02.22 两架西方当代舰载机的对决:美国“超级大黄蜂”vs法国“阵风”

尽管法国达索“阵风(Rafale)”M舰载战斗机和美国波音F/A-18E/F“

超级大黄蜂(Super Hornet)”舰载战斗机的服役日期相差了差不多一千天。但这两种多用途战斗机都因为能够在航空母舰上起降、作战,而成为了世界著名战斗机中的稀有品种。一个是世界上最大的航空制造公司为美国海军航空兵建造的主力作战飞机,另一个则是令法国引以为豪,独立开发的第一架航母舰载战斗机。对这两种飞机孰优孰劣的话题,一定会让很多人兴趣盎然。可惜的是,因为同属北约盟国,这两种飞机除非在对抗演习中,否则很难真正在战场上一决高下。但是,稀星天外还是希望尽自己的努力,给大家比较一下这两种飞机的最新服役型号——F/A-18E/F“超级大黄蜂”Block II和F3R标准的“阵风M”。

两架西方当代舰载机的对决:美国“超级大黄蜂”vs法国“阵风”

“阵风”M战斗机(前)和F/A-18C(VFA-105,序列号164246)在美国海军航空母舰上一同出镜

稀星天外注:其实这个对F/A-18E/F更不公平,因为“阵风M”F3R在去年下半年才刚刚形成战斗力,而Block II的“超级大黄蜂”服役已经超过10年了。

传感器

“超级大黄蜂”Block II和F3R标准的“阵风”M战斗机都配备了主动相控阵(Active Electric Scan Array,AESA)雷达作为其主要传感器。“超级大黄蜂”Block II上装备的是APG-79,而F3R标准的“阵风”M装备的是RBE2-AA。作为AESA雷达,它们都具有对空中、海上和陆地目标进行边扫描边跟踪的功能。它们还能够一次跟踪大量目标,并且至少在理论上可以同时进行比飞行员实际能够处理更多的或超出挂载导弹数量极限的空中交战。

AESA雷达的详细性能数据严格保密,但我们还是能够了解一些事情。首先,主动相控阵雷达的性能会受到机头直径和空间的限制。“阵风”和“超级大黄蜂”上安装的主动相控阵雷达和机头空间更大的F-15和F-22相比,显然具有更少的发射和接收(T/R)模块,同时也更难采用一些可以增加扫描角度的技术方案(如欧洲战斗机“

台风(Typhoon)”将要安装的CAPTOR-E主动相控阵雷达所具有的活动天线,详情请见《 》)。尽管存在上述限制,两架飞机至少已经超越许多竞争机型,安装了实用的主动相控阵雷达。

比较这两架飞机装备的雷达,显然“超级大黄蜂”上的APG-79雷达在T/R数量上占的上风。尽管有资料显示,APG-79的天线具有1100个左右T/R模块,但是根据互联网上的大图显示,其实际的T/R模块数量应该超过1300个(从谷歌的某些清晰大图上,可以数出1368个)。而相反的,RBE-2 AA雷达可能是世界上天线尺寸最小的主动相控阵雷达,其T/R模块数量只有860多,远低于1000。因此,APG-79在探测距离、探测精度和多任务性方面具有更大的优势。

但是,可能是因为技术不成熟,APG-79在很长一段时间内都受制于可靠性和操作实用性问题,在一连串的测试和评估报告中表现不佳。甚至在2010年代初的竞争性评估和任务分析中,装备APG-79的“超级大黄蜂”Block II和仍然使用传统机械扫描APG-73雷达的“超级大黄蜂”Block I在任务效率上没有显著差异。另一方面,BRE-2主动相控阵雷达安装在空军版“阵风”上参加了法军在利比亚和叙利亚的实战,深得飞行员赞誉。

