世界現役尖端戰鬥機:美國F-15、F-16、F-22和F-35

從上世紀九十年代初的海灣戰爭開始,在美國的大力推動下,現代戰爭就開啟了全新模式,空天一體作戰、制空權爭奪在戰爭中的價值越來越大。在其後的北約空襲南聯盟軍事行動中,美國和北約空軍更是把制空權爭奪在現代戰爭中的價值表現的淋漓盡致,當時甚至有說法認為,現代戰爭單憑空中作戰就可以決出勝負。雖然這個說法在此後被證明是無稽之談,制空權爭奪也不可能完全代表現代戰爭,但是在現代戰爭中,制空權爭奪的價值還是至關重要的。受此影響,構建強大的空中作戰力量就成了事關很多國家國防安全的大問題,很多國家也開始大力度提升本國空軍的作戰能力,以及引進列裝更加先進的現代戰鬥機系統。

世界現役尖端戰鬥機:美國F-15、F-16、F-22和F-35

圖為美軍F-15戰鬥機

只是,作為現代工業科技的結晶,先進戰鬥機系統的研發製造又不是一般國家可以做到的,甚至一些大國都不具備獨立研發製造現代先進戰鬥機的能力。在現今世界,真正有能力獨立研發製造現代尖端戰鬥機系統的國家和地區屈指可數,這些國家和地區研發製造的現代尖端戰鬥機系統也銷往全世界,成為很多國家空軍裝備體系中的中流砥柱。其中,美國、俄羅斯、中國和歐洲一些國家和地區就是世界上少數幾個擁有獨立研發製造現代尖端戰鬥機系統能力的國家和地區。美國的F22隱身戰鬥機系統、F35系列隱身戰鬥機系統,F15系列戰鬥機系統和F16系列戰鬥機系統,俄羅斯的蘇27系列戰鬥機系統,米格29系列戰鬥機系統,蘇57隱身戰鬥機系統和歐洲三雄颱風、陣風、瑞典鷹獅戰鬥機系統就是目前世界為數不多的現役頂尖戰鬥機系統。

F22隱身戰鬥機系統

首先從美國說起,美國是現今世界軍事工業實力最強的國家,世界最早認識到制空權在現代戰爭中價值的國家,美國空軍的整體實力和現役戰鬥機系統的性能至今仍保持世界第一水平,美國空軍的戰術水平和訓練水平也超過很多國家空軍。美國現役F22隱身戰鬥機系統,F35系列隱身戰鬥機系統,F15系列戰鬥機系統和F16系列戰鬥機系統都是目前世界最好的戰鬥機系統之一,其中F22隱身戰鬥機系統還是世界第一款隱身戰鬥機、目前世界技術性能最強的戰鬥機系統。

世界現役尖端戰鬥機:美國F-15、F-16、F-22和F-35

圖為美軍F22隱形戰機

到了上世紀八十年代前後,冷戰已經進入尾聲,前蘇聯一日不如一日,與之相反,美國的經濟、工業和科技在當時反倒是一片欣欣向榮。在這樣的背景下,為了保持美國空軍對前蘇聯空軍的優勢,以及進一步拉大前蘇聯戰鬥機系統性能和美國戰鬥機系統性能的差距,在美國獲悉前蘇聯開始研發蘇27戰鬥機系統和米格29戰鬥機系統之後,美國軍方就迅速啟動了更先進戰鬥機系統的研發計劃,意圖取代當時技術性能還有很大優勢的美軍F15系列戰鬥機系統,將美蘇戰鬥機系統技術差距擴大到一代的水平。

1981年6月,美國空軍發佈了“先進戰術戰鬥機”的研製招標書。根據美軍這份招標書的要求,“先進戰術戰鬥機”也就是ATF的硬性指標主要有三個,即隱身性能,超音速巡航性能和短距離起飛性能。在其後,美國航空工業企業迅速推出了YF22和YF23兩種試驗機參與選型,這兩種試驗機都擁有很強的隱身能力,雷達反射截面積比以往的戰鬥機系統降低了幾個數量級。1991年4月,經過激烈的競爭角逐之後,美國最終放棄了設計更加先進、但太過超前項目風險太大的YF23方案,選定了YF22方案,世界第一款隱身戰鬥機系統F22誕生。

世界現役尖端戰鬥機:美國F-15、F-16、F-22和F-35

諾斯羅普公司和麥道公司設計的YF-23(上方)由於設計過於超前,風險過大而被廢棄

F22隱身戰鬥機系統採用了外傾式雙垂尾常規氣動佈局,垂尾向外傾斜27度,恰好處於一般隱身設計的邊緣。F22隱身戰鬥機系統還開創性質的設計了戰鬥機內置彈倉,該機使用的全部彈藥都可以隱蔽掛載於四個內置彈倉之中。

