F-35,马儿啊!你慢些走

17-03-02

Permalink 00:59:10, 分类: 洪哥谈兵

F-35,马儿啊!你慢些走

F-35一向是故事多多的战斗机,但近来故事特别多。在特朗普的炮口瞄准之下,这可不是好事。陆战队的F-35B在2015年7月31日就宣布达到初始作战能力(IOC),空军的F-35A在2016年8月2日也宣布达到IOC,海军的F-35C预计要到2018-19年达到IOC,但前不久刚爆出前起落架在弹射起飞释放时遇到严重振荡问题,程度达到影响飞行安全,需要至少两年才能解决,眼下又遇到AIM-9X近程空空导弹在外翼段挂载时的机翼严重颤振问题,可能会影响IOC。

F-35C为了上舰,除了加强了起落架和加装了尾钩,还加大了机翼。这降低了翼载,有利于在同样离舰速度下增加起飞重量,也有利于降低着舰速度。同时,机翼可以折叠,缩小在舰上的占地。问题正出在这折叠的外翼段。

美国空军从不强调F-35A的格斗性能,而是强调隐身与超视距作战能力,在敌机还没有察觉的时候就打掉它。在15:1的“红旗”演习的战绩也大多是这样取得的。但美国海军对格斗能力很重视,坚持要把AIM-9X近程空空导弹的整合完成作为IOC的一部分。为了增加AIM-9X的挂载数量,机翼固定的内翼段翼下每侧可以挂载两枚,可折叠的外翼段翼下还可再增加一枚。这样,在空战出航时,翼下6枚AIM-9X加上机内武器舱的两枚AIM-120,这是不错的战斗力了。

AIM-9X是大名鼎鼎的“响尾蛇”系列的最新型号。从“响尾蛇”在20世纪59年代发明开始,美国就一直在近程空空导弹方面世界领先。但在20世纪90年代,俄罗斯的R-72与头盔瞄准具珠联璧合,大离轴发射能力秒杀所有北约同类。时逢冷战结束,美国从前东德空军那里接触到这个神组合,在种种对抗演习中被屠杀得尸横遍野后,痛定思痛,推出新一代“响尾蛇”,这就是AIM-9X。这实际上是全新设计的,但依然沿用AIM-9的系列型号,难说没有找回场子的意思。AIM-9X已经发展到Block 2,这是近来美军装备型号命名的一个趋势,不再用A/B/C/D作为亚型号,而是用Block 1/2/3/4,Block原本是采购批次的意思,同一个Block里都是一样的技术指标。其他命名还有用Lot号,如下面要提到的雷西恩GBU-49Lot 5,这是生产批次的意思;或者Increment号,如同样下文要提到的波音SDB Increment 1,原意为增量,这里是改进批次的意思。美军装备亚型号命名规则改变的动力不清楚,或许与经费和批准程序有关。

在F-35上,AIM-9X只能翼下挂载,不能从机内武器舱发射。航母放飞和回收作业复杂、费时,所以一旦升空,就要尽量延长留空时间。燃油不够可以空中加油,但导弹不够就只有返航装弹了。所以海军在舰队防空作战中,要求携带最大数量的空空导弹升空,外翼段挂载导弹是常态。但在试飞中发现,外翼段挂载导弹后,发现显著颤振,已经交货的32架F-35C必须全部返工,加强外翼段。新生产的直接采用改进的设计。

可折叠的外翼段打开锁定后,刚度依然不及内翼段,但通常不至于造成显著颤振。颤振容易造成疲劳和结构毁坏,严重颤振还可影响机翼表面的气流流动,造成横滚稳定性问题。F-35C遇到的正是严重颤振的问题。颤振是机翼刚性不足的结果,提高刚性就能解决颤振,但代价是结构重量。F-35家族的推重比本来就不出色,F135发动机的推力潜力已经深度挖掘了,近期内没有显著增推的计划,F-35C起飞重量还大于F-35A,最怕的就是增重,但现在看来必须付出这个代价了。

与急于宣布F-35A和B达到IOC的美国空军和美国海军陆战队不同,美国海军不达到真正能作战的状态,并不急于宣布IOC,这包括火控软件的3F版本。陆战队的IOC状态火控只有2B版,空军是3I版。后续版本的能力按计划逐步增加,所以先前关于F-35连航炮都不能发射的消息不是假消息,但意义不大。与整个F-35计划一样,火控软件的研发进度大大落后于要求,即使外翼段问题解决了,3F也迟到了7年,依然只与AIM-9X Blcok 1近程空空导弹和AIM-120C中程空空导弹相容,而现有第三代战斗机(如F-15C、F-16C、F-18E)已经使用AIM-9X Block 2和AIM-120D了。3F的问题不是F-35C特有的,但正在成为整个F-35计划进度的瓶颈。F-35计划正在经受空前压力,必须在2018年5月以前使得F-35C也达到IOC,届时F-35计划已经进行了17年之久。所以,现在是神挡杀神、鬼挡杀鬼的时候,什么也不得推迟IOC,除非影响飞行安全或者IOC,所有软件修补和升级都要等到IOC后再说。

