沈飞研究员:F-35将代表未来舰载机发展方向(2)
20世纪70年代以来航母搭载的战斗机
在此期间,美国航母搭载的战斗机有约33吨的F-14“雄猫”和约20吨的F/A-18“大黄蜂”等。两者均为高空、高速飞机,升限达到15240米,均可携带多型空空、空舰导弹。F-14的最高时速达到2548千米,超过了2倍声速;该机采用可变后掠机翼解决高速和低速状况下对机翼构型和面积的不同需求,同时不必折叠机翼便可满足在舰上停放时占用较小空间的要求。该机性能优异,但由于维护维修费用过高,于2006年全部退出现役。1999年服役的约30吨的F/A-18E/F“超级大黄蜂”为F/A-18“大黄蜂”的改进型,作为美国海军21世纪新型舰载主战飞机F-35C研制成功前的过渡机型,逐步取代F-14和F/A-18。
前苏联至少从60年代中期就开始了对垂直起落技术的探索,并从60年代末开始研制舰载垂直起落战斗机。1991年服役的“库兹涅佐夫”号航母搭载的有苏-33(原称苏-27K)舰载多用途战斗机,最大起飞重量约33吨、速度约马赫数2,具有高推重比、优良机动性能和强大的对空、对舰打击威力。米格-29K舰载机也在“库兹涅佐夫”舰上成功起降,但未在“库兹涅佐夫”舰上搭载使用。
苏-33是苏联以苏-27为基础,衍生出的舰载战斗机,主要针对在航母上起降的特殊性,提高了飞机的短距离起飞能力,同时加强机体和起落架的结构强度,使之能够承受拦阻降落时强大的应力,机身各部分作了防腐蚀处理。总体来说,苏-33的重量比苏-27增加了11%,但是它采用了更先进的四余度数字式电传操纵系统,性能大大优于苏-27S上的模拟式系统,飞机操控更加灵活,解决了苏-27存在的操作滞后现象,空战能力大幅提高。苏-33的雷达性能相对较弱,对空作战模式少,只有简单的对海作战模式。按当年苏联的设想,苏-33主要用作制空作战,反舰对地攻击任务由苏-25攻击机负责,所以并不强调它的攻击能力。
法国于1999年建成服役的“夏尔·戴高乐”号核动力航母搭载新研制的性能先进的“阵风”M战斗机,最大起飞重量21.52吨,速度马赫数1.8,最大作战半径1350千米,1996年服役。
“阵风”采用带鸭翼的三角翼翼身融合体外形,30%~50%复合材料机结构,装备推重比为10的先进航空发动机,机载火控系统采用可同时跟踪和攻击多个空中目标的火控雷达,主要空战武器是可以大离轴角发射和发射后不管的先进空对空导弹。是比所有现役舰载战斗机更先进的新一代舰载战斗机。除执行为舰队护航和夺取海上制空权以外,也可携反舰和对陆攻击武器执行对舰和对陆攻击任务。
英国于20世纪80年代建成服役的3艘“无敌”级轻型航母搭载短距起飞、垂直着舰的“海鹞”战斗机。最大起飞重量11.88吨,速度马赫数1.25。该机也在印度、泰国的轻型航母上搭载使用。意大利、西班牙的轻型航母搭载的AV-8B“鹞”式飞机,系美国购买英国“鹞”式MK50战斗机后按本国需求改进而成,其技术特性与“海鹞”相当。
舰载战斗机的未来发展
舰载战斗机经历了螺旋桨、喷气式和垂直/短距起降飞机等多个发展阶段,未来发展的主要趋势是:提高飞机的单机综合作战能力,实现隐身化、超声速飞行和短距起降能力,以及发展舰载无人驾驶战术飞机。
最具代表性的舰载战斗机是美国的JSF“联合攻击战斗机”(F-35),F-35的主要技术特征是:隐身性能和高机动性,较强的对地攻击能力,垂直起落和舰上起降能力。F-35核心设计的最佳点是战区打击、战场阻断和近距空中支援,隐身、内埋式武器和燃油,以及无外挂布局的巡航效率。其中舰载型(CV)代表了未来舰载战斗机的发展方向。
为满足飞机扩大作战半径,可直接从航空母舰起飞,飞往战区前沿参加空战或执行对地攻击作战需要,F-35飞机机体采用了加大机身、机翼空间的设计,满足了承载大燃油载荷能力,与空军的F-35A型比较,海军的F-35C型特别加大了机翼和尾翼的设计,从而大大提高了飞机航程和作战半径,以及低速着舰性能。另外,F-35C的机翼可折叠,起落架局部加强并配有着舰拦阻钩。该机内部可载燃油达6810千克。飞机的飞行距离是现役最先进舰载飞机的两倍。
F-35的另一特点是:隐身性能出色,其雷达截面积只有一个高尔夫球大小。武器系统采取内埋和外挂结合方式,机内武器舱可携带900千克的“联合攻击弹药”(JDAM)和2枚先进中程空空导弹。JDAM 是按波音公司标准的GBU31/32精确武器设计,精度范围在10米内。随着低成本、小型、高爆精确制导武器的使用,F-35的对地攻击能力将大大增强。
F-35执行任务的灵活性还表现在:在高危险环境下,可以以隐身状态出战,即利用机内武器,有效通过敌防区,遂行纵深作战;面对低威胁时,F-35可以以非隐身状态出战,既通过外挂大量武器对敌目标实施有效打击,并可通过机载数据链系统与其他作战平台实施协同或联合作战。
F-35电子战系统的体系结构和技术主要基于美空军F-22“猛禽”多用途战斗机的电子战系统,但其成本和重量将只是F-22“猛禽”电子战系统的一半。
与F-22一样,F-35电子战系统的核心是内嵌式的低可探测性雷达孔径,以减小雷达截面积,增强隐身能力。F-22是在4个低可探测性的孔径上内嵌156个天线阵列,估计F-35也将采用类似布局。
此外,F-35的电子战系统将完全集成到飞机的总体结构中,并将遍布整个飞机。和F-22一样,该战斗机将具有精确定向能力,使用相关干涉仪对来自空中和地面的威胁雷达进行定位。
F-35的最大飞行速度为马赫数1.6,飞机的机动性和敏捷性都优于现役的F-16和F/A-18C,作战半径可大于1100千米。美国军方打算用F-35取代空军的F-16、A-10及海军的F/A-18和AV-8B。英国军方也打算用F-35替换其“鹞”式战斗机。
舰载战斗机作为航母战斗群的主要防卫和打击力量,主要执行舰队防空、控制海面、摧毁敌方防空系统、对敌方纵深目标实施有效攻击等多种任务,多用途的舰载战斗机普遍列装已经成为发展趋势。(作者为中航工业沈阳飞机设计研究所研究员)