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楼主: 万磁王

持续空优40年,老当益壮的F-15“鹰”式战斗机

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 楼主| 发表于 2018-7-1 09:00:10 | 显示全部楼层
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  饶是如此,在疲劳测试结束之前,空军方面依旧可能会寻找替代方案。让F-15C和F-15D机队继续服役至21世纪20年代中期以后(有可能延长到21世纪40年代)将需要进行结构升级,这也是“服役寿命延长计划”(SLEP)的一部分。这或许意味着要重新制造机身的中央部分,也有可能会更换机翼。平均每架飞机的花费取决于所需工作的程度和要升级飞机的数量。根据美军空战司令部的估计,如果需要采用最昂贵的升级方案的话,那么每架飞机的花费为3000万至4000万美元,这还是用当前的美元币值计算的。
  然而,波音公司认为,只需花费上述成本中的一小部分便可对F-15C和F-15D实施“服役寿命延长计划”——约为100万美元。波音公司指出,其针对美国海军、美国海军陆战队和国际用户的F/A-18“大黄蜂”战斗攻击机而开展“服役寿命延长计划”的成功经验表明,可以用较低的成本延长“鹰”的服役寿命。
  除了“服役寿命延长计划”之外,波音公司还提出了一项更广泛的升级计划,其中包括为“鹰”和“超级大黄蜂”的后续版本研发的各种技术和功能。在一个被称为“F-15  2040C”的项目中,提供了让“鹰”挂载多达16枚AIM-120“阿姆拉姆”空空导弹或空地防区外武器(如雷锡恩公司研发的加装了折叠翼套件的GBU-53/B小直径炸弹)的能力。此外,该项目配备的保形油箱将为F-15提供更长的滞空时间。因此,“F-15  2040C”项目吸引了美国空军和众多国际用户的兴趣。
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F-15 2040C想象图,挂载了16枚空空导弹
  波音公司将“F-15  2040C”项目作为一种“武库机”的概念而提出,其设想是,成功突防敌人领空的第五代战斗机在定位了敌人空中或水面目标的情况下,采用上述升级的F-15C可以在防区外与这些目标交战。所有这一切不会让F-15C冒着必须暴露自己阵位的风险,并防止常规的联军制空力量——特别是规模有限的F-22机队——被敌军的大量飞机或巡航导弹所“饱和”。不过,尽管看上去颇有吸引力,但“F-15C  2040C”升级计划目前来看似乎不太可能继续下去,除非美国空军决定投资延长“鹰”的服役寿命。波音公司在其位于圣路易斯市工厂的“鹰”式战斗机生产线计划继续为沙特阿拉伯、卡塔尔(可能还有以色列)制造新的双座型号,而且这些生产活动将持续到2020年之后。美国空军可以从一系列选项中做出选择——从近期退役到广泛升级。

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 楼主| 发表于 2018-7-1 09:00:11 | 显示全部楼层
即将到来的决定
  “空中国民警卫队喜欢F-15,但今天停放在他们机库里的是些很老旧的型号”,纽兰德将军这样说道。美国空军长期以来一直倾向于在购买新飞机的同时升级旧飞机。不过纽兰德中将说,他们在“可以通过‘服役寿命延长计划’做些什么”方面存在限制,这“归结于对机队的管理”。纽兰德的担忧还包括,使用老化的F-15C和F-15D可能会导致成本的增加。他说:“要想保证这些飞机每天都能飞行的话,需要大量的资金和大量的专业维护知识。”
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马萨诸塞州空中国民警卫队第104战斗机联队麾下的一架F-15C“鹰”式战斗机(机号为86-0158/MA)正在接受美国空军的一架KC-135“同温层油船”加油机的空中加油。这张照片拍摄于美国空中国民警卫队最近在荷兰卢瓦尔登空军基地(Leeuwarden  AB)的部署期间,这一部署是旨在支援“大西洋决心行动”(Operation Atlantic Resolve)的“战区安全包”(Theater Security  Package)的一部分

