万磁王 发表于 2013-8-18 13:21:07

狂风战斗机的技术和发展

作者:离子鱼

  狂风是英国、德国和意大利共同投资发展的双座、双发变后掠翼超音速战斗机,由英国、德国和意大利联合组成了帕那维亚飞机公司研制和生产。狂风IDS战斗轰炸机和狂风ADV防空战斗机的装备使欧洲国家第一次拥有了可以和美、苏相似的战术空中打击力量,狂风ECR的装备也使欧洲国家在很大程度上摆脱了对美国空军战术电子战机的依赖。狂风的发展过程不但是作战飞机国际合作上的成功典范,也是欧洲国家联合发展高性能作战飞机的重要里程碑。狂风系列飞机的发展和装备对英国、德国和意大利来说,无论是在军事上还是在技术上都具有十分重要的意义,正是因为狂风的成功才使“欧洲战斗机2000”(EF2000的联合研制成为可能。

万磁王 发表于 2013-8-18 13:21:51

战术的需求和早期发展过程
  狂风的研制是受冷战中欧洲军事对峙中对航空打击力量的需求促成,因为东西方依靠大规模部署核武器在欧洲形成了“恐怖的平衡”,核武器毁灭性的作用使核战争成为最后的战争手段,所以常规作战又重新成为了各国军事决策单位重视的作战方法。欧洲国家在60年代末开始将作战思想由全面核战争的“大规模报复”战略,改变为以常规武器为主,核武器为后盾的“灵活反应”战略。战略上的变化使欧洲各国的空军部队迫切需要改进现役装备的技术水平,尤其是对具备纵深打击能力的高性能战术攻击机的需求最为迫切,而西欧国家经过了第二次世界大战后十几年的发展,经济和技术都已经从战后的一片废墟上得到了基本的恢复,经济上的恢复和技术上的发展和与苏联激烈对峙的冷战的需要,都使西欧国家的军队需要在美国之外发展自己的空中打击力量。
英国BAC和德国MBB各自的MRCA方案,都采用可变翼设计  为了代替现役的轻型轰炸机和战斗轰炸机的作战任务,提高空军作战部队的纵深攻击能力,英国、德国、加拿大、荷兰、比利时和意大利6国联合,在1968年7月17日开始了多用途战斗机(MRCA)的发展论证。因为在作要求上存在的分歧,加拿大、荷兰和比利时陆续退出了MRCA的发展计划,剩下的英国、德国和意大利政府在1969年3月26日,确定了由英航宇、德国宇航和意大利阿莱尼亚飞机公司共同组成了帕那维亚飞机公司,用以专门进行多用途战斗机(MRCA)的发展工作,并且在三国政府间组成了多用途战斗机的研制和生产管理组织(NAMMO)。合作三方在多用途战斗机(MRCA)项目中的任务分配为,英航宇和德国宇航各占42.5%,意大利阿莱尼亚飞机公司负责余下的15%,为多用途战斗机(MRCA)项目发展组成的帕那维亚飞机公司在1969年5月初开始进行MRCA的初始方案论证。
单座的帕那维亚100早期模型,分别涂上了参与国家的标志帕那维亚100早期模型俯视图帕那维亚100后期模型,已经很接近后来的狂风了

万磁王 发表于 2013-8-18 13:22:56

  因为在设计多用途战斗机(MRCA)时的航空技术水平,还无法保证在一个机体上同时满足制空和对地攻击的任务,所以被称为多用途战斗机的新机是按照一机多型的方法研制的。帕那维亚飞机公司最初的设计方案分为以对空作战为主的帕那维亚100单座战斗机和以对地攻击任务为主的帕那维亚200型双座战斗轰炸机。帕那维亚100型战斗机的设计目标的用来执行夺取战区制空权的任务,主要的技术性能要求是具备高空、高速的飞行性能,具有较好的机动性和加速性以满足对空作战的要求,在保证对空作战的同时还具备短距离起降能力并可以执行对地攻击任务。帕那维亚100型战斗机在设计上可以被认为是按照一种综合作战能力超过美国F-4E/F“鬼怪”战斗机,取代在英国和德国空军中服役的F-4E和F-104战斗机的机种。设计的过程中发现帕那维亚100在对空作战能力上比F-4E提高幅度有限,而单座设计的帕那维亚100型战斗机也无法很好的满足对地攻击的任务要求,同时为了集中研制力量和降低飞机的研制与使用成本,取消单座的帕那维亚100战斗机发展计划被以集中力量研制性能更完善的帕那维亚200型战斗轰炸机。
帕那维亚200型双座战斗轰炸机模型  帕那维亚200型双座战斗轰炸机是多用途战斗机(MRCA)发展计划中的重点,在帕那维亚100型战斗机发展计划取消后成为MRCA发展计划中唯一的平台,帕那维亚200也是狂风战斗轰炸机的设计基础。帕那维亚200型双座战斗轰炸机的作战任务主要是:近距离空中支援和战场遮断、纵深遮断和核攻击、空中优势和防空拦截、对海上目标攻击和侦察。根据对帕那维亚200型双座战斗轰炸机的设计要求可以看出,以当时英国、德国和意大利航空工业的技术水平,是根本无法在一个机体上同时满足这样多的任务要求的,所以帕那维亚200型双座战斗轰炸机的发展计划采用了先设计对地攻击型,在对地攻击型的基础上再开发以对空作战为主的型号的方法。按照对地攻击为主要任务在1970年7月开始设计的多用途战斗机最终发展成为了著名的狂风IDS战斗轰炸机。在狂风IDS研制基本完成之后,英国空军又在狂风IDS基础上独立研制了以防空拦截为主要任务的狂风ADV。
帕那维亚200艺术家想象图

