01.21 LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

引言

LCA“光輝”戰機是印度自主研製的一款現代化輕型戰鬥機,也是印度航空工業的明星產品。雖然LCA“光輝”戰機的研製過程並不順利,從項目提出到服役長達數十年之久,但印度並沒有因此而放棄國產戰機的研發。而且,在空軍陸基型的基礎上,LCA“光輝”戰機還推出了

海軍艦載機型號,顯示出了雄心勃勃的發展勁頭。

LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

LCA戰機的艦載版原型機首次降落在航母上

2020年1月11日,LCA“光輝”戰機的艦載版原型機首次成功降落在航母上,印度宣稱這是一個“里程碑”式的進步。在空軍型的發展都舉步維艱的情況下,印度為何還要研製“光輝”戰機的艦載版呢?跟空軍陸基型相比,“光輝”戰機艦載版的性能如何呢?另外,“光輝”戰機的艦載版距離正式服役還有多遠呢?下面就為大家逐一解答以上疑惑,希望可以起到拋磚引玉的效果。

一、LCA“光輝”戰機艦載版的研製過程

在分析LCA戰機的艦載版之前,先來看一下這款戰機的空軍陸基版的起源和發展歷程。1980年,LCA計劃提出,1983年被批准,1984年印度組建了航空發展局(ADA)負責LCA戰機的研製。由於技術底子薄弱,印度的LCA戰機項目進度十分緩慢。按照最初的計劃,LCA戰機將在1990年實現首飛,然而事實卻是一而再再而三地拖延。為了加快研製速度,印度還為LCA戰機進口了許多技術和裝備,其中就包括來自美國通用公司的F404發動機(用於技術驗證機和原型機)。

LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

LCA首架原型機

然而直到1995年11月,印度才生產出第一架LCA技術驗證機(編號TD1,生產序列號為KH2001),首飛時間也是一推再推。1999年4月,首架LCA驗證機進行地面測試。2001年1月4日,LCA驗證機終於完成了首飛。1998年8月,第二架LCA技術驗證機(編號TD2,生產序列號為KH2002)出廠,隨後在2002年6月進行了首飛。2003年5月,LCA戰機被命名為“光輝”戰機(也稱“敏捷”戰機),同時第一架原型機也亮相了。2003年11月25日,編號PV1的LCA首架原型機完成首飛。

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LCA戰機艦載版

在研製LCA戰機空軍版的時候,印度還一併提出了它的海軍艦載版。早在1999年,LCA戰機艦載版的初步設計就被批准了,但是一直到2003年左右才開始進入研製階段。由於印度沒有研發艦載機的經驗,所以在最開始研製LCA艦載版時想尋求美國的幫助。2002年底,印度就與美國進行了接觸,希望能夠合作研製LCA海軍型戰機。然而美國不同意洛克希德·馬丁公司為印度研製LCA海軍型戰機提供幫助,所以印度只能自主研製或者向其他國家尋求支持。

和空軍陸基版的LCA戰機一樣,海軍版的LCA在研製過程中同樣遇到了很大困難。除了發動機之外,印度發現關於這款戰機的很多裝備和系統,單靠印度自身的力量根本研製不出來。LCA戰機的氣動佈局設計借鑑了法國的“幻影”戰機,然而印度卻無法從自主研製相關的技術和裝備。不過隨著印度國產航母的開工,印度必須未雨綢繆,必須堅持自主研製國產艦載機。於是LCA的海軍艦載版只能繼續向前發展,儘管它的性能很難讓人滿意。2009年,印度海軍訂購了6架LCA艦載版戰機以表支持。

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“光輝”戰機艦載版從岸基測試設施上起飛

在2010年前後,印度還建立了一個岸基測試設施(SBTF),用於LCA“光輝”戰機艦載版的測試。這個設施是全球第三個專門測試艦載機的設施,由此可見印度對LCA海軍型戰機的重視程度(大約2014年建成)。時間來到2010年的7月6日,編號NP1的印度第一架LCA“光輝”戰機艦載版原型機下線,搭載的是一臺從美國進口的通用公司

