万磁王 发表于 2013-8-18 13:31:16

机载武器和外挂载荷的设置
  狂风IDS的机载固定武器为装两门备弹量各180发的27毫米航炮,全机7个外挂点(机身下3个,每边机翼下各2个)可以挂载最大7500千克的载荷。狂风IDS 和ADV设置在机翼外翼可动翼段下的外挂点为活动挂点,外挂架可以根据机翼后掠角的变化自动调整角度,使外挂载荷始终保持在顺气流方向以保证飞机气动性能的要求。狂风IDS的外挂装置和外挂管理系统符合北约的标准,因此可以挂载几乎全部符合北约标准的战术机载武器。狂风IDS的外挂对空自卫武器为响尾蛇空空导弹(以及欧洲新发展的近距格斗导弹),各种空-地、空-海导弹和反辐射导弹,还能够挂载2000磅以下口径的常规和制导炸弹。狂风ADV的机载固定武器只有机身右下侧的1门27毫米航炮,延长的机身下可以采用半埋方式外挂4枚空空导弹,机身下并排串列挂载的空空导弹的方法与F-4“鬼怪”II类似,在机翼下挂点上还可以挂载自卫用红外格斗弹,经过现代化改进后能够挂载AIM-120和ASRAAM先进格斗空空导弹。狂风IDS的机身和机翼挂点可以挂载副油箱(机身油箱1500升、机翼油箱2200升),狂风ADV因为机身外挂点调整后无法挂载副油箱,但是机翼下的4个挂点都可以挂载大容量的副油箱。电子战改进型狂风ECR保持了狂风IDS的外挂载荷和对地攻击能力,通过改进电子系统和加强电子侦察与干扰吊舱的携带能力,更有利于机载HARM、ALARM反辐射导弹对地面雷达系统的攻击,有效提高了狂风ECR独立执行反雷达作战和伴随支援方面的作战能力。
挂载两枚ALARM反辐射导弹和12枚硫磺石导弹的狂风GR4,狂风平坦的机腹可挂载大型对地武器,弥补的机翼挂架的数量不足  狂风IDS虽然在机身尺寸和最大起飞重量上比起苏-24要小的多,但是因为结构重量轻、发动机性能出色和外挂点设置合理,因此狂风IDS在外挂物的重量与类型上甚至略优于苏-24,在机载武器的通用性和灵活性方面也要超过体积和重量更大的苏-24。作为战斗轰炸机使用的狂风IDS在综合战斗力方面处于冷战期间同类装备的先进水平。狂风ADV在外挂点设置方面充分考虑到了超音速拦截作战的要求,半埋的导弹挂载方式使飞机在高速飞行时的阻力较小,能够挂载足够的导弹武器来支持对多个目标作战的要求,能够满足战争中对远距离阻击和消灭苏联超音速轰炸机的作战任务要求。
狂风的翼下挂架都是可以旋转的生存性
  狂风在设计中需要利用低空高速突防的手段执行对地攻击任务,因此在结构设计上对飞机生存性进行了特殊的考虑。狂风的机翼和机身内部的油箱都采用了自封闭的防爆设计,飞机上的各活动控制面都采用液压控制,在飞机控制系统的液压管路上采用了间断阀,在液压管路出现泄露时可以切段故障管路,飞机上的2台液压系统由2台由发动机分别驱动,并且可以在必要时用1台发动机同时驱动2套系统。机上安装的2台发电机互为备份,单台发电机就可以满足全机电力供应。多余度的破损安全设计使狂风的可靠性和战场生存能力都较好。
飞行控制系统
  狂风在采用地形回避技术进行持续低空高速突防时,飞机的飞行姿态变化十分剧烈,而依靠飞行员的人工控制根本无法满足飞机安全飞行的要求,这就必须要使飞机具备一个在计算机控制下的先进飞行控制系统。只有将飞行控制系统与机载导航系统和相关传感器交联,通过构成一个全自动化的飞行控制和低空突防系统,才有可能保证狂风战斗轰炸机在执行低空高速突防作战任务时的飞行安全性要求。狂风战斗机采用了先进的四余度电传操纵和与之综合的自动飞行控制系统,这套电传操纵系统具有三余度的控制增稳能力(CSAS)。采用电传操纵系统的狂风具有很高的操纵精度,尤其是当飞机在60米高度进行低空高速突防作战时,高精度的操纵系统与地形跟踪系统配合是综合飞行安全性和突防可靠性的保障。
狂风的飞控系统保证了低空飞行时的安全性

