空军世界 :: F-16“战隼”战斗机

F-16战斗机

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下面我们来回顾一下F16的发展历程:

点击查看:F-16最新型火控雷达 | 巴基斯坦F-16 | 台湾F-16战斗机页面

下图为YF-16原型机。挂载4枚麻雀空空导弹,未装雷达,机鼻部后来经过扩大。

YF-16

第二代喷气式战斗机装备美军后,军方与航空工业研究人员发现这一带飞机较差的机动性给飞行员带来了诸多困扰。前线飞行员更希望获得一款轻便灵活的战 斗机。根据飞行员实践,轻型战斗机虽然飞得不够远,武器不够多,火力不够大,但是机动性能好,空战缠斗中能够有足够的优势获胜。换一个说法便是“灵活的飞 机才是好飞机”。在这个过程中起到重要作用的团体—— “战斗机黑手党”们认为,优秀战斗机就要不稳定,越不稳定,飞起来后对飞行员的操纵响应越快,可以随心所欲玩机动。所以F-16就是一架“静不安定”的飞机,要依靠电传系统和计算机来帮助稳定飞行,只要飞行员手脚一动,飞机立刻就动!

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原本美国空军并不重视这一研究成果,空军方面钟情于依赖大推力发动机提供机动能力的F-15重型战斗机。但经过 “战斗机黑手党”的不懈努力,加上采购经费不允许空军大量购买F15战斗机,F-6战斗机最终获得了一个参与竞争并最终被空军选中的机会。

 

很快美军推出了ADF计划,即“先进昼间战斗机”计划。经过一番竞争,72年通用动力公司的原型机YF-16战胜了麦道公司的YF-17,成为了美军的“低档配置”。随后YF-16被正式命名F-16“战隼”(FightingFalcon)。而YF-17则在后来的海军招标中,则反败为胜,击败F-16海军型,后命名为F/A-18大黄蜂”。

F-16在世界战斗机史上占有独特的地位:它在气动外形上采用了三角翼加普通平尾、单垂尾、单发、翼身融合体的布局,其中翼身融合体在当时是非常先进的设计,并被多种三代半、四代战斗机采用;在飞行控制方面,首次采用了革命性的静不稳定设计四余度电传操纵系统;驾驶杆采用了侧杆布局,安排在飞行员座位右侧;座椅后仰30度,提高了飞行员抗过载的能力,保证了进行9G的机动时飞行员不会经受不住;座舱玻璃盖为前半球无框设计,提供了无遮挡的360度视野(这种设计沿用到了F-22“猛禽”上)。虽然ADF计划出于价格考虑,对机载电子设备要求不高,YF-16仍能装载大体积的航空电子设备,为改进留下了余地。F-16原型的主要武器装备为M61“火神”20mm加特林炮、AIM-9“响尾蛇”近距空空导弹以及AIM-7“麻雀”中距空空导弹。

F-16的首次飞行非常有戏剧性。74年1月8日,红、蓝、白三色涂装的YF-16被运到了加州爱德华空军基地。在主设计师HarryHillaker为首的技术小组的指挥下,YF-16开始试飞。1月20日,由试飞员PhilOestricher进行高速滑行测试。突然YF-16发生滚转偏移震动,飞机滑出跑道中线,试飞员在紧急中灵活应对,操纵飞机飞离地面,稳定后再落回跑道,于是F-16的“首飞”完成了。2月2日YF-16单座机进行了正式的90分钟首飞,3天后突破了音速,6天之后达到了两倍音速。5月9日,试飞员NeilAnderson驾驶双座的B型试飞成功。

