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AN/APG-83有源相控阵雷达是F16V战斗机的核心,没有什么战斗机可以在过百公里的距离发现F-22

2020/01/18 07:36

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问:不吹不黑,请客观评论F22战斗机?

台军首架自行升级F16V战机曝光

2012年,台湾计划升级其142架不断过时的F-16A/B为F-16V,耗费38亿美元巨资。该升级案被称为“凤展专案”,由台湾和美国合作完成。台湾空军近期还打算购置66架新的F-16V战机,扩充自己的机队规模,以“加强防卫”。台湾全部142架F-16战机,如果没有别的因素耽误的话,2023年左右才会全部升级完毕。全新的F16V到位要等到2023年以后。

美国洛马公司设计生产的F16V是2012年首次展出的一个面向国际市场的方案,F16V号称史上最强的F16,该方案既可用于现有F16战斗机升级,又可用于建造新的F16战斗机,可以把以显老旧的F16战斗机更新到符合现代空战的标准。

AN/APG-83有源相控阵雷达是F16V战斗机的核心,它与隐形F35战斗机的APG-81雷达通用性达到了95%。APG-83雷达能同时方便地以空空和空地模式交错进行工作,能提供与第五代战斗机雷达比肩的空空和空地面雷达性能的扫描,在探测距离、分辨率上能与F-35“闪电II”的APG-81和F-22“猛禽”的APG-77媲美。

APG-83雷达上视/下视迎头距离达160公里(目标RCS值1平方米),比原先的APG-663相比探测距离增加了30%以上,还能同时对多个目标进行搜索、跟踪和锁定,使F-16V的整体战场态势感知能力提高220%、自卫能力提高180%。

此外F-16V还将配备全新的任务计算机、F-16C/D的重载起落架、先进数字化座舱,以及联合头盔式安装提示系统。在武器方面,F-16V将配备AIM-9X“响尾蛇”空空导弹导弹、AIM-120D中距导弹、AGM-154C JSOW联合防区外武器和AGM-88B高速反辐射导弹。有一定的对地打击能力。

台湾目前的F-16A/B战斗机因为内部空间有限无法内置机载干扰机,仍需要以外挂电子战吊舱(台湾空军选择了DRFM电子战吊舱)的方式增强自卫能力,台湾空军还为升级的F-16V采购了DRFM电子战吊舱、MTC任务训练中心、“狙击手”目标瞄准吊舱、BRU-57双联炸弹挂架、NVG夜视镜、ARC-210跳频无线电等选配件,而新的F16V战斗机这些功能都是内置的。诺斯罗普格鲁门公司在APG-83时就考虑到了升级F-16的机鼻空间,升级该雷达无需对机身进行结构改动,只需要修改航电接口就行了。

我国歼10C战斗机装备有更为先进的雷达设备,其相控阵雷达拥有较歼-10A/B装备的雷达更大的探测距离,发现距离从歼十A型配备的机械式多普勒雷达70公里(目标RCS值1平方米),提高到了180公里左右,持续跟踪距离则达到了160公里左右。这个数据是可信的,从歼10C硕大的前脸可以看出雷达天线的面积。歼10C雷达具有同时跟踪12个目标,并打击其中威胁最大的6个目标的能力。歼10C驾驶舱配备更先进的国产衍射平显和头盔显示装置。

歼-10C发动机采用IRST和飞火推一体化设计,WMMC型航电架构也比F16V的1553B航电总线架构先进一代,发动机更换为国产太行B,推力13.5吨级。FADEC全权数字电传控制,从而实现飞推一体化设计。与台湾最新的F16V的13吨F-100-PW-229发动机技术相当。

十博体育 ,歼-10C配有红外搜索与跟踪系统,在风挡前方安装了最新型光电雷达,并通过传感器融合技术与有源相控阵雷达交联,具有更好的对空态势感知能力,这一方面与全新的F16V是相近的,使得没有这一设备的台湾升级的F16在探测隐身目标和被动探测方面要逊色不少,台湾升级的F16则只能通过外挂吊舱实现。

歼-10C装备国产最新的第四代格斗导弹霹雳10和远程空空导弹霹雳15是我国与隐形战斗机最新一代主战武器,讲究的是以大射程先敌打击,高机动格斗的特点,因此比台湾F16V搭载的AIM120D和AIM-9X的射程要高得多。