因此,稀星天外可以得出这样的结论:Block II“超级大黄蜂”所拥有的APG-79相控阵雷达在性能上面因为天线尺寸上的优势而领先,但是在可靠性和与飞机磨合方面没有F3R配置的“阵风”M舰载机好。看上去两者旗鼓相当,然而可靠性随着时间的推移是可以慢慢提升的,物理硬件尺寸上的限制却是个硬伤。所以在雷达方面,“超级大黄蜂”先得一分。

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“超级大黄蜂”Block I上仍然使用的APG-73机械扫描雷达

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“超级大黄蜂”Block II和“咆哮者”上使用的AN/APG-79主动相控阵雷达的实际T/R模块有1368个

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“阵风”M上的RBE2-AA主动相控阵雷达应该是目前世界上天线尺寸最小的主动相控阵雷达

除了雷达之外,“阵风”M具有一个内置的光电和红外搜索与跟踪以及视频成像传感器套件,被称为“正面光电(法语:Optronique Secteur Frontal,OSF)”,安装在座舱前方的机头上部。该系统原先包括两个传感器:

  1. 红外搜索和跟踪(Infra-Red Search and Track,IRST)系统,可以用来超视距扫描和跟踪中距空中目标,而不用发射任何可被检测到的电磁辐射。它还具有辅助功能,可以在近距离扫描陆地或海上目标,并且可以在能见度很低的情况下作为飞行员的前视红外(FLIR)观察系统。
  2. 光电/红外视频成像传感器,作用距离35至40公里,并且具有激光测距功能。

但是,在F3R配置的“阵风”中IRST被移除了,取而代之的是对光电/红外视频成像传感器的改进

。除非新的F3R飞机是从较老的“阵风”升级而来,否则就不会具有IRST功能。原先安装IRST系统的位置,现在也由一个塑料壳所代替。

另外,“阵风”M也会携带“达摩克勒斯(Damocles)”瞄准吊舱来执行多任务或对地攻击任务。该吊舱包括完整的红外/光电成像和激光照射跟踪功能,也可以作为将“情报/监视/侦察(ISR)”数据传输到空中加油机和预警机的数据链中继节点。但是,在分辨率和多光谱成像能力方面,达摩克勒斯落后于“超级大黄蜂”所携带的AN/ASQ-228先进目标瞄准前视红外(Advanced Targeting Forward-Looking Intra-Red,ATFLIR)吊舱。在2019年末,“超级大黄蜂”Block III验证机还测试了位于机身中线副油箱前半部的AN/ASG-34第二代IRST吊舱。然而,无论是AN/ASG-34还是AN/ASQ-228,“超级大黄蜂”的其他传感器都采用了外部吊舱形式。

另一方面,“阵风”的OSF是整架飞机传感器套件的核心部分。并且由于法国空军和海军航空兵需要使用装有红外导引头的“米卡(Mica)-IR”中程空空导弹进行超视距空战,在“阵风”战斗机开发早期,它就被确认为一个重要模块。

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“阵风”战斗机所具有的OSF系统,在R3F配置中,IRST被去除,用一个塑料帽代替

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这架“阵风”战斗机在右进气道下部的挂加上携带了一具“达摩克勒斯”多功能瞄准吊舱

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美国海军地勤人员为F/A-18E吊装AN/ASQ-228先进目标瞄准前视红外吊舱

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去年底刚公布的Block II IRST吊舱占据了机身中线下部副油箱的前半段

由此,可见在红外和光电传感器方面,“超级大黄蜂”和“阵风”M各有千秋,打个平手。F/A-18E/F借助雷达方面的领先优势,在整个传感器领域占得先机。

视距内空战

在视距内空战中,如果发生“阵风”M与“超级大黄蜂”对抗,前者几乎可以在所有情况下占得主导地位。“超级大黄蜂”具有平庸的能量保持和加速能力。当携带外部挂载和处于海拔7620米(25000英尺)以上时,其性能会急剧下降。相对的,10668米(35,000英尺)高度以下都是“阵风”M战斗机的主场。它能在该高度以下的任何高度、任何载荷状态下,拥有比“超级大黄蜂”更高的瞬时和持续转弯率。