万磁王 发表于 2013-8-18 13:24:22

狂风IDS战斗轰炸机的设计环境
  狂风战斗轰炸机是多用途战斗机(MRCA)项目中的基础平台,也是狂风系列中生产数量最大的机型。帕那维亚飞机公司在多用途战斗机(MRCA)项目中以狂风战斗轰炸机为主要发展目标,主要是因为参加研制的三个国家对战斗轰炸机都具有很迫切的要求,战斗轰炸机同时在这三个国家的作战系统中都具有极其重要的作用。英国皇家空军需要的防空战斗机在高速性能、载荷条件和航程上与战斗轰炸型有很多共同之处,同时,担负防空作战任务的狂风战斗机在雷达和机载武器系统研制上的困难,也使研制的重点首先放到了技术难度较低的战斗轰炸机型上。
帕那维亚200全尺寸模型  战斗轰炸机是用来对敌方战役纵深的战术目标进行打击的作战飞机,同时也可以挂载空-空导弹而具备一定的对空自卫能力,是现代空军作战体系的重要组成部分。冷战中对峙双方的作战思想在上世纪50年代中期到60年代中期的这10年间,始终是建立在以大规模核战争为主要手段的基础上,战术攻击机的任务主要用来投放战术核武器以担任核打击的任务,这个作战思想的确定就不可避免的对当时的飞机设计造成了一定的影响。对空防御武器从60年代初期开始由高射炮逐渐向防空导弹发展,防空作战武器的射程和威力都有了明显的提高,这也对作战飞机的性能和纵深打击能力也都提出了更高的要求。经过实战检验发现,当时所使用的具有对地攻击能力的F-105和F-4型战斗机,在常规战争中的突防能力并不令人满意,为了提高作战飞机在常规战争中的对地攻击能力,更加适应军事战略调整的变化,各主要军事大国先后开始了具有纵深攻击能力的专用战斗轰炸机的发展。美国首先在1962年开始研制F-111变后掠翼战斗轰炸机来代替性能已经落后的F-105,苏联也在1964年开始了T-6战斗轰炸机的研制。美国将F-111投入越南战场后,证明了专用的战斗轰炸机在突防能力和综合作战效果上远远的超过了之前所使用的F-105和F-4,苏联也在1970年开始试飞带有变后掠翼的改进型T-6战斗轰炸机,这种和F-111用途上类似的T-6最终发展成为了著名的苏-24战斗轰炸机。部署在欧洲冷战前线的华约部队在装备和兵力上相对北约拥有着绝对的优势,西欧和美国军队在预想的欧洲大战中主要依靠空中力量来抵消地面部队上存在的差距,同样深陷在冷战中的西欧国家在美国和苏联大力研制战斗轰炸机的刺激下,也开始重视对具备纵深打击能力的战斗轰炸机的发展工作。
苏霍伊T-6,最后演变成苏-24  狂风战斗轰炸机是多用途战斗机(MRCA)研制计划中的第一个发展型号,狂风IDS在1970年正式开始设计后的进展很快,到发动机基本确定后的1972年8月就完成基础设计方面工作,第1架原型机在1974年8月14号在联邦德国进行了首次试飞,从正式开始研制到原型机首飞只用了短短4年的时间。英国、德国和意大利在设计开始就确定了狂风需要具备执行6个主要任务的能力:近距离空中支援和战场遮断、纵深遮断、海上目标攻击、拦截、战术侦察、空中优势,而作为战斗轰炸机的狂风IDS可以完成任务要求中除防空拦截和空中优势之外的其他作战任务,并且在使用空空导弹的时候也具有一定的自卫空战能力。通过已经装备狂风IDS的国家所进行的试验证明,狂风IDS虽然无法和先进的第三代空中优势战斗机进行空战,但是在空战机动性能上完全有能力压制F-104、米格-23和F-4这些第二代战斗机。狂风IDS战斗轰炸机在1976年3月10号开始进行批生产准备,第一架批生产型飞机在1979年7月首飞,1980年生产型开始交付服役使用。
狂风IDS原型机P.05(近处)和P.09