万磁王 发表于 2013-8-18 13:32:18

雷达火控系统
  采用一机多型设计思想的狂风按照任务要求采用不同的雷达火控系统,这是因为欧洲国家在设计狂风的时候没有具备可靠地形跟随功能的机载雷达系统,因此狂风IDS通过从美国引进雷达系统来满足战斗轰炸机的雷达要求。上世纪80年代初期的机载多功能火控雷达的性能远不够完善,就是当时的美国号称多功能的AN/APG-65/68/70也算不上真正的多功能,美国空军采用多功能雷达的F-16C/F-15E和海军的F/A-18在执行对地攻击任务时,都需要外挂导航吊舱来弥补机载雷达地形跟踪能力不足的缺陷。欧洲国家当时所能够获得的雷达系统在技术性能上远不如美国,所以不可能将狂风IDS的低空地形跟随与狂风ADV中距拦射功能集中到一套系统中,因此狂风IDS和狂风ADV采用了完全不同的两套雷达系统来满足各自的作战要求。
狂风IDS的雷达火控和地形跟踪系统
  狂风IDS的雷达系统是由多用途前视跟踪雷达和地形跟踪雷达组成,雷达系统的组成与美国F-111和苏-24的雷达系统结构基本相同。狂风IDS装备的Tornado多用途前视地形测绘雷达系统应用了椭圆形雷达天线面,多用途前视地形测绘雷达在作战中进行测绘、识别和瞄准地面(空中)目标,同时为机载武器提供目标的距离和角度信息。地形测绘雷达的主要作用方式有:搜索和跟踪空中目标并进行测距和角跟踪,地形测绘(宽/窄、快/慢扫描,波束锐化和分解),地面目标的搜索和测距,更新导航数据,地面目标锁定,等高面测绘(作为地形跟踪雷达和后备系统),寻地干扰和信标功能。前视地形测绘雷达系统采用了宽带行波管发射机和平面天线阵,雷达系统依靠脉冲压缩和频率捷变技术来对抗电子干扰。
狂风IDS的搜索雷达与地形跟踪雷达(下)  狂风IDS的地形测绘雷达的综合性能与美国F-111战斗轰炸机基本相当,对地面目标有比较好的搜索和跟踪能力,在机载导航系统协作下可以对地面固定和活动目标有很高的探测精度。对于计划攻击的目标,狂风IDS可以采用低空高速直线通过的方式投掷低阻减速炸弹或进行上仰投弹,对于防空火力不强的目标也可以进行俯冲投弹攻击。对于战场上的活动目标可以使用火箭和炸弹以连续计算弹着点的方式进行攻击。狂风IDS的地形测绘雷达基本上可以满足执行对地攻击作战任务的要求,并且对空中目标也具备基本的测距能力以支持自卫空战的需要,但是因为雷达系统的性能限制使狂风IDS的对空作战能力有限,所以狂风IDS在作战中需要得到战斗机和电子干扰机进行护航和掩护。地形跟踪雷达采用了圆形的平面阵列天线,雷达天线的位置在多功能前视地形测绘雷达的下方。地形跟踪雷达在水平飞行时采用2巴扫描(2-bar scan),方位覆盖范围为8度,俯仰角度为+10度到-20度,当飞机进行小转弯速率机动动作时,扫描波束呈线性逐渐增大。当狂风IDS进行大转弯速率机动飞行时雷达波束实行8字形扫描,雷达方位覆盖范围增加到15度,并且可以根据飞机转弯速率的变化来改变波束进行最大7度的扫描方位调整。因为雷达系统的扫描可以根据飞机的转弯速率进行调整,所以雷达系统在整个地形跟踪的过程中都可以保证飞机进行安全可靠的机动飞行。
狂风GR.4的前后座布局  地形跟踪系统的任务计算机通过地形跟踪雷达的扫描结果,在飞机飞行前方虚拟一个类似于滑雪板形状的理论包线,包线的形状和角度由飞机的飞行速度、离地间隙和选择的乘座品质决定,计算机通过比较地形跟踪雷达的回波和理论包线自动产生飞机的俯仰操纵信号,操纵信号自动输入自动驾驶仪和电传操纵系统。地形跟踪系统的飞行控制虽然是全自动的,但是修正信号同时也显示在飞机的平显系统上让飞行员对地形跟踪系统进行监控。地形跟踪雷达和机载计算机系统可以根据地形条件,将飞机的突防高度设定在距离地面61米到457米之间,飞机在进行地形跟踪突防时的最大飞行速度可以达到M1.2。狂风IDS的飞行员在地形跟踪突防时可以选择不同的操纵品质,采用“硬乘座”品质的地形跟踪性能最好,但是“硬乘座”品质产生的-0.95的垂直加速度要牺牲飞行员的乘座舒适性,而采用产生-0. 5垂直加速度的“软乘座”品质的地形跟踪突防效果相对要差,但是飞行员体力消耗较小。狂风IDS的飞行员在低空高速突防过程中可以灵活的选择不同的操纵品质,采用“软乘座”提高飞行员在执行纵深突防任务时的持续飞行能力,而在接近目标时采用“硬乘座”操纵品质来提高狂风IDS的突防成功率。
  狂风相比战斗机高的多的翼载荷对飞机的机动性能造成了一定的影响,但是高翼载荷的特点却使狂风对气流干扰的敏感度降低。德国空军根据实际飞行的经验认为狂风IDS低空高速飞行时抗气流干扰的能力与F-111相当,明显超过执行对地攻击任务的F-4E“鬼怪”II和F-15E。狂风的低空稳定性在执行低空突防飞行的录象资料中表现的非常明显,挂弹的狂风IDS在欧洲低矮的丘陵山谷中穿行,在河道上空飞行的狂风IDS有时候的飞行高度还没有超过两旁针叶林的树冠。狂风IDS的地形跟踪雷达的低空飞行时的表现非常出色,早期原型机试验中试飞员多次报告飞机在低空高速飞行时突然拉起,检查飞行记录时发现这都是因为航线上突然出现的障碍,地形跟踪雷达和机载设备在飞行员目视发现之前就采取了规避措施,而飞行员很多时候直到飞机恢复突防高度后也无法判断问题的原因。
F-15E由于翼面积太大,低空飞行的稳定性不如F-111和狂风这类的专用攻击机  狂风优异的低空突防能力和大航程综合后的整体作战效果非常出色,狂风IDS在挂弹后有足够的燃料保持持续低空高速突防飞行,对于冷战后期欧洲空中战场上“拉高既死”的作战环境来说,长时间低空高速突防能力是狂风平衡任务与生存之间的有效手段。参加海湾战争的狂风低空突防损失超过中空作战飞机的特点,主要是因为联军强大的电子作战体系破坏了伊拉克的导弹防空系统,只有高射炮和低空导弹能够有效工作的防空系统只能对付低空目标。狂风在伊拉克所受到的威胁与欧洲面对华约时的情况完全不同,伊拉克战场上绝对的电磁优势在对抗苏联军队时是难以实现的,而欧洲丘陵和平原地形也和伊拉克的沙漠地区有着根本性的区别。狂风在对地攻击中可以利用突防能力的优势削弱华约地面力量,欧洲预期中的大战中没有人会关心飞机在战争中的消耗,保证战争的整体胜利是比单纯的装备损失更重要的因素。狂风IDS的地形跟踪系统师飞机具备了安全完善的低空突防能力,较大的翼载荷也使地面突风和乱流对飞行状态的影响不大,电子系统和飞机结构设计的综合使狂风的低空突防能力处于世界领先的水平。我国发展的JH-7战斗轰炸机虽然也强调具备低空突防作战能力,但是在机载电子系统和机体结构设计上与狂风都存在有比较大的差距,在执行低空突防作战任务时的综合性能仍然无法与狂风IDS相比较。