当然,“超级大黄蜂”在初始遭遇时具有更好的高攻角“机头指向”能力。但是如果飞行员不能够在这一过程中一剑封喉“阵风”M,那么他们将发现自己几乎没有能量来维持机动或加速飞离。而对手“阵风”M却能产生巨大的升力,并且在战斗载荷下具有更好的推重比和出色的加速度。

“米卡”导弹和AIM-9X都是致命的视距内武器,具有强大的离轴攻击能力。尤其是“米卡”导弹是西方第一种具备“越肩射击”能力的导弹。与AIM-9X相比,“米卡”因为需要一弹双用,天生具有更大的动能,初速更快,主动段飞行时间更长,并且能够依靠推力矢量实现50g的过载机动。但是,目前只有“超级大黄蜂”使用了经过验证的头盔显示器——联合头盔安装提示系统(Joint Helmet Mounted Cueing System,JHMCS),从而增加了“超极虫”在初始接触和进行“魔力机头转向”机动时击落“阵风”M的筹码。

如果两架飞机都只是用机炮,“阵风”M会在任何高度吃定“超级大黄蜂”。在技能相当飞行员驾驶下的一对一单挑中,正面迎击是“超级虫”的唯一机会。

因此,总体而言,“阵风”M在视距内空战中占得较大优势,尽管“超级大黄蜂”可以在最先的遭遇中有较大机会,但是随着缠斗时间的延长,这样的机会将飞速流逝。

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F/A-18系列飞机的高攻角在西方第四代和四代半战斗机中是最高的

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法国空军一度完全依赖的“米卡”近/中距空对空导弹

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F/A-18E战斗机发射AIM-9X“响尾蛇”导弹

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使用JHMCS头盔的F/A-18E飞行员

超视距作战

从先敌发现的角度,两架飞机的正面雷达横截面差不多都在1平方米左右。“超级大黄蜂”的优势在于他所拥有的APG-79比“阵风”M上的RBE雷达具有更远的探测距离,但“阵风”M可以依靠更好电子对抗能力来相抗衡。最后的结果将是双方在相向而飞时,可能会同时发现对方。

F3R标准的“阵风” M总算可以在超视距竞赛中使用超长射程的英国“流星(Meoter)”空对空导弹。这使它可以在相同发射高度和相同发射速度下,轻松获得比F/A-18E/F所装备的AIM-120D先进中距空对空导弹更远的射程。

此外,“阵风”战斗机还能够在9144米(30000英尺)左右高空进行超音速巡航,并且可以毫无困难地飞得更高。相反的,“超级大黄蜂”不仅无法进行超音速巡航,并且它的舒适区域在低空低速,这意味着其机载导弹在发射时的动能大大低于“阵风”。因此,即使APG-79可能会让“超级虫”远在AIM-120D的不可逃生区域之外就探测到“阵风”,后者仍会利用“流星”导弹的超远射程,在探测到“超级大黄蜂”后首先发起攻击,并通过导弹异常良好的命中率获得“首先发现、首先击落”的优势

因此,在超视距空战中,“阵风”M再胜一局。

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F3R版本的“阵风”M终于可以携带英国研制的“流星”远程空对空导弹,填补了其远程空对空火力不足问题

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这架F/A-18E在机翼挂加上携带了6枚AIM-120先进中距空对空导弹

机动性能

尽管与F-15,台风,Su-35和F-22等专用空中优势战斗机相比,“阵风”M经常会被认为动力不足。但是它在加速度、爬升率、最大速度和升限等方面全面胜过“超级大黄蜂”。

而在瞬时转弯速AN/率、持续转弯速率、高公角、最大加速度和持续最大加速度方面,“阵风”M也获得了大部分指标的胜利,具有瞬时转弯率,持续转弯率和持续转弯加速度性能的优势。“阵风”M可以飞出+9G的机动动作,而“超级大黄蜂”被限制为+7.5G。但是,当两者携带外挂时,它们的机动加速度都受到了限制,因为对于加速度负载指标而言,外部挂载的承受力比机身强度更有决定性意义。如前所述,“超级大黄蜂”能够挽回荣誉的指标是“高攻角”。但和其他许多飞机相比,也没有到碾压的地步。