F404-IN20渦扇發動機。2011年9月,NP1原型機進行了首次發動機地面運轉測試。2012年4月27日,LCA“光輝”戰機艦載版原型機進行了首飛。

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首架“光輝”戰機艦載版原型機

印度首架“光輝”戰機艦載版原型機的首飛過程持續了22分鐘,進行了一系列飛行機動,還與其他飛機進行了低速編隊飛行。在首飛之前,這架原型機已經完成了低速滑跑測試、高速滑跑測試、地面振動測試和結構耦合測試等,還測試了戰機的發動機等設備。首架LCA艦載版原型機是一架

雙座型教練機,專門針對航母使用環境進行了改進,增加了著艦鉤和前緣渦流控制器(LEVCON)等設備,使用了耐腐蝕的機身材料,具有較低的進場和著艦速度。首架原型機的首飛,為印度LCA艦載版的發展打下了基礎。

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2014年10月,LCA艦載版的第二架原型機開始進行地面測試。這架編號NP2的海軍型原型機不同於首架原型機,它是一款單座型飛機。同年12月,NP1原型機進行了斜坡輔助起降。2015年2月7日,第二架LCA艦載版原型機完成首飛。整個首飛過程持續了35分鐘,進行了航母兼容性技術演示。NP2原型機改進了艦載機著陸輔助設備,加裝了自動油門,還改進了內部和外部攻擊角的指示器,加強了起落架的結構等等。兩架原型機使用的都是

F404發動機,因為國產發動機不能使用。

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“光輝”戰機艦載版原型機掛載R-73導彈進行“滑跳起飛”試驗

2016年3月27日和4月25日,NP1和NP2原型機各掛載2枚R-73空空導彈,從地面測試臺上進行了“滑跳起飛”試驗,在模擬甲板上滑跑200米後升空。截止到2016年5月,兩架原型機在岸基測試設施上進行了30多架次的飛行測試。然而在該年年底,LCA艦載版戰機迎來了一個不好的消息。印度海軍認為這款飛機實在是

太重了,比空軍型重500~600千克,不適合在航母上使用,所以計劃從國外進口艦載戰鬥機。不過,印度海軍還是決定繼續支持LCA“光輝”戰機艦載版的研製。

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第二架原型機在“維克拉瑪蒂亞”號航母上進行了首次攔阻降落

在遭到印度海軍的拒絕後,LCA“光輝”戰機的艦載型推出了升級版,也就是Mk 2型

,對第一版進行了改進。2018年8月前後,LCA艦載版的第二架原型機開始進行航母甲板著陸測試準備,完成了原型機的掛鉤與攔阻索的接觸動作測試。2019年9月13日,LCA艦載版原型機在岸基測試設施上第一次實現了真正的全狀態下的攔阻索著陸測試。2020年1月11日,LCA“光輝”戰機艦載版的第二架原型機在“維克拉瑪蒂亞”號航母上進行了首次攔阻降落,標誌著這款戰機取得了重大進展。

二、LCA“光輝”戰機艦載版的基本性能

LCA“光輝”戰機的艦載版是一款單發艦載戰鬥機,它的結構設計跟空軍陸基版有很多相似之處。作為一種單引擎戰術戰鬥機,“光輝”戰機擁有一個複合三角翼,以及一個混合機翼的機體結構,提高了內置的空氣動力學不穩定性,具有較強的機動性和短距起降能力。“光輝”戰機的玻璃駕駛艙內配備了一個平視顯示器(HUD)和兩個多功能顯示器(MFD),為飛行員提供所需的信息。該戰機採用了液壓可伸縮前三點式起落架,包括兩個單輪可收放式主起落架和一個雙輪前收式前起落架。

LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

艦載版的“光輝”戰機在陸基型的基礎上針對航母起降和海上環境進行了大量改進,加強了機身結構,機身採用了特種金屬和材料。和空軍型相比,“光輝”戰機的艦載型增加了前緣渦控制面,以實現在240千米/小時的速度下著艦,在著艦時的下降率為7.1米/秒。“光輝”戰機的艦載型重新設計了重型起落架,能夠承受的載荷增大了4倍。航空電子設備中加裝了自動油門功能,以減少飛行員的工作量。另外還增加了放油系統,增加了攔阻裝置,球鼻型座艙蓋,重量有所增加。艦載版的“光輝”戰機在著陸時保持機鼻下垂,降低了著陸速度。按照設計目標,艦載版“光輝”戰機可在滿載狀態下在200米距離內從14度的甲板滑躍起飛,並能以攔阻著艦的方式在90米內的距離內完成著艦。