万磁王 发表于 2013-8-18 13:33:23

狂风ADV的AI-24多功能火控雷达
  狂风ADV是英国皇家空军用来担负远程防空任务的超音速拦截战斗机,因为狂风ADV的作战任务对机载雷达的要求上与IDS存在明显区别,当时的欧洲国家也不具备发展多功能火控雷达的条件,所以英国为狂风ADV的需要研制的AI-24机载火控雷达。AI-24雷达系统的原理样机在1979年开始进行空中试验,装备狂风ADV的生产型在1984年开始交付英国皇家空军。AI-24 (FoxHunter)是采用脉冲多普勒体制的多功能机载截击雷达,具备在远距离上同时对多个空中目标进行搜索和跟踪的能力,狂风ADV执行全天候拦截任务时采用“天空闪光”半主动雷达制导导弹与AI-24配合使用。
AI-24雷达仍采用卡塞格伦天线  AI-24雷达系统采用的是相对沉重和技术略显落后的卡塞格伦天线,卡塞格伦天线由前方双曲面反射体和抛物面后反射体组成,但是脉冲多普勒体制的雷达系统具备较好的下视搜索和跟踪能力,在采用雷达导引空空导弹时具备连续攻击多个目标的能力。AI-24雷达系统采用的倒置卡塞格伦天线的直径为80厘米,对5平方米反射面积的空中目标有185千米的最大探测距离(目标发现概率80%)。AI-24雷达可以对抗常规阻塞式和瞄准式电子干扰手段的影响,在遭受电子干扰的情况下还可以根据干扰情况确定干扰源位置,在全天候拦截过程中可以抵抗苏联轰炸机机载常规电子对抗系统的影响。AI-24雷达系统可以满足中距离拦射导弹顺序攻击多个目标攻击的要求,在近距离格斗空战中能够与可离轴的格斗弹配合使用,并且能够配合平视显示系统为航炮攻击空中目标提供瞄准信息。狂风ADV采用AI-24雷达对大型轰炸机的探测距离可以超过150千米,但是对半主动雷达制导空空导弹的制导距离只有不足30千米,因此狂风ADV即使拦截轰炸机也难以实现真正的远程打击,这个问题直到狂风ADV装备AIM-120主动雷达制导导弹后才被改变。AI-24雷达天线的体积和尺寸规格远比IDS上的对地雷达天线大,因此装备AI-24的狂风ADV拥有一个明显比IDS尖细的雷达天线罩,这也是远距离上分辨狂风IDS和ADV的最明显特征。
狂风F.3的前后座布局

万磁王 发表于 2013-8-18 13:34:41

航空动力系统
  RB199是由英国、联邦德国和意大利合作研制的高推重比加力式涡轮风扇发动机,作为狂风战斗轰炸机配套动力系统的RB199在1969年开始设计, RB199的原型发动机1974年装在狂风原型机上进行飞行验证,实用型RB199到1980年开始随狂风飞机的交付开始服役。RB199涡扇发动机主要装备了狂风IDS/ADV等系列改进型,RB199 MK103装备狂风IDS/GR. MK1,推力增强的RB199 MK104装备狂风ADV/F MK1/MK3,RB100 MK105计划装备狂风ECR电子支援飞机。RB199取消喷口反推例装置后的RB199 MK104D还作为EAP和EFA使用的EJ200完成前的过渡动力装置。
RB199发动机模型  狂风在短距起飞时需要发动机满足短时间内快速达到最大加力推力,执行低空高速突防和巡航时需要持续稳定的军用推力,在规避防空火力和飞机进行大载荷机动时要保持较大的剩余推力。RB199为了满足狂风执行不同作战任务时对发动机所提出的要求,采用三转子结构的RB199对于操作变化的响应速度快,并且采用了高增压比、高推重比、高涡轮前温度的“三高”措施,综合各种先进技术后的RB199发动机推重比可以达到7.93的高指标。RB199属于比较少见的无进口导流叶片的三轴加力式涡扇发动机,但是因为狂风在发动机与进气道是设计上进行了细致的考虑和充分的试验,因此RB199的进-发匹配工作经实际使用证明是成功的。RB199发动机在狂风飞机上不但能够经受低空持续飞行的气流干扰,而且发动机的油门可以在电子控制系统的辅助下进行自由调节。
反推动作机构特写  狂风ADV需要比IDS有更大的发动机推力来满足超音速拦截的要求,而且在改进设计中狂风ADV增长的机体也有足够的空间容纳更大体积的发动机,为狂风ADV改进设计的RB199MK-104 在保持MK103基本设计的基础上,将加力燃烧施加长14英寸以提高发动机加力推力和降低耗油率。RB199作为欧洲上世纪80年代初期综合技术性较出色的型号,不但广泛应用在狂风的各改进型的装备中,而且在欧洲战斗机的研制过程中还用来作为EAP验证机的动力系统,中国研制超7战斗机的时候也曾经考虑过用RB199作为发动机的备选方案。RB199的设计和生产是联合开发高性能军用喷气发动机的成功例证,正是RB199在技术和市场上取得的成绩证明了联合研制发动机方法的成功,为EF2000开发的EJ200也采用了与RB199类似的组织机构和研制方法。

RB199最大推力起飞耗油率推重比空气流量涵道比增压比涡轮前温度最大直径(M)长度(M)
            