辅助防御措施和隐身性

“阵风”F3R标准,包括海军型和空军型版本,装备了SPECTRA电子战和电子对抗套件

的最新版本。它被广泛认为是世界各国空军目前装备的功能最强大的自卫套件之一。法国已迟迟没有发展自己的隐形飞机,除了技术挑战之外,将主要精力和资源投入到SPECTRA套件的开发中也是一个原因。依靠它,再加上改进型中程空对地导弹(Air-Sol Moyenne Portée Amélioré,ASMPA),法国具备了可以穿透最新的防空网络进行空中核打击的能力。2011年,法国空军的行动表明,仅依靠SPECTRA系统进行自我保护,它就可以在美国空军实施压制敌方防空系统(Suppress Enemy Air Defense,SEAD)打击之前,对利比亚境内的目标进行打击。另外,出口到印度的“阵风”战斗机将包括拉斐尔(Rafael)公司制造的新型X-Guard拖曳式诱饵,但尚不清楚法国海军的“阵风”战斗机是否装备了类似系统。

“超级大黄蜂”Block II具有改进的AN/ALQ-214综合防御对抗(Integrated DEfensive CounterMeasures,IDECM)系统,其中包括功能强大的雷达告警接收器,自动雷达干扰箔条、红外干扰弹发射器,和诱饵释放程序,以及各种自我防护的干扰选项。它还装备了经过战斗验证的ALE-55拖曳诱饵

,这意味着它有可能吸引至少一枚雷达制导导弹,从而使其能够在被导弹完全锁死的情况下不受损伤。但是,总的来说,由于在美国海军舰载机联队中拥有专属的E/A-18G“咆哮者(Growler)”电子站飞机,因此在“超级大黄蜂”Block II的研发期间,并未将电子战和RCS减少列入优先考虑事项。在新的Block III研发中,隐身方面的改进也不会是数量级级别的。具稀星天外估计,其正面RCS将从1平方米降到0.5~0.7平方米而已。

综上所述,在辅助防御措施方面,“阵风”M和“超级大黄蜂”再次打了个旗鼓相当。

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SPECTRA电子战和电子对抗套件在“阵风”M上的分布图

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以色列拉斐尔公司研制的X-Guard拖曳诱饵

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ALQ-214系统在F/A-18E/F上的分部

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F/A-18E/F所使用的ALE-55拖曳诱饵

人机接口和态势感知

“超级大黄蜂”具有相对简单且符合人体工程学的驾驶舱设计,重点关注安全的舰上起降和多用途作战能力,而不是空对空作战。它的三个大型多功能显示器可以轻松显示来自所携带的各种传感器和武器系统的信息。但是,除了通过Link16数据链集成外部传来的态势感知数据

外,传感器融合技术几乎为零。这些态势感知数据被同时显示在主攻击雷达显示屏和雷达告警(Radar Warning Receiver,RWR)/电子战窗口中。另外,在时间非常宝贵,压力极大的空中格斗战斗中,JHMCS的使用会提供额外的状态意识。总的来说,“超级大黄蜂”Block II在世界先进第四代战斗机中处于中规中矩的中等水平。据说,Block III将用上类似F-35那样的全屏显示器,并会获得传感器融合能力。

相比之下,“阵风”M同样具有符合人体工程学的座舱设计。由于在设计时,已经将旋钮和开关数量降到最低,因此显得更干净一些。五个全彩多功能显示器和一个“膝上”平板电脑,为驾驶“阵风”M的飞行员带来了获取信息上更大的灵活性。在F3R标准中,与“超级大黄蜂”Block II相比,对传感器后融合的重视程度更高。在缺省情况下,来自SPECTRA系统,RBE2-AA和OSF的信息被融合显示在一个态势感知显示器上。如果需要,可以为每个数据来源提供一个单独显示窗口。但是,与F-35上的超融合能力相比,飞行员同时处理来自座舱面板的不同区域的多个显示器信息时,仍然需要在心理上承担很大的压力。