万磁王 发表于 2013-8-18 13:25:24

狂风IDS的战术应用发展和技术要求
  苏联在二次大战期间实践的大纵深作战理论在冷战期间得到了进一步完善,苏联陆军突击力量和地面防空火力的强度都在迅速的提高,联合发展狂风的三国空军在提出技术和战术要求的时候,为了保证与华约军队的大规模作战中有效的对抗庞大的机械化兵团,确定了飞机必须要符合80~90年代的战场环境和威胁条件要求,能够保证狂风IDS在欧洲爆发的大规模常规战争中充分发挥阻塞的作用。帕那维亚飞机公司在飞机方案设计时通过论证和计算机模拟得到的数据,确认狂风IDS必须有能力突破对方高密度的多层防空火力的拦截,突破到目标防空系统作用范围内执行战场遮断和攻击机场、桥梁等重要的战术目标,这不但需要飞机具备良好的飞行性能和较强的突防能力,而且还必须有现代化的综合航空电子系统与先进的机载电子对抗系统。
  狂风IDS战斗轰炸机必须保证有能力突破苏联技术水平迅速发展的地面防空系统,尤其是华约国家军队部署在欧洲地区的,由大量防空导弹武器构成的现代化防空武器系统的拦截。狂风IDS在突破苏联军队的地面防空火力系统时继续采用中空搜索和俯冲攻击的战术,在突防能力和战场生存能力上是完全无法接受的,实际上在华约由防空导弹和雷达控制的高射炮组成的地面防空系统基本完善之后,北约的战术作战飞机继续采用中空突防的战术无异于自杀。美国空军虽然有能力在越南战争中用攻击机对越南北方进行中空轰炸,但是即使是北约空军指挥机构中态度最乐观的人,也不敢奢望对欧洲的苏联地面部队仍然会有如此的运气。防空导弹和雷达控制的高射炮同时提高了对峙双方的防空力量,因此北约地面防空系统的发展也使苏联的轻型轰炸机瞬间成为了过时的产品。地面防空武器装备和传感器技术的发展使攻击机只能采用低空高速突防的作战方式,苏联空军的苏-24和美国的F-111战斗轰炸机都在设计开始就将低空突防作为基本突防战术,甚至对庞大的B-1B和图-26超音速轰炸机也提出了同样的使用要求。狂风战斗轰炸机作为一种需要适应上世纪80年代中、后期战场形势的先进对地攻击机,也必须具备足够好的低空高速突防能力才能够在战场上具备起码的生存能力。
狂风的可变翼采用了前缘缝翼和双缝襟翼等复杂增升手段  狂风IDS必须具备很高的作战使用效率才能抵消苏联陆军极其庞大的规模,而且需要通过精确的火控系统对目标进行高精度的打击,只有通过提高单机的综合战斗力和一个有效作战架次可以攻击的目标数量,才有可能使地处冷战前线的欧洲国家有能力依靠空中力量的作战行动,来弥补北约地面部队与苏联陆军在规模和重装备数量上所存在的明显差距。英国、德国和意大利都处于欧洲冷战的最前线,在预定的作战行动中必须依靠空中力量来遏制苏联强大的地面机械化部队高速纵深突击,这就需要飞机具备迅速反应的能力,无论昼夜都必须可以迅速对进攻做出反应。欧洲北部地区的冬季,一天中几乎有三分之二的时间属于阴暗多云的天气,即使是白天的能见度也十分恶劣。狂风战斗轰炸机必须有能力在夜间和昼间的恶劣气候条件下进行有效作战,而且利用恶劣的气候也可以明显的增加飞机战场突防的成功率。苏联陆军一线作战部队在冷战中期已经全面的实现了机械化,应用大纵深作战理论的苏联军队具有很强的冲击力和远程打击能力,苏联空军攻击机与陆军所装备的各种战术导弹的作战范围将可以覆盖北约国家在欧洲的大多数前线机场,为了提高狂风IDS的快速部署能力和降低对机场跑道的依赖性,狂风系列飞机在综合采用可变后掠机翼设计和发动机反推力装置后,在紧急情况下只需要800~1000米的跑道长度就可以满足对机场条件的需要。
RB199发动机的反推挡板,可以大幅降低降落滑跑距离  狂风战斗轰炸机为了具备满足要求的战场突防能力,采用低空高速的方式进行突防作战将成为最主要的机动战术。执行对地攻击任务的战术飞机在进行持续低空高速突防时,尤其是在采用地形跟随和地形回避的时候,迅速移动的飞机使飞行员完全无法依靠目视的方式对前方和周围进行有效的观察。飞行员在突防中必须要依靠机载的导航和攻击系统对飞行过程进行控制,高精度的导航系统可以保证飞机低空突防时的航线精度,而机载火控系统的传感器也必须有能力迅速的修正飞机的相对位置和可靠的捕获地面目标。狂风战斗轰炸机的标准作战剖面是飞机起飞后以巡航高度飞行到前线,随后在低空以接近音速的高速飞行突破防空系统的拦截,当攻击完成后再以低空返回到安全位置后拉起返航。低空突防机动战术明显的降低了被对方传感器发现的概率和减少了飞机在防空系统中暴露的时间,显著的增加攻击机的战场生存能力的同时,也使攻击机更加依赖传感器探测目标并降低机载导弹武器的有效射程。低空突防战术的使用同时降低了地面防空系统和攻击机的反应时间,增加了攻击飞机对地作战的难度。虽然持续的低空突防对飞机的作战效能要造成不利的影响,但是飞机生存力的提高仍然使采用低空突防的战术具有很强的吸引力。
低空突防是狂风IDS的主要战术,但也因此在好海湾战争中遭受损失