为使歼10C战斗机有特点有优点,更好的适应现代空战。我国对歼10C应用了已系列新技术,尤其是基于机身隐身化的改进,重点减小歼10C战斗机的前向雷达反射面积,采用了蚌式进气道和座舱盖隐形设计等效果好的新技术。使得歼10C战斗机的正面反射面积在1平米左右。而全新F16V据说采用了新型涂料,可以将反射面积减少30%,但也在2平米以上。差距50%。

这样在中距战中,歼10C可以凭着性能占优的武器、小的多的雷达反射面积、性能稍优的雷达,实现先敌发现、先敌打击,争取把对方消灭在中距战中。即使到了近距格斗战中,歼十C的格斗能力也是先天优势决定的,鸭式布局可以提供世界第一的33度/秒的瞬盘性能和28度/秒的稳盘性能,加上发动机推力相差无几,能量机动也是相当,因此歼10C面对全新的F16V性能还要高它一头。对于台湾升级的F16A/B,就像年轻小伙和老态龙钟一样对比鲜明。更何况歼10C后面还站老大哥歼20,具备代差优势的歼20对F16V就像砍瓜切菜般的摧枯拉朽。(作者署名:伽利略视野)

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利刃/纵横论

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即使服役多年,F-22战机仍然是所有战斗机装备中最强大的存在,无论是雷达航电、隐身性能还是超机动性都是无可挑剔地优秀。长期以来,作为美国空军直接假想敌的俄罗斯空军却拿不出一款先进的足以和F-22抗衡的战斗机,即使是最新型的苏-57,虽然理论上也是第四代战斗机,但是其技术水平尤其是隐身性能方面和F-22有较大的差距。把苏-57的隐身性能和F-22的雷达航电水平综合考虑可以得出一个结论,那就是在缺乏其他战场支援武器的情况下,F-22对苏-57将会有巨大的优势。

F22作为第四代战斗机的开山之作和代表作,其性能直到今天也是无出其右的。F22战斗机的优异性能主要是靠机身材料,航电系统,发动机,隐身性体现的。

F22战斗机的机身材料 F22的所用的材料中钛合金占39%—41%,复合材料占24%—25%,铝合金占15%—16%。

其中复合材料主要用在制造机身,机翼,垂尾的蒙皮,舱门,盖板等。复合材料主要有碳纤维环氧树脂,双马来酰亚胺,铝基复材,热固性和热塑性。可以说F22战斗机的机身蒙皮大都由双马来酰亚胺制造的,其具有优良的耐热性,电绝缘性,透波性,力学性能,稳定性。

而钛合金主要用于制造大梁,隔框,机翼翼梁等,F22战斗机中的钛合金部件有热等静压铸件和整体锻件。其次,这些钛合金部件之间的连接则使用了“真空电子束焊接”,仅F22的后机身中,焊缝就长达87米左右,厚度在6.4—25毫米之间。其实真空电子束焊接技术并不是什么先进的焊接工艺,只是这是第一次用于战斗机结构件之间的焊接,可见洛克希德马丁公司对该技术还是比较有信心的。众多先进材料的应用,将F22的空重控制在20吨以内,仅为19.7吨。

首先,俄罗斯方面自己也承认,苏-57的隐身性能并不是非常优秀。飞机进行隐身主要从两方面入手,一是通过各种吸波涂料的运用吸收雷达波,减少反射的雷达波束,二是通过气动外形方面的设计,把雷达波反射到其他方向。二者比起来,气动外形的改变更加重要。俄罗斯的吸波涂料技术如何暂且不提,但苏-57的气动外形是很不利于隐身的。对任何战斗机来说,发动机进气道都是重要的雷达辐射源。苏-57采用的后掠双斜面超音速进气道太直,以至于在前面可以直接看到进气道后的发动机叶片!同时,苏-57巨大的尾椎和裸露的发动机尾喷口也是重要的暴露源,同样会发射雷达波。因此,俄罗斯方面公布的0.5平方米的截雷达反射面数据应该是可信的。