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F-16在美国军事装备历史上具有相当重要的地位。F-16是与经过与YF-17的竞争,战胜对手而赢得美军轻型战斗机计划(LightWeightFighter,LWF)的合同。在计划中,YF-16与YF-17各一架原型机进行了各种对比验证,确定优胜方后才进入正式型号的研制生产。而在以往,美军方在合约签订之后,就会批出款项,支付研究生产费用。但在随后的实际研制过程中,预算很可能超支、交货日期可能推迟、原型机达不到军方要求或者不符合不断变化的作战需求。这时候军方就不得不追加款项或者忍痛放弃项目。例如YB-70F-111等的研制,都有这种情况。而LWF计划中,参与的各个厂商或各个厂商组成的集团将先获得了一份金额相对较小、仅制造极少量原型机的合同。这一合同被称为概念实验(what-ifconcept)与批次管理。这一合同将产生互相竞争的数架原型机,进行大量充分的对比试验,例如基本飞行性能、发动机性能等试验。最后决出优胜的一种,美军方就会将大额的正式型号研制合同批给优胜方。这时候上述原型机均具有相当的水平,且已经经过充分验证,美军就可以放心给钱了。而所谓批次管理,就是在整个研制过程中,各种先进技术、装备是在大量的研制试验过程中,逐步添加到原型机上的,且常常生产多架原型机供不同试验使用。例如F-16代表性的电传操纵系统、武器系统、火控雷达系统等都是这样逐步加上去的,F-16的各种不同改型也是在这一指导思想下逐渐出现的。美军随后出现的各种战斗机均采用了上述方式,如YF-22YF-23的竞争、JSF等。

对比起苏联、中国的军用飞机研制体系和机制,美国这一方式可以确保最终研制成功的正式型号有较高的技术水平,且可以避免因为某家公司的不足或者失误影响整个计划。且多家公司相互竞争,可以迫使各个公司发挥最大的潜力、运用最好的技术。但弊端是一个公司在原型机研制阶段必须投入大量财力人力,如果竞争失败,这家公司就会失去未来一二十年军方的大额合同,这样这家公司很可能要倒闭。当然美军方能够这样做也是因为美国商业经济发达,各大飞机公司均有雄厚的技术和资金实力。为此美军方往往在批合同给优胜方时,会将部分份额分给失败的一方,以确保失败方都能得到生存的机会。尽管如此,战后美国进行军用飞机研制开发的公司还是越来越少,二战及五六十年代许多赫赫有名的公司(或公司的军用飞机研制部门)先后消亡被更大的公司兼并,例如仙童(Fairchild,代表机型A-10)、北美(A-5攻击机)、格鲁曼(F-4U)等。

 

F-16也见证了美国近几十年战斗机研制生产的历程。1955年全美有22条生产线生产海空军各种战斗机,目前已减少为3条:沃斯堡(F-16)、圣路易斯(F-15,F/A-18)、马瑞塔(F-22);最初生产一架F-16,需要276天工时,目前只需要215天。F-16外销业绩非常成功,出口到18个国家地区。F-16战绩也相当好,在100多天的海湾战争期间执行了13500次飞行任务,妥善率高达95.2%。


 

F-16A/B

F-16在战后美国军用飞机中是改型较多的一种,简单的可以区分为A(基型)、B(A型的双座型)、C(重大改进型)、D(C型双座型),细分则更加繁多。如F-16A/B的改型(包括批量生产中不同批次的改进型号)包括:Block1、5、10、15(OCU、ADF)、20、MLU等型号;另外还有使用了不同发动机,或为各个实验计划改装的改型:F-16/79/101、F-16CCV、F-16AFTl/CAS/GCAS、F-16VISTA/MATV、未服役的海军型F-16/LTVl600、F-16SFW前掠翼验证机与STOVLE7短距起飞垂直降落机等。

F-16A/B是第一种正式生产型。F-16A是单座,F-16B是双座,两型基本上相同。早期的F-16装备了全面的电子设备,包括威斯汀豪斯AN/APG66脉冲多普勒雷达、UHF/VHF通讯设备、塔康导套航系统、AN/ALR-69雷达告警接收机、GEC马可尼公司的平视显示仪、中央大气数据计算机。发动机是普惠公司的F100-PW-200,最大推力12500磅,最大推力13500磅,加力推力23,830磅。F-16A/B装备有标准ACESII弹射座椅。

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F-16B Block1 原型机在做机动性演示:

