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楼主: 万磁王

图说雄猫

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 楼主| 发表于 2016-7-16 13:24:00 | 显示全部楼层
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“五花八门的猫眼”
  虽然强大的AWG-9可以让猫轻松的洞察几百公里外的情况,但其也并非无懈可击,于是猫A/B装备了红外搜索或电视成像系统来弥补AWG-9的不足,不过最早期的猫A,其机头下仅仅安装了AN/ALQ-100电子干扰装置的天线以及红色的位置灯。
  后期的猫A纷纷开始加装AN/ALR-23 InfraRed Deteciton  Set,这种红外探测系统可以随动于雷达,也可独立搜索,通常情况下,雷达负责搜索低空目标,而红外探测系统则搜索背景辐射比较大的高空,对于高空加力目标,红外探测系统的捕获距离可以达到近200公里,这套装置曾经在更远的距离捕获到黑鸟侦察机。但也存在虚警率高的问题,于是在1979年后,95批次的猫A不再携带红外探测装置,转而批量使用AN/AXX-1  Television Camera  System,电视摄像系统同红外搜索系统一样均可以独立于雷达进行目标搜索,并且提供未经处理的目标数据给AIM-54,即不依靠雷达进行攻击,但此时的AIM-54只能使用主动脉冲多普勒雷达制导,所以攻击距离只有20公里。但其有一个更为有用的用途,在雷达捕获目标后,电视摄像系统随动于雷达并且获得目标的图像,晴好天气下,对大型战斗机的识别距离可以达到60公里,在非合作目标识别技术还没出现的当时,这是一种非常有用的识别手段。
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 楼主| 发表于 2016-7-16 13:24:14 | 显示全部楼层
  但也并非所有的F-14都有独特的下巴,原型机BuNo157986的七号机在作为F401和F110测试平台的时候就没有安装上文中任何一种光电与红外设备,不仅如此,其甚至没有装备雷达。不过在作为F-14D原型机后,七号机终于也装上了下巴,也是第一个装上并联双下巴的猫。
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 楼主| 发表于 2016-7-16 13:24:37 | 显示全部楼层
  进入90年代,在累计测试了20万小时后, 性能更为优异的AN/AAS-42 InfraRed Search and track  set出现在了猫D的机鼻下,它与TCS采用并联的方式安装在猫D的机鼻下方,与之前的红外搜索装置不同的是,其意义已经不仅仅在于搜索雷达难以应对的山区和城市地形,它还提供了任务计算机所需要的目标信息,极大的提高了静默状态下的攻击距离,有效的对抗了带有完善射频检测告警的敌方飞机,让大猫可以悄无声息的进行攻击。
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 楼主| 发表于 2016-7-16 13:25:01 | 显示全部楼层
“孱弱的心脏”
  作为世界上第一台可以长时间海平面超音速飞行的加力涡轮风扇发动机,TF-30的前身是普惠公司的民用发动机JTF-10A,但这种发动机并没有在民用市场获得成功,其改进后的加力版本TF30-P-1被海空军选为F-111的动力来源,其无加力版本的TF30-P-6则为A-7攻击机所用,而F-14所用的TF30-P-412则为F-111B的TF30-P-12的改进型。其实海军心目中的理想发动机并不是TF-30而是与F100同源的F401,但这对难兄难弟先后在试车台上趴了窝,此时离F-15服役还有五年之久,但箭在弦上的F-14则不得不使用TF30-P-412作为过渡。
  但这一等就是10年。
  与大家通常的印象不同,TF30-P-412最致命的问题并非臭名昭著的压气机失速,而是第一级风扇叶片损坏,第二级涡轮严封故障和第三级涡轮盘损坏,在1974~1976短短两年内,共有7架F-14A因为上述的原因而坠毁。剩下的一些经常出现的小故障还包括燃油调节器和燃烧室损坏。抛开这些使用上的缺陷,其过低的推力严重拉低了F-14的爬升加速能力和持续机动能力,TF30-P-412发动机的装机加力推力为7746公斤(考虑真机进气道进气损失及空气引气和功率提取),有些F-14A飞行员为了获得更大的推力,会在格斗中关闭飞机的环控系统,减小对于发动机的功率提取,获得额外的约1800公斤推力。
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 楼主| 发表于 2016-7-16 13:25:22 | 显示全部楼层
