美国F-111“土豚”战斗轰炸机

F-111“土豚”战斗轰炸机

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下图为美军四架F-111“土豚”(Aardvard)战斗轰炸机在编队飞行。制造商为通用动力(General Dynamics)公司。研制F-111的目的是为了接替空军F-105D和F-4C,以及海军的F-4B。1960年美军提出招标,1962年通用动力公司中标。空军A型原型机1964年12月首飞,海军B型1965年5月首飞(下图),后因超重被取消。

澳大利亚F-111拍摄大幅侦察照片空军A型1967年交付使用。1996年7月26日美军F-111退役。2010年12月2日,澳大利亚宣布在美国通用动力公司的F-111C退役,至此不再有现役的F-111。

点击查看:澳大利亚F-111拍摄大幅侦察照片F-111空袭利比亚“外科手术行动”

F-111航程远,载弹量大,全天候攻击。F-111有以下几个型号:A型(攻击型),B型(海军型),C型(澳大利亚空军攻击型),D型和E型(A型改进型),F型(基本同D型),RF-111A(侦察型),RF-111C(侦察型改进),FB111A(战略轰炸机),FB111H(战略轰炸机),EF-111A(电子对抗型)。生产总数达到了562架。

图中远处起第二架是EF-111电子战飞机。可以看到领头的F-111仍涂着越战时的旧式绿色迷彩,最新式的EF-111涂着最新式的浅灰色迷彩。F-111是世界上最早实用化的变后掠翼飞机,在空气动力学历史上是重要的里程碑。

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澳大利亚F-111退役后,被埋入垃圾堆填区,导致了航空爱好者的强烈抗议

F-111“土豚”战斗轰炸机

F-111A(下图)采用了变后掠式悬臂式上单翼,无上反角。翼型为NACA64A系列,带有常规机翼负扭转(外洗,向翼尖方向减少迎角)。内部5根翼梁,前后缘间、翼根到翼尖为整体壁板蒙皮,前后缘采用蜂窝夹层。外翼上有全翼展前缘缝翼和后缘双缝襟翼。中央为4.2米长的D6AC特种钢盒形长梁,各由一根直径21.6厘米、长50厘米的枢轴与两个外翼连接。通过液压作动筒改变后掠角。

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变后掠翼在国家航空航天局(NASA)进行了十多年的研究后,在F-111上得到了应用。机翼后掠角变化范围为16°~72.5°,起飞时为16°,着陆及亚音速巡航时26°,高低空超音速时可选用72.5°以下适当的后掠角。机身为半硬壳式全金属铝合金结构,蜂窝夹层壁板蒙皮。部分关键部位采用了合金钢和钛,结构核心为一根T形纵梁,发动机吊挂纵梁支臂上。

 

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F-111A采用普通悬臂式后掠尾翼。除水平尾翼翼尖和垂直尾翼中段外,均采用蜂窝壁板。差动式全动平尾,同步时可起副翼和升降舵作用。平尾与机翼在全后掠时形成三角形翼,间隙约25.4厘米左右。全动式平尾除控制俯仰外,并可差动与扰流板配合进行横向操纵。起落架为前三点式,液压操纵。双轮前起落架向前收起,单轮主起落架采用三角架结构,收起时左右轮架各绕枢轴向下转90°,与机轮并在一起,然后向前收入机内。主轮采用低压轮胎,有防滑系统和圆盘式刹车。主起落架舱门在机身底部向下折,在飞行中起减速板作用。
 

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F-111A型装两台TF30-P-3加力涡轮风扇发动机,单台推力55.41千牛/5650千克,加力推力93.16千牛/9500千克。燃油箱总载油量为14515千克,空中加油口在座舱后方。进气道装有1/4圆锥形调节锥,计算机调节,设有附面层隔板和扰流装置。F型改装两台TF30-P-100发动机,单台加力推力111.80千牛/11400千克,装有液压机械控制的进气道系统,带可调激波锥。

