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美军为何发展F-22和F-35两种五代机?

归档日期:06-29       文本归类:敌我识别器      文章编辑:爱尚语录

  今天应部分朋友之邀,聊聊美军的F-22和F-35。这里先声明一下,这里不是要比较两者谁优谁劣。因为军迷界有云:”非要比较二者谁厉害,犹如“85公斤级对58公斤级“。

  首先,两者有一个共同的妈,那就是大名鼎鼎的洛克希德-马丁(Lockheed Martin)研制,差别是一个先一个后。F-22是1986年开始研制,1990年首飞,2005年加入现役。F-35是1994年立项,2006年首飞,2011年7月14日洛克西德-马丁公司向美国空军交付首架F-35A联合攻击战机。所以算是兄弟俩了。两者的共同点是都能超音速巡航,隐身能力强,都是双垂尾,两侧中下部进气,方形进气口,且都属于五代战机。除此以外似乎两兄弟有太多的不同。

  F-22 (绰号“猛禽”)是一型双发重型制空战斗机,也就是常说的空优战斗机,是世界上第一种进入服役的第五代战斗机。是美空军当之无愧的主角,直白讲,F-22要干的是最难的活,根据设计,F/A-22战斗机将要承担的三类任务:一是对付苏-30等空优战斗机,争夺制空权;二是对付现代的地空导弹,打击时间敏感目标;三是参与巡航导弹防御。,并承担一部分对地攻击任务(比如斩首行动或者袭击对方重要战略节点),尤如在万军之中取大将首级。干的是高级活儿。

  而F-35战斗机(绰号“闪电Ⅱ”),是一型单座单发战斗机/联合攻击机,是世界上最大的单发单座舰载战斗机和世界上唯一一种已服役的舰载第五代战斗机。是一款多用途战斗机,任务系统繁杂,从空中护航,到地面攻击,再到海上目标打击,甚至反恐等,适应更广泛的任务可能性和战斗环境。因此F-35干的多是“脏活儿”、“累活儿”。

  简单说,如果美军与敌对国家开战,“猛禽”负责第一炮--踹门,在离敌国土较远距离攻击对方空中力量(取决于对方的空中力量制空半径),夺取制空权,然后“闪电”上场,在离敌国土较近的距离,攻击对方的防空力量、地面目标等。

  这种搭配类似当年的F-15和F-16是一回事,F-16首飞比F-15晚两年,尽管F-16选用翼身融合布局更为先进,但F-16是等级低战机,但身大力不亏的F-15才是铁打的主力。

  当年,F-22立项是,还处于冷战高峰期。美苏两大集团的空军,都拥有第三代战斗机。美军的F-15鹰“(空军)F-16隼“和F-18“大黄蜂”(海军陆战队),而苏联空军有SU-27(侧卫)和米格-29(支点)。 比较起来,美军优势不明显。与是美军决定发力,1981年11月,美国空军正式提出了研制作为F-15后继机的新型制空战斗机的要求。意图不光是要打败苏-27等,还要打败苏联研发中的五代机。

  1985年,空军公布了正式的先进战术飞机的战、技术要求:首次要求将以下五个特点集在一架飞机上,即低可探测性(隐身性)、高度机动性和敏捷性、使用军用推力即可作超音速巡航(而不是只满足于以往老型号的短时间超音速冲刺)、有效载重不低于F—15和具有飞越包括第三世界战区在内的所有战区的足够远的航程。这些技术指标使得F-22战斗机成为目前唯一面世的“第四代战斗机”,同时也成为21世纪初叶的主战机种。将来接替F-15的的办“班儿”。

  谁知,F-22快要诞生了,苏联解体了,继承者俄罗斯,当时也没有能力继续五代机研发计划。于是,F-22就没有对手。犹如两大高手对决,一个练成了“葵花宝典”,要来pk时,对方死了。于是F-22很落寞的,开始慢慢少了用武之地。

  加上美军这次用力很猛,F-22的技术优势遥遥领先,伴随的就是昂贵的价格,高昂的使用和维护成本。

  飞机制造和我们通常的汽车制造存在一个同样原理,那就是通过增加产量来平摊高昂的研发成本。不同的是,一款汽车可以生产数量是数十万甚至百万级别,而飞机制造,总共的订单可能只有几十架到几百架而已。因此F-22生产187架后,于2011年关闭生产线亿美元,由于总采购数量只有187架,单价高达3.9亿美元。还有另外一个原因,F-22的设计上也是比较的紧凑,并没有完全考虑到未来战争的形势,这也导致了F-22可以用来升级的空间比较小。

  如果了解到这一个原因,那么F-35的诞生就不难理解了。如果有一款飞机能够代替多款不同型号的飞机的话,那么就能够通过大量生产从而摊薄飞机的造价,对美军来说非常有吸引力的。因此,这是F-35项目应运而生。

  这也让F-35成为全世界进行中的最庞大战斗机研发计划,设计目的是为了替代美国空军、美国海军、美国海军陆战队以及英国皇家海军的F-16、F/A-18C/D、AV-8等各种军机。计划被定位为低成本的武器系统。因此美国各军种改变以往各自研制战斗机的传统,联合起来,共同研制一种用途广泛、性能先进而价格可承受的低档战斗机。

  因此,F-35设计中大量采用通用零件(比如陆军型也留有垂直起降型才需要的升力风扇的结构接口),进一步降低了设计、制造和维护成本。这样,F35就好比一个电脑的主板平台,需要什么功能就插上什么样的作战套件,从而使飞机结构、系统等部分成本有了明显的下降。