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 楼主| 发表于 2018-7-1 09:00:12 | 显示全部楼层
  美国出台的新版国防战略强调,需要做好准备以应对“超级大国”体量的竞争对手,对空军而言,这使空对空作战使命自冷战结束以来变得更重要了。在当前的“未来年度防务计划”期间,空军希望将目前的55个战斗机中队(飞的是战斗机和攻击机)扩大到57个。退役更多的F-15C和F-15D(除了已经计划好要退役的31架之外)将使这一目标变得更难实现。但是,到21世纪20年代中期,当美国空军需要加快并迅速执行F-15C/F-15D的“服役寿命延长计划”时,其将湮没在一系列“现代化冲击波”(Bow  Wave,译者注:这个词通常用来描述严重依赖未来经费增长的长期性国防现代化计划)之中——计划增加的空军采购费用将用于购买新型F-35A隐身战斗机、B-21“突袭者”隐身轰炸机、KC-46“飞马”空中加油机和T-X教练机,更不用说其他优先考虑的事项了。
  一项近期反应可能是增加F-35A的生产率,以便让原先装备F-15C的部队单位换装这款隐身战斗机。尽管F-35A主要用于空对地任务(而不是空对空任务),但空军和国会可能更愿意投资生产新的F-35A(用当前的美元币值计算,其单架成本低于1亿美元),而不是升级F-15C和F-15D。杰里•霍恩将军表示:“我们正在考虑空中优势任务,以及执行这一任务的最佳方式是什么。近期可能还包括那些分给装备F-15C单位的F-35战斗机——这些飞机也是为了执行空优任务。”
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F-15SE在如何降低雷达反射面积上已经做了有益的探索

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 楼主| 发表于 2018-7-1 09:00:13 | 显示全部楼层
  对那些准备换装的空中国民警卫队的F-15C中队而言,一个近期替代方案是换装采用了有源相控阵雷达的升级型F-16C和F-16D。对此,纽兰德中将说:“如果你在一架F-16的前部安装一台有源相控阵雷达,那它可以执行本土防御任务吗?是的,它可以。”
  从长远来看,美国空军预计,最终对F-15C的更换将以响应其“穿透型制空”(Penetrating  Counter-Air,PCA,译者注:这是美国空军构想中的一款战机,将取代F-22“猛禽”)需求的方式而出现。所谓的“PCA计划”的产物将在21世纪40年代投入服役,不过其不被视为第六代战斗机(虽然它可能会被设计和制造成一款第六代战机),而是作为一种网络化的有人/无人作战系统,在面对难以预料的最错综复杂的空中和地面威胁时,能够在敌方领空获得空中优势。美国空军正在优先考虑对PCA计划的投资,因为空军方面认为这是有必要保留的一种基本核心能力,这也导致升级和使用F-15C及F-15D最终可能会在资源竞争中失利。
  这一决定不会由空军单独做出。早在十年前,即美军面临的空对空威胁比今天少得多时,国防部便将计划中要采购750架的F-22战斗机砍到了195架。同时,空中国民警卫队的F-15C中队已经在国会中找到了有力的捍卫者。美国空军可能会面临反对意见,即要求退役这些飞机,而不是替换它们。
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正在与F-22“猛禽”编队飞行的F-15“鹰”。如果“鹰”需要配合F-22一直服役到21世纪40年代的话,就需要进行重大升级
  F-15“鹰”式战斗机一直是无可争议的空战王牌。但是,面对日益增加的威胁,纽兰德中将于2018年1月4日在华盛顿表示:“我们必须不再把自己置于‘冠军’的位置上来思考问题,而要开始像‘竞争者’一样来思考问题。”至于这番言论是否意味着F-15C和F-15D“鹰”式战斗机近期就会退役还是延长服役寿命仍有待观察。
原文附表:美军F-15C“鹰”式战斗机部队现状(截至2018年)
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 楼主| 发表于 2018-7-1 09:00:14 | 显示全部楼层
附录:F-15C的“狙击手”吊舱和PAD显示器
  为了坚持服役到2040年,美国空军的F-15C已经前后接受过多次升级,先是装备了JHMCS头盔显示器和敏捷的AIM-9X“响尾蛇”大离轴角导弹,又升级了雷神AN/APG-63(V)3有源相控阵雷达以及最新的AIM-120D先进中程空空导弹,此外还有先进数字核心处理器-II(ADCP-II)任务计算机。但即使经过了这样的升级,F-15C的能力仍不足以应付现代空战。
  很大一部分原因在于F-15C过时的座舱。
  作为一种研制于上世纪70年代末的战斗机,F-15C的座舱中充斥着“蒸汽时代”的仪表,而且雷达显示器、雷达告警接收机显示器和彩色多功能显示器的尺寸也非常小,极大影响了该机的传感器扩展和飞行员的态势感知。
  美国空军也意识到了这个问题,开始为F-15C的座舱增加一台大尺寸多功能显示器。这台显示器名为被动攻击显示器(PAD),被安装在座舱仪表板右侧,取代了原先的发动机模拟仪表和雷达告警接收机显示器。
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PAD显示器

