11.28 軍事丨美國F-4"鬼怪"雙座雙發,全天候,超音速戰鬥轟炸機

軍事丨美國F-4

美國F-4"鬼怪"戰鬥機

美國F-4"鬼怪"雙座雙發全天候,超音速戰鬥轟炸機:

F-4“鬼怪”戰鬥機,是美國一型雙座雙發全天候遠程超音速戰鬥轟炸機,由美國麥克唐納·道格拉斯公司(現併入波音公司)於1956年開始設計,1958年5月第一架原型機試飛,生產型則於1961年10月開始正式交付海軍使用,1963年11月開始進入空軍服役,是美國空海軍六七十年代的主力戰鬥機。

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1958年5月第一架原型機

F-4戰鬥機從空氣動力學角度來說,設計醜陋,剛推出時前途並不被看好。由於五角大樓試圖將海軍一款艦基攔截機改裝為供所有軍種使用的普通戰鬥機的不明智之舉,F-4誕生了。F-4戰鬥機是根據錯誤的理念設計的。就像F-22和F-35是以“隱形高於一切”為前提設計的一樣,“鬼怪”的設計以這樣一種預期為基礎:20世紀60年代的空中戰鬥將是遠程導彈的對決,交戰雙方看不到彼此。因此,戰鬥機為何需要空對空火炮和空中格鬥性能?不幸的是,“麻雀”雷達制導導彈等早期導彈的技術侷限性及交戰的限制性規則,意味著“鬼怪”不得不與更小、更輕型的米格戰鬥機進行近距離短兵相接的格鬥。而米格是特別為空中格鬥設計的。F-4原本會徹底失敗,但“鬼怪”的神奇之處就在於它發揮了作用。儘管從純性能的角度來說它或許不是最優秀的戰鬥機,但它強大有力、堅固耐用且具備多種用途。F-4作為戰鬥機、攻擊機和偵察機,在世界各地的衝突中出戰過,包括河內、蘇伊士運河、伊朗和土耳其。對西方及其盟友而言,“鬼怪”是冷戰大部分時間裡的主要戰鬥機。

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美國F-4“鬼怪”戰鬥機研製背景,是在朝鮮戰爭結束後:

朝鮮戰爭結束後,空戰理論與戰鬥機裝備技術水平均有了長足的發展。在越戰前,主流的戰鬥機設計思想包括如下要點,認為飛機的大速度是決定空中優勢的主要因素;主張研製多用途戰術戰鬥機;主張以速度和遠距離空戰取勝;必須具有較大的航程;可以接受格鬥性能的下降;忽視機炮的作用;不重視飛行員在空戰中的作用。飛機設計師們就是按照以上這些想法研製了包括F-4在內的第二代戰鬥機。這代飛機的最大飛行速度達2馬赫左右、有的甚至達3馬赫,航空電子設備和武器系統的性能均有較大的提高,重視對地攻擊能力,“大型化”傾向明顯。從其航空技術水平和飛機的性能來看,確實比第一代戰鬥機有了明顯的提高和發展。但在20世紀60年代後期開始進行的越南戰爭和其他局部戰爭中,因為實戰中的空戰作戰方式與原先設想的有很大的差別,第二代戰鬥機的使用效果(尤其是空戰使用)並不理想。

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F-4戰鬥機生產車間

F-4戰鬥機座艙佈局為串列布局,兩套操縱系統,有彈射座椅。飛機頭部相對下垂,保證以一定迎角飛行時的視野,同時也有利於對地攻擊。F-4為全金屬半硬殼機身結構,分為前、中、後三段。機身前段主要包括座艙、前起落架艙和電子設備艙,構件多為鈑金件、承力部位採用鍛鑄件。為防止變形,進氣道採用很多橫向隔框,進氣口前緣為鍛件,經化學銑切製成。中段有發動機艙和油箱艙,與機翼連接的承力框為整體件,由鋁鍛件機加工製成。油箱艙在發動機艙上方,採用雙壁結構導入空氣進行冷卻,靠近發動機的結構大量採用鈦合金。後段廣泛採用鈦和鋼,下側為雙壁結構,用空氣冷卻。由於當時還沒有在戰鬥機機體上採用較多份額的複合材料,F-4的重量居高不下,對飛行性能有著負面影響。