根據美國軍方的要求,F22隱身戰鬥機系統除了設計有隱身用途反射外形之外,還在機身表面塗上了吸收無線電波的材料,以及安裝了無線電電子對抗器材和小輻射無線電子設備。受益於這些設計,F22隱身戰鬥機系統的最小雷達反射截面積降低到了0.005-0.01平方米的水平,而現役主力第三代戰鬥機系統、包括F15戰鬥機系統、F16戰鬥機系統、蘇27戰鬥機系統和米格29戰鬥機系統的雷達反射截面積最高達到3平方米,由此也可以看出F22隱身戰鬥機系統的隱身性能。

世界現役尖端戰鬥機:美國F-15、F-16、F-22和F-35

圖為F22構造圖,可見其內部系統複雜程度

在飛行速度和機動性能方面,藉助兩臺F119-PW-100型渦扇發動機的強悍性能,F22隱身戰鬥機系統可以進行超音速巡航飛行,這款發動機還設計了二維矢量推力尾噴嘴,進一步提升了F22隱身戰鬥機系統的機動性能。在航電系統性能方面,F22隱身戰鬥機系統更是達到了較高的水準。F22隱身戰鬥機系統研發階段正是美國電子信息技術和相應軍事應用理論大發展時期,F22隱身戰鬥機系統的雷達性能、信息處理能力等等都達到了很高的水平。而且,這些還都是美國對外半公開的說法,實際上F22隱身戰鬥機系統的電子信息技術性能很可能會超出想象。美國至今嚴格禁止對外出口F22隱身戰鬥機系統,包括成品和附屬技術。

F35隱身戰鬥機系統

正是由於F22隱身戰鬥機系統應用了太多美國的最新尖端軍事科技,該機的成本價格也高的離譜,再加上美國嚴禁F22隱身戰鬥機系統成品和技術出口的做法,F22隱身戰鬥機系統的生產列裝數量就受到很大影響,根本不可能一對一替換美軍現役主力三代戰鬥機,更不可能幫助美國搶佔世界先進戰鬥機市場。受此影響,在F22隱身戰鬥機系統之後美國又聯合多國啟動了F35項目。F35系列隱身戰鬥機系統和F22隱身戰鬥機系統一樣都屬於第四代隱身戰鬥機,不同之處在於F35系列隱身戰鬥機系統技術和成品可以對外出售,該機的成本也低於F22隱身戰鬥機系統,美國意圖用F35系列隱身戰鬥機系統替代美軍現役絕大部分三代戰鬥機。

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圖為美軍F-35隱形戰機“大象漫步”,展示雄厚實力

F35系列隱身戰鬥機系統分為三個型號,即空軍型F35A,海軍陸戰隊型F35B短距垂直起降型和航母艦載機型F35C。和F22隱身戰鬥機系統一樣,F35系列隱身戰鬥機系統同樣具備很強的隱身能力,並同樣配置了完善且先進的電子信息系統。只不過,F35系列隱身戰鬥機系統並不完全具備超音速巡航能力。根據美國軍方的設想,F35系列隱身戰鬥機系統主要用於前線支援、目標轟炸和防空截擊等等。F35系列隱身戰鬥機系統項目來源於上世紀九十年代的美軍“聯合先進攻擊技術驗證機”研究,美國計劃用該機取代F15E/C型戰鬥機、F16系列戰鬥機、AV8B短距垂直起降艦載機等美軍現役眾多機型。F35系列隱身戰鬥機系統已經裝備多個國家軍隊,包括美國自己和盟友國家,該機目前還是世界戰鬥機出口市場唯一一款四代隱身戰鬥機系統。

F22隱身戰鬥機系統和F35系列隱身戰鬥機系統是美國世界最高水平軍事科技能力和航空工業能力的標誌,這兩款隱身戰鬥機還是目前世界綜合性能最強的四代隱身戰鬥機系統,尤其是F22隱身戰鬥機系統。而且,和其它大國最新研發的隱身戰鬥機系統相比,F22隱身戰鬥機系統和F35系列隱身戰鬥機系統也都已經經過實戰檢驗,美國圍繞這兩款機型的最新應用戰術也都已經完善。

