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F-16战隼
时间:2012-12-21 09:40 来源:美国资讯网
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    F-16战隼(F-16 Fighting Falcon)是美国制造的现代化多功能喷射战斗机。原先设计为一款轻型战斗机,辅助美国空军主流派心目中的主力战机F-15,形成高低配置,后来演化为成功的多功能飞机。F-16是由通用动力公司所发展。于1993年通用动力公司将他的飞机制造事业出售给洛克希德公司,现在为洛克希德马丁。F-16战隼的优异的性能是他在外销市场成功的原因,现在于24个国家服役中。它是现役西方战斗机当中产量最大也可能是最重要的机种,已经制造超过4,500架。尽管美国空军的订单已经生产完毕,但是仍然继续为外销而生产。
F-16 战隼战斗机
USAF F-16C
类型 多功能战机
生产公司 通用动力
洛克希德
首次飞行 1974/2/2
使用状态 现役
主要用户 美国空军
其他25国 (如下介绍)
生产数量 4,500架以上
单位造价 F-16A/B:1,460万美金
F-16C/D:1,880万美金(1998)
衍生机型 F-16XL
F-16 VISTA
三菱F-2

    战隼的原始设计针对越战的经验并且强调视距内的缠斗能力,许多设计像是第一次集中在这架飞机上,包括:侧置操纵杆、倾斜座椅以及线传飞控系统。也是美国第一种有能力进行9G(88 m/s²)过载机动的战斗机。F-16的官方名称是“战隼”,但飞行员以星际大争霸战机之名为其取了绰号“毒蛇”(Viper)。
    发展
    F-16的诞生始自于1974年美国国防部提出的一份性能要求书。由于F-4在越战时的空战表现不佳,特别是在近距离缠斗的情况下而催生出F-15。有一群相当有影响力的人自称为战机黑手党,其中包括系统分析师皮尔·史百瑞(Pierre Sprey),试飞员查理·迈尔斯(Charles E. Meyers)和飞行教官约翰·包伊得(John Boyd)等人,认为F-15的研发方向并不正确。他们批评F-15的体型太大而且成本太高。战机黑手党主张应该要研发一种具备极高运动能力的轻型战斗机,同时采购成本低廉,能够大量部署。这些特性也就成为1971年开始进行的轻型战斗机计划(LWF)。
    轻型战斗机以敏捷性为最高原则,其规格为一架标准空战重量为20000磅(9000公斤)的设计,这个重量仅有F-15的一半。此外非常强调低成本,小体型,航程远,以及运动性,包含回转率和加速率,但是不必追求高速。这架飞机的最佳操作环境是在低于1.6马赫和40,000英尺(12,000米)以下的高度。两家公司在概念设计阶段脱颖而出:通用动力的YF-16与诺斯罗普的YF-17眼镜蛇式。
    轻型战斗机计划在美国空军当中遭遇非常大的反对声浪,主要原因在于它会成为与美国空军最主要的F-15战斗机互打擂台的计划。为了减少阻力,这个计划更名为空战战斗机(Air Combat Fighter,ACF)计划。美国空军需要一种比较便宜的轻型近战战斗机对抗冷战对手苏联在数量上的优势,与昂贵难以大量生产的F-15形成高低档次配合。在此同时,比利时、丹麦、荷兰与挪威四个国家在寻找替代F-104星式战斗机的新一代战斗机,他们共同组成多国战斗机计划集团(Multinational Fighter Program Group,MFPG)以寻找适当的候选机种。参与空战战斗机计划竞标的两架原型机都被他们列入考虑,同时在名单上的还有法国达梭的幻象F1与瑞典SAAB的维京战斗机。美国海军在这个阶段也开始以舰载战斗攻击试验机(VFAX)计划为名寻求一款低成本机种,以便辅助F-14雄猫这种和F-15一样价格不菲的舰载战斗机。美国国会指示美国海军必须与空军的空战战斗机计划选择同一个机种。当舰载战斗攻击试验机逐渐演变为一款多用途的飞机时,这项需求也被加入空战战斗机的设计规范当中,以避开与F-15计划的正面冲突,而且华约方面优势的装甲集群也需要加强对地攻击能力。这是与战机黑手党的梦想相违背。