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F-16A/BBlock1在外形上比较特别,使用了黑色的雷达罩与机首预警天线整流罩(上图)。Block5及其后各型的雷达罩就改为灰色了。第一架Block1在79年1月6日交付犹他州希尔空军基地388联队,第一架外销的F-16则在同年2月交付比利时空军。此后部分欧洲盟国陆续获得了F-16,并进行了改进。下图为BLOCK15基础上升级的MLU型。

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F-16Block5

F-16ABlock1的黑色雷达罩十分显眼,在近距格斗中是致命缺点。Block5更换为灰色雷达罩,这成为以后型号的标准配备。Block5生产了197架,以后管升级到Block10的标准。Block5也有进气道下方的UHF天线和较小的水平尾翼。与Block1的细小差别是增强了可靠性。

比利时空军F-16ABlock5,注意机腹下的UHF天线,平尾尺寸也比较小:

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F-16Block10

1982年,Block5的改进型Block10面世,共生产了312架。Block10在进气口下安装有片状的UHF天线,平尾呈较小的矩形。24架纽约国警队的Block10曾经换装GPU-5/A30MM机炮。但在沙漠风暴行动中发现该机炮维护困难,最后又改回了M6120mm加特林炮。94年美国曾推动“盟军提高”(CoalitionForceEnhancement,CFE)计划,想把这批F-16卖给以色列、土耳其等国。当时美国的主要目的是为购买F-16C/DBlock50/52筹集经费。但是除了以色列之外,其他国家都没有购买的意向。目前大批相对落后的Block10退役,部分改装为地面教学机,或者库存起来做战备用途。部分美空军的Block10在1987~1993年改进为Block15OCU。

F-16Block15

1981年11月,美军启动了“多国阶段改进计划”(MSIP),这一计划产生了Block15。Block15换装了F100-PW-220/E发动机,在进气口下沿增加两个加固点;为了平衡,平尾也增大了30%,使得飞行稳定性有所增加,降低了失速速度,提高了高攻角飞行的稳定性。Block15的AN/APG-66雷达在空战模式中拥有边跟踪边扫描的能力,另外还装备了加大的平视显示仪,采用了陀螺惯性导航仪、AN/ALR-69雷达告警器、HaveQuickI加密UHF电台。可发射AIM-7“麻雀”空空导弹和AIM-9P4先进近距空空导弹。结构加强以多挂454千克外挂。座舱空调的改进使飞行更为舒适。从1982到1996年,Block15型开设了三条生产线,生产了983架,最后一架交付Block15的第11个买主:泰国。美国空军的Block15在1987~1993年间均改进为Block15OCU。

出口到巴基斯坦的Block15曾击落了8架苏联或阿富汗的飞机。但后来因为美国制裁巴发展核武器,扣留了多架巴方已付款购买的F-16/OCU型。直到最近美国才同意逐步归还已付的款项。在台湾求购F-16的过程里,还曾传闻美国欲将库存在亚利桑那州基地的Block15卖给台湾。Block15共有49种小改良构型,比较重要的是“多国多阶段性能改进计划”(MultinationalStagedimprovementProgram,MSIP),该计划对F-16A/B进行机体结构与内部装配线的更改。


F-16ADF

F-16ADF型是在冷战背景下产生的。80年代F-106与F-4陆续退役,美国计划用一种新的战斗机顶替上述机型的防空截击任务,于是推出了“空防战斗机”(ADF)计划,计划以F-16为原型。F-16ADF机加装了更先进的AN/APX-109MK7敌我识别器,风挡前有四片刀状天线;机头左侧雷达告警天线整流罩下方有一高亮度探照灯;垂尾根部为了安装新的方向舵伺服器和高频通讯设备,形成了一个突起;火控雷达采用了AN/APG-66(V1),能制导AIM-7“麻雀”(下图)和AIM-120中距空空导弹,而之前的F-16型号中距作战能力都很弱;为了能担当远程拦截任务,加装了AN/AEC-2000单频远程通讯系统。