问题是IOC后还真有一大堆需要再说的事情,AIM-9X Block 2和AIM-120D只是开头。在试飞中,还发现一个问题:高度先进的3F也只能轰炸固定或者慢速移动的目标。对于快速机动的目标,F-35的激光照射能够稳定地直接照射在目标上,这没有问题,但制导******的炸点总是落后一步,错失目标。换句话说,如果在F-35获得15:1大胜的“红旗”演习中被模拟炸毁的红军防空导弹系统是机动的,演习结果或许会大不一样。

这个问题不是未知的,10年前的战斗机轰炸火控系统也有这样的问题。但随着制导******具有攻击机动目标的能力,和在反恐战场上实战需要的出现,升级版火控有一个设置提前量的功能,根据目标移动的速度和方向,把瞄准点提前一定的量,这样******的落点就正好在目标上。这个升级早已在现役第三代战斗机的火控软件里实现,在轰炸沙漠上高速逃窜的ISIS皮卡的作战中发挥了巨大作用。空空导弹追踪敌机也是一样的问题。这个问题与高炮瞄准的提前量相似,但道理不一样。高炮瞄准提前量是因为炮弹飞行时间所致,但******落点靠后是控制系统闭环跟踪对动态输入的固有滞后所致,这是闭环控制的固有问题。按速度和方向加入提前量只对恒定速度和固定方向有效,对于匀加速或者变加速运动还需要做进一步假定和相应计算,对于改变运动方向的匀角速度或者匀角加速运动也同样如此。不管怎么说,设置提前量相比于无提前量补偿已经大大减小了跟踪误差,剩余误差可以靠杀伤半径解决。

这个提前量在火控系统里施加,还是在制导******里实现,作用是一样的。雷西恩GBU-49 Lot 5具有这个提前量功能,能在激光光点稳定跟踪不超过115公里/小时(70 英里/小时)和以0.2g机动的快速移动目标时,自动计算提前量,确保击中目标。这不需要修改3F,是负责F-35计划的联合计划办公室(JPO)的重点方案。JPO正在从各大军工公司征集方案,要求申报其他能与3F相容的制导******,尤其是225公斤(500磅)级的,已知候选包括波音JDAM和洛克希德双模(激光加GPS)制导******。另外的办法就是用集束******,据说JPO一开始就是打算用CBU-103风偏修正弹药撒布系统(实际上就是集束******)作为缺乏提前量补偿的过渡,但美国受到国际公约约束,正在减少集束******的使用,此路不通。

现有的2B和3I版能够发射225公斤(500磅)的雷西恩-洛克希德GBU-12“铺路II” GPS+惯导制导******、900公斤(2000磅)或450公斤(1000磅)波音GBU-31/32 JDAM,3F版增加发射450公斤(1000磅)雷西恩AGM-154 JSOW、112公斤(250磅)波音GBU-39 SDB Increment 1和225公斤(500磅)雷西恩(英国)“铺路IV”的能力。但这些火控版本和制导******都只能攻击静止目标,目标移动速度足够慢的话,武器杀伤半径大于跟踪误差,也不碍事,但不适宜用于坦克、机动防空导弹、皮卡等快速移动目标。

最终的理想武器是雷西恩GBU-53BSDB II,这是美国海军陆战队的最爱,最终也会成为三军的标准装备。SDB意为小直径******,特别适合在狭小的隐身飞机机内武器舱内携带,较小的威力由先进的战斗部设计和高度精确的制导补偿,在测试中可以穿透一米厚的钢筋混凝土机堡顶。最早的波音GBU-39 SDB重量129公斤(285磅),滑翔射程达到110公里,但只有GPS制导,只能攻击静止目标。雷西恩GBU-53B SDB II重量进一步降低,只有93公斤(204磅),但精度从SDB的5-8米级提高到1米级。对静止目标的滑翔射程依然为110公里,对机动目标的滑翔射程降低到72公里。SDB II具有三模制导(毫米波主动、激光半主动、无制冷红外成像,加上GPS/惯导),在使用时,由GPS加数据链中途修正引导到目标区,然后由毫米波、红外和激光多重制导,还可在半自主状态根据不同传感器的信息自动判断目标性质,自动根据优先规则选择攻击目标。SDB II已经用于F-15E和F-18E,但对于F-35来说,要到2022年4.2版火控系统投入使用后才能使用。对于F-35B来说,由于机内武器舱比A和C缩小,SDB II只能挂载3枚,而不是A和C的4枚。挂架修改后,可能可以增加到4枚。

在此之前,要是F-35必须披挂出征的话,只能喝令不听指挥的敌人:别乱动,我好炸你!否则就只有招呼前辈:敌人不够呆头呆脑,还是你来吧。

爱乐洪哥

莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行。竹杖芒鞋轻胜马,谁怕?一蓑烟雨任平生。 料峭春风吹酒醒,微冷,山头斜照却相迎。回首向来萧瑟处,归去,也无风雨也无晴。

统计

搜索

分类


最新评论

最新留言 [更多留言]

选择一个布景主题

杂项

友情链接

北美中文网

引用这个博客系统 XML

加西网 版权所有 2004-2017