             重量(KG)
MK10371100.6627.93             73.1
            1.0823.513270.7193.25915
MK10472490.6627.621.080.7193.6976
MK10574700.6637.780.970.7523.3980
图注:RB199服役型号基本数据表格(数据来源《世界航空发动机手册》)反推力装置
  冷战期间欧洲地区高密度的远程打击力量使战区范围内任何机场都没有真正安全可言,即使是再好的伪装手段和再坚固的堡垒也无法隐蔽目标明显的机场跑道,既然事实已经证明垂直起降战斗机在性能上无法满足要求,那么保证战术飞机具备可靠的短距离起降能力则是冷战对抗双方共同的观点。
  战术飞机在战争期间可以尽可能利用完好跑道或者简易道面完成起飞,但是在着陆的时候往往面前出现的会是布满跑道的弹坑,因此飞机在着陆阶段所遇到的场地问题要比起飞阶段更加严峻,战术飞机短距离着陆的要求在战争期间也要比短距离起飞更加重要。狂风IDS战斗轰炸机在设计上非常重视作战条件下的短距离起降能力,可变后掠翼机翼是当时是兼顾飞行速度和起飞距离的基本措施,而沉重的狂风在短跑道的着陆要求单纯依靠变后掠翼的作用是不够的。发动机反推力装置是狂风设计中为战术灵活性和战场生存所选择的重要特征,设计要求是狂风在着陆时的滑跑距离不能超过无外挂起飞的距离,因此狂风利用了当时在民用飞机上广泛采用的蚌壳式反推装置。
开反推降落的狂风IDS  发动机推力不平衡会产生危机飞机着陆安全性的推力差异,因此狂风采用双发动机的设计特点对反推力装置的可靠性有很高的要求,电子控制系统可以随时监控反推力装置的工作情况,双发反推力装置的者流板打开速度和角度出现不同步则可以在0.5秒内迅速收回。采用反推力装置使狂风在着陆滑跑距离上大幅度缩短到600米以内,甚至比体积远小于它并同样有较好着陆能力的“美洲虎”还要好,这样好的着陆性能作为远程重型战术攻击机来说是极其有利的,反推力装置在战场生产能力上的收获远大于在重量和成本上的付出。

万磁王 发表于 2013-8-18 13:35:48

狂风IDS的基本性能和作战使用
  狂风IDS战斗轰炸机上所安装的先进的电子系统是狂风强大战斗力的根本保证,也是价格最为昂贵的部分,仅仅电子系统的价格就超过了狂风飞机总成本价格的30%。狂风IDS型的导航-攻击系统主要由前视雷达、多普勒雷达和惯性导航系统组成,先进的电子设备保证狂风IDS具有很强的纵深突防和战场遮断打击能力。狂风IDS战斗轰炸机在机翼和机身下有7个外挂点,其中每侧机翼内侧和机身下的3个挂点都可以使用复合挂架,挂架数量虽然不多却有比较灵活外挂方式。
狂风IDS在翼尖挂载的天空之影电子对抗吊舱狂风IDS在翼尖挂载的BOZ 107干扰弹投放吊舱德国狂风挂载过ALQ-184电子对抗吊舱。吊舱可根据作战需求进行灵活选择