万磁王 发表于 2013-8-18 13:26:32

狂风ADV的设计环境
  多用途战斗机(MRCA)研制计划最初就曾经提出帕那维亚100型单座防空战斗机项目,虽然因为经济和技术上的因素使单座防空战斗机的设计终止,但是参加项目的英国对战斗机的需要并没有消失。英国与地处冷战前线,面临着苏联地面部队巨大军事压力的德国不同,作为北约后方基地的英国本土在战争中不会直接面对苏联机械化兵团的冲击,但是却处在苏联远程航空兵和战术空军远程战斗轰炸机的直接打击范围之内。苏联作战飞机和空射巡航导弹在战争中将对英国本土和欧洲北部的海域构成严重的威胁,这就使英国空军迫切的需要一种性能先进的战斗机执行防空作战任务。英国空军根据防空作的要求,在狂风IDS战斗轰炸机研制基本完成之后,就在狂风IDS的基础上开发了以防空拦截为主要作战任务的防空型狂风ADV战斗机。
  符合英国皇家空军防空战斗机要求的狂风ADV的基本设计与IDS类似,虽然在IDS这种专用战斗轰炸机的基础上发展战斗机显得有点怪异,但是对于当时的航空技术条件和英国皇家空军的战术要求来说,采用IDS的标准发展ADV在技术、战术和成本上都是比较适合的。从国土防空的意义上来说,英国空军的防空战斗机需要保证本土和临近海域的安全,英国空军防空战斗机部队必须有能力在北到冰岛,南到直布罗陀,东到北海-波罗地海的广大范围内执行作战任务,这一战术要求使英国空军迫切的需要一种拥有先进雷达系统和可以携带远程空空导弹的拦截战斗机,这种战斗机将用来取代载荷不足、航程有限的“闪电”全天候超音速战斗机和F-4“鬼怪”II。英国本土和接近海域的空中威胁主要来自苏联超音速轰炸机和苏-24战斗轰炸机,这就使英国空军的防空战斗机主要的作战任务是消灭这些笨重的攻击飞机,而对于与战斗机进行格斗空战的重要性要求就相对要低的多。英国在面对的空中威胁上和主要以苏联战术空军为对手的德国空军完全不同,特殊的要求使英国空军防空战斗机的设计要求很难得到其他两个合作国家的共鸣,所以狂风ADV战斗机的研制费用由英国投资并独立承担雷达系统的发展。狂风ADV的研制费用虽然是由英国独立承担,但是因为狂风IDS战斗轰炸机本身的基础设计就已经在一定程度上考虑到了对空作战的要求,所以ADV型的改进设计速度很快,狂风ADV在1976年3月开始进行细化设计之后,到1979年10月首架原型机就进行了首飞。狂风ADV在研制进度上并不比狂风IDS慢多少,但是为ADV配套发展的雷达系统的进度缓慢,实用化的狂风F2型战斗机到1984年才进行首飞,1985年交付服役,这个时间比狂风IDS要晚了5年的时间。
狂风ADV原型机,机腹半埋挂载4枚天空闪光空空导弹  狂风ADV的设计指标完全是按照英国空军担负北海防空拦截任务来确定的,类似这样采用攻击机和拦截机同机体发展的措施并不少见,其中美国海军的F-111B和苏联防空军的雅克-28P都是其中的典型。狂风ADV与“幻影”2000相比虽然看起来显得笨重,但是狂风ADV的综合战斗力已经明显超过当时欧洲国家作为主力的F-4“鬼怪”II,在机翼后掠角控制和超音速拦截性能指标上也与F-14A处于基本相当的标准,因此狂风ADV并不是在狂风IDS的基础上简单的改个雷达和换种武器的应付措施。虽然在设计狂风对空型的时候考虑到了将狂风ADV战斗机用来争夺战区的空中优势,但是基础设计的局限使狂风ADV基本不具备与同时期的专用空中优势战斗机对抗的能力。因为狂风ADV在基础条件上属于一种性能较好的防空拦截战斗机,这就使狂风ADV的性能无法满足重视格斗空中能力的德国和意大利的要求。英国通过狂风ADV的发展得到了一种符合实际需要的防空战斗机,而德国和意大利只能放弃在狂风的基础上发展空中优势战斗机的意图,继续使用性能较差的F-104和F-4F战斗机担负争夺制空权的任务,从这个角度上也可以说多用途战斗机(MRCA)项目并没有真正取得全面的成功。德国和意大利空军缺乏空中优势战斗机的这个情况直到新研制EF2000战斗机服役后才得到了解决,而为了满足英国空军的要求,即使是EF2000也在很大程度上强化了防空拦截作战的能力。
狂风ADV从严格意义上看是防空截击机,所以也就没有必要纠结该机是不是属于三代机了