F-111有着许多与众不同之处,弹射救生时F-111的座舱内会弹出一个塑胶护罩,将飞行员和弹射座椅整个象鸡蛋一样“包裹”起来,该护罩非常有效的保护了飞行员,免受弹射时强大的迎面高速气流的冲击。这一设计保证了F-111飞行员可在零高度、零速度或M2.5时安全跳伞。超音速跳伞是航空界在刚突破2倍音速时遇到的棘手问题,因此F-111上有这样复杂的设计。这一系统甚至可以在飞机落水后弹射,有从15米水下弹射成功的例子。由于结构复杂,后来的弹射技术中已经不用这种设计了,如有的弹射技术中使用了一个网罩抵挡迎面气流。后期的F-111救生伞已将早期的直径21米的降落伞,换成由3具直径为15.9米的小伞构成的多伞系统。

F-111B(下图,下下图为座舱)因为严重超重,最终被美国海军放弃。部分技术被后来的F-14所采用。

 

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下图为RF-111C型侦察机

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F-111参加了自越战以来的各次美军大型作战行动,其中值得一提的是F-111在海湾战争期间采用了巨型的GBU-28激光制导炸弹。当时美军缺乏能够贯穿伊拉克坚固防空工事的炸弹,为此用203mm火炮的炮管作为弹身,临时赶制了重达2177千克的GBU-28炸弹。多枚该类炸弹立即被空运到海湾,由F-111携带攻击了伊拉克坚固目标。期间F-111还颇费了一番功夫来解决挂载这么大型的炸弹带来的气动问题。下图为F-111携带以BLU-109为战斗部的GBU-24A/B激光制导炸弹。

GBU-28/B是GBU-27/B的改进型。GBU-27/28 激光制导侵彻炸弹,是美国空军的隐身攻击机F-117A在1991年的海湾战争中,用来攻击伊拉克地下掩体、指挥中心等坚固目标的新型高效侵彻炸弹。GBU-27/B是“宝石路”ⅢGBU-24激光制导炸弹的改进型,于80年代中期开始改进,1988年开始进入空军服役,1991年首次大量用于海湾战争,其弹药消耗量占有限库存的60%,1992年美国空军重新订购1300颗GBU-27/B,以补充其库存。1990年开始就采用203mm口径炮管研制GBU-28/B的可行性方案研究,但实际生产则是在1991年海湾战争爆发前的几天时间内,为应战争之急需,最先制造了4颗,2颗用于试验,2颗由F-111F投放到位于巴格达北部数英里的阿里塔几空军基地的地下设施。

海湾战争之后在1992年继续生产,并按计划在美国埃格林空军基地试验,由F-15E投放试验1颗,随后生产2颗用于地面爆炸,以测定其破片散布特性,生产8颗用于飞行投放试验,总共生产了30颗,其余仍在美国空军服役。1993年美国空军同德克萨斯仪器公司签定“产品改进计划”(Product Improvement Plan,PIP),内容包括:1)改进武器。2)进一步提高侵彻性能。3)改进生产工艺,提高生产率。1994年美国空军提出改进GBU-28/B的软件,以扩大其投放包线,同时将正为未来攻击地下坚固目标用的“硬目标灵巧引信”(Hard Target Smart Fuze,HTSF)改装到GBU-28/B上。1995年美国空军完成了GBU-28/B的改进型的作战使用试验。1996年美国空军再次订购100颗GBU-28/B。除继续改进GBU-28/B外,还进一步发展这两种型号的助推型,后者进展情况不详。

F-111的设备包括,AIC-26机内通话设备,ARC-123及ARC-164无线电通信设备,AJN-16惯导系统,ARN-84塔康导航系统,APN-167雷达高度表,ARN-58全向无线电信标,URT-33雷达信标,AYK-6通用计算机,FC-11飞行控制系统,APQ-146雷达,APQ-161攻击雷达,KB-18A侦察/攻击照相机,ASG-27光学瞄准具,APX-64敌我识别器,APS-109雷达寻的及警戒设备,ALR-41雷达告警器,AAR-34电子对抗设备,ALE-28消极干扰设备,ALQ-119及ALQ-87电子对抗吊舱,ALQ-94电子对抗干扰设备。