万磁王 发表于 2013-8-18 13:36:40

  先进的电子作战系统和较大的有效载荷是狂风IDS强大威力的保证,狂风IDS担负的纵深对地攻击任务要求飞机具有较好的低空飞行和抗突风干扰能力,较大的航程和良好的起降性能,并且具有完善的全天候作战能力。狂风IDS依靠机上固定安装的设备就可以满足在起伏高差不大的地形上空,进行距离地面高度60米的持续超低空高速度突防,能够利用超低空高速度突防来穿透前线防空火力网的阻碍,躲避大多数敌方的搜索雷达和防空火力系统,对战场纵深和敌方后方的机场、仓库、和交通枢纽等目标进行攻击,并且可以对敌人前线的装甲机械化部队和海上目标进行攻击。狂风IDS的机场适应能力很好,作战条件下可以部署在长度只有900米的硬质跑道上使用(野战机场适应性还是不如前苏联战术飞机),轻载的狂风IDS可以用280公里/小时的速度在500米内滑跑起飞,利用机翼上的扰流片和机身减速板与发动机的反推力系统共同使用,也可以将着陆滑跑距离控制在400米之内。狂风IDS采用的低压轮胎还能够在使用钢板简易跑道的前线野战机场使用。狂风IDS为提高机场适应性所采取的措施减少了飞机对大型机场设施的依赖,提高了狂风IDS作战部署的灵活性和战场的生存能力。
狂风IDS的武器挂架主要集中在机腹,翼下主挂架通常用于挂载副油箱  可变后掠角度机翼的设计赋予了狂风各型号极佳的多任务能力,当狂风IDS机翼全展开时有很大的航程和续航时间,当机翼采用最大后掠角时可以迅速加速到超音速,沉重的狂风在机翼大后掠角时还可以进一步增加飞机的翼载荷,提高了狂风在低空突防中抗突风干扰的能力,保证了飞机在低空高速突防时有很高的安定性和操纵稳定性。狂风IDS使用RB199涡轮风扇发动机的军用推力很大,狂风IDS在不使用发动机加力的情况下就可以在低空以高亚音速进行远距离飞行。狂风IDS为了满足低空高速度飞行所要求的抗突风干扰的能力,面积仅有30平方米的机翼使飞机的翼载荷较高。RB.199发动机的推重比虽然很高,但是由于单台发动机推力小,所以狂风IDS的整机推重比在标准战斗重量时只有0.76。这些问题使狂风IDS虽然采用了可变后掠翼设计和自动增稳的飞行控制系统,但是飞机的机动性能与第三代战斗机相比仍然具有相当大的差距,即使是应用了自动机翼后掠(ASW)和自动机动控制(AMDS)系统,专门用来防空的狂风ADV型虽然具有较强的拦截作战能力,但是格斗空战性能与先进的制空战斗机相比也有一定的差距。
  狂风IDS在预期的战场上主要用来对战场全纵深的各种目标进行打击,目标类型涵盖了从前线的装甲机械化集群到后方的机场和指挥等各种目标,这就使狂风需要直接面对对方空中拦截和地面防空火力的威胁。防空武器系统的发展在狂风在设计的时候已经使战斗轰炸机对地攻击的作战环境出现了很大的变化。从越南战争和第四次中东战争开始,由高空远程防空导弹、中空防空导弹、低空近程防空导弹、单兵机动便携防空导弹和各种口径的高射炮组成了密集的地面防空火力网,机动作战的机械化部队也装备了多层次的伴随防空火力系统。战斗轰炸机在战场防空系统越来越完善,空防力量越来越强大的情况下,为了突破对方密集的全空域防空火力网就必须在战术上有所改进,能否获得作战的隐蔽性和突然性成为了决定飞机战斗力的关键。西方在上世纪60年代中期所进行的研究证明,战斗轰炸机要突破多层次的密集防空火力系统,提高攻击机的突防成功率和作战突然性,最好的办法就是根据地形条件,在60到600米的低空进行高速度突防。在低空突防可以利用雷达盲区的限制,让作战飞机在雷达低角度盲区飞行以躲避大多数雷达系统的搜索;另外一方面还可以利用地形的掩护和遮蔽效果,降低目视和光学探测系统的作用距离。在防空火力系统中进行突防作战不但要在最大程度上保持飞机的隐蔽性,而且要提高飞机一次攻击的成功率,采用先进的火控系统是低空高速突防得意实用化的基础。
得益于先进的飞控系统、地形跟踪雷达、很高的翼载,狂风实现了战术意义重大的超低空贴地飞行  飞机操纵人员在低空突防时的负担很重,不但要驾驶飞机,而且还要同时完成对导航系统和武器系统的控制,在进行目标搜索和攻击的同时还必须随时监控对方作战飞机的威胁,单个的驾驶员无法在突防飞行的同时完成这么复杂的任务,为此在狂风IDS上设置了2名乘员进行配合。低空作战的战术要求对飞机的结构和机载设备提出了很高的技术要求,战斗轰炸机要想有效的完成低空突防作战,就必须装备精密的飞行控制系统和先进的火力-导航综合系统。超低空突防时飞机的飞行速度快、高度低,受气流干扰大,细微的操纵失误都会造成灾难性的损失,能够使飞机保持持续的低空高速度安全飞行是进行低空突防的前提,狂风采用了具有地形跟踪能力的雷达系统和高精度的高度控制系统,与计算机控制的多余度电传操纵系统共同组成了比较完善的低空飞行控制系统,使狂风低空飞行的安全得到了保障,提高了低空突防的安全性。战斗轰炸机作战的最终目的的消灭敌人的目标,而低空攻击使驾驶员和机上设备的搜索和确定目标的时间都十分有限,为了提高低空导航和武器投放的精度,这就必然要求飞机上具有一个精确的导航系统来使飞机具有高的一次攻击成功率来保证生存能力。战术上的要求使战斗轰炸机的导航系统必须简单、自动和精确,可以提供用于对目标直接打击的目标精度。飞行控制和导航系统的性能是战斗轰炸机作战性能的核心,狂风的飞行控制和导航系统采用了当时是最为先进的技术,达到了很高的应用水平。狂风采用以惯性导航为核心的导航系统可以达到1.83公里/小时的导航精度,武器投放误差达到5毫弧度以内,标准的低空攻击演习中自由落体炸弹的攻击精度达到目标中心20米内的命中概率达到50%。
  为了提高狂风IDS对地(海)目标的打击威力,各使用国给狂风IDS装备了比较完善的先进对地攻击武器系统,狂风使用的对地攻击武器主要是空面导弹、自由落体炸弹、子母弹和各种型号电视/激光制导炸弹,狂风对于不同类型的目标都有合适武器进行打击。狂风设计时面对的最大对手就是华约集团的装甲机械化部队、机场与火力支援部队。华约集团的地面部队在上世纪80年代初期已经实现了全机械化,并且在重装备规模上对北约集团的地面部队具有几倍的优势,北约必须依靠空中力量的优势来尽量削弱华约集团第二梯队的作战实力(对第一线机械化部队的攻击主要依靠A-10和“美洲虎”等地面攻击机)。狂风IDS在执行这个任务的时候主要使用内部带有147枚双用途子弹药的277公斤BL755或者259公斤的HADES子母弹进行大范围的面攻击,狂风单机1个架次的攻击范围就可以覆盖一个展开的坦克连或者机械化连,大范围的攻击能力很强。对华约集团规模庞大的以火炮和战术导弹(火箭)为主体的火力支援系统与兵力集结地等点目标,狂风战斗轰炸机可以使用227、340和454公斤的高爆、低阻航弹和航空火箭进行攻击。
挂载12枚454千克炸弹的狂风