美军共装备了241架F-16ADF。但随着战术需要的改变和武器改进,其中一半以上已经拆除上述设备,恢复成Block10/15型,或退役转入战备储存。

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ADF型飞行员徽章

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F-16Block15OCU

1987年末,214架Block15开始被改进成Block15OCU(操作可靠性升级),换装了更可靠的F100-PW-220发动机。机体结构进行加固,改装了F-16C/D上的更大的平视显示仪,可发射挪威研制的“企鹅”空舰导弹(右图,美军编号AGM-119)和AIM-120AMRAAM先进中距空空导弹。电子设备方面增加了雷达高度计、大视角平视显示仪、AN/APX-101敌我识别器、AN/ALE-40箔条/曳光弹发射装置、AN/ALQ-131电子战吊舱,增强了机载计算机速度和储存容量。上述改进使得最大空重增大到17,010kg。88年1月首架Block15OCU交付使用,目前所有Block15都已经改成Block15OCU规格。

2004年3月,源自第10和15批次的F-16 M3改型成功进行了首次投放908千克GBU-31 JDAM制导炸弹的试验。在比利时、丹麦、荷兰、挪威和葡萄牙等“欧洲伙伴空军”(EPAF)中,大约350架经过中期更新的第10和15批的F-16AM/BM战斗机,将经过最新的硬、软件更新而成为F-16M3战斗机。这次硬、软件更新的特点是加装Link 16战术数据链、联合头盔指示系统(JHMCS)以及装备惯性辅助制导弹药,主要是JDAM、WCMD和JSOW。这次投放JDAM采用的是“载飞截获”(OWA)投放模式,即武器仍挂在机翼下时其制导组件截获GPS信号,而不是像以前那样是在投放之后截获GPS信号。采取这种改装是必需的,由于美国政府还没有批准向上述EPAF国家出口这种最先进的GPS密码,所以必须通过软件更新才能使武器在飞机载飞时的几秒钟内截获GPS信号。F-16M3使用试验和鉴定(OT&E)的第1阶段,已于2月25日~3月26日在挪威的主航空站(MAS)进行。OT&E的第2阶段试验将在8月11日开始的、美国内华达州内利斯空军基地举行的"红旗"演习时的实际飞行中进行。

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F-16Block20

直至目前,美国向台湾出售了150架Block15 OCU,这些飞机都经过了MLU(中寿命改进)标准改进,因此被赋予新的编号Block20。目前只有台湾在使用Block20。下图为台湾空军的F-16及机库。详情请点击查看台湾F-16战斗机页面。

F-16A/BMLU

91年开始的F-16A/BMLU计划的全称是“F-16中期性能改进计划”,由美国、挪威、比利时、丹麦、荷兰五国共同执行,台湾也曾出资研制相关软件。下面两幅图即MLU照片,尾翼上涂有参与研制的各国的国旗(当然“中华民国”不在其内)。这一计划目的是改进上述五国的F-16A/BBlock10/15/OCU,以适应21世纪的作战要求。美国在92年退出了该计划,但购买了223套MLU计划中研制的新型机载计算机,改装到美国本身的F-16C/DBlock50/52上。欧洲四国空军则从93年1月以后,陆续订购了共360套MLU改进组件。

因为被改进为MLU的F-16均服役了10年左右,出于安全考虑,首先进行了机身结构探伤,确定隔框是否有裂纹。探伤合格的飞机被重新组装,更换内部管线。最重要的改进是电子设备,改装了APN/APG-66(V2)雷达、使用新的模块化计算机、APG-111(V1)敌我识别系统、大视角平视显示仪、两个10cm×10cm彩色液晶显示器、侧杆操控系统、数字地图、GPS卫星定位系统等。F-16MLU的性能勉强达到了F-16C/D早期批次的水平。台湾购买的F-16则是按MLU标准进行生产的全新飞机,因此也可以称为F-16MLU。

MLU换装了AN/APG-66(V2A)火控雷达,具有发射AIM-120B的能力。该型座舱使用2台四色彩色显示器取代原来的单色阴极射线显示器(CRT)。为适应北欧多山崎岖的地形,加装了微波自动降落系统。在荷兰空军的一架F-16BMLU上还试验了汉尼威尔公司的“LookandShoot”头盔显示系统。F-16MLU达到了F-16C/DBlock40/50的水平,部分电子设备要更先进些。

