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[军事] 飞行员报告:从FSR1到FA2,“海鹞”战斗机进化论

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发表于 2021-4-2 11:30 AM | 显示全部楼层 |阅读模式


飞行员报告:从FSR1到FA2,“海鹞”战斗机进化论(上)

 保罗·斯通 空军之翼  2021-03-31

  本文作者曾担任英国海航第800和801中队中队长,他在本文中讲述了这架著名垂直起降舰载战斗机的发展历史,从早期发展到马岛战争中的作战,再到能力更强的FA.2。

  1966年的英国国防审查取消了拟议中的新型航空母舰CVA-01,这一决定宣告了英国海军舰队航空兵(FAA)固定翼空中力量的终结。外加上海军部的优柔寡断、资金匮乏以及皇家空军和皇家海军在争夺固定战斗机上持久权力斗争,这些都导致“鹞”式战斗机舰载型的艰难诞生。


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满载排水量63000吨的CVA-01

  1973年维克斯获得了为英国海军制造新概念航母的合同,该航母被称为“直通甲板巡洋舰”,大小足以操作“海鹞”。两年后经过多次游说,英国政府宣布将为英国海军的三艘新“巡洋舰”(后来被称为“无敌”级航空母舰)购置24架“海鹞”舰载战斗机。从1980年第800海航中队(NAS)成为第一个“海鹞”FRS.1(FSR=战斗侦察攻击)作战中队到2006年操作“海鹞”FA.2的第801中队解散,共98架“海鹞”战斗机和200出头的飞行员及一批精干工程师充分展示了该机的能力,事实证明“海鹞”已远远超出冷战时期人们的预期:一种用于驱逐苏联海上巡逻机的舰载战斗机。


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“海鹞”FA.2

  在超过25年的时间里,“海鹞”得到持续改进,始终保持颇具作战能力舰载战斗机本色。尽管该机性能并不拔尖,但在工程师和飞行员的努力下仍是一种功能强大的作战系统,在所有作战行动中都表现出色。

武器

  “海鹞”FRS.1最初只有很有限的空空武器,包括两枚AIM-9G“响尾蛇”红外制导导弹和两门30毫米阿登机炮。除了只能迎头机炮射击以外,“海鹞”的机炮和该型号“响尾蛇”严格意义上来说都是后半球射击武器,意味着飞机必须机动到目标后方进行近距离射击。所以在最初的两年服役中,FRS.1实际上仅能进行“电话亭中的白刃战”。马岛战争很快改变了这一状况,一项AIM-9L的快速升级为FRS.1提供了全向攻击导弹,其红外导引头更加灵敏,可从任何方向对目标进行视距内攻击。这项升级对马岛空战产生了重大影响,“海鹞”在战争中获得了20次确认击坠和3次可能击坠,自身没有损失。在第一个“海鹞”中队成立不到两年后,这架战斗机已经成熟并经受住了战火考验,甚至还取得出色战绩。


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挂载4枚AIM-9L的“海鹞”FRS.1

  从一开始,“海鹞”飞行员就对FRS.1的“蓝狐”(Blue Fox)单脉冲雷达头疼不已。有限的功率和较小的天线使“蓝狐”成为一种探测距离相对较短的雷达,加上“海鹞”没有HOTAS(双杆操纵)控制装置,包括手动增益在内的雷达操作大幅增加了单座座舱的工作量。不过通过使用正确操作程序和一些简单但有效的战术,“海鹞”编队长机还是能够保持一定水平的态势感知,从而实现欺骗敌方做到先敌发现,并从优势位置进入视距内空战。“蓝狐”的下视能力很差,但水面搜索和海岸测绘模式非常有效,这意味着“海鹞”即使在沿海水域也能发现船只。当该机试图在恶劣天气中降落航母时,这就成为一大好处。


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“蓝狐”雷达

  可以肯定地说,“海鹞”在舰载作战环境中是如鱼得水。滑跃起飞是一项出色发明,以弹道爬升的方式把飞机抛入空中,这让海鹞能在空中继续加速到翼载飞行所需的速度,所以无需很长滑跑距离或弹射器。这是一种有效的飞机起飞系统,在1982年的马岛战争中首次袭击斯坦利港时,第800中队在不到四分钟的时间内就起飞了12架“海鹞”。降落灵活性是“海鹞”另一个鲜为人知的优点,该机可在某些最极端海况下降落军舰,远超常规弹射与拦阻降落舰载机的安全限制。这意味着“海鹞”可在所有天气条件下保持7X24全天候作战。该机的另一个优点是垂直降落,无需航母对准风向航行产生甲板风,这为航母提供了更大的战术机动自由,尤其在存在潜艇威胁的情况下。