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海軍版“光輝”戰機Mk 2型加大了進氣口,減輕了起落架,改進了阻攔裝置,安裝了可收放加油管,改進了內部佈局和可維護性。Mk 2型將機翼向外移動約350毫米,顯著增加機身和機翼之間的空間,優化了載荷轉移,增加了機身燃料容量,能夠額外攜帶約700千克燃料,增加22分鐘的飛行時間。艦載版“光輝”戰機Mk 2型安裝了渦流襟翼,能夠降低進近速度,並加裝了尾翼穩定器,改善了控制性能。Mk 2型的機身總長度從之前的13.2米增加至14.56米,翼展增加至8.9米。

LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

LCA“光輝”戰機擁有一套高度集成的數字航空電子設備套件,以及MIL-STD-1553B總線和32位任務計算機,可用於執行任務計算、飛行管理、重新配置/冗餘管理和飛行系統的自我測試等。慣性和空氣數據傳感器等提供的數據可以通過數字飛行控制計算機(DFCC)傳輸到座艙內的顯示器上,供飛行員查看。“光輝”戰機集成了基於環形激光陀螺的慣性導航(INS)和全球定位系統(GPS)的綜合導航系統,也可以安裝額外的傳感器用於制導、導航和偵察。該戰機還安裝了電子戰套件,包括電磁和光電干擾器等。

LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

印度國產UTTAM雷達

在最開始的試飛階段,“光輝”戰機搭載的是以色列Elta公司研製的EL/M-2032雷達的改進版,這是一款機械掃描的多普勒脈衝雷達,能夠同時跟蹤空中多個目標,具有高分辨率合成孔徑模式和空對海模式。不過這款雷達只是暫時的過渡雷達,因為印度希望為“光輝”戰機配備更先進的電子掃描陣列雷達。印度電子和雷達發展機構(LRDE)研製了一款國產有源相控陣(AESA)雷達,命名為UTTAM。該雷達具有敵我識別(IFF)、電子數據通信、C波段視距和K波段衛星通信數據鏈等功能,還集成了機載預警與控制系統(CAEW),對戰鬥機大小的目標的最大搜索距離為100公里。但是UTTAM雷達的研製進度較慢,所以“光輝”戰機Mk 1A型選擇安裝進口雷達。

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薩博雷達

在2017年前後,瑞典薩博公司、以色列Elta系統公司和法國泰雷茲公司等,都提供了有源相控陣雷達系統供印度LCA“光輝”戰機進行測試。瑞典薩博公司研製的傳感器套件包括高度綜合的有源相控陣雷達和小型化電子戰組件,還有機載AESA干擾吊艙等。該AESA雷達採用氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)基片,結合最新一代激勵器/接收器和處理器技術,具備空對空、空對地和空對海模式。電子戰套件的核心是一個電子對抗接收器,連接到飛機內部的前端接收器和翼尖天線,提供基本的態勢感知和自我保護。雷達預警系統以超寬帶數字接收機為基礎,具有很高的截獲概率、很高的靈敏度和很高的選擇性。AESA干擾吊艙具有體積小、重量輕、阻力小等特點,可以提供先進的干擾技術和任意組合的干擾波形。

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RBE2雷達

法國泰雷茲公司為LCA“光輝”戰機提供了RBE2雷達的一個衍生版本,擁有更小的定製雷達罩和更低的功耗,具備多任務同時作戰模式,包括空對空、空對地、空對海等,還集成了相關的武器系統。但是最終贏得訂單的是以色列的EL/M-2052有源相控陣雷達。在2018年,印度與以色列Elta系統公司簽署了一項協議,計劃採購後者生產的改進版EL/M-2052有源相控陣雷達以及EL/L-8222WB電子干擾吊艙,用於組裝83架Mk 1A型“光輝”戰機。

