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作者 : 28S
性别 : 男
文章主题 : 未来战斗机霸主 人气 : 191
发表时间 :2004/7/18  下午 01:24:24
未来战斗机霸主
   作为美军21世纪主力战机-F-35联合战斗机将于2004年11月份正式进入实际生产阶段,该型战斗机从图纸设计时间就引起世人关注,许多航空专家认为,F-35战斗机的许多技术都将成为"航空业界的里程碑",洛克希德‧马丁公司声称,未来F-35战斗机的作战能力将是当代战斗机的两倍,美国防部还断言,这种新世纪的"全能战斗机"将在一段时期内占据战斗机家族的霸主地位。

  万千"宠爱"于一身

   F-35战斗机是美军面对21世纪空中力量可能面临的挑战,为确保绝对的空中优势,降低战损率,节省研制经费运用而生的。它集隐形、高机动性、高生存性、低成本于一体,不仅将是美军未来战机的新宠,而且招来10余个国家和地区的青睐,先后参与了F-35战斗机的研发工作。

   一、身兼数职的清道夫

  为取代近千架旧式战斗机,美国防部对F-35战斗机提出的设计标准近乎苛刻,要求它必须集空军、海军陆战队和海军三个不同军种的不同要求。美空军使用的F-35A为常规起降型(CTOL),将替换F-16战斗机执行制空和战术武器投放任务,接替A-10攻击机执行近距空中支持任务。美海军使用的F-35C为舰载型(CV),将代替F-14、F/A-18A/B"大黄蜂"战斗机执行制空和攻击任务,接替A-6攻击机承担战术武器投放和纵深攻击任务,与F/A-18E/F一起承担起制空和攻击双重任务。海军陆战队使用的F-35B为短距/垂直起降型(STOVL),将替换老式的AV-8B"猎兔狗"战斗机执行近距支持、滩头支持和战场攻击任务,取代海军陆战队F/A-18战斗机承担制空和攻击任务。美海军表示,F-35B在未来海军中将扮演三种角色:一是逐步取代海军F-14"雄猫"战斗机、海军陆战队的AV-8B"猎兔狗"战斗机和部分型号的F/A-18"大黄蜂"战斗攻击机;二是弥补A-6型攻击机退出现役后海军所损失的作战能力;三是与F/A-18E/F"超级大黄蜂"相互补充,成为海军的主力战机。英国作为第一个参加F-35战斗机国际合作计划的国家,将为英国皇家空军和皇家海军购买短距/垂直起降型的F-35B,替换GR7和"海鹞"两款飞机执行制空和攻击任务。总之,F-35战斗机要成为"既具备夜间、低空突防能力,又具备白天攻击、防区外发射能力"的全能"清道夫"。

   二、卓越超群的弄潮儿

  F-35样机在设计上具有技术领先、卓越超群的超前意识,其性能无与伦比,最大航程是其所替换战斗机的2至2.5倍,最大飞行速度达2马赫,作战半径超过1000千米。在1320米高度时,从0.2马赫加速到1.2马赫只需41秒,可在15米高度进行超低空飞行。F-35机载主动电扫瞄相控阵雷达和2台彩色显示器,可利用全球定位系统和热成像装置搜索、发现并锁定目标,机身周围装有分布式红外传感器,可对信号覆盖范围内的所有目标实施全天候、全方位监控,并将图像实时传送至飞行头盔显示器上。F-35战斗机未来使用的250磅小直径炸弹(SDB)将使其精确打击能力达到"战斧"导弹的标准,其装载的电光瞄准系统(EOTS)是一个用于精确空空和空面瞄准的高性能、轻型多功能系统,具有高分辨率成像、自动跟踪、红外搜索和跟踪、激光指示/测距和激光点跟踪功能,该系统包括一个第三代凝视型前视红外(FLIR),可在更远的防区外距离上对目标进行精确的探测和识别。F-35战斗机的隐形水平不低于F-22"猛禽"战斗机,雷达反射面积将更小。洛克希德‧马丁公司还声称,未来F-35战斗机将在四个方面超出研发指标:一是飞行高度和隐身性能将超出指针,并远优于欧洲的"狂风"和"台风"战斗机;二是舰载型F-35战斗机可以在离舰1580公里外执行对地攻击任务,远超出原定的1110公里的指标;三是短距/垂直起降型和常规型F-35战斗机的作战半径分别达到918公里和1302公里,大大超出指标;四是短距/垂直起降型F-35战斗机将可携载研发指标中没有要求的大型炸弹。