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 楼主| 发表于 2018-7-1 09:00:15 | 显示全部楼层
  “被动攻击显示器”这个名称显得有些中二,得名于2015年F-15C升级AN/AAQ-33“狙击手”先进瞄准吊舱的被动攻击传感器系统(PASS)升级项目。洛克希德公司的“狙击手”吊舱主要被设计用来监视和瞄准地面目标,已经广泛装备F-16、A-10、B-1和B-52等“运泥巴”机型上。吊舱内置中波前视红外传感器、高清电视摄像机、激光光电跟踪器、激光指示器、视频数据链,具有很强的变焦能力和清晰度,可从远距离识别目标。
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机腹挂载“狙击手”吊舱的F-15C

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 楼主| 发表于 2018-7-1 09:00:16 | 显示全部楼层
  在F-15C上,“狙击手”吊舱被用于空空监视和识别,能解决该机没有装备红外搜索与跟踪系统的(IRST)的缺陷。F-15C的雷达虽然早就具备了非合作目标识别(NCTR)功能,利用飞机的雷达来识别和目标飞机,但这种方法并不是绝对可靠的。由于没有IRST,F-15C在现代战争中仍需要使用古老的目视识别手段来区分目标敌我。如在海湾战争中,F-15飞行员就在平显侧面绑了一个高倍瞄准镜,专用于远距离目视识别。
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“狙击手”可用于空空红外搜索与跟踪
  “狙击手”吊舱的出现不仅解决了F-15C远程目视识别目标的尴尬,还使该机具备了实施被动瞄准攻击的能力,在“狙击手”吊舱的指示下向目标发射红外制导空空导弹,全程不用开启开雷达。
  在PAD显示器出现前,F-15C的飞行员只能通过使用膝上平板电脑来显示吊舱图像,虽然可行,却十分麻烦。PAD显示器由Eagle  Driver公司提供,是一个尺寸9X11英寸的夜视兼容彩色多功能显示器,分辨率1024X768。PAD可被划分成多个窗口同时显示来自不同传感器的视频,并能在视频上叠加仪表或战术数据,或作为一个完整屏幕来显示图像。PAD显示器甚至可以说是F-15C服役到2040年的一个关键设备,有助于发挥出该机各项传感器升级的真正性能,尤其是“狙击手”瞄准吊舱。

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 楼主| 发表于 2018-7-1 09:00:17 | 显示全部楼层
附录:“军团”吊舱
  2017年9月19日,洛克希德·马丁公司宣布赢得美国空军F-15C机队红外搜索与跟踪系统(IRST)合同,将生产超过130套“军团吊舱”,并负责与飞机的集成工作。在这次招标中,“军团吊舱”击败了诺斯罗普·格鲁曼的“开放吊舱”。
  “军团吊舱”是一种即插即用系统,能快速适应不同的飞机,非常适用于装备美国空军的老旧F-15C战斗机,使该机能在越来越不确定的未来空战中具有至关重要的被动探测能力。从基本原理来说,红外搜索和跟踪系统是一种红外能量探测装置,通常安装在战斗机机鼻的球形玻璃外壳中。该系统扫描飞机前方的空域,发现敌机尾喷管热信号和气动摩擦产生的蒙皮发热。一旦系统发现目标,就能进行独立锁定或指挥战斗机雷达对目标进行锁定。现代化IRST的探测距离已经达到中距范围,并可同时跟踪多个目标,甚至能把目标数据通过数据链传输给编队中的其他飞机。实属非隐身战斗机在复杂电磁环境下作战和对抗隐身战斗机的利器。
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安装在F-16进气道右侧的“军团”吊舱