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EL/M-2052雷達

EL/M-2052雷達是一種先進的火控雷達(FCR),用於空對空作戰和打擊任務,基於全固態有源電子掃描陣列(AESA)技術,使雷達能夠實現遠距離搜索,具有多任務處理和多目標跟蹤能力。EL/M-2052雷達擁有空對空、空對地和空對海操作模式。在空對空模式下,可提供遠程多目標探測,並能同時制導多枚導彈等武器。在空對地模式下,除了A/G測距外,EL/M-2052雷達還可以進行高分辨率SAR製圖,探測和跟蹤RBM和SAR地圖上的地面移動目標。在空對海模式下,該雷達可探測和跟蹤遠程目標,還具有目標分類能力。

LCA“光輝”戰機的艦載版目前尚未確定選擇哪款雷達,有可能繼續採用EL/M-2052有源相控陣雷達,也有可能選擇印度國產的UTTAM雷達。

LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

“光輝”戰機的空軍陸基版擁有7個外掛點,每側機翼下各有3個,機腹部位也有一個外掛點,可以攜帶空空導彈、反艦導彈、非制導火箭和常規/減速炸彈等武器。其中空對空導彈包括以色列的“德比”超視距空空導彈,以及俄羅斯的R-77和R-73導彈等。“德比”導彈的最新型號是Mk III型,它是“德比”導彈的增程型,比基本型“德比”導彈具有更先進的性能,包括雙脈衝火箭發動機,軟件定義射頻導引頭,最大射程為100公里。LCA“光輝”戰機的空對地導彈包括Kh-59ME電視制導空地導彈和Kh-59MK激光制導空艦導彈等,它的固定武器是一門23毫米雙管GSh-23機炮。

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海軍版“光輝”戰機搭載4枚導彈起飛

除此之外,LCA“光輝”戰機還計劃引進“流星”超視距空空導彈,其最大射程超過100公里。印度還在研製“布拉莫斯”巡航導彈的空射型,目前已經在蘇-30MKI戰鬥機上進行了測試,未來也可能部署到“光輝”戰機上。艦載版LCA“光輝”戰機的武器載荷有所減少,預計只有3500公斤,搭載的武器應該和空軍版相似。2019年11月29日,海軍版“光輝”戰機搭載4枚導彈起飛,包括2枚“德比”超視距空對空導彈(BVRAAM)和2枚R-73近程空空導彈(CCM)。

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GTX-35VS發動機

LCA“光輝”戰機的發動機同樣是進口的。其實早在1970年代後期,印度就開始研製國產發動機,代號為GTX-37。該系列發動機主要有兩種型號,一個是GTX-37-14U發動機,加力推力為4.3千牛;另一個是GTX-37-14UB發動機,最大加力推力為89千牛。但是這兩種發動機均沒有被LCA戰機所採用。於是印度又研製了GTX-35發動機,擁有5級高壓壓氣機。但是由於它的油耗很高,所以也被取消了。之後印度研製了GTX-35VS發動機,擁有6級高壓壓氣機,核心機於1991年開始臺架試驗。但是“光輝”戰機的原型機首飛時,搭載的並不是GTX-35VS,而是從美國進口的F404發動機。

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F414-INS6發動機

2004年,印度採購了17臺通用電氣F404-GE-IN20發動機,用於生產首批LCA“光輝”戰機及其艦載版原型機。F404-GE-IN20發動機是在F404-GE-402基型上研製的,包括一個流量更大的風扇,推力也有所增加,靜推力53.9千牛,最大加力推力85千牛,擁有全權限數字發動機控制(FADEC)系統。在研製第二批次的“光輝”戰機時,歐洲EJ200發動機和F414發動機展開了競爭,最終入選的是F414-INS6發動機。2012年前後,印度訂購了99臺F414-INS6發動機用於Mk 2型“光輝”戰鬥機。LCA戰機的海軍艦載版也將搭載F414-INS6發動機。