  目前F-35各型号生产有300多架。F-35A: 1.116亿美元 F-35B: 1.094亿美元 F-35C: 1.429亿美元。随着装备数量的增加,成本会继续下降。据报道F-35A的单价将下降到接近8000万美元。

  首先,都拥有目前最先进的隐身性能。F-22的隐身能力可以说是独有的招牌。据有报道,F-22曾在海湾接近跟踪伊朗F4战机身后,做出了机动翻身的动作,伊朗空军仍然没有发现。这种我在你身边,而你去不知道我在哪里的可怕态势,证实隐身战绩的价值所在。所以现在隐身战机时代,用非隐身战机对抗隐身战机,作战效果基本上是一边倒。

  而实现这一强大功能的是靠它的雷达。F-22的雷达同F-35与它是同承一脉。是有源相控阵体制的雷达,它的探测距离能够达到250公里,而探测隐形目标的能力能达70-80公里。AN/APG-77还有个强大的功能,即非合作目标识别能力。详细的来讲这个能力就是可以不通过敌我识别器直接对目标进行分类。

  而F-35的雷达是同样体制的AN/APG-81,它的探测距离就相对弱一点,只有200公里,对隐形目标则为70公里。它还搭载的是一套完善的电子战系统,被动探测距离能够达到480公里,能够自动分析、鉴别、跟踪和定位。智能化程度非常高。

  F-35的隐身设计借鉴了F-22的很多技术与经验,其RCS(雷达反射面积)分析和计算,采用整机计算机模拟(综合了进气道、吸波材料/结构等的影响),比F-117A的分段模拟后合成更先进、全面和精确,同时可以保证机体表面采用连续曲面设计。该机的头向RCS约为0.065平方米,比苏-27、F-15(空机前向RCS均超过10平方米)低两个数量级。由于F-35武器采用内挂方式,不会引起RCS增大,隐身优势将更明显。

  其次超音速巡航能力。所谓超音速巡航就是在不开加力的情况下的缝隙速度,这是五代机的标配。

  F-35选用的F-135发动机推力世界第一,比F-22装备的F-119发动机推力更大。由于函道比不同,F-135的超声速功用远不如F-119,所以F-35没有F-22飞得快,这不是光凭发动机推力大能处理的事。F-35最大飞行速度是1.6马赫,而F-22达到2.2马赫。

  F-22最为美国空军的主打战斗机,主要用途明确,因此目前也就F-22A这一主要机型。F-35而主要用于前线支援、目标轰炸、防空截击等多种任务,并因此发展出3种主要的衍生版本,包括采用传统跑道起降的F-35A型(美空军),短距离起降/垂直起降的F-35B型(美海军陆战队),与作为航母舰载机的F-35C型(美海军航空兵)。

  目前,F-22尚未出口记录。但已经进驻日本、韩国等多个国家。而F-35已经出口到以色列、日本、英国等。未来将出后北约诸多盟国,这本身无疑是美国利用技术优势和垄断优势再一次绑架了其盟国的的空军,并将高昂的研发费用转嫁给更多的国家分摊。

  F-22的涂装,特有科幻感、现代感、未来感。这与苏式战机,迥然不同。这是因为美欧很注重外观设计,军工企业有专门的工业设计部门和人才负责外观的设计。应该是最美的一款战机了!

  F-22采用双垂尾双发单座布局。垂尾向外倾斜。其两侧进气口装在翼前缘延伸面下方,与喷嘴一样,都作了抑制红外辐射的隐身设计,主翼和水平安定面采用相同的后掠角和后缘前掠角,都是小展弦比的梯形平面形,水泡型座舱盖凸出于前机身上部,全部武器都隐蔽地挂载在4个内部弹舱之中。

  两侧翼下菱形截面发动机进气道为不可调节的进气道,发动机进气道呈S形通道。发动机二维喷管,有固定的侧壁和调节喷管横截面积及按俯仰角偏转推力矢量而设计的可动上调节板和下调节板。

  F-22机身内部共有3个武器舱,前部机身下有1个主武器舱,在机身两侧各有1个副武器舱,保证所有的武器都能安装在飞机内部。主武器舱内共安装了6具垂直弹射发射器。弹射器使用气动液压装置在1秒内发射导弹。另外,挂架式发射器发射AIM-9导弹。这种发射器能迅速地伸缩,从侧武器舱的前端射出“响尾蛇”导弹。

  F-35体型明显感觉短粗胖。外观似乎与“闪电”沾不上边。涂装相比F-22是青出于蓝而胜于蓝。

  F-35的机动性能,通过精确的气动布局设计,再加上先进的飞控计算机,该机拥有比三代机更优越的机动性。但客观讲,F-35并非强调空战性能,推力并不太强劲(推重比尚不如F-15),因此与F-22颇有差距。

  F35战机由于发动机布置合理,机身有左右两个大弹仓,弹仓设置有肋板隔开的设计,可以内置4-6枚多用途导弹。空中格斗模式下,机翼下两个各有三个挂载点。

  F-35B为了满足垂直起降要求,设计了升力风扇+发动机喷管下偏+调姿喷管的垂直起降动力方案。3轴承偏转喷管垂直向下偏转,产生71.1千牛的升力;该喷管可使发动机的排气从水平偏转到垂直甚至向前,可以使推力从水平方向偏转到垂直向后。实现最值起降。

  F-22和F-35这种搭配,将在未来很长时间段内,为美军赢得并保持空中优势。也给其他很多国家的空军发展提供了一个学习榜样。

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