  三、机载武器精益求精

  美军对F-35战斗机拟配备的武器已作出了精益求精的调整,负责管理F-35联合攻击战斗机的联合办公室精选了用于F-35战斗机的武器。被删除的武器包括:AIM-120"先进中距空空导弹"的A型和B型、AGM-65"幼畜"空地导弹、AGM-84C/D"鱼叉"反舰导弹和AGM-84H防区外SLAM导弹。新的武器清单中保留的有:机内挂载的有如1000磅GBU-32和2000磅GBU-31的"联合直接攻击弹药"、CBU-105(装有传感器引爆武器的风修正布撒器)、如500磅GBU-12"宝石路Ⅱ"等型激光制导炸弹、如AGM-154等联合防区外武器、如AIM-120C"先进中距空空导弹"和AIM-132"先进近距空空导弹"(ASRAAM)等空战武器;机外挂载的有AGM-158"联合空对地防区外导弹"、"风暴阴影"巡航导弹和AIM-9X"响尾蛇"空空导弹。机内挂载的武器清单中如500磅激光制导炸弹等将综合到飞机外部,同时还撤销了一些传统弹药,增加了小口径炸弹等新型机载武器。此项调整将增强F-35战斗机三个型号的共通性,而停止装备一些武器,是因为这些武器在F-35战斗机进入现役时即将退役或接近寿命期,按照联合作战要求文件提出的武器清单合理地处理将节省时间和金钱。

  四、真正的物美价实

  设计之初,F-35战斗机就要求在最大限度内降低研制、生产和使用费用。首先,F-35战斗机在航空电子、动力推进、隐形技术等领域的技术得益于F-22"猛禽"战斗机。洛克希德‧马丁公司执行副总裁兼JSF总经理汤姆‧巴贝格称,联合打击战斗机航空电子方面30%的任务软件来源于F/A-22,已为F-35研究项目节省约4亿美元经费。即将安装到首批生产型的F-35战斗机上的普拉特‧惠特尼F-135发动机,是衍生于F/A-22战斗机所装备的PWF119型发动机,JSF计划发展商称该发动机表现迄今为止近乎完美。F-35战斗机的隐形技术也得益于美空军F-117和F/A-22的实践经验。其次,F-35战斗机生产将首次使用连续不断的移动装配线。洛克希德‧马丁公司F-35"联合攻击战斗机"小组目前正考虑首次将连续不断的移动装配线用于战斗机生产。采用该方法将提高生产效率和节省车间空间,有助于F-35计划达到日产一架飞机的高生产速率,并能在F-35项目全寿命期内节省3亿美元。第三,采用商用尖端技术降低花费。2003年10月,英国宇航公司(BAE系统公司)向洛‧马公司 JSF小组交付了第一台F-35飞行器管理计算器(VMC),里面包含两个摩托罗拉Power PC微处理器,性能是前一代系统的10倍以上,并降低了技术升级带来的花费。同时,F-35"联合攻击战斗机"综合核心处理(ICP)系统使用水银计算器系统公司的RACE++系列多计算器系统,可实现快速、低成本的技术升级,并能够使F-35充分利用商用尖端技术。第四,国际合作减轻了研制F-35战斗机的经费压力。英国、澳大利亚、加拿大、丹麦、意大利、荷兰、挪威和土耳其等8国是研制F-35战斗机的国际合作伙伴,提供了超过40亿美元经费用于发展F-35研制计划。新加坡、以色列和台湾也先后成为美国研制F-35战斗机的"安全合作伙伴",根据协议,新成员将至少为研制F-35战斗机投资5000万美元。目前,美空军拟采购F-35战斗机1763架,采购价格为每架2800万美元;海军采购480架,单价为3400万美元;海军陆战队为609架,单价3100万美元。而F-35战斗机最后出厂价可能高达6400万美元,但与F/A-22战斗机出厂价达7200万美元相比,可谓是物美价实。