稀星天外认为如果一对一对比的话,“阵风”M F3R标准具有比“超级大黄蜂”Block II更强大的态势感知能力,可以对传感器采集的空中、陆地和海上目标信息进行“后传感器融合”。但这一优势在实战中意义几乎为零,因为“超级虫”通常会从美军的其他平台中获得态势信息,最主要来源可能是E-2D“先进鹰眼(Advanced Hawkeye)”和航母作战群中配备了“宙斯盾(AEGIS)”防空系统的战舰,并将它们无缝集成到飞行员的雷达告警接收器和主雷达显示屏中。此时,单机信息融合能力较弱的F/A-18E/F Block II反而能够获得更强的态势感知。

总体而言,F3R标准的”阵风”M在驾驶舱界面和通用态势感知方面可以一对一地击败“超级大黄蜂”Block II。但在视距内空战内,由于缺少头盔显示器,让它落后于后者。再加上F/A-18E/F可以充分利用体系的力量,稀星天外在这一局把票投给了“超级虫”。

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“超级大黄蜂”的座舱,有三个多功能显示器

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“阵风”战斗机的座舱除了彩色多功能显示器外,还为飞行员配备了一个膝上平板电脑

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“超级大黄蜂”可以通过Link16数据链从战区的其他平台上获得整个战场的态势感知

出动率/采购成本/运营维护成本

法国海军对于“阵风”M每天能够出动的架次数以及在需要时迅速起飞能力感到满意。法国海军航空兵“阵风”M机队与法国唯一的航空母舰“夏尔∙戴高乐(Charles de Gaulle)”号的改装/维修/部署时间表密切同步,帮助提高飞机的任务和备件完备率。航空母舰的时间表为“阵风”飞机的维护/升级工作,备件储备,以及人员培训提供了可预测的基础。当航母在海上时,“阵风”M随时可以高效率地部署和作战。然而,因为“戴高乐”号的“独苗一根”,从一个拉长的时间来看,“阵风”M的平均出动率会低很多,运营维护成本也会高很多。

近年来,“超级大黄蜂”在备件和任务完备率方面遇到了很多问题,但这主要是因为美国海军的航母作战群和舰载机联队多年来一直在超负荷执行各种作战任务,而非“超级大黄蜂”本身的任何固有问题,除了持续性的机载氧气生成系统(On-Board Oxygen Generation System,OBOGS)

问题和APG-79雷达的可靠性问题。然而,与一个小型的“阵风”M机队相比,“超级大黄蜂”机群在美国海军以及像澳大利亚皇家空军这样海外客户中较大的数量规模,会在运营和备件成本方面带来可观的规模经济。

因此,“超级虫”在本回合中领先一步。

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法国海军地勤人员在航母机库中为“阵风”M换装新的发动机

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夜间出动的“超级大黄蜂”

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2019年,美国海军“超级大黄蜂”机队的任务完备率超过了80%的目标

航程和续航力

对于战斗机航程的评判非常主观,因为它在很大程度上取决于所携带的武器和其他外挂物的数量,以及是否携带外部油箱,人物的飞行包线,需要在目的地上空停留的时间以及为返回母舰以及在发生意外时转移到其他机场所预留的储备。“阵风”M和“超级大黄蜂”都能够使用软管加油方式由空中加油机或带加油吊舱的伙伴进行空中加油。

但是,由于负载能力明显更强,机身阻力更小,在不开加力的情况下能够以更快的速度在更高的高度飞行,稀星天外基本可以肯定:在大多数任务中,“阵风”M通常具有比F/A-18E/F更大的作战半径。

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法国海军的“阵风”M战斗机在接受美国海军的“超级大黄蜂”的伙伴加油