通過以上分析不難發現,無論是空軍陸基版,還是海軍艦載版,LCA“光輝”戰機的大部分系統和裝備都是從國外進口的。在航電系統方面,“光輝”戰機使用的是以色列研製的改進版EL/M-2052有源相控陣雷達以及EL/L-8222WB電子干擾吊艙。在武器系統方面,LCA“光輝”戰機及其艦載版攜帶的是以色列“德比”超視距空對空導彈和俄羅斯R-73近程空空導彈等武器。在動力系統方面,LCA“光輝”戰機最開始使用的是美國通用電氣F404-GE-IN20發動機,Mk 2型和海軍艦載版搭載的是F414-INS6發動機。這些進口裝備的使用,反映出印度航空工業技術實力的薄弱,使LCA“光輝”戰機及其艦載版的國產化程度大打折扣,也不利於其長遠發展。

三、LCA“光輝”戰機艦載版距離服役還有多遠?

儘管LCA“光輝”戰機的艦載版原型機實現了在航母上攔阻降落,但這並不意味著海軍型“光輝”戰機能夠很快服役。相反,印度艦載版LCA戰機仍將經歷一段相當長時間的改進、測試和完善,才有可能進入量產階段,才能最終登上印度海軍的航母甲板。

LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

首先,印度沒有太多研製現代化戰鬥機的經驗,特別是在航母艦載機方面。印度雖然擁有幾十年的航母艦載機使用經驗,但在研製艦載戰鬥機上還是第一次。印度在研製現代化戰機方面缺乏經驗,僅“光輝”戰機從項目提出到量產服役就耗時30餘年。從海軍型LCA的提出,到“光輝”艦載版原型機的首飛,有差不多10年時間;到這次在航母上降落,過去了約20年時間。因此,印度雖然對艦載版“光輝”戰機取得的進步感到歡欣鼓舞,但實際上應該看到,這種進步來的太晚了,研發進度太慢了。

LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

其次,印度航空工業的總體實力較弱,導致LCA“光輝”戰機及其艦載版的國產化程度太低。雖然印度宣稱“光輝”戰機是自主研製的,但透過現象看本質、透過機身看內部,“光輝”戰機搭載的很多裝備都是從國外進口的。其實印度從一開始確實是想依靠自己的力量研製LCA“光輝”戰機,但無一取得成功。比如說在發動機方面,印度從1970年代就開始著手研製國產加力渦扇發動機,但性能一直不達標,最終只能採用美製F404和F414發動機。在雷達方面也是一樣,印度至今仍在完善國產的UTTAM相控陣雷達,在它成功之前,“光輝”戰機只能採用以色列研製的EL/M-2052雷達。

LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

第三,印度LCA“光輝”戰機的產能嚴重不足,不利於海軍艦載版的早日投產。眾所周知,印度所有的戰鬥機幾乎都是由印度斯坦航空公司(HAL)負責生產,“光輝”戰機也是該公司的主要產品之一。但是該公司的總體實力並不強大,不僅要生產和組裝戰機,還要負責印度現役軍用飛機的維護工作,因此造成“光輝”戰機的產能不足。此前有報道稱,印度斯坦航空公司只有一條LCA戰機生產線,每年只能生產8架該型戰機。到2019年初,第13架量產型“光輝”戰機才完成首飛。不過好消息是,這架飛機是第二條生產線的產品,這意味著其產能將提高一倍。不過即便如此,要完成空軍的LCA訂單也要十年以上的時間,艦載版的投產更是遙遙無期。

LCA“光輝”戰機的艦載版首次降落在航母上,距離服役還有多遠?

最後,印度海軍對LCA“光輝”戰機的艦載版並不看好,這也會影響它的發展和服役。在2016年末,印度海軍否定了艦載版“光輝”戰機,因為它太重了,不適合在航母上起降。到了次年,印度海軍對外招標計劃購買57架艦載戰鬥機。雖然印度海軍表示仍然支持艦載版“光輝”戰機的研製,但它已經不再是自家海軍的首選。因為參與招標的F/A-18E/F“超級大黃蜂”、米格-29K、“陣風”M等艦載戰鬥機,性能更加成熟和先進,海軍型LCA戰機完全不能與它們相比。因此可以斷定,艦載版LCA“光輝”戰機距離服役還有很長一段路要走。


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