武器系统包括机身弹舱和8个翼下挂架可携带普通炸弹、导弹和核弹。机身弹舱长5米,可挂1颗1360千克炸弹。机上可挂6枚AIM-54“不死鸟”空空导弹,还装一门M61型6管机炮,备弹2000发。左、右翼各有4个挂架,其中内侧两个挂架可以随机翼后掠角的变化而转动,始终保持与机身纵轴平行。外侧两个挂架是固定的,可抛掉。后掠角为26°时最多可带50颗340千克的炸弹,或26颗454千克的炸弹。后掠角为54°时,可带18颗炸弹。后掠角为72.5°时,可带10颗。但由于F-111实用中并不适合作为空优或拦截的战斗机,因此一直没有真正实用AIM-54之类的武器。

F-111的机内弹舱保证了该机能够完成高速突防任务。外挂物对飞行阻力的影响通常用阻力指数(DI)来描述。DI值在飞机没有外部悬挂物时为零,并随外部悬挂物和飞行速度的增加而增大。例如,F-111战斗机在高空无外挂时DI值为零,最大速度可达2.5马赫数;在翼尖挂2枚AIM-9导弹时DI值增为20;外部挂24颗MK82炸弹时DI值高达180~200,速度减为0.8马赫左右。飞机外挂武器时的作战半径比净形飞机小50%左右。外物还影响到飞机的机动性。如果一架飞机在净形时过载可以到7g,加上外挂物后则很难达到3g。可见机内弹舱的重要性。

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FB-111是美国通用动力公司为美国空军研制的双座双发变后掠翼中程轰炸机,是F-111的发展型,用于代替B-52C/F和已退役的B-58超音速中程轰炸机。FB-111的设计要求是以高空高速和低空高速突防,对目标实施核轰炸或发射近距攻击导弹。由F-111改型的FB-111A首架于1967年7月30日首次试飞。1968年7月13日第一架生产型FB-111试飞,1969年10月8日开始交附部队使用,至1971年全部交附完毕。美国空军原计划采购210架,后因它不能完全满足军方对战略轰炸机的要求,加上当时经费不足,订购量被削减至76架。从1989年初开始,FB-111A被改进为能执行战略和常规轰炸双重任务的机型,改称F-111G。1993年中旬F-111G开始退役,澳大利亚空军购买了一部分退役的飞机。FB-111A采用了F-111A的机身和F-111B的机翼,故其结构设计大部分与F-111相同;起落架在F-111A的基础上进行了加强,增强了刹车能力;可携带50颗340公斤常规炸弹,内部弹舱可挂两颗,其余48颗挂在翼下,但当机翼完全后掠时翼下只能携带10颗炸弹;机翼后掠角度变化时挂弹架也相应转动,使外挂物始终处于顺气流方向;可携带核炸弹、空对地导弹和惯性制导的近距攻击导弹。下图为FB-111打开弹舱,准备投弹。

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FB-111低空高速飞行。

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格鲁门公司在通用动力公司F-111A机体的基础上研制的专用电子对抗飞机,用以取代EB-57、EB-66电子对抗飞机。EF-111A于1975年1月开始研制,1977年3月气动力原型机开始试飞。同年5月带全套干扰系统的第二架原型机试飞,1981年11月EF-111A开始交付使用。美国空军共采购EF-111A飞机42架,所有飞机已交付完毕。

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美国空军选择把F-111飞机改成专用电子对抗飞机的主要理由是该机性能比较先进。F-111速度快,在高空达M2.2,在突防护航任务中能和它所掩护的战术飞机在整个任务过程中一起飞行;航程远,空中不加油能飞越3200公里以上;能提供携带4吨复杂电子设备(包括天线、计算机、显示器)所需的空间、电源和载荷能力;在计算机数据处理能力方面还有25%发展潜力,以备适应未来可能出现的更加复杂的雷达威胁。此外,使用F-111改型比采用海军的EA-6B电子干扰机可减少训练、后勤保障等方面的大量问题。