武器选择

毫无疑问,“超级大黄蜂”在大多数武器选择上都是赢家。尽管,“阵风”M战斗机可以携带更大的外部有效载荷,尤其是在同时携带了三个外部油箱的时候,但“超级大黄蜂”却因为可以携带美国丰富的空射武器库中几乎所有武器,而具有更大灵活性和弹药成本的经济性。这为近距离空中支援、防空拦截、远程对地打击、反舰攻击和空中优势战斗提供了多种多样的选择,并且能够在部署行动中充分利用在世界各地预先建立的前沿库存。

相比之下,“阵风”M在对地攻击中主要依靠性能出色但极其昂贵的AASM“铁锤(Hammer)”系列制导炸弹,包括使用激光和GPS/惯性导航(INS)双模制导和红外制导的变体,以及带有火箭助推发动机的增程套件。如果希望降低成本的化,它也能携带“

宝石路(Paveway)”II/III系列激光制导炸弹进行直接攻击能力。就防区外攻击而言,“阵风”M可以发射SCALP(也称为“风暴阴影”)隐身巡航导弹和“飞鱼”反舰导弹。与美国制造的同类产品相比,两者的价格都及其昂贵。

在空射武器方面,“阵风”M之前更多地依赖“米卡”中/近程导弹。尽管该导弹在20公里之内具有极强的能力,但在中程距离很难与AIM-120C竞争,更不用说和AIM-120D那样进行远程超视距交战了。但是,红外制导“米卡”导弹确实创造了一个西方国家的先例,可以与OSF系统一起进行完全被动,即不依赖于雷达的,中程交战。“超级大黄蜂”需要等到集成AIM-9X Block III以后才能在中距具有类似功能。

无可否认,现在已经被集成到F3R标准的“阵风”M飞机中的“流星”远程空对空导弹价格昂贵。但与AIM-120C或AIM-120D相比,它具有更远的射程,和长距离攻击时的末端机动性能,并具有更好的抵抗数字无线电频率记忆(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)干扰器能力。

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“超级大黄蜂”的外挂武器不完全列表

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携带AASM(翼下深色炸弹)的“阵风”M战斗机

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携带“风暴阴影”隐形巡航导弹的“阵风”战斗机在叙利亚执行对地攻击

结语

“超级大黄蜂”和“阵风”M战斗机是美法两国海军当前的主力舰载战斗机,可以说它们都是围绕各自国家的实际需求打造的。“超级大黄蜂”是冷战后美国海军为少花钱多做事而打造的一款多功能战机,它在空战性能和飞行性能也许并不出色。但是F/A-18E/F却能很好地融合进美国航母打击群,充分利用体系的优势。

对于“超级大黄蜂”,它的最大优势在于拥有庞大的用户,具有可负担得起的备件和升级费用,以及顺滑的操作,交战中出色的高攻角性能,以及能够使用全套美国空射武器的能力;它的最大劣势是对于它的重量而言,尤其在高空,动力不足,而且其高阻力外挂架布置意味着飞行阻力在携带外挂时将大大增加。

两架西方当代舰载机的对决:美国“超级大黄蜂”vs法国“阵风”

“超级大黄蜂”Block II服役已经超过10年了,即将服役的Block III应该是“阵风”F3R的更好对手

稀星天外注:想了解“超级大黄蜂”Block III的同学,请阅读我之前的文章《 》。

与之相反,“阵风”M像是一架非常高贵和精致的飞机,能在很多方面和“超级大黄蜂”一对一的抗争中取得胜利。但是这位“贵族”花费高昂,而且曲高和寡。

对于“阵风”M来说,它的强项在于先进的空气动力学设计和航空电子设备至少比“超级大黄蜂”先进了半代,在10668米(35000英尺)以下具有超强的视距内空战性能;缺点当然是较小的用户群体和数量,以及对于法制武器和系统的依赖,意味着飞机的运营成本较高,而世界各地的备件库也受到限制。

两架西方当代舰载机的对决:美国“超级大黄蜂”vs法国“阵风”

法国海军最新的“阵风”M F3R舰载机


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