  海军让F-14的第七架原型机作为F-401的验证机于1973年开始试飞,并计划在这之后将所有之前生产的F-14全部换装F-401,但F-401的可靠性并不能让海军接受(F-100同样也是问题一箩筐),这时美国刚从越南抽身,F-401的装备计划倒在了国会的预算书面前。
  说完了缺点,丑媳妇总是要见人,格鲁曼并没有因为TF-30是过渡就自暴自弃,他们与普惠公司合作,对F-14采用什么形式的喷管最为有利进行了大量的研究和实验,最后决定采用光圈式收敛-扩散喷管。这个喷管的特点是重量轻,自冷却和安装性能高,由于喷管的调节是前后移动,不需要铰链结构,喷管的内外形都非常光滑,既可以达到较高的内部性能,又可以得到较低的安装阻力。而在加力状态,喷管后缘离加力燃烧室的冷却隔圈的排气出口不远,在不加力状态,加力燃烧室的冷却气流已足够冷却喷管内表面,所以不需要专门的冷却系统,减轻了近200公斤的安装重量。
  海军硬着头皮使用TF-30,普惠只能顶着压力不断的改进TF-30,终于在82年推出了TF30-P-414A,并在87年将机队的TF-30全部更新为414A,这是第一款“没有那么多问题”的TF-30,但它的堪用也仅仅是相对于TF-30,1994年,F-14的第一个女飞行员Kara  Hultgreen在最终进近阶段的不当操作再次使得一台TF-30失速,Kara弹射入水身亡,尽管这次事故的主要原因是由于飞行员操纵不当,但TF-30在C种飞行阶段下的表现也实在是不尽人意,要知道它已经改进了20年有余。
  进入80年代,空军渐渐摸清了F-100的脾气,看着F-15和F-16这两高推比怪物,心高气傲的海军当然咽不下这口气,拉出了封存的7号原型机,装上了F101DFE发动机,F101本是B-1B的发动机,F101DFE则是为战斗机准备的加大了风扇和加力燃烧室的型号(最终发展为F110-GE-100),理所应当地,F101DFE的澎湃动力打动了格鲁曼的首席试飞员Sewll,Sewll在第一次试飞下了飞机之后,朝着GE总部的方向磕了三个响头:“这才是飞机啊,老子终于不用伺候发动机了。”尽管F101DFE使得F-14首次获得了接近1的推比,也不用必须开加力才能从甲板弹射,但也许是没有缘分,猫和F101DFE并不合得来,在试飞了仅仅33小时后,悲剧的7号机再次被封存,F101DFE跟猫说了再见。
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  三年后的1984年,7号机又被拖了出来,这次等待他的是真命天子F110-GE-400,F110并没有重复F401和F101的悲剧,顺利成为了F-14B和F-14D的动力,两台F110可以为猫提供25582公斤的加力推力。对于使用重量(包括死油,滑油,挂架和飞行员)分别18591公斤和19837公斤的F-14B和F-14D来说,基本可以说猫在格斗中会获得超过1的推比。当然好处不光是空战推比的提升,其爬升,加速及作战时间均得到了大幅提升。1987年,F-14B开始生产,雄猫终于用上了让人满意的动力系统。
  而此时的雄猫已经接近服役周期的2/5。

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 楼主| 发表于 2016-7-16 13:25:51 | 显示全部楼层
胎死腹中的SuperTomcat21
上世纪90年代,由于A-12因为进度拖延、成本超支等一些问题被国防部枪毙,加之A-6E即将退役,海军的空面打击能力无疑会陷入一个“真空”状态。A-12项目刚被取消,苏联也轰然倒下,国会并不想把过多的预算花在国防开支上,再重新研制一架新型的攻击机必然是不可能的,精明的厂家们纷纷抛出了基于现有平台进行发展的设计逻辑。这种设计思想的好处一目了然:基于成熟的平台即避免了技术风险,降低了成本,而这架战斗机在面对国会的审查时,可以是现有战斗机的改进型,也可以是一个全新的型号。
  其实在ST之前有一个叫做Tomcat Quick  Strike的型号,但其问题在于相对于F-14D并没有什么本质上的变化,于是更大改进的ST便应运而生。
  Super Tomcat 21  相对于F-14,外观上的最大区别就是将三片式风挡改为整体式前风挡,优化了飞行员的视野。翼套增加了外凸折线,F-14依靠翼套和变后掠机翼获得了高达15的亚音速升阻比,而Super  Tomcat 21这个外凸作为一个前缘边条(LERX)产生额外的升力,甲板弹射的状态下Super Tomcat  21的机翼升力相对于F-14提升了25%。这也使得Super Tomcat  21在相对于F-14增重了450公斤的条件下,其最大起飞和最大降落重量相对F-14分别提高了1.5吨和1吨,Super Tomcat  21的最大着舰重量为26吨,这样Super Tomcat  21可以携带4枚AIM-54,2枚AIM-120和2枚AIM-9在甲板上降落。而飞机弹射时对于甲板风的要求也进一步降低,Super Tomcat  21在进行35吨弹射起飞时仅需要8节甲板风,而F-14D则需要超过22节的甲板风才能在35吨的重量下弹射起飞。