1998年,MLU计划进入实机改装阶段。之前四国与美国空军各自改装了一架原型机。1997年9月,丹麦与美国空军的原型机在爱德华空军基地进行试飞。丹麦的原型机在同年12月成功地试射了一枚AIM-120先进中距空空导弹。当时MLU计划中的任务计算机使用M1版本的软件,而M2版本的软件预计2000年能更换完毕。M2版本的装备又分M2.1/2.2/2.3三个阶段:M2.1版本已在98年7月升级完毕,新功能包括能使用LANTIRN吊舱(示意图见下图)和自动目标管理系统;M2.2版本的新功能包括发射和制导AIM-120B、改进的机炮瞄准显示、IDM数据链;M2.3版本将在2003年完成,可能包括增大AN/APG-66(V2)的空地探测距离、Linkl6数据链、联合头盔显示系统,以及使用JDAM、JSOW、WCMD等火力圈外精准制导武器的能力。M3版本的软件系统正在研究中,分为M3与M3+两种,总预算约1亿美元。其中M3是给欧洲四国使用、M3+则由美国空军使用,后者预计2003年9月在爱德华空军基地开始试验。M4/M4+软体升级计划正交由美国国防部进行预算评估。

2003年9月,波兰国防部(MND)宣布将从2008年起,为其F-16选用美国古德里奇公司的DB-110机载侦察系统。该购买合同包括7套配有数据记录器和任务控制系统的DB-110系统、实时数据链和两个地面站,其中一个地面站将是可移动的。地面站将可以从波兰计划于2006~2007年购买的无人机等其他侦察系统获得相关信息。波兰空军和防空部队安装该系统是DB-110传感器首次用于F-16。此前,该系统已经被集成到英国皇家空军“狂风”的机载侦察吊舱中,以及日本海上自卫队的P-3C海上巡逻机上。古德里奇光学和空间系统部官员透露了有关美国新型吊舱的细节,据说DB-110系统将安装在与战区机载侦察系统类似的吊舱里,以降低成本和风险。古德里奇公司获得的合同是与波兰花费35亿美元购买的48架F-16C/D多任务战机相关的7项合同之一。波兰空军和防空部队在8月与洛克希德·马丁公司签署了购买增程型精确攻击导航和瞄准吊舱的合同,该合同同时消除了对购买拉法尔武器开发局与诺斯罗普·格鲁门公司联合开发的Litening吊舱的猜测。空军同时还决定从数据链方案公司购买5套多任务信息分发系统轻型终端以及相关软件。波兰F-16项目的首套终端将于2004年年中交付到洛·马公司。波兰还希望购买两套LINK-16地面站。波兰国防部要求国产的指挥控制系统与LINK-16进行综合。

2005年2月,英国BAE系统公司的美国分公司接获933万美元的合约,为台湾F-16战机的雷达预警接收器做软硬件升级。美国国防部宣布了这项合约,并称雷达预警接收器升级工作将于2008年1月完成。

2010年11月美国雷神公司(纽交所代码:RTN)赢得了为美国空军预备队和空军国民警卫队的F-16战机升级座舱综合显示系统(CDU)的合同。雷神公司的座舱综合显示系统将取代F-16现有的多个单独而巨大的彩色液晶显示器(LCD),将能够向飞行员提供从自身和远程传感器上获得的数字移动地图、视频处理以及位置信息的双向数据传递。在合同的最初阶段,雷神技术服务公司(RTSC)将在印第安纳波利斯实现最初的低速率试生产。初期合约价值310万美元,包括所有试制单元和系统综合,合同还包括在未来5年内任一年达到120套年产能的选择权。“座舱综合显示系统对于F-16的飞行员来说具有重要意义,它可以帮助飞行员出色的完成他们的任务”,RTSC的客户和技术支持的副总裁Wayne Iurillo说。“在飞行员需要的时候给他们想要的数据,将帮助他们在作战区域高效的完成任务,他们将有能力保护和支持地面力量,其自身安全也将得到保证。”