  "雄关"漫道多坎坷

  多年来,F-35战机研发计划在规划阶段并没有遇到成本、设计等方面的问题,但最近几月该计划进入实验阶段以后,出现了超重和性能不稳定等问题,影响了研发计划的顺利进行。

  一、超重问题影响研发进度

   F-35型机的超重问题使空军和主承包商洛克希德‧马丁公司始料未及。空军JSF计划负责人约翰‧休德逊少将称,F-35型机空重大约是27000磅, 如加18000磅的油料和2000磅的炸弹以及2枚空空导弹,飞机重量在起飞时将达到50000磅。按此计划交付,空军常规起降型F-35A型机将超重约1400磅,海军航母型F-35C相比设计重量大约也超重1400磅,海军陆战队的F-35B短距/垂直起降型超重约3400磅(1544千克)。这些超出的重量将降低一个关键性能参数--作战半径。休德逊称,空军F-35常规起降型如果在超重1400磅的数据下,作战半径大约是640海里,而在设计重量下,该型飞机的实际作战半径大约是660海里。超重问题已影响到F-35的研发进度,美国F-35联合打击战斗机项目办公室已决定再次推迟常规起降型F-35战斗机的首飞时间,即从2005年推迟至2006年春季,而按最初计划,常规起降型F-35战斗机应于2004年首飞。洛克希德‧马丁公司JSF项目副总裁谈到超重问题时称,JSF飞机在有些情况下的重量上升是由于当初预测太乐观,另外一些情况是由于设计创新造成的:如飞机的表面结构采用先进材料和设计,增加了隔框间距,使飞机蒙皮承载更多的应力,但最后增加了飞机的重量;在设计武器舱时,原来舱很小,人很难将武器装载进去,经过重新设计以后增加了一个装载武器的系统,也使飞机的重量增加。为解决重量问题,美国五角大楼已宣布增加50亿美元的F-35开发成本,并将项目延期一年。洛‧马公司也正寻求降低JSF蒙皮重量的方法,考虑通过改变隔框间距与蒙皮厚度之间的比率降低飞机总重量,达到减轻2000磅(908千克),即约为总重30000磅(13620千克)的8%的目标。洛‧马公司还在内部系统寻找降低重量的可能,拟将机体结构、线路和导管减重达1800磅(817千克),而另外200磅(91千克)将从任务系统和运载系统中做文章。五角大楼对JSF项目调整提出四个选择方案:停止项目进程重新开始设计;重新布置生产顺序,将STOVL型飞机生产安排到最后;首先设计STOVL型,随后设计其它型别;保留限定的生产顺序,但每个型别的生产之间有一段间歇时间。这四个选择方案仍在讨论当中,将在最近做出最后决定。

   二、软件开发仍相当关键

   在软件问题上,空军JSF计划负责人约翰.休德逊少将认为,JSF航空电子系统虽没有引发问题,但软件开发仍是潜在的关注问题。F-35型机上有大约600万个代码节点,飞行仿真器上也有600万个,加上交联系统上的约300万个,总共1500万个,这些代码节点中有些是从F/A-22计划中重复使用,鉴于F/A-22计划产生令人困扰的航空电子问题,F-35开发商还是要在软件开发方面处处小心,谨慎从事。休德逊称,航空电子对飞机而言相当关键,从某种意义上说,软件是航空电子中一个极其复杂的装置,一架飞机需要传感器,才能投入战斗。

   三、将来面临的未知数

  休德逊少将称,评价JSF计划的三种型号飞机的6个共同关键性能参数(KPP)中的4个非常良好,但另外2个关键性能参数(KPP)-通用性和任务可靠性是未知数。休德逊称,多数的通用性因素,比如F-35战斗机和其它飞机、舰船及太空飞行器进行通联时所用通讯路径匹配等因素均运行良好,但由于标准没有定义,还有很多不确定的东西。任务可靠性参数的确立至少需等到美空军F-35A型机的关键性能参数测试完成93%才能得知。他还认为,F-35型机进度的延后在2003年春天开始显现出来,那时的初步设计评估(PDR)所用时间大大超过原来的预期,多花了三个月时间,后面还将面临很多重大的挑战。

 

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