风使用推重比 9.0 级发动机,携带多达 8 枚的典型空空导弹载荷时,即能以 1.8 倍音速接敌,巡航高度超出 F-35 数千米,跨音速加速时间和超音速回转半径也远低于 F-35 的水平,发动机升级后飞行性能的优势将更加明显。

由于格斗导弹能量水平不及超视距拦射导弹,发射平台的动力性能差异对交战结果的影响就更为明显,高性能战斗机可利用其能量优势,在 F-35 导弹的不可逃逸区外开火,随即迅速脱离。F-35 机动性差,红外特征强烈,以其为目标的格斗导弹采用发射后锁定模式也基本没有脱靶危险,敌方战斗机能够充分发挥飞行性能优势,采用类似超视距空战的接敌策略,始终保持在 F-35 武器的射程之外。近些年来,格斗导弹性能的飞跃式发展使近距格斗向互相确保摧毁的方向漂移,但互相确保摧毁的前提是双方战斗机飞行性能没有根本差距,作为小型战术轰炸机设计的 F-35 的飞行性能与顶级制空战斗机相去甚远,格斗空战中将处于明显的劣势。 

洛马鼓吹的以 AESA 雷达软杀伤对方超视距导弹的战法看上去很美,实际上做不到,原因如下
1. 超视距空空弹的数据信道工作波段是 L 波段 (分米波区间),对厘米波段的 APG-81 完全是充耳不闻
2. 雷达波束无法实现激光般的高度聚焦,能投射到导弹弹身上的能量密度很低,加之超视距空空弹的指令接收天线指向远离 F-35 雷达天线的方向,能从导弹数据信道渗入其电子系统的雷达能量就更少了,空空导弹采取简单的加固措施,便足以击败 F-35 以 AESA 雷达扰乱其内部元件功能的企图 
3. 高功率照射来袭导弹的雷达波束本身即是邀请反辐射导弹攻击的理想目标

而且即使雷达照射能起到软杀伤效果,收益最大的也不会是 F-35,而是雷达功率孔径更大的重型战斗机,如 F-22,J-20,F-15,侧卫等。

如果装备流星一类的冲压发动机空空导弹,或射程类似的双/多脉冲固体火箭发动机空空导弹,F-35 对抗常规战斗机时的日子会好过很多。接战距离成倍增加后,经济版隐形的效果就出来了,英国和意大利就是这么打算的。但是超视距导弹杀伤概率有限,F-35 隐形状态武器载荷不足,多机对多机空战中相当一部分敌机将成功突破 BVR 弹幕,逼近到能够烧穿 F-35 隐形屏障的距离,速度较慢的 F-35 不可避免地将进入不利于己的格斗空战。

原文发表于 2012 年 1 月,遭屏蔽,略作修改后重发。
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