    在1975年1月13日,美国空军在空中战斗机的竞赛中选择了YF-16,因为它提供更好的效能,而且承诺可以以较便宜的成本制造和维护。它也是用和F-15一样的F100引擎,而F-16的支持者相信这会帮助他们的计划。另外也有政治的考量,想要在F-111项目结束后,还能保持与通用动力公司的生意。美国海军选择了YF-17的设计发展为F/A-18,因为它的双发动机设计符合海军舰载机的较高可靠性要求。这对海洋上空的作战是必需的。(海军航母舰载机在海洋中只有航母作为基地。采用单发动机的战斗机,一旦发动机故障。战机很难保证生存。所以强调要以双发动机保证可靠性。美国空军主要在陆地上空作战,没有如此要求。)
    这架飞机也提供给北约组织的成员,且在1975年巴黎航空展中首次对国际展示,并表演了8G的持续旋转。多国战斗机计划集团(MFPG)的国家被允许购买348架,并将数个部件生产分包给他们,在比利时完成总装。
    生产
    第一代F-16有两个次型:A(单座)和B(双座)。F-16首次试飞是在1976年12月,1979年月给首次移交388战斗机联队服役。在同一个月份,比利时空军也收到他们订购的第一架F-16。F-16是第一个同时被部属在国内和海外的美国战机。B型主要担负训练任务,以加大的座舱来容纳第二名飞行员,同时也减少燃料和航电未来成长的空间。一般而言学生都是坐在前方的驾驶舱。
    在1980年代,F-16A/B被改善航电与发动机的F-16C/D取代。F-16在他的生产历史中持续的升级。批次(Block)的改变反应了重大的升级,下面会有介绍。F-16(F-16A第10批次)的机身空重从15,600磅成长到(F-16C第50批次)的19,200磅。
    F-16很快的受到许多国家的注目,并且成为购买战机的首选之一,而F-16也外销到中东、欧洲、亚洲的美国盟邦,故有“国际战斗机”之称。由于数量庞大,F-16参加过众多的冲突,大部分都是在中东地区。在1981年,8架以色列F-16A参加摧毁伊拉克位于巴格达近郊的奥斯拉克核子反应炉的奇袭。在之后的几年,在入侵黎巴嫩时,以色列的F-16与叙利亚战机在众多场合中交战只有被击落一架的纪录(根据以色列单方面的资料)。F-16在之后也用于攻击在黎巴嫩的地面目标。在1991年的海湾战争中,联军的F-16也参与了攻击伊拉克的任务。
    后来因为九一一事件爆发,美国小布什政权为了对付基地组织与其勾结的阿富汗塔利班政权,开始发动在阿富汗的军事行动;而美国的F-16则被派遣到阿富汗、巴基斯坦、吉尔吉斯、塔吉克与乌兹别克等国的据点。
    美国空军现役的F-16主要是第40/42和50/52批次的F-16C。而第25和30/32批次的飞机已经被移转到美国空中国民警卫队的单位去了。
    F-35"联合打击战机"(JSF)是未来要取代F-16的机种,拥有稍微改进的效能,以及重直起降功能,最重要的是匿踪科技,能够加强在现代战场上存活能力。
    设计特色
    F-16是一架单引擎,多重任务战术飞机。他配备有内建的M61 Vulcan机炮,可装备空对空导弹。如果需要的话F-16也可以执行地面支援任务。对于这种任务,他能配备多种的导弹或者炸弹。
    从一开始,F-16是想成为经济的"workhorse",可以执行数种不同型态的任务以及维持日夜不停的准备。他比先前的那些飞机更简单和轻便,但是使用先进的航空动力学和航空电子系统(包含第一次使用的线传飞控(Fly by wire,FBW),赢得"电子喷射机"的称号)来维持良好效能。
 

    国民兵所用F-16的驾驶舱,机员配有夜视镜以备观察领空的客机或飞行物体
 

    雷鸟表演队坠机前弹射一刻
 
    人体工学与座舱视野
    飞行员乘坐在机身的高处,在他们座舱罩的视线看不到之后有维生舱。这个机舱和泡状座舱罩能够给飞行员很理想的视野,是在空对空战斗时不可或缺的特色,泡状座舱罩采用无框衍设计,不像一般有框衍座舱罩会影响飞行员视野。坐椅是30度的斜躺,而不是一般的13度,可以辅助飞行员对抗G力。飞行控制杆是安装在右手边上,而非传统的在两腿之间,用来辅助在高G值时候转弯。特别要注意的是传统装备的控制杆的飞机飞行员必须要换手控制,以便他们可以在座舱罩上拉或推来对抗G力。此外,在飞行员的视野里有全像显示的设备(抬头显示器)来显示重要的资讯。