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F-4“鬼怪”戰鬥機氣動採用了,兩套獨立液壓系統操縱:

F-4的機翼為全金屬結構,外翼可折起(海軍型)。前、後梁位於15%和40%弦長處,由大鍛件機械加工製成;蒙皮為帶肋整體壁板,由6.35釐米厚板機加工製成;後梁之後還有一根由鍛件加工的輔助梁,用以分擔部分主起落架和減速板載荷;外翼也是雙梁結構,梁位於15%和40%弦長處,並與內翼連接;外翼蒙皮厚7毫米,翼尖2.5毫米,蒙皮材料多用7178鋁合金,鍛件用7079鋁合金;機翼後緣為整體鋁合金蜂窩結構,後緣襟翼和副翼為帶鋁合金蜂窩結構後緣的金屬結構,後緣襟翼和副翼為帶鋁合金蜂窩結構後緣的金屬結構。中翼和內翼為一貫穿機身的雙梁抗扭盒整體結構,抗扭盒又是整體油箱,容積達2380升。副翼只能向下偏轉30°。上翼面的擾流板可向上偏轉45°,橫側操縱時兩者協調動作,由兩套獨立的液壓系統操縱。

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F-4採用可收放前三點起落架,前起落架為雙輪,無內胎,有減擺器和轉向機構,向後收入機身;主起落架為單輪,向內收入機翼;艦載型彈射起飛時,前起落架伸長,有著陸鉤。使用兩臺通用電氣公司的J79-GE-17加力渦噴發動機,該渦噴發動機發展了多種改型,裝備於多個型號的美軍作戰飛機。單臺加力推力79.6千牛(8120千克),耗油率0.2千克/牛頓·小時。機內總載油量7022升,腹下可掛一個2270升副油箱,翼下可掛一對1400升副油箱。有空中加油裝置,也可掛夥伴加油吊艙。具有3套獨立的206×105帕(210千克/釐米2)液壓系統。冷氣系統用於開閉座艙蓋,伸長前起落架支柱和伸出應急衝壓渦輪。主電源為交流發電機,沒有電池。

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F-4戰鬥機共有9個外掛架,機身下前後成對排列4個半埋“麻雀”空對空導彈掛架,每個可掛1枚“麻雀”導彈,後一對掛架也可各掛2枚“響尾蛇”空對空導彈。機身下中間掛架使用Aero-27A彈射炸彈架,可以吊掛核武器、炮艙、2273L副油箱或多彈彈射炸彈架;機翼下內側掛點使用的是LAU-17A掛架,可以掛1枚“麻雀”導彈或2枚“響尾蛇”導彈,也可以掛1個三彈彈射炸彈架(用於掛各種炸彈);機翼下外側掛點使用的是MAU-12掛架,可掛1400升副油箱,或使用三彈彈射炸彈架掛載各種炸彈。最大外掛重量為6042千克。F-4的武器還包括一門M61A1六管加特林機炮(部分早期型號沒有裝機炮,後來根據實戰經驗,但可攜帶炮艙,外掛或者加裝了機炮)。對地攻擊軍械載荷最大達7250千克,包括各型AGM-12“小鬥犬”無線電遙控導彈、AGM-62A“白星眼”電視炸彈、AGM-45“百舌鳥”反雷達導彈、AGM-65A“幼畜”電視炸彈、AGM-78B標準反輻射導彈、核彈、各種常規炸彈和火箭彈等。

軍事丨美國F-4

F-4“鬼怪”攜帶武器的多樣性對其執行對地攻擊任務極為有利。1972年,在“後衛”戰役中,14架F-4“鬼怪”式戰鬥轟炸機投擲了24枚激光制導炸彈,成功摧毀了越方嚴密防守的清化橋。此後,美軍使用了22枚激光制導炸彈和7枚電子光學制導炸彈,將杜梅大橋徹底炸燬。上述戰例成為了精確對地打擊的典型範例。F-4戰鬥機採用AN/APQ-120火力控制雷達是在APQ-72、APQ-100和APQ-109雷達的基礎上研製的設備。把脈衝搜索雷達、連續波制導雷達和目標截擊計算機三部分結合在一個裝置中。天線尺寸直徑減小,但作用距離沒有降低。由於廣泛地採用了固體器件,因此提高了可靠性,而且體積減小,重量減輕。