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“海鹞”在马岛战争中的滑跃起飞

  在早期,FRS.1可在对地任务中投掷454千克高爆自由落体炸弹、272千克BL755集束炸弹,2英寸火箭弹,并装备了“天兔座”红外干扰弹。FRS.1在1992年之前一直保持着战术核能力,能投掷272千克WE177A核弹。该机在马岛战争中大量投掷454千克高爆弹和BL755集束弹,对岛上阿根廷守军造成很大打击。该机无法投掷精确制导弹药,在空地任务中只能使用铁炸弹和机炮,这意味着不具备防区外打击能力。

  安装在机身右前侧的F95摄像机具有不同焦距的镜头组合,在飞机平直飞行中相机可拍摄指向水平线以下达18.5°的位置的倾斜照片。飞行员们为此在座舱盖上用马克笔做了标记作为一种原始照相瞄准办法,事实证明这种基本侦察能力非常有效。该相机还可以用来拍摄空中照片,常常用于在拦截中拍摄苏联情报搜集飞机。


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机头右侧的圆孔就是F95摄像机视窗


性能

  对于“海鹞”来说发动机推力比机翼升力更重要,充足推力对于飞机悬停并垂直降落在航母至关重要。“鹞”的机翼具有涡流发生器、翼刀、前缘锯齿和翼尖延伸部,小翼展意味着该机能以中等程度襟副翼偏转一直加速到954公里/小时的速度。上述设计都是“鹞”为了在空战中与现代战斗机匹敌而进行的机翼优化,但“海鹞”在传统狗斗中仍经常表现不佳,不过空战不仅关乎转弯速率和转弯半径等物理参数,也关乎其他方面,被“海鹞”加以利用的方面。


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“海鹞”的小翼展机翼

  首先前向矢量飞行(VIFF)为“海鹞”打开了一个神秘世界,该术语被用于描述“鹞”的四个推力轴承喷管在空战中的矢量运用,以改善瞬时转弯性能或迅速减速迫使对手飞过头,从而获得短暂的反击机会。美国海军陆战队在上世纪70年代初率先研究了VIFF的实战应用并开发了多种机动,包括“急停桶滚”、“喷管咬尾”和“喷管下坠”。这些机动如果使用得当,将为“鹞”提供战胜转弯速率和转弯半径更好的战斗机的机会。但VIFF是有代价的,每次喷管旋转时速度就会流失,将能量换成机动性。“海鹞”使用VIFF一击不中后就变成了活靶子,无法迅速恢复能量重回均势。VIFF很难掌握,在很大程度上取决于飞行员的技能和战术机会。不过VIFF是神秘的,推力矢量机动在80-90年代还是很新奇的,能导致不可预测性并打乱传统狗斗的节奏,这本身就是一个明显优势。


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“鹞”式战斗机典型的VIFF机动

  其次尺寸很重要,“海鹞”能以大卫和歌利亚的方式进行空战。该机的正面投影面积很小,很难被目视发现,所以在空战中“海鹞”通常会首先发现敌机,进而获得优势。在尺寸巨大的敌机找到身材娇小的“海鹞”之前,后者很可能已经先敌发射了。

  最后,战斗机的名声也是空战的关键因素。“海鹞”因在马岛战争中的惊人杀伤率从阿根廷人那里获得了“黑死病”的绰号,这个令人胆战心惊的绰号加上神秘的VIFF机动使该机飞行员享有多年心理优势。如果你能够让敌方战斗机飞行员甚至带着一丝怀疑的心情参加战斗,请注意,你就已经获得了明显的优势。


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描绘马岛空战的航空画

 楼主| 发表于 2021-4-6 08:18 AM | 显示全部楼层

飞行员报告:从FSR1到FA2,“海鹞”战斗机进化论(下)

 保罗·斯通 空军之翼  2021-04-06

马岛战争之后的进化

  马岛战争之后的一些重要改进使FRS.1继续保持活跃,所有这些改进都被FA.2继承。这些较小升级集中在增加航程和有效载荷、新武器、防御系统和着舰辅助设备上。

  FRS.1通过引入719升副油箱来解决航程和续航能力不足的问题,该油箱为战斗空中巡逻任务提供了至少30分钟延时。通过这种副油箱和固定式空中加油探管,“海鹞”战斗机在波斯尼亚“禁飞”行动这样的联军作战中能有效参战,因为此类行动经常需要长时间飞行。此外“海鹞”还引入了相当笨拙的1500升副油箱,但由于操作限制非常严格,所以仅限于转场任务。


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挂载副油箱和双联“响尾蛇”的FRS.1

  在反舰武器方面,FRS.1最终具备了防区外攻击能力,“海鹰”导弹为该机提供了有效的远程(超过111公里)的反舰能力。此外随着双联发射器的问世,“海鹞”也能一次挂载4枚“响尾蛇”导弹了,随后该机又升级了配备无烟火箭发动机的AIM-9M,引导头性能进一步改善并具备抗红外干扰能力。