万磁王 发表于 2013-8-18 13:37:37

  在上世纪80年代欧洲前线的空中力量对比中,华约集团在战术飞机的数量上对北约集团有着2倍以上的优势,对机场进行攻击是处于兵力劣势的北约空军削弱华约集团战术飞机数量优势的主要方法,具备较强纵深突防能力的狂风IDS是执行这一任务的主要力量。狂风IDS在对机场进行攻击的时候,通常使用专门研制JB233反跑道子弹药布撒器,每个JB233反跑道子弹药布撒器重量为2500公斤,内部携带两种弹药,一种是在弹箱后部的30枚SG357反跑道子炸弹,另外一种是215枚带有延时引信的HB876小型杀伤地雷,每架执行反跑道任务的狂风在机身下部携带2具JB233反跑道子弹药布撒器,可以在跑道上一次投下60枚反跑道炸弹和430枚地雷,不但可以在跑道上形成密集的弹坑,彻底破坏跑道的道面,还可以用大量的地雷来干扰对跑道的修复工作。德国空军的狂风IDS还可以使用多用途的MW-1子母弹箱,MW-1子母弹箱空重1200公斤,弹舱内部有224个弹筒,满载的MW-1弹箱的重量可以达到4700公斤。在MW-1子母弹箱内部的弹筒内可以分别使用KB44双用途子弹药、MIFF反坦克地雷、MOSPA、MUSA杀伤地雷、STABO反跑道炸弹和具备打击坚硬掩体能力的ASW反掩体破坏弹,通过燃气控制子弹药弹射器可以使子弹药散布范围控制在最大2500米×500米,最小200米×50米之间。如果MW-1全部装载KB44双用途子弹药时最多可以装载4704枚,能够对弹药密集散布范围内的暴露装甲目标和软目标造成密集的杀伤区。但是WM-1存在和JB233一样的问题,就是只有在低空使用时的效果才比较好,这个缺陷在海湾战争中给狂风带来了较大的损失。通过对狂风IDS的简单技术分析和机载作战系统的了解可以看出,狂风IDS最主要的任务定位就是在欧洲前线进行全纵深的对地攻击,机载设备和武器系统性能先进,针对性强,同时具有很好的可部署性能和机动打击能力。狂风IDS的设计处于机载攻击武器从常规弹药向精确打击弹药转变的过渡阶段,虽然具备精确制导武器的使用能力却并没有以精确制导武器为主的观念。狂风IDS采用的突防手段仍然是利用地形跟踪进行长距离低空高速突防,机载对地(坦克、机场等面积目标)攻击武器以常规炸弹为主。
JB233布撒器与子弹药MW-1子母弹箱发射瞬间  狂风IDS的对空武器是以航空炮和AIM-9近距离格斗导弹为主,可以认为狂风IDS在对空作战能力仅仅是具备有限的自卫能力,虽然在理论上狂风IDS具备使用中距离半主动雷达制导空空导弹的能力,但目前看来并没有狂风IDS实际具备了这方面的作战能力。狂风IDS虽然在整体设计上就是按照战斗轰炸机的标准完成的,但是应用了电传飞行控制系统和变后掠机翼后的狂风IDS也具备较好的机动性能,坚固又能够承受剧烈机动的狂风IDS在低空机动格斗中是非常难缠的目标,不但在与F-4“鬼怪”II的对抗演练中占据了明显的优势,而且在与美国空军F-15的对抗中也屡次让对手无功而返。
  狂风IDS的可变后掠角度机翼结构虽然没有采用根据飞行状态自动控制机翼后掠角度的设备,不过使用带自动增稳的电传操纵系统的狂风IDS的机翼后掠角度的变化范围不受限制,飞行员在机动飞行过程中调整机翼后掠角度的时候只需要对攻角进行很小的调整,飞机在改变机翼后掠角的时候仍然保持姿态稳定和可控机动的状态,这就使狂风IDS在一个熟练飞行员驾驶下会成为一个危险的对手。狂风IDS的机动性可以通过1980年由狂风IDS原型机在英国范保罗航空展上进行的飞行表演看出,当时驾驶狂风IDS的是英国航宇公司的首席试飞机组,狂风IDS在飞行过程中展现出了极强的机动性能,在狂风IDS进行的一个垂直筋斗接盘旋的动作时,飞机以机翼66度后掠角加速拉起,在拉起过程中进行了一个180度的滚转后以机翼25度后掠角进行减速爬高到筋斗的顶点之后又以机翼45度后掠角完成俯冲,完成筋斗动作后又采用机翼66度后掠角进行3G的小半径上升盘旋之后紧接着进行机翼25度后掠角的减速盘旋。整个飞行表演动作迅速流畅,飞机机翼后掠角度在机动过程中进行了5次变化,狂风IDS飞行在机动飞行过程中改变机翼后掠角度的飞行状态稳定,在加、减速和盘旋时的飞行状态都处于良好的控制状态之中。通过这一系列飞行动作的过程可以看出,一个受过良好训练的飞行员完全可以通过改变机翼后掠角度来使狂风IDS具备极高的运动性能,在综合机动性上远远的超过了同样采用可变后掠机翼设计的米格-23。携带自卫空空导弹的狂风IDS在作战时有很强的生存能力,完全有能力和对方战斗机进行周旋,即使是现代化的高性能战斗机在近距离格斗中对付狂风IDS也并不容易。

万磁王 发表于 2013-8-18 13:38:24

狂风ADV的防空拦截作战条件
  狂风ADV虽然在设计中采用了与大气计算机和电传操作系统交联的机翼后掠角自动调节系统,但是狂风ADV作为防空拦截机并不是非常重视机动格斗能力,而狂风ADV和IDS在气动和结构上的相同之处也对飞机的空战性能造成了一定的影响。英国本土上的海、空军基地是北约的大后方和机动力量的部署地,苏联空军在得到苏-27之前并没有作战半径可以覆盖英国本土的远程战斗机,因此狂风ADV在西欧和北海执行拦截任务时基本不需要考虑苏联战斗机的威胁,英国空军对于狂风ADV的要求是能够(即使是机场被破坏后剩余的短跑道)全天候起飞执行防空任务,具备较高的可靠性和足够好的超音速性能以前推防空范围。狂风ADV在防空拦截时可以挂载4枚中距空空导弹和2枚格斗导弹,还可以利用空中加油来延长本身已经非常可观的作战半径和留空时间,有足够的航程在英国外层防空作战区域长时间执行巡逻和拦截任务。
狂风ADV拦截图-95  狂风ADV的航程和飞行速度非常适合拦截苏联远程轰炸机的任务要求,狂风ADV以超音速呼啸而至并将苏联轰炸机击落在发射导弹之前。狂风ADV和F-14虽然的是用来对抗携带超音速导弹的苏联轰炸机,但是狂风ADV拦截轰炸机使用的机载武器只是半主动中程空-空导弹,缺乏美国海军F-14拥有的“不死鸟”这样的远程导弹武器。狂风ADV在设计时前苏联远程航空兵基本无法得到战斗机的掩护,狂风ADV在拦截中可以很容易的消灭无掩护的苏联轰炸机,但是当苏联空军在上世纪80年代后期装备苏-27S远程战斗机后,狂风ADV在拦截中很有可能遭遇为轰炸机护航的苏-27S战斗机,在就使狂风ADV在冷战后期的防空作战中需要承受更大的压力。
  狂风ADV虽然在设计目标上是以超音速远程拦截为主的防空战斗机,但是可自动调整后掠角的外翼明显提高了飞机的机动性,北约在冷战期间的演习中使用狂风ADV与多种战斗机进行过模拟对抗,对抗的结果证明狂风ADV不但在防空拦截性能上处于优势的地位,在与战斗机的对抗演练中还取得了非常好的成绩,即使是与以机动性见长的F-15对抗时取得了不错的战绩。狂风ADV虽然通过可自动调节的变后掠翼提高了机动性能,但是因为飞机推重比不足对飞机性能所造成的限制,狂风ADV在本质上仍然属于具有较好飞行性能的防空战斗机。
狂风ADV与鹰式教练机进行模拟空战训练