万磁王 发表于 2013-8-18 13:27:17

狂风ADV的战术要求
  孤悬于欧洲西部的英国是北约军事集团的战略后方和连接美国和西欧的纽带,英吉利海峡是英国本土和欧洲大陆之间的天然屏障,不需要正面对抗华约军事集团的英国在空军装备上存在其特殊的要求。西欧盟军和美国航空兵顶在前面的英国皇家空军对空中优势战斗机的需求也并不迫切,但是从北海突袭的苏联超音速轰炸机则是英国战斗机所面对的最强的对手。狂风ADV的主要作战目标并不是当时苏联庞大却航程有限的战术航空兵,而是携带巡航导弹从北海向英国突击的图-22/22M、图-95和图-160轰炸机。苏联前线空军大规模装备具备低空突防能力的苏-24战斗轰炸机之后,狂风ADV也不可避免的将苏-24、米格-25这样的远程战术飞机作为拦截的目标。因为苏联在英国发展狂风ADV时并没有装备能够攻击欧洲纵深的战斗机,所以狂风ADV对于格斗空战方面的考虑要排在拦截之后,只通过采用机翼后掠角自动调节装置来有限改善狂风ADV的机动性能。
  苏联空军和苏联海军航空兵在冷战期间装备有数量相当多的中型轰炸机,这些中型轰炸机大都可以携带超音速的战术巡航导弹进行远程攻击作战,英国空军预计在战争中苏联轰炸机将采用大规模、多批次的密集攻击方式,采用大量巡航导弹对处于二线的英国本土进行密集的毁灭性打击,英国空军的防空战斗机必须有能力在一个起飞架次中应付大量的目标和进行多场空战,因此必须使狂风ADV可以有较大的航程和携带尽可能多的机载空空导弹。狂风ADV通过延长机身和在机翼下增加的外挂点,使飞机可以携带的空空导弹数量与美国的F-15战斗机相当,武器携带量较大的狂风ADV基本上能够满足一个架次攻击2~3个目标的要求。因为英国孤立在欧洲大陆之外,整个英国的本土都被海洋所包围,宽度最狭窄的英吉利海峡部分也受到盟国的保护,这就使攻击英国本土的苏联攻击机大都需要从海上发达进攻,狂风ADV战斗机的火控雷达系统具有很大的搜索和跟着范围,足以保证飞机有足够的反应时间。英国空军装备的狂风ADV主要用来执行远程拦截的防空作战任务,根据苏联装备的攻击机也具有很强的低空突防作战能力的特点,狂风ADV的机载火控雷达也具备对低空目标进行迎头下射的能力。海面上杂波干扰小的特点也使狂风ADV的雷达系统具有比攻击地面目标更好的下视攻击能力。狂风ADV在设计上对中、高空超音速突防和低空高速突防的目标都具有很强的攻击能力,狂风ADV防空战斗机在预警机和地面防空系统的控制下,可以形成一个纵深较大的防空区对英国本土构成有效的防空保护。
狂风ADV的猎狐手雷达  狂风ADV属于不需要过于靠近前线的拦截用防空战斗机,与狂风IDS在任务要求上存在有很大的区别,理论上狂风ADV可以在设施良好的后方机场上部署和使用,对短距离起降性能的要求不很明显。虽然狂风ADV的使用条件比狂风IDS要宽松的多,但是也必须要充分考虑到狂风ADV在机场被破坏后的持续作战能力。在战斗过程中想将对方的攻击机和导弹完全的拦截住是不现实的,作为防空作战主力的狂风ADV的实际作战效果直接关系到英国本土的安全,英国空军对机场可能被破坏的担心,使作为防空系统外层核心的狂风ADV战斗机也需要有足够好的短距离起飞和着陆能力,狂风IDS战斗轰炸机上所应用的反推力装置同样也被狂风ADV所采用,虽然加装反推力装置增加了飞机的结构重量,在一定程度上降低了飞机的飞行性能,但利用反推力装置所提高的起降能力仍然对狂风ADV的使用具有很强的实际意义。