    线传飞控
    F-16的飞机与飞行员的控制层面之间没有直接的连线。反之,他的控制输入都是转换为对电脑(F-16有四个备份)的数位输入,然后解译为最佳的控制变动来实行这些指令。这就称为线传飞控系统。它有更快的反应速度,更有效率(当它自动地利用所有控制层面,能够消除不想要的副作用像是侧滑(slideslip)),可以产生更平顺的飞行,因为电脑可以比人类对于外部的状况做出更快的回应。更重要的,与飞行指令结合起来,电脑可以在天生就不稳定的飞机,透过不断的调整控制层面,来保持稳定的飞行。因此尽管F-16
    负稳定(Negative stability)
    一架负稳定的飞机在缺少控制讯号输入下,将无法维持稳定的飞行状态。一般飞机多半是正稳定,换句话说即使在没有控制下也会恢复稳定飞行的状态。然而,正稳定会压抑运动性,因为恢复稳定与飞机运动之间是相互冲突的,所以一架负稳定的飞机的运动性会较高。随着线传飞控系统的运用,使得一架负稳定飞机可以保持稳定的飞行,他的不稳定度则由飞控电脑不断的检查,这就是所谓随控布局飞机。
    YF-16是世界上第一架在设计上采取空气动力上不稳定的飞机。他的重心位于全机空气动力中心的后方,在飞行时会有机头向上的倾向,而不是如大部分传统飞机一样向下。水平飞行时需要由水平安定面让机尾上扬而非向下,因此水平安定面产生的是正向的升力。由于水平安定面与机翼都是产生正向升力,机翼面积、重量、以及阻力也就减少。飞机时时刻刻是保持在俯仰轴失控的边缘。这种倾向会被线传飞控系统撷取和校正,校正的频率快到飞行员或是外部的观察者也无法知道发生任何事情。
    生产批次
    挪威的F-16A
    F-16各主要改良型是以按照顺序的批次数字作代表,这些编号包含所有单双座的F-16。多国阶段性改良计划(Multinational Staged Improvement Program,MSIP)准备逐步将现役的F-16提升到一个共通标准配备上。
    F-16 A/B
    F-16 A/B一开始配备是 Westinghouse AN/APG-66 脉冲多普勒雷达,Pratt & Whitney F100-PW-200涡轮风扇发动机,军用推力为14,670磅(64.9 kN),加上后燃器的最大推力为23,830磅(106.0 kN)。美国空军买了674架F-16A和121架F-16B,于1985年3月全数递交完毕。
    批次1/5/10早期的批次编号只是彼此间相对较小的差异。大部分的差异在于后来80年代早期时升级到批次10的设定。生产的飞机共计的批次1的94架,批次5的97架与批次10的312架。
    批次15批次15是F-16系列第一次重要改变。改变的部分包括较大的水平安定面,进气道两侧下方的新增挂架,改良版AN/APG-66(V)2雷达,提高机翼下挂架挂载重量上限等等。从这一批次的F-16开始配备Have Quick I型加密超高频无线电,水平安定面增大30%以抵销新挂架增加的重量。批次15在F-16系列生产架数最多,共计983架。
    批次15OCU从1987年起,F-16的生产线开始递交作战能力提升(Operational Capability Upgrade ,OCU)标准的批次15机型。改良的部分包括改良与新增数位控制接口的F100-PW-220涡轮风扇发动机,发射AGM-65小牛空地导弹、AIM-120先进中程空空导弹与AGM-119企鹅导弹能力,电子反制系统以及座舱仪表提升,改良版电脑与资料总线。最大起飞重量上升至37500磅(17000公斤)。包括批次10在内,总共有214架飞机接受这一批提升。
    批次20为美国在1991年至1997年为中华民国空军生产的F-16,机体与航电以批次15OCU为基础设计,机翼与机尾为Block52的混合机型,总计150架。
    F-16 C/D