万磁王 发表于 2013-8-18 13:39:21

狂风飞机的实际作战应用
狂风IDS战斗轰炸机的作战使用
  狂风IDS是冷战期间欧洲国家最主要的战术空中打击力量,狂风IDS的一个主要作战任务就是用来执行对华约国家机场的纵深攻击,通过直接打击机场来削弱华约航空兵的庞大数量,以保证北约国家的空中力量可以在欧洲战区保持一定的空中优势。狂风IDS执行遮断攻击任务的主要目标的华约军队战线后方的重要交通线和指挥部等重要战术目标,甚至可以使用狂风IDS来执行前线近距离空中支援的作战任务以直接支援第一线的地面作战部队。狂风IDS可以在夜间和恶劣气候条件下执行攻击任务,也可以作为侦察机来使用,紧急情况下甚至可以执行部分战斗机的空战任务。狂风IDS可以在任何规模的军事行动中高效率的进行连续作战,能够挂载大量武器进行对敌方广泛纵深目标的高强度攻击。狂风IDS战斗轰炸机在设计上是按照以低空超音速突防作战的方式,接近目标后使用各种机载武器在目标防空火力圈内投弹进行攻击。狂风的机载弹药在服役后很长一段时间里都是以各种常规弹药为主,真正可以进行火力圈外发射的武器只有反舰导弹和反辐射导弹。海湾战争是对狂风IDS设计思想和飞机作战能力的首次实战检验,狂风IDS这种大型战斗轰炸机在作战中突入防空火力杀伤范围内进行攻击,在战术使用方面颇有一种强击机式的勇敢精神,而狂风IDS在海湾战争的低空攻击任务中也承受了巨大的损失。
沙漠风暴行动中的英国狂风GR1  海湾战争中狂风ADV担负沙特阿拉伯联军后方的防空作战任务,而狂风IDS则用来在战争初期争夺制空权的战斗中突击伊拉克纵深的机场。狂风IDS在参战后遭受了相对其他联军飞机要重的多的损失,第一周空袭中英国皇家空军就在战斗中损失了4架担负对地攻击任务的狂风IDS(GR1),这样大的损失使公众和军方都对狂风的战场生存能力和战术方式带来了影响。
  狂风IDS在海湾战争中表现出了很强的突防能力和对地打击能力,但是缺乏精确打击能力的缺陷(相对与同时参战的美国攻击机)也在战斗中有所暴露,尤其是缺乏在火力圈外对地攻角的制导武器更是明显的缺陷。狂风IDS缺乏远程对地攻击武器的问题并不是研制思想落后所造成,而是受到了技术和战术等多方面的影响。在研制狂风IDS的上世纪70年代,精确制导武器还是以各种制导炸弹和短程战术空地导弹为主,即使是海湾战争中美国空军战斗机所使用的精确制导武器同样以AGM-65战术导弹和各种制导炸弹为主,狂风IDS在机载武器性能上并没有过大的差距。美国空军攻击机损失较小的原因主要是将飞机保持在伊拉克地面防空火力杀伤范围之外的中空,而狂风IDS在海湾战争中的损失主要都是出现在低空攻击的过程中。
战术的呆板使得狂风损失巨大  狂风IDS强调低空高速突防作战主要是因为欧洲的苏联军队具备强大的地面防空系统,以各种导弹和战斗机组成的防御火力完全可以给中、高空飞行的战术飞机以巨大的杀伤,美国空军在对付伊拉克的时候可以进行安全的中空投弹,而在与苏联军队作战时则根本不可能有如此良好的战术环境。狂风IDS的设计目标就是以强行突破苏联陆军庞大而复杂的地面防空系统,利用低空高速突防在苏联密集的地面防空火力系统中打开通道,在完成任务和飞行安全之间进行最好的平衡而敢于承受必要的损失。同时,因为预定的欧洲战区很多时候都处于一种低云多雾的天气,这样的天气对于使用激光和电视制导的武器来说有着很大的影响。即使是在气候条件远好于欧洲的伊拉克,美国空军的攻击机也经常因为气候的原因无法使用激光制导炸弹,而在欧洲预想中的大战中将狂风IDS的作战效能寄托在激光制导武器上是危险的,因此狂风IDS在具备使用战术导弹和制导炸弹能力的同时,也将JP233和MW-1这类低空作战所使用的武器作为狂风IDS的重点装备。
挂载JP233出击的狂风GR1子弹药对机场跑道的破坏效果超过激光制导炸弹