万磁王 发表于 2013-8-18 13:28:11

狂风的发展和与同类型战斗轰炸机的技术对比
  狂风最初的设计的要求是获得一种典型的多用途战斗机(MRCA),但是主要用来进行对地(海)目标的攻击的狂风IDS战斗轰炸机并没有达到多用途战斗机的标准。英国皇家空军为了增强空军的防空拦截能力,利用狂风 IDS的基础设计独立投资研制的防空型狂风ADV战斗机,使狂风具有了与法国幻影2000类似的“一机多型”的设计特点。采用在标准平台上 “一机多型”的设计方法扩展了狂风系列飞机的应用范围,但是这样的设计手段与几乎同时开始的第三代战斗机的设计思想却完全不同。
  狂风为了满足多方面的战术要求,在设计上利用了多项当时最先进的航空技术,在整体设计上采用了技术完善的可变后掠机翼结构和可调节进气道、在动力系统上应用了先进的RB199高推重比三转子涡轮风扇发动机和反推力装置,机载设备应用了现代化的多余度数字式电传操纵系统和高精度的自主导航-攻击系统。较大的航程和有效载荷,配合上先进的机载设备和变后掠机翼的采用,使狂风IDS具有极好的低空高速突防作战的能力和对作战目标的打击能力。狂风IDS目前是欧洲国家现役装备中最主要的战斗轰炸机,而狂风ADV也是英国国土防空战斗机的绝对主力。狂风虽然拥有对空改型ADV的特点更加类似欧洲传统的“一机多型”设计方式,但是狂风系列作战飞机在规格和战斗力上与“幻影”和米格-23/27系列的差距较大,因此目前和狂风进行对比的仍然还是F-111和苏-24这两个型号的战斗轰炸机。
狂风 F-111 苏-24大小对比  F-111是美国通用动力公司研制的双座双发多用途战斗轰炸机,F-111也是世界上第一种实用型变后掠翼战斗机。上世纪60年代初期,美国空军按照预定的攻势作战要求,需要研制一种以执行对地攻击作战任务为主的超音速战斗机,用来作为F-105超音速战斗轰炸机的后续型,主要用于在全天候条件下执行战场遮断、纵深攻击和战术核攻击任务。F-111虽然在研制的时候被称为战斗轰炸机,但是从气动设计等技术层面上就可以清楚的看到,F-111实际上并不具备与战斗机进行空战的能力,即使是按照美国海军航空母舰舰队防空任务要求研制的F-111B,也只能被认为是一种体积庞大的,整体上与苏联的米格-25P类似的防空拦截战斗机。F-111在设计思想和技术上的要求在飞机性能上得到了明显的体现,F-111与其被称为代替F-105的战斗轰炸机,还不如被认为是代替B-57的超音速轰炸机。苏-24是前苏联苏霍伊设计局设计的双座双发变后掠翼战斗轰炸机,苏-24是苏联为加强前线航空兵的纵深对地攻击能力而研制的。苏-24与之前以雅克-28这类轻轰炸机和苏-7/17这类战斗机基础上的攻击改进型不同,苏-24是苏联第一种按照执行对地攻击任务的要求而专门设计的战斗轰炸机。苏-24的整体设计思想与美国F-111基本相同, 要求飞机具备低空高速突防能力和全天候对地攻击作战能力,可以携带大量对地攻击武器对敌方纵深的目标实施攻击和进行战场遮断,也可以携带小型核弹进行战术核攻击。苏-24的设计要求就是单纯的对地攻击,只有有限的对空自卫能力,苏-24与F-111一样不具备与对方战斗机进行空战的能力。
F-111只能挂载响尾蛇导弹自卫  苏-24和F-111都是按照苏联和美国以世界大战为基础的军事装备体系要求下,用来作为苏联和美国系统完善的空中力量的一个组成部分发展的,在当时的航空技术还无法保证面面俱到的情况下,苏-24和F-111在设计中都为了强化对地攻击能力而放弃了对空作战能力的要求。狂风战斗机同样面临着航空技术水平无法同时满足对空和对地功能的情况,但是英国、德国、意大利这些装备规模比较小的欧洲国家很难保持一个与美国和苏联相同的复杂、全面的空军装备体系,经济上不可能通过研制不同类型的飞机来满足不同的作战任务要求。狂风战斗机的发展开始就是按照同时满足对空和对地要求来设计的,当技术上无法实现一机多用的要求后,研制的飞行也迅速的转向了一机多型,通过将一个标准的机体设计进行必要的改进,设计出用以执行对空和对地作战任务的不同机型,这一设计方式使狂风无论是IDS型还是ADV型,比起苏-24和F-111要更加接近欧洲战斗机的传统设计思想。
事实证明空优战斗机的设计要求与对地攻击并不冲突,而反之就行不通了