F22战斗机拥有先进的航空电子系统

F22的航电系统是洛克希德马丁公司研发的“宝石柱”的体现和应用,其主要包括了AN/APG-77有源相控阵雷达,通信,导航,识别,电子战和电子支援系统等。 APG-77有源相控阵雷达由2000多个R/T模块组成,每个模块的发射功率为10W,重15g,也就是说其发射功率为20KW。APG-77雷达对RCS=1㎡的目标探测距离在230㎞左右,进行地图测绘时探测距离为148㎞。此外,APG-77雷达还具备边扫描边跟踪的功能,在扫描的同时还可以跟踪100多个目标。而抗干扰能力和电子战能力也是APG-77雷达的主要功能。

F22战斗机的电子战系统由ALR-94无源接收机,ALE-52投放器,AAR-56导弹探测器组成。其中ALR-94系统可以实现360°的电子支援,雷达告警,导弹探测,窄波束搜索与跟踪,精准测向等功能ALR-94可以在480㎞处发现敌方辐射源,并可在185㎞处准确测得辐射源的具体位置。ALR-94还可以与APG-77雷达进行数据共享,当ALR-94探测到目标的具体方位时,可以传输给APG-77雷达。而APG-77雷就以2°X2°的方位角和俯仰角去有目地的探测目标。这时APG-77雷达的波束极窄,不会处发敌方的雷达告警系统。当探测到目标时,ALR-94也可以引导空空导弹以反辐射模式攻击目标。以上F22的这两种攻击模式,也就是所谓的LPI(低截获率)。

再说F-22的雷达航电系统,猛禽主要有两种远距离发现手段,一是AN/APG-77雷达,二是AN/ALR-94电子战系统。后者据悉在搭配前者的情况下,可以实现在460公里距离发现目标,在185公里的距离提供精确的指示。当然,面对苏-57能否做到这一点是个大问题。而前者是美军战斗机最强大的雷达,发射单元足足有2200多个,这个数据是苏-57的两倍多。

F22战斗机的机动性极为强悍

采用常规气动布局的F22拥有无可比拟的超音速机动性和良好的亚音速机动性,都离不开那两台推力巨大的F119涡轮风扇发动机。F22战斗机的机翼后掠角为42°,明显比歼20和苏57的大,不利于超音速性能。但如此设计完全是为了兼顾亚音速性能,毕竟近距空战又不可能完全发生在超音速区间,重视亚音速性能还是有必要的。但是这并不是说F22的超音速机动性就差劲,通过薄翼型设计,机翼根部扭转也提高了超音速性能。F22战斗机的可控迎角超过了60°,瞬时盘旋角速度估计在28°左右,可在1.7马赫时,可以拉出6.5g的稳定过载。

F22之所以在超音速时,还能有这么大的过载,就是因为其机翼产生的升力足够大。当机翼产生升力的同时,诱导阻力也在不断增大。减小诱导阻力的办法有机翼扭转设计,采用薄翼型,而F22的机翼正是如此设计的。F22的机翼面积大,也就说明载荷小。此外,F22战斗机平尾的力臂也是最长的在四代机中。更何况,F22的机身相对较短,纵向惯性量极小,这就有利于其纵向敏捷性。窄间距发动机布局,使得其滚转性能不错。F22战斗机后机身也极利于超音速飞行,矩形的矢量喷管本来就有整流作用,减小了超音速飞行时的阻力。

根据美国方面公布的数据,APG-77对RCS为1平方米目标的发现距离约为200公里。雷达发现距离和发射机功率、雷达天线增益、信号波长、目标被照射时间等都有关系,但是在其他条件不变的情况下,雷达发现距离和RCS的开四次方根成正比。这样算来,如果F-22对RCS为1平方米目标发现距离为200公里,那么对RCS为0.5平方米的目标发现距离经计算为168公里。也就是说,F-22有比较大的把握在160公里以上的距离,对苏-57这类目标率先发现。至于F-22,其RCS在0.01平方米以下,没有什么战斗机可以在过百公里的距离发现F-22。