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到1974年為止,麥克唐納·道格拉斯公司共接受F-4訂貨4974架,其中美國國防部訂貨3976架,計劃費用104.91億美元,平均每架264萬美元;國外訂貨998架,共支付50.66億美元,平均每架507萬美元。以色列空軍是鬼怪戰鬥機最大的外國用戶,他們不僅裝備了全新和二手的鬼怪,還部署了幾種鬼怪的偵察衍生型號。日本航空自衛隊共購買了140架F-4EJ,日本原先是希望直接授權生產F-4E,但是在1967年國會中日本在野黨對防衛廳的質詢下日本的F-4E以「避免對周邊國家造成威脅」的理由取消了DCU-9/A核武操作裝置、AN/ASQ-91武器投放系統、AN/ARW-77空對地飛彈控制器、 空中加油等能力。最初10架於美國原廠製造, 三菱重工按許於1971年至1981年生產了130架F-4EJ,除此外在1974年進口14架RF-4E偵察機,空中自衛隊最終採購了154架F- 4系列。

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F-4原本會徹底失敗,但“鬼怪”的神奇之處就在於它發揮了作用:

為了解決新飛機的高速穩定性問題,設計人員做出了幾個重大改進。其一是將全動平尾下反23度,兼具穩定鰭的作用,這樣在獲得穩定度的同時也不干擾尾噴管,在大迎角飛行時,下反的尾翼可以從主翼紊流中伸出獲得必要的控制力;其二是將主翼的摺疊外翼段上反12度,並設置鋸齒,鋸齒產生的渦流可以阻止機翼附面層向翼尖方向發展,推遲分離;另外還將進氣道改為帶附面層隔離板的設計,使得各種飛行條件下都能為發動機提供最合適的氣流。直到1956年12月31日才最終完成設計,而平尾的下反和外翼段的上反造就了“鬼怪”的奇特外形。F-4原本會徹底失敗,但“鬼怪”的神奇之處就在於它發揮了作用。儘管從純性能的角度來說它或許不是最優秀的戰鬥機,但它強大有力、堅固耐用且具備多種用途。F-4作為戰鬥機、攻擊機和偵察機,在世界各地的衝突中出戰過,包括河內、蘇伊士運河、伊朗和土耳其。對西方及其盟友而言,“鬼怪”是冷戰大部分時間裡的主要戰鬥機。

軍事丨美國F-4

1965年4月9日,屬於美國海軍第七艦隊突擊者號航空母艦(CV-61 )VF-96中隊的4架F-4B與中國人民解放軍海軍航空兵第8師24團的四架殲-5戰鬥機在中國海南陵水上空發生空戰,解放軍宣佈美軍F-4B在空戰中發射空對空導彈將另一架F-4B擊落。 美軍宣佈擊落一架殲-5戰鬥機,損失一架F-4B。 損失的F-4B飛行員是特倫斯·M·墨菲中尉和羅納德·J·弗根,飛機序列號602/NG,建造序號151403,該飛機可能是被解放軍殲-5戰鬥機擊落或己方誤傷。中國人民解放軍空軍宣稱於1967年 4月24日在中國廣西防城港市防城區垌中鎮板興村上空擊落F-4B兩架,其中一架為空軍高炮第10師第30團的高射炮擊落,另一架為中國空軍第26師78團飛行員宋義民駕駛殲-5戰鬥機擊落。

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F-4“鬼怪”戰機最後多以,無人靶機形式結束生命:

在1996年,“鬼怪”從美國機群中退役。但是作為麥克唐納-道格拉斯的出色設計,“鬼怪”還要為軍方執行最後一項任務:在火焰中墜毀。1991年以來,在佛羅里達州的廷德爾空軍基地和新墨西哥州的霍洛曼空軍基地,254架“鬼怪”成為導彈和火炮測試中的無人靶機,作為靶機。需要靶子的時候,一架飛機機身就被從亞利桑那州沙漠中的戴維斯-蒙森空軍基地拉出來。給機身加裝上發動機和儀器後,再把它們送到加利福尼亞州的莫哈韋空軍基地。在這裡,宇航系統公司將其改造成遙控靶機,安裝無線電天線,修改飛行控制系統、操縱桿、起落裝置和副翼,最後以無人靶機的形式結束生命。“對一名戰士來說,還有比在火焰的榮譽中結束自己生命更好的嗎?”。


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