万磁王 发表于 2013-8-18 13:29:15

规格和基本结构设计
  狂风在机体尺寸和结构重量方面明显的要小于F-111和苏-24,这是因为狂风的规格确定主要是受到价格和技术上的影响与限制。从价格上来看,因为飞机的尺寸和重量越大价格就越高,准备装备狂风飞机的英国、德国和意大利的经济实力都很难负担一种价格高昂的重型飞机的批量装备。从技术上来看,狂风系列飞机是专门为了适应欧洲国家需要所开发研制的机型,因为要在平台设计上同时满足执行对地和对空任务的要求,而参加研制的国家只有RB199这一种中等推力的发动机可以提供给狂风使用,发动机推力不足的问题使规格过大的飞机在执行对空作战任务时的机动性能要受到影响。因为经济和技术上所存在的问题,所以狂风IDS战斗轰炸机在机体规格的确定上,对不同的任务要求进行了一定程度的综合平衡,狂风IDS的设计标准又对狂风ADV的规格确定产生着直接的影响。狂风IDS虽然被普遍认为是与F-111和苏-24同样类型的飞机,但是却在飞机总体设计上表现出“一机多型”设计原则的特点,这些设计原则和性能平衡的结果在狂风飞机的结构设计中都有清楚的体现。
机身结构和材料
  狂风采用全金属半硬壳结构的机体设计要比JH-7复杂的多,狂风截面尺寸较大的机身具有很大的内部空间,在机身中段上方还有高强度的中央翼盒和转轴机构。为了提高对狂风电子系统的维护和保养能力,机头的雷达天线罩可以向侧面打开,雷达天线也可以折转,前机身侧面设计有大开口以便对航空电子设备进行检测。狂风的机身设置有大量的检查口盖,全机开口率较高,可以方便在设施简单的野战机场对飞机进行地面维护和保养。狂风采用上单翼的设计使机身的检察口盖大都处在维护人员可接触位置,在野战机场使用时不依靠专用保障设备就可以完成飞机维护和作战中的大部分准备工作。狂风IDS长度为16.72米的机身横向宽度较大,机身下表面形成一个简单的平面,机身下可以安装大规格的外挂武器和副油箱。狂风ADV为了在机身下安装串列布置的“天空闪光”空空导弹和增加飞机内部燃料携带量,将机身的长度增加到了 18.08米。狂风的机身中段设置有可边后掠机翼结构的高强度整体转轴,贯穿全机的转轴外侧直接与可动外翼段联接。机身后部上方设置有2块向上打开的大面积的单片减速板,减速板由复合材料制造。
狂风ADV结构图  机体结构上以铝合金为主,部分采用了合金钢,在高受力的中央翼盒和机翼转轴部位应用了高强度的钛合金,复合材料应用范围不大,主要用在机翼固定段的密封带和减速板上。狂风在结构材料设计和应用上,尤其是从复合材料的应用范围上看,与同时期法国的幻影2000有一定的差距,总体结构材料的比例上与苏-24和JH-7的基本型并无明显的差异。狂风战斗机的空机重量(具体数据为狂风IDS)为14091公斤,其中飞机结构重量为7273公斤,结构重量系数为0.00052。动力装置的重量为2727公斤,机载设备重量3182公斤,机载固定武器重量为264公斤,基本空机重量为13446公斤,其他625公斤的空机重量为氧气、滑油等消耗品和200公斤的航炮弹药。
狂风的钛合金机翼转轴  狂风在机身两侧安装有带有可调节斜板的矩形多波系进气道,进气道在飞行时可根据飞行条件的变化自动调节,能够适应狂风在不同速度和高度条件下飞行时的进气需要。进气道可动斜面部分的运动由电动液压装置驱动,可以根据大气数据计算机和飞行控制计算机的数据进行自动控制调节。每侧进气道都有两个辅助进气口,以保证起飞和着陆时发动机的供气需要。狂风进气道的基准面与机身的基准面平行,采用水平的进气道结构设计可以消除超音速下洗流的干扰,减弱进气道节流范围的涡度和失真。进气道内侧的上表面为可调节斜板结构,其中第一个斜面为固定角度结构,第二个斜面相对第一个斜面是可动的,第三个斜面与第二个斜面联动并且与进气道固定结构铰接连接,附面层气流通过第二和第三个斜面之间的开口从进气道表面的排气装置上排出。狂风采用的可调节进气道在亚音速大迎角飞行时可以使发动机有较好的工作环境,而在超音速时又可以保证发动机有较高的总压恢复系数和整机较好的加速性。
狂风右侧进气道内的可调斜板,唇口黑色区域就是除冰加热区左侧进气道内的辅助进气口,比右侧增加了一个导流板  欧洲冬季阴冷的气候非常容易使低空飞行的飞机出现结冰的问题,飞机在野战条件下停放时机身积冰对于作战飞机也是很大的问题,地面积冰要影响飞机的作战准备时间,而空中结冰严重的影响到了飞机的飞行安全。狂风IDS和狂风ADV因为都需要在欧洲阴冷潮湿的气候条件下进行部署和作战,这就使飞机的进气道必须具备有效的防/除冰系统。狂风的进气道采用了独立的电动防冰装置,防冰装置的加热区布置在进气道前缘和两侧靠前方的位置。通过电加热区域的工作,可以使进气道上的积冰脱落时的面积不大于150×25毫米,落冰的厚度不超过7毫米,除冰系统加热后脱落进入进气道的冰块体积可以被发动机所承受,发动机的性能也不会因此降低。狂风为适应北欧阴冷气候所设置的防冰系统循环工作周期为128秒,一个循环周期就可以将地面停放时积累在进气道上的冰体清除,保证狂风在极端恶劣气候条件下的快速出动准备要求。进气道除冰系统还可以连续15分钟抵抗空中最大结冰状态,保证狂风可以从结冰区安全脱离,这个装置对狂风系列飞机的作战准备和飞行安全都有着十分重要的作用。