万磁王 发表于 2013-8-18 13:41:56

  狂风IDS使用JP233攻击伊拉克机场的破坏效果,要明显超过使激光制导炸弹的美国空军攻击机,被狂风IDS攻击后的机场被破坏的范围更大,恢复使用的时间也比激光制导炸弹命中后更长。狂风IDS在海湾战争中损失最集中的阶段就是在低空攻击的时期,而攻击机场任务本身就是一个高危险、高损失率的行动,当狂风IDS完成了压制伊拉克机场的任务,转向使用激光制导炸弹在中空攻击伊拉克目标的时候,其飞机损失率就达到了与美国空军攻击机相当的标准。精确制导武器的使用让狂风IDS在海湾战争中暴露出设计上的缺陷,飞机在设备条件和外挂外挂灵活性上明显不如参战的美国作战飞机。海湾战争中狂风IDS投掷激光制导炸弹要与挂载AN/AVQ-23E吊舱的“掠夺者”配合,依靠不同机种协同的战术虽然安全有效却影响了作战的灵活性,一旦攻击机和照射机配合不利则有可能在攻击过程中贻误战机。狂风IDS的机载设备和外挂系统完全能够满足挂载符合北约标准吊舱的能力,战争后期狂风IDS开始在机腹点挂载TIALD激光瞄准吊舱。狂风IDS的外挂架数量相对其外挂载荷来说显得太少,仅仅7个外挂点在作战条件下很难有条件挂载附加的吊舱,而狂风IDS看似庞大的机体实际上却没有增加外挂点的足够空间。
TIALD激光瞄准吊舱  狂风IDS在采用常规低阻炸弹执行低空突防后的攻击中通常采用上仰投弹的方法,狂风IDS重视上仰投弹时的命中精度是因为在攻击有防空火力保护的目标时,基本上都要采用低空高速突防的作战方式来规避防空火力,采用上仰投弹的方式不需要直接飞越目标上空以避免防空火力的杀伤,但是采用上仰投弹方式要取得满足作战需要的命中率,现代化的导航系统和雷达火力控制系统是根本的保证。狂风IDS在低空投掷454公斤常规炸弹时通常采用上仰投弹的攻击方式,就是利用高精度的导航系统与火控系统进行配合,依靠机载雷达和火控计算机确定的瞄准点直接在低空拉起投弹。根据德国空军在上世纪80年代进行的演习中获得的数据来看,狂风IDS进行上仰投弹的命中精度是非常高的。参加演习的狂风IDS在距离目标7公里的距离上开始拉起投弹,投下的炸弹大都以接近垂直的状态落到半径在50米的目标区中。英国和意大利使用狂风IDS进行的投弹演习也证明,狂风IDS在距离目标4.8~6.4公里处对一个3米×3米的目标区投掷的7枚炸弹,有4枚炸弹的弹着点将目标覆盖到了炸弹的有效杀伤范围之内。
上仰投弹示意图  狂风IDS在低空接近目标时,武器操纵员可以控制雷达系统来标定目标,然后通过激光测距仪来测量目标的倾角,火控系统将计算机处理后的目标瞄准信号显示在机载平视显示器上,当狂风IDS的操纵员确定了攻击方式和目标瞄准点后就可以按压下武器投放按钮,驾驶员控制飞机按照机载平视显示器指示信号接近武器投放点,但飞机位置达到武器投放点的时候将由火控系统的计算机自动控制武器投放,这套攻击系统是多余度的,单一的故障不会妨碍攻击任务的完成,采用全自动化的攻击系统可以由计算机来控制目标的瞄准和武器的投放,这就完全解决了人工操纵时反应速度慢的问题,狂风IDS在执行低空攻击任务的时候可以基本在业次通过就完成攻击,在整个攻击过程中不需要减速和盘旋,能够尽量缩短飞机在地面防空火力范围内的停留时间。狂风IDS的优势是拥有一般多用途战斗机所难以媲美的充裕内部空间,狂风IDS出现外挂架数量存在保证载荷和挂载吊舱矛盾的时候,因此狂风IDS的前视红外瞄准和激光测距/照射系统没有采用吊舱的方式,而是利用狂风IDS机头雷达罩后的机头空间加装固定式搜索和瞄准装置,只将红外探测和激光测距装置的光学窗口突出在机身下方。狂风IDS采用的搜索和激光测距装置虽然在视界范围上不如吊舱,却能够保证狂风IDS成为全天候对地搜索和攻击作战平台,而且光电设备还不会影响狂风IDS在执行作战任务时的可用外挂点的数量。狂风IDS的光电侦察/瞄准设备的安装方式证明在机内空间充足时,采用固定安装的设备在某些情况下要比外挂附加设备更有价值。
狂风GR4机鼻下方的光点传感器,左边是激光瞄准系统,右边是前视红外系统。但因为激光瞄准系统的视角受限,所以投掷激光制导武器时一般还外挂吊舱  因为受到欧洲国家军费规模的限制,而且在设计开始时提出的在同样的平台上开发对地攻击型和防空拦截型的技术要求,使狂风IDS的体积要小于美国F-111和苏联苏-24这两种类似结构的机型。1991年爆发的海湾战争是狂风战斗机第一次真正在战场上展示自己的能力,海湾战争这场在狂风服役后参加的第一次实际作战行动既获得了肯定又出现了争论,尤其是英国皇家空军使用的狂风GR1在战争初期出现的损失非常显眼。狂风IDS在海湾战争中的损失确实要比任务类似F-15E多用途战斗机高的多,不过按照狂风IDS参战的实际情况与作战目标来看,狂风战斗轰炸机的战斗损失并没有超过最初设计时的设想,甚至说狂风的攻击效费比上远远的超过了在战斗中所付出的代价。狂风IDS采用的JP233子母弹箱在攻击时必须采用低空飞行的方式,而且狂风IDS所攻击的都是得到防空火力重点保护的机场等关键目标。目标面积有限和防空保护火力密集使狂风IDS承受了很大的战斗损失,不过狂风IDS采用常规武器的攻击效果在战术上是非常有效的,而且在高强度中这些战斗损失的数量上与总作战架次相比也能够接受。狂风IDS用空袭作战初期的损失换来了将伊拉克机场基本摧毁的整体效果,而随后采用制导炸弹进行中空攻击的狂风IDS再未遭受这样大的损失,因此说狂风IDS损失上的问题主要是任务、装备与战术不能保证火力圈外打击的要求,而狂风IDS在设计时就已经做好了承受这一战术所带来损失的准备。

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