F22战斗机的隐身性能

F22战斗机的正面RCS≈1㎡,采用了多种隐身措施,F22整机为8反射波系。其机首呈现菱形,机身表面光滑,不容易反射雷达波。其座舱盖为圆弧形,当雷达波照射到座舱盖时,会顺着边缘爬行到后面,而不会被反射回去。“S”型进气道外加喷涂雷达吸波材料,使入射到进气道内部的雷达被多次反射吸收。斜切的进气道口,与机身横中线的夹角并不是90°,与机身垂直中线的夹角也不是90°,这样就可以避免雷达波被垂直反射回去。外倾的双垂尾,也具有削减侧面入射的雷达波的作用。除了外形设计隐身之外,F22还采用了材料隐身措施。座舱盖镀膜,大量应用复合材料,喷涂隐身涂料等等,在多种隐身措施的作用下,F22战斗机的RCS非常小。

以当今的眼光看来F22战斗机的航电系统已经逐渐的落后了,F35和歼20分别用上了“宝石台”架构的航电,还有EODAS和EOTS系统的加成。可以说,F22除了机动性上略占上风之外,航电系统已经彻底低一档了。所以说,如果对F22进行航电升级,也可使其综合性能再上一层楼。但是目前看来,美空军并没有这样的打算。据小道消息说:美国国防部想重开F22生产线,但美国空军宁愿要F35,都不愿要F22。(图片来自网络)

五代机因为是美国率先制造的,所以评判标准也是由美国制定的,分别指的是4个S: 1.超机动性。2.超声速巡航。3.超隐身能力。4.超视距打击。以后,俄、中再研制五代机,都是沿用这四个S的标准。美国空军,乃至全世界,总共只有186架“猛禽”战斗机处于服役状态。F-22的设计一直围绕着“率先发现,率先攻击,率先击杀”的信条进行。所有已经和将要应用的增量更新,加上能够以接近两倍音速的速度巡航,在高空机动和使用武器的能力,以及令人难以置信的敏捷性,“猛禽”有望在未来几十年里继续站在世界战斗机空战能力阶梯的顶端。

F22“猛禽”在机载电子设备、机动性能、武器配置方面整体领先于世界其他各种先进战机,而超音速巡航能力和隐身性能则是多数战斗机尚未能实现的能力,在指标统计上甚至根本无法量化对比,使得它成为当今世界综合性能最佳的战斗机。

据美方实验中的雷达探测,F-22隐身战机在雷达上只相当于一只飞鸟的回波,F-22 AN/APG-77 230公里 RCS(雷达散射截面积)=0.001,可以说隐身性能强到逆天。

机动性方面得益于推重比为10的二维F119-PW-100推力矢量引擎、让F-22可以在在不需使用加力燃烧室的情况下以1.8倍音速巡航,同时可以轻易完成眼镜蛇机动等高难机动动作。

F22自问世以来,在很长时间内都是最先进的战斗机,哪怕现在仍然是第一梯队排头兵。它是第四代战斗机的标杆,所谓的4S标准就是根据它制定的。在今后较长时间内,除了我们的歼20,还没有其他国家能够研制出可以匹敌F22的飞机

冷战末期,美苏都在进行四代机的研发竞争,不过随着苏联解体,美国在军用航空领域一时间没有了强力对手,四代机也就实现了绝对优势,完全领先。本来奇丑无比的“夜鹰”就带给了人们极大的震撼,更强大的“猛禽”更让人感到望尘莫及,所以就有了F22“一名飞行员包打天下”的说法。

其他国家也开始照猫画虎,多多少少模仿着F22的“造型”,不能不说,F22的隐身效果至今仍然很出色,比最新型的F35完全高出一个档次,变态的F119发动机更是让迅猛的苏系战机自叹不如。我们国家也就在隐身和雷达、导弹方面实现了一些弯道超车,然而大推重比的发动机仍然是短板,歼20超级复杂的气动布局就是为了弥补动力系统的不足。所以,我们的歼20目前也只是对F22实现了部分超越,其他国家就不用说了。

所以,面对“前辈”我们仍然要谦虚奋进,全面超过现在的四代机标准,争取下一代战机标准由我们制定!

独立峰巅,俯视众生,

独孤求败,寂寞难耐,

独守空房,终有20作伴,

岁月老去,尚能举否?

正如上文所说,由于雷达航电技术和隐身性能的对比,在没有其他协助的情况下,F-22和苏-57进行对抗会处于决定性的优势地位,完全可以做到先敌发射和先敌脱离,几乎可以做到一边倒的屠杀。显然,苏-57要对抗F-22还有很长的路走。

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