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2010年12月以色列空军完成了将首批F-16C/D“战隼”战斗机升级到Barak 2020版本的工作。升级工作在22个技术团的支持下在营级水平进行。计划,近期将开始把F-16飞行模拟器升级到Barak 2020版本的工作。以色列空军没有公布F-16战斗机升级工作的实质内容。目前,已知的情况仅包括:升级后飞机获得了新型显示器和任务管理系统。预计,以色列空军将把所有 75架F-16C和50架F-16D战斗机都升级到Barak 2020版本。在这种情况下,F-16A/B战斗机将在最近几年退役。2010年8月获悉,以色列国防部拒绝了F-16A/B升级计划。目前,以色列空军有104架没有升级的F-16A/B战斗机。不对这些飞机进行升级的原因是以色列空军打算采购新型战斗机——F-35“闪电Ⅱ”未来战斗机。

2011年2月韩国计划为其F-16 C/D战斗机配备波音GBU-31“联合直接攻击弹药”(JDAM),韩国空军称近期开发了一套软件,使其F-16能够发射JDAM,大幅增强作战能力。韩国空军少校Kim Se-hun称,我们已经进行了三次试射,成功验证了自主开发的软件能够兼容JDAM,对目标进行精确打击。JDAM制导套件包括装有全球定位/惯性制导系统的尾部组件,弹体中部安装保持飞行稳定性的翼片,使得常规炸弹变成“灵巧炸弹”。随后韩国可能会对其F-16 C/D机队进行升级,大部分是第52批次,其余的是第32批次。飞行国际的MiliCAS数据库显示,韩国装备有118架F-16C和51架双座型F-16D。据某工业部门人士透漏,F-16的升级将会换装新型任务计算机,还可能引进与美国飞机以及韩国F-15K战斗机相同的数据链,目前波音公司已向韩国交付了46架F-15K。

法新社2011年4月28日报道,此前一直被看好的美国F-16F/A-18战机均被淘汰出局,俄罗斯的米格-35也未能幸免。对决最终将在法国“阵风”战斗机和欧洲联合战机“台风”之间展开。报道称,美国驻新德里大使馆28日证实了F-16和F/A-18在竞标中出局的消息。当天“因个人原因”宣布辞职的美国驻印度大使蒂莫西•罗默表示,美国政府对印度的这一决定“深感失望”。印度国防部一位高级官员对法新社说:“已经确定欧洲联合战机‘台风’和法国‘阵风’入选,而其余四种战机被淘汰。”他表示,印度将分别对四种战机最终出局的原因做出说明。他还补充说,印度政府希望在2012年3月前最终确定购买哪种战机。此前,共有6种战机被印度列入采购侯选名单,它们分别是美国的F-16和F/A-18“超级大黄蜂”、法国的“阵风”、欧洲联合战机“台风”、瑞典的 “鹰狮”以及俄罗斯的米格-35。各方均极力想拿下这个总额高达120亿美元的合同,美国、法国和俄罗斯三国总统都于去年访问了印度。

2011年5月,洛克希德•马丁公司与土耳其航宇工业公司(TAI)一起,在TAI位于安卡拉附近的工厂为土耳其空军的首架第50+批次(Advanced Block 50)F-16战斗机举行了出厂仪式。土耳其空军一共订购了30架第50+批次的F-16,这些飞机由TAI根据洛•马公司的授权组装。参加这次出厂仪式的土耳其官员包括国防部长、国防工业部副部长、空军参谋长、武装部队基金会总经理和TAI的董事会主席。美国驻土耳其大使、美国国防部空军部主管国际事务的副部长和美国国防合作办公室主任代表美国政府出席了该仪式。在过去25年中,F-16战斗机项目为土耳其带来了许多工业发展和就业机会。目前土耳其空军已装备了200多架F-16战斗机,并将在2011年5月至 2012年12月接收30架第50+批次的F-16。迄今为止,F-16战斗机已生产了4400多架,装备了全球25个国家和地区的空军。

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