世界現役尖端戰鬥機:美國F-15、F-16、F-22和F-35

圖為F35B結構圖,座艙後部升力風扇構造十分複雜

美國F22隱身戰鬥機系統和F35系列隱身戰鬥機系統的性能超出世界現役主力三代機至少一代,根據西方媒體的報道,在西方國家某次空中訓練中,F35系列隱身戰鬥機系統在對付現役三代戰鬥機之時表現出了驚人的優勢。而藉助F22隱身戰鬥機系統和F35系列隱身戰鬥機系統的優異性能,美國空軍至今穩坐世界第一空軍寶座。

世界現役尖端戰鬥機:美國F-15、F-16、F-22和F-35

圖為F35戰機飛行狀態

在美國現役戰鬥機系統中還有兩款可稱得上現役尖端的戰鬥機,這兩款戰鬥機就是大名鼎鼎的F15系列戰鬥機系統和F16系列戰鬥機系統。F15和F16系列戰鬥機系統是西方標準的第三代戰鬥機,與蘇俄蘇27系列戰鬥機系統和米格29系列戰鬥機系統同代,其中F15系列戰鬥機系統是雙發重型制空型,F16系列戰鬥機系統則是單發中型多用途戰鬥機,F15和F16都是美國獨立研發製造的世界最高性能的三代戰鬥機系統。其中,F15系列戰鬥機系統號稱從未被擊落,兩款戰鬥機系統同時也是世界軍事裝備出口市場最熱銷的戰鬥機系統。

F15系列戰鬥機系統

F15系列戰鬥機系統是美國現役主力戰鬥機之一,該機還是世界上第一種成熟的第三代戰鬥機。在設計之初,F15系列戰鬥機系統就非常強調高推重比、低翼載荷。F15系列戰鬥機系統是一款為了爭奪和維持空中優勢而生的戰鬥機,美國甚至在設計之初要求F15“沒有一磅重量用於對地攻擊”。F15系列戰鬥機系統美軍自用版主要有六個型號,分別為單座制空型F15A,A型的雙座教練型F15B,A型改進版單座制空型F15C,C型的雙座教練型F15D,以及最新的單座制空版F15X和F15E對地攻擊型。

這其中比較獨特的型號是F15E,該機一改F15系列戰鬥機系統設計的初衷優先強調對地打擊作戰能力,而後來的實戰也證明,F15系列戰鬥機對地打擊作戰能力還是可以很強悍的。F15E是一款雙座雙發超音速全天候戰鬥轟炸機,該機的外形和F15D戰鬥機系統,也就是F15C制空型的雙座教練版基本相同,只是機身結構進行了加強,還重新設計了發動機艙,座艙和部分結構。完成改進後的F15E戰鬥轟炸機航電設備,包括雷達系統在內都進行了升級,航程也增加了三分之一還多,武器掛載也增加了一倍。

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圖為美軍F15“鷹”戰鬥機,是成熟的第三代戰鬥機

F15系列戰鬥機系統的研發,冷戰初期尤其是越戰時期美製戰鬥機和蘇系戰鬥機的空中對抗是主要推動力,由於早期空對空導彈技術並不是很成熟,率先應用空對空導彈系統的美軍戰鬥機在和機動性更好、更輕巧的蘇系戰鬥機空戰中往往並不佔上風。受此影響,在上世紀六七十年代,美國就提出了新一代制空型戰鬥機F15的研發設想。F15系列戰鬥機系統採用全金屬半硬殼式結構設計機身,主要分為前,中,後三段,其中前段機頭部分主要用於安裝雷達,座艙和航空電子等設備,該段主要使用航空級鋁合金材料製造。F15系列戰鬥機系統中段和尾段分別是機翼連接段和發動機艙,中段部分採用鈦合金材料,中段鈦合金使用量達到20.4%。

F15系列戰鬥機系統機翼採用切尖三角翼設計,既可以增大機內容積,還可以改善機翼結構,並且可以使飛機在跨音速區的阻力增加變得更加平緩,飛機在跨音速飛行時焦點移動量也會更小,同時還減少了配平阻力。F15系列戰鬥機系統的垂直安定面和平尾均採用硼纖維材料、鈦合金抗扭盒和全厚度鋁夾芯、硼一環氧複合材料面板構成的蜂窩壁板蒙皮夾層結構。該機垂尾採用大展弦比、中等後掠角設計,前緣後掠37度,外傾2度,高度較大,大迎角下可以明顯改善飛機的航向穩定性,並以此保證F15系列戰鬥機系統可以有效的進行大迎角機動。

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圖為麥道公司F15E“打擊鷹”結構圖,其武器裝載量增加一倍