    批次25批次25的F-16C首度于1984年6月飞行,于同年9月进入美国空军服务。这架飞机使用Westinghouse的AN/APG-68雷达,拥有精确的夜晚攻击能力,配备有Pratt & Whitney F100-PW-220E 涡轮和数位控制接口。美国空军是这个批次机型唯一的使用者,总共递交了209架。
    批次30/32批次30/32是第一批在生产线上可以选择发动机的次型,飞机可选配传统的普拉特-惠特尼F100发动机或者是新加入的通用电气(General Electric)的F110发动机。批次号以0结尾的使用F110,批次号以2结尾的F100发动机。首批批次号30的F-16在1987年进入服务。主要的改良包括使用AGM-45百舌鸟和AGM-88高速反辐射导弹(HARM)。从批次30D开始战机为推力提升的通用电器发动机搭配较大的进气口,批次32并并不需要同样的修改。733架批次30/32的F-16共在6个国家服役。
    批次40/42(F-16CG/DG)批次40/42于1988年服役,这个批次可以使用低空导航暨夜间红外线标定吊舱(LANTIRN)担负全天候对地攻击任务。新增加的夜间作战能力让批次40/42获得夜间战隼的昵称。改良的部分包含增强与加长的起落架以配合LANTIRN吊舱,提升性能的雷达系统和GPS接收器。从2002年开始,这个批次能够使用新一代的对地武器,包括联合直接攻击弹药(JDAM)、JSOW、WCND以及增强版的EGBU-27炸弹。共计有5个国家采用615架批次40/42。
    F-16C构型
    批次50/52(F-16CJ/DJ)第一架批次50/52于1991年递交,这一批飞机配备改良版GPS接受器/惯性导航系统。同时每一架都可以使用头盔显示器控制具有高偏离瞄准线攻击能力的空对空导弹。其他可能携带的武装包括:鱼叉反舰导弹、联合直接攻击弹药(JDAM)、JSOW与WCMD等。批次50使用F110-GE-129发动机,批次52则是使用F100-PW-229发动机。
    批次50D/52D 野鼬机是担任压制防空系统(SEAD)的新款野鼬机。机上可以携带AN/ASQ-213高速反辐射导弹标定系统(HTS),这套系统允许高速反辐射导弹采用已知距离模式达到较大的射程与较高的精确度。除此之外还可以携带ALQ-119电子干扰吊舱自卫。自从F-4G退役之后,批次50D/52D是现役唯一担负压制防空系统的机种。
    批次50/52 Plus这一批次的飞机配备最新的航电系统,可以使用新的保型油箱。所有双座型的机背有增加30立方英尺(850升)体积的机背脊航电舱,这个增加的空间只会增加很少的重量和飞行阻力。
    F-16 统一配备施行计划(CCIP)统一配备施行计划预备将批次40/42/50/52的F-16统一到批次50/52的配备标准,以简化训练和维修的负担。
    F-16 E/F
    批次60以 F-16C/D 为基础,可以使用CFP,搭配改进的雷达和航电系统;这个批次只有出售给阿拉伯联合酋长国。发动机是通用电气(General Electric)的F110-GE-132,这款发动机改良自F110-GE-129,拥有32,500磅(144 kN)最大推力。与先前的批次主要的差异是诺斯洛普格鲁曼公司生产的APG-80主动AESA。批次60能够使用次50/52所有的武器系统,加上AIM-132先进短程空对空导弹(ASRAAM)和AGM-84E视距外陆攻导弹(SLAM)。CFP提供额外的450美制加仑(2,045升)的燃料,可以提升航程或者是滞空时间。保型油箱另外的优点是空出原先携带副油箱的挂架给武器使用。
    F-16V
    F-16V是F-16家族最新改进型,不但安装AESA主动相位阵列雷达,并且配备新的任务电脑与改良的座舱接口。洛克希德马丁业务发展部门副总裁史坦李吉表示,F-16V的作战能力相当于阿拉伯联合酋长国的F-16E(F-16 Block 60),并将成为各国正式取得第五代战机前的最佳过渡机种。F-16V的“V”,则是取自于飞行员们最早对F-16的昵称:“Viper(毒蛇)”。

( 编辑:hank)
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