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 楼主| 发表于 2016-7-16 13:26:21 | 显示全部楼层
  在燃料方面,通过在修改外形的翼套内增加油箱,Super Tomcat  21的内油荷载从F-14A的7.4吨提升到了8.2吨,内油和最大弹射重量的增加,有效的保证了Super Tomcat  21的截击和空优作战能力,加上本身优异的亚音速和超音速性能,Super Tomcat  21成为了名副其实的全任务战斗机,它可以在执行任务的每一个阶段都获得较为满意的性能,同时不必过分依赖于加油机,这对空中加油能力比较孱弱的海军来说是非常重要的。
  在动力方面,Super Tomcat 21将会使用F110-GE-129发动机,这意味着Super Tomcat  21可以维持1.3马赫的超音速巡航,格鲁曼同时表示,如果海军需要,Super Tomcat  21可以装上矢量喷管和电传飞控系统。F-14这个平台本身就拥有非常好的高攻角机动和超音速机动能力,F-14的瞬态攻角可以达到50°以上,而格鲁曼的风洞实验结果表明,Super  Tomcat  21在不依靠矢推的情况下,可以维持77°攻角,不发生任何非指令性的影响飞行品质和安全的偏离和失控,尽管矢推提供的俯仰控制力矩在超过70°攻角后就无法为控制飞机俯仰操控提供帮助,但是矢推对于滚转加速度的贡献是显而易见的,F-14由于采用了宽机体的升力体布局,加之主翼采用了扰流片而并非副翼进行滚转(差动平尾辅助),其滚转性能一直为人诟病,宽间距发动机局部可以最大限度的发挥差动矢推的滚转力矩。在此之外,矢推对于低速俯仰速率的改善也是显而易见的,在低速时俯仰姿态的改变在格斗时是非常致命的,在头盔瞄准系统和大离轴角导弹普及的现在,低速的高俯仰速率配合大攻角稳定性,可以让Super  Tomcat 21在耗尽能量的不利态势中对敌机进行致命的攻击。
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 楼主| 发表于 2016-7-16 13:26:41 | 显示全部楼层
  在1988年,一艘航母上的舰载战斗/攻击机机由14架A-6,24架F/A-18以及24架F-14组成,而36架ST-21就可以包办总计38架A-6与F/A-18的对地攻击任务,而且在高-低-低-高作战剖面且攻击半径不变的条件下,其对地弹药的携带能力为A-6与F/A-18机队的2倍。如果Super  Tomcat  21服役,那么他与F-14的关系可能好比F-15C与F-15E,而在美国空军及国民警卫队目前的作战序列中F-15C/D与F-15E的数量已经不相上下。在海军强调对地能力同时削减开支的情况下,Super  Tomcat 21实际上完全可以看作是海军的F-15E,而相对于F-15E相对平庸的空战性能,Super Tomcat  21不仅仅增强了F-14的对地能力,对空能力也明显得到了提高。尽管FA-18E/F和E/A-18G在目前的表现也让人印象深刻,大黄蜂家族通过一个所谓的“80%”解决方案,在满足了海军开支削减的前提下,保证了相对的战斗力。但大黄蜂的缺点依然显而易见:飞行平台小,在执行大航程长时滞空任务时过度依赖加油机。因为强调巡航及起降性能,而导致非常差的超音速性能,极速和加速都非常慢,重多的原因导致了F-14的子孙后代们无法继续在航母甲板上出现。但最核心的一点是美国海军希望用一种可以完成所有任务的飞行平台来统治甲板。不过把一架轻型战斗机增大成中型战斗机的效果远低于预期,大平台的好处是显而易见的,百花齐放的SU-27家族就是最好的证明。Super  Tomcat  21本应该是非隐身舰载机的巅峰之作。它拥有大航程,高速度,超凡的机动性,卓越的探测能力以及强大的挂载能力,但这一切只是美好的愿望。随着苏联解体,海军的战略中心转向太平洋。海军不愿意接受Super  Tomcat 21相对高昂的造价,就连Super Tomcat 21优秀的性能,对海军而言都已经过剩而显得毫无价值。
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 楼主| 发表于 2016-7-16 13:27:04 | 显示全部楼层
 所以,当你下次听见有人聊起FA-18E/F和E/A-18G的航电性能是多么优秀的时候,不要忘了,原本海军可以有一架能装下和他们一样好的电子设备,并且比他们飞的更高、更快、更远的。
  真正的战斗机。
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