F15系列戰鬥機系統的座艙設計也比較突出,為了給飛行員提供良好的視界,F15系列戰鬥機系統使用了整體式風擋,座椅位置也設計得很高,在飛行狀態,F15系列戰鬥機系統飛行員三分之一的身子幾乎都露在機身外。藉助這些設計,F15系列戰鬥機系統據稱可以使飛行員具有上半球360度的環視視野,正前方下視角可以達到15度。

F15系列戰鬥機系統是世界最強的第三代戰鬥機之一,該機尤其擅長制空權爭奪,在近幾年,在F15C的基礎上,美國又推出了F15X型,F15X型已經獲得美國空軍訂單,美軍試圖用F15X作為F22隱身戰鬥機系統的補充。F15系列戰鬥機系統廣泛裝備美國軍隊,還出口到多個國家,包括以色列、日本和韓國,一些國家甚至引進了F15系列戰鬥機系統的生產線。F15系列戰鬥機系統還是目前世界實戰經驗最豐富的第三代戰鬥機,而根據美國的說法,F15系列戰鬥機系統沒有一架在實戰中被擊落(這個說法可信度一直不高)。

F16系列戰鬥機系統

美國另一款世界知名的第三代戰鬥機是F16系列戰鬥機系統,F16系列戰鬥機系統是美國獨立研發製造的單座單發中輕型戰鬥機系統,按照西方技術標準屬於第三代。而且,不同於極端強調製空權爭奪作戰的F15系列戰鬥機系統,F16系列戰鬥機系統是一款多用途的空中優勢戰鬥機,同時也被認為是世界上最成功的戰鬥機系統之一。根據公開的資料顯示,F16系列戰鬥機系統是美國在越戰空中對抗實戰經驗的基礎上推出的一款大幅度優化視距內格鬥性能的戰鬥機系統。

只不過,藉助美國世界最高水平的航空科技,F16系列戰鬥機系統的視距外對空作戰能力也非常強悍。F16系列戰鬥機系統還是美國第一種能夠進行9G過載機動的戰鬥機,該機也第一次使用了當時最新的電傳飛行控制系統。從1976年開始批量生產至今,F16系列戰鬥機系統共計生產了接近4600架,銷售到近30個國家和地區。F16系列戰鬥機系統的實戰經驗也非常豐富,該機幾乎參與了1981年貝卡谷地空戰至今的每一次大規模戰爭。

世界現役尖端戰鬥機:美國F-15、F-16、F-22和F-35

圖為以色列空軍裝備的F-16I

而且,F16系列戰鬥機系統還是美國空軍“高低搭配”原則下的第一個產物,在上世紀七十年代中期前後,為了解決經費和實際所需戰機數量的矛盾,美國空軍提出了“高低搭配”原則,也就是“數量較少的高性能飛機和數量較多,性能和價格較低的飛機配合使用”。1978年,F16系列戰鬥機系統開始列裝美國空軍,當時美國空軍計劃訂購650架,實際共訂購了1859架,美國海軍也訂購了26架。

F16系列戰鬥機系統有10多種改進型,比如單座戰鬥型,雙座戰鬥/轟炸型,甚至偵查型等等。F16系列戰鬥機系統後期的改進幅度很大,最新的改進型已經應用有源相控陣雷達系統,保型油箱,新型空對空導彈等系統和武器。F16系列戰鬥機系統裝備了近30個國家和地區的空中作戰力量,其中日本還以該機為基礎推出了國產的F2戰鬥機系統,韓國也引進了該機的生產線,並以該機的部分技術為基礎發展了T50教練機。F16系列戰鬥機系統最新改進型已經達到三代半的技術標準,該機的多任務性能也非常優異。

世界現役尖端戰鬥機:美國F-15、F-16、F-22和F-35

圖為F16結構圖,作為單發中型戰鬥機,其武器掛載量並不遜色於重型戰鬥機

F15和F16系列戰鬥機系統的成熟是一個標誌,從F15和F16開始,美國戰鬥機技術徹底和其它大國同類裝備拉開距離,美國戰鬥機技術開始引領世界戰鬥機系統發展潮流。從F15和F16系列戰鬥機系統開始,美蘇戰鬥機系統各有優勢、空戰勝負難分的格局被徹底打破,藉助新技術和新理念的應用,在F15和F16系列戰鬥機系統技術成熟並完成裝備之後,在全球戰場,F15和F16系列戰鬥機系統都對蘇系戰鬥機形成壓倒性技術優勢。實際上,在機動性能方面,F15和F16系列戰鬥機系統也都不輸給前蘇聯同代戰鬥機,F15和F16系列戰鬥機系統的氣動設計也可圈可點,這兩款戰鬥機都是世界現役頂尖戰鬥機系統之一。(CX)


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