EF-111A能完成下述3类任务:远距干扰 执行远距干扰任务时,EF-111A在战区前沿地带已方一侧、敌方地面武器射程之外活动。在绕圈飞行中,若干架EF-111A利用有力的干扰机产生的电子屏障,隐蔽自己的攻击机的飞行路线和机动方式,使之不被对方雷达发现。突防护航 突防护航(又称随队干扰)任务要求EF-111A进入敌方空域,伴随自己的攻击机突入敌方防线,抵达重要目标。EF-111A沿飞行路线连续干扰敌方防空网的各种电子设备,使其防空系统发生混乱、延迟和失去效能,从而保护自己的攻击力量。近距空中支援 这种任务的目的是为了在局部地区对敌装甲部队发起攻击时支援自己的攻击机。在近距支援作战中,低空、低速飞行的攻击机最易于遭受密集防空火力的攻击。EF-111A伴随攻击机,利用其干扰能力使敌人雷达(炮瞄雷达和防空导弹的制导系统)陷于瘫痪,与此同时,攻击机向目标投射武器。

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EF-111A机体与F-111A基本相同。在变后掠翼转轴上翼型为NACA64A210.68(修型),在机翼翼尖处为前缘修型的NACA64A209.80。16°后掠角时上反角1°。16°后掠角时安装角翼根处1°翼尖处-3°。发动机和F-111一样,燃油量19010升,滑油量30.3升。电子设备有:AN/ALQ-99E战术干扰系统、AN/ARC-109特高频通信台、AN/AJQ-20惯性导航系统、AN/APQ-160攻击雷达、AN/APN-167雷达高度表、AN/APQ-110地形跟踪雷达、AN/ARN-58仪表着陆系统、AN/ARC-112高频接收机、AN/AIC-25机内通话设备、AN/APX-64敌我识别器、AN/ARN-52塔康、AN/ARA-50特高频/定向器、AN/ALQ-137(改)自卫系统、AN/ALR-62(改)终端威胁告警系统等。EF-111A不带军械,一般和“野鼬鼠”反雷达飞机和其它战术飞机同时出动。

EF-111A能执行以下三类任务:远距离干扰,在敌方地面炮火射程以外建立电子屏障,掩护自己的攻击力量;突防护航干扰,伴随攻击机沿航路连续干扰敌炮瞄准雷达与导弹制导雷达,掩护近距支援攻击机。EF-111A的机体、发动机与F-111A基本相同,但加强了垂尾,在垂尾翼尖上有电子对抗短舱,这也是EF-111外表最大的特征。修改了武器舱,加装了机身腹下舱。电源系统改用两台90千伏安的发电机,改进了空调系统。

动力装置采用2台TF30-P-3涡扇发动机,单台推动力82.3千牛(8400千克),机内载油量18920升。共有两名乘员,一名驾驶员,一名电子对抗操作员。主要机载设备包括AN/ALQ-99E战术干扰系统,AN/ARC-109特高频指令仪,AN/ALQ137(改)自卫系统,AN/AL-62(V)4终端威胁警告系统,AN/APX-64敌我识别器,AN/APQ-160攻击雷达,AN/APQ-110地形跟踪雷达,AN/APN-167雷达高度表,AN/AJQ-20A惯性导航系统,AN/ARN-50特高频定向器,AN/ARN-58仪表着陆系统,AN/ARC-112高频通信电台。1987年开始发展EF-111A的改进型,包括改进控制显示系统,增加两台计算机与双总线,改装GPS惯性导航系统。EF-111A不带武器,通常与带反辐射导弹的F-4G“野鼬鼠”反雷达飞机或其他作战飞机协同作战。

EF-111A的改进主要集中在多项机载设备上,主要有:加装ALE-40干扰投放器;加装ARC-190高频单边带电台;改用标准大气数据计算机和加装AAR-34红外护尾告警系统。对EF-111A的改进更多地集中在ALQ-99E战术干扰系统的改进上,在1984~88财年曾提出分三阶段全面改进其接收机、处理机、干扰机的计划,该计划于1988财年中止。1991财年又提出新的改进计划要求改进ALQ-99的天线系统,维护性能,增加新的发射机与编码器,验证新的激励器。