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 楼主| 发表于 2018-7-1 09:00:18 | 显示全部楼层
  IRST在20世纪6、70年代的美国战斗机上非常普遍,如F-4“鬼怪”战斗机和F-106截击机。但随着多普勒雷达技术的发展,在20世纪70年代后期诞生的美制战斗机(除F-14“雄猫”外)都取消了光电被动探测手段。因为美军觉得自己战斗机的雷达性能远超苏联,被动传感器已经成为累赘。在铁幕的另一边,由于电子设备技不如人,苏联的米格-29“支点”和苏-27“侧卫”战斗机都把IRST作为战斗机火控系统极其重要的一部分,这个传统一直延续到了苏-35和苏-57上。
  在过去20年中,随着红外成像技术和计算机技术的发展,IRST在性能上也有了长足进步,于是再次引起了西方战斗机制造商的兴趣。欧洲的三种鸭式战斗机已经全部装备了IRST,其中萨博“鹰狮”的是Skyward-G  IRST,欧洲“台风”战斗机的是“海盗”IRST,法国“阵风”的是双孔径前扇区光电系统。这些现代化IRST还集成了激光测距和自动目标锁定功能,可实现空空导弹的静默发射。
  值得一提的是,“军团吊舱”使用的红外传感器IRST21实际上是F-14D“雄猫”战斗机AN/AAS-42的高度改进型。在“雄猫”上,AN/AAS-42  IRST就安装在机鼻下方电视摄像机系统(TCS)旁边,形成了有趣的双吊舱。AN/AAS-42可在极远距离外对发热目标进行多重扫描,弥补传统战术雷达提供的信息。它使用一系列复杂的滤波技术及软件运算,筛选出待探测目标,排除背景噪声,让飞行员在屏幕上看到确切的目标。首先装备IRST21传感器的是新加坡的F-15SG和韩国的F-15K,在机腹“狙击手”吊舱挂架上集成了AN/AAS-42“虎眼”IRST传感器。
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“军团”的红外传感器IRST21实际上来自F-14D
  除美国空军外,美国海军也在研究为F/A-18E/F“大黄蜂”集成IRST21传感器,美国海军型号是AN/ASG-34。该传感器就安装在FPU-13标准副油箱头部,挂载于中线挂架。
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“超级大黄蜂”的副油箱IRST

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 楼主| 发表于 2018-7-1 09:00:19 | 显示全部楼层
 由于中国的歼-20和俄罗斯苏-57隐身战斗机将相继服役,美国F-22“猛禽”战斗机统治天空的局面将一去不返。由于猛禽数量稀少,只能作为“银弹”部队部署在主要方面,F-15C“鹰”式战斗机也要担负起部分争夺空优的任务。通过装备“军团吊舱”,F-15C能在不发出任何电磁辐射的情况下发现中等距离上的空中目标,并实施攻击。IRST21传感器属于长波红外传感器(LWIR,8-14微米),探测距离比美国-29和苏-27的中波传感器(MWIR)更远,虽然长波红外传感器存在易受地面红外杂讯干扰的缺点,但随着计算机技术了发展,已经可以通过先进算法来消除杂讯。根据洛马公司提供的数据,“军团吊舱”的最大对空探测距离甚至超过了F-16的APG-68雷达,扫描范围更是远远超出。
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“军团吊舱”的最大对空探测距离甚至超过了F-16的APG-68雷达
  “雄猫”的AN/AAS-42“猫眼”居然在其一生的敌人——F-15C上复活,这件事本身就有些讽刺意味,但也同时证明了F-14D在光电系统设计上的先进性。
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