万磁王 发表于 2013-8-18 13:30:18

翼面设计特点
  狂风系列飞机中,无论是用来执行对空还是对地作战任务的型号,都具有相同的飞行性能和完善的航空电子设备,能够满足短距离起落和亚、超音速飞行的要求。狂风在确定基础设计的70年代初期,要使飞机平台保证在200公里/小时到M2的整个速度范围内都具有良好的飞行性能,同时满足飞机的短距离起落、大航程、高空超音速和低空高速度突防的任务要求在气动结构上产生的矛盾,在技术上唯一可以满足要求的就是采用可变后掠机翼。
  狂风在翼面设计上采用了当时战斗轰炸机上流行的可变后掠角的上单翼,大面积的单垂尾和低置平尾。狂风IDS的变后掠翼角度变化范围是25度到68度,狂风IDS的机翼后掠角在飞行员的控制下可进行无级调节。狂风IDS的机翼可动部分控制机构不具备与F-14类似的与飞行控制系统综合后自动调节机翼后掠角的能力,而在英国发展的狂风防空型上则安装有自动机翼后掠控制(ASW)和与机翼角度控制综合的自动机动控制(AMDS)系统,可以通过飞行控制计算机自动控制机翼角度的变化,这一设计使狂风防空型在机动性上比狂风对地攻击型有了明显的提高。狂风的变后掠机翼系统在结构和技术标准上与F-14基本相当,比苏联发展的米格-23、苏-17和苏-24系列战术飞机上的变后掠翼系统要先进和完善的多。狂风的机翼固定段前缘有60度的后掠角(防空型提高到67度),活动翼面前缘安装有3段式前缘缝翼,在后缘安装有4段式双缝襟翼。因为变后掠翼的结构限制,在狂风飞机的机翼可动段上没有设置进行滚转控制的副翼系统,飞机的横滚操纵在小后掠角的时候依靠机翼上表面的扰流片来操纵,这个扰流片在飞机降落时还可以作为减速板使用,而在飞机大后掠角飞行时的滚转控制能力是依靠全动平尾差动控制得到。
后缘的双缝襟翼前缘的3段式前缘缝翼  低置平尾在飞机进行大迎角机动时处于较小的机翼下洗梯度流场之中,将可以提供较好的安定性和有效的消除机动过程中的上仰力矩。战斗轰炸机在作战中采用低空高速突防战术时,因为飞机在突防过程中需要频繁的进行剧烈机动以保证根据地形起伏环境来进行定高度地形跟随飞行。战斗轰炸机将平尾设计在机翼的后下方位置可以增加最大升力系数时的纵向安定性,并且可以有效的减轻或消除大过载时由机翼尾流冲击平尾产生的抖振。狂风安装位置较低的全动平尾系统可以完成飞机俯仰操纵和机翼大后掠角时的滚转操纵,水平位置低于主翼的全动平尾可以保证在飞机带迎角的飞行姿态时,平尾控制面不会进入机翼强下洗气流范围之中,可以提高狂风在飞机姿态迅速变化时的控制效率和安定性,有利于狂风这轰炸机在超低空突防时的飞行稳定性和飞行安全,更加适应低空突防的性能要求。狂风飞机上安装的大面积垂尾使飞机在执行高速拦截或在大负荷低空突防任务中,都具有很好的方向安定性,在垂尾上方还安装有电子对抗系统的非金属天线罩。
狂风的垂尾和平尾面积都较大以保证足够的飞行稳定性
页: [1] 2 3
查看完整版本: 狂风战斗机的技术和发展