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EF-111主要执行下列任务。远距干扰:若干架EF-111A在战区前沿地带已方一侧、敌方地面武器射程之外绕圈飞行,利用干扰机产生电子屏障,隐蔽自己的攻击机的飞行路线和机动方式,使之不被对方雷达发现。突防护航:又称随队干扰,EF-111A伴随自己的攻击机突入敌方防线,抵达重要目标,沿飞行路线连续干扰敌方防空网的各种电子设备,使其防空系统发生混乱、延迟和失去效能,从而保护自己的攻击力量。近距空中支援:支援己方的对地攻击力量攻击机,保护攻击机,利用其干扰能力使敌人的炮瞄雷达和防空导弹的制导系统陷于瘫痪。

目前美军的F-111系列已经接近全部退役,而最大的海外用户澳大利亚也在寻求其F-111机队的后继机型。2000年1月澳大利亚“航空6000计划”项目出台,正式征求后继机型。这一消息立刻在世界航空界引起巨大反响,美国、英国、法国、瑞典几家大型飞机制造公司纷纷提出各自的投标计划,准备抢夺这块肥肉。F-35 JSF战斗机、F/A-18E/F战斗机、“鹞”式垂直短距起落攻击机、F-22战斗机、F-15E“台风”战斗机、“阵风”战斗机、JAS-39战斗机等的生产商们全部都积极的开始了准备工作。

2003年5月,波音澳大利亚公司成功的进行了AGM-142E防区外武器同澳大利亚皇家空军F/RF-111C战斗机的模拟整合。这种新武器将增加澳军F-111的战略攻击能力和生存力。在为AGM-142飞行试验计划进行准备的过程中,波音公司正在修改模拟发射阶段使用的原型飞机插入软件和硬件。

澳大利亚F-111飞行演示,携带了一枚“鱼叉”反舰导弹、一枚激光制导炸弹、一枚“响尾蛇”空空导弹,机腹炸弹舱半埋安装了大型红外侦察/制导吊舱。

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澳大利亚将在两年半内淘汰空军所有的F-111轰炸机,并于9年后淘汰全部现役F-18战斗机。澳大利亚准备向美国订购JSF联合攻击战斗机,以取代以上退役的机种。该机目前还在研发阶段,9年后才能交付。澳空军的F-111虽以F编号,实际上,轰炸性能高过空中格斗。这种可变翼轰炸机,已服役30年。虽然性能优越,仍可担负至少10年任务,但是维修费用极高。澳空军有35架F-111,每年要花费5亿元保养。国防部决定,2006年以前,将全部淘汰该型机。

2010年12月2日,澳大利亚宣布在美国通用动力公司的F-111C退役。首个美国波音公司F/A-18F超级大黄蜂中队现已达到作战能力。澳大利亚皇家空军(RAAF)表示:在此消息宣布之前,有4架新的F/A-18F到达昆士兰安伯利空军基地。澳空军方面说:超级大黄蜂将为RAAF增加攻击能力,使澳大利亚进入一个新的战斗机时代。机队中包括3架将配备咆哮者电子攻击系统的超级大黄蜂战机在F-35联合攻击机进入RAAF服役之前,超级大黄蜂将填补这一重要的能力缺口。波音的4架飞机从密苏里州圣路易斯工厂装运,经过位于加州的特拉维斯空军基地、夏威夷的希卡姆空军基地和关岛的安德森空军基地,数天后到达安伯利。澳大利亚是最后一个还在使用可变后掠翼远程攻击机的国家。F-35最初计划用于替代F- 111,但是该计划进度拖后迫使RAAF于2006年决定购买超级级大黄蜂战机填补空缺。超级大黄蜂战机将于2021年退役,届时F-35交付使用。

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EF-111数据

翼展19.2米(全后掠7.94米)
机长23.16米
机高6.10米
机翼面积(后掠角16°)48.77平方米
展弦比(后掠角16°)7.56
主轮距3.19米
前主轮距7.44米

空重25000千克
最大起飞重量40350千克
最大着陆重量37400千克

最大速度M2.02/2140千米/小时
作战飞行速度(远距离干扰)595千米/小时,(突防护航)940千米/小时,(近距支援干扰)856千米/小时
突防护航作战升限16670米,(远距离干扰)370千米,作距半径(突防护航)1495千米,(近距支援干扰)1155千米
转场航程3706千米

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