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“海鹰”反舰导弹

  通过升级“天空卫士”雷达告警接收器、能应对更灵敏红外导弹的先进红外干扰弹,以及通过干扰弹发射器发射的通用消耗性诱饵(GEN-X),该机的自卫系统也得到了改善。“海鹞”还获得Havequick跳频抗干扰无线电,该系统在FRS.1上的集成一开始遇到困难,甚至被称为自干扰无线电,但在地勤和飞行员的共同努力下通过正确加载密码数据并完善标准操作程序,最终被证明是成功的。

  最后通过集成微波机载数字制导设备(MADGE),使“海鹞”在夜间或恶劣天气下的艰难着舰变得更加简单。并非所有飞机都升级了MADGE,并且该系统有时会发生故障,但仍是出色的着舰辅助工具,可提供非常精确航母距离和方位信息,使“海鹞”在漆黑夜间对准飞行甲板的降落变得更加容易。


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悬停中的FRS.1

  除了在1991年“沙漠风暴”期间在塞浦路斯执行平淡无奇的防空任务外,FRS.1还参架了巴尔干战争,在1993-1995年间从亚得里亚海的英国航母上起飞,参与了波斯尼亚上空的“禁飞”和“慎重武力”行动。这一时期“海鹞”的作战重点从防空转到攻势制空和近距离空中支援和侦察,所以需要对飞行员重新训练。FRS.1的武器系统并未针对中等高度的近距空中支援优化,尽管该机在测试中投掷过“铺路II”激光制导炸弹,但由于缺少激光瞄准吊舱无法进行自行制导。在作战中,“海鹞”老化的导航设备得到了安装在座舱支架上的手持GPS的补充,该机在波斯尼亚以一些相当基本的战术在俯冲中投掷了454千克自由落体炸弹。马岛战争的F95侦察相机在波斯尼亚的收集情报任务中再次得到很好利用,让照片判读员获得了部队和炮兵部署情报,许多人惊讶地发现“海鹞”是战区少数几种安装了相机的飞机之一,是一种有效的侦察机。


第二代“海鹞”

  总体而言,从马岛战争直到冷战结束,FRS.1的作战能力始终令人印象深刻,不过到了90年代初,该机正变得过时,无法与装备了远程武器、电传飞控和先进雷达的现代战斗机匹敌。马岛战争后的升级虽然很受欢迎,却增加了重量和阻力,让带有固定加油探头和四枚“响尾蛇”导弹以及719升副油箱的“海鹞”飞起来像猪,无法对抗同时代第四代战斗机。在这个紧要关头,“海鹞”FA.2的出现带来了性能上的巨大提升,第二次延长了该机的生命周期,让“海鹞”迈入超视距空战领域后继续服役了十多年,“战斗攻击机”的名称变更也反映出这一重要里程碑。


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“海鹞”FA.2

  英国国防部采购了18架新的“海鹞”FA.2并升级了33架FRS.1,最明显的变化是重新设计的机鼻和后机身35厘米长的加长段,以容纳新航空电子设备。尽管这些改进没有让飞机变得更漂亮,却为引入“蓝雌狐”雷达和先进中程空空导弹(AMRAAM)主动雷达制导导弹铺平了道路。

  FA.2于1993年开始进入第899训练中队下属的作战评估小队(OEU)服役,并于次年在波斯尼亚执行了首次作战任务。1994年9月8日,两架OEU的FA.2从“无敌”号航母起飞,侦察了波斯尼亚一处名为“比哈奇口袋”的地区。

  作为这个双机编队的长机飞行员,我可以为这此FA.2首次作战增加一些细节。我在这次任务中差点成为此次冲突中被击落的第二架“海鹞”,当我们正沿该地区主要热点之一的山脊飞行,完成第二次侦察飞行时一枚SA-7导弹向我飞来。僚机皮特·威尔逊在我的盲区发现了这种导弹特有的螺旋状尾烟,导弹正从后下方向我接近。他立即在无线电中呼叫:“斯通,便携式防空导弹,向右急转!”这促使我立即做了一个最大性能导弹摆脱转弯并发射红外干扰弹,同时绷紧所有肌肉准备导弹撞击。但什么也没发生,我渐渐意识到机动成功了,导弹未能锁定发动机热源,可能被红外干扰弹吸引。由于我忍不住在那一刻连续快速发射大量干扰弹,从地面上看起来更像是飞机爆炸而不是防御机动,让塞尔维亚部队宣布他们击落了一架飞机。毫无疑问,在该地区最恶劣的作战环境中,威尔逊使我摆脱了最糟糕的机毁人亡或至少是艰难的落地后逃生。


从“蓝狐”到“蓝雌狐”

  对于“海鹞”来说,雌性雷达肯定比雄性更致命。费伦提(后来的GEC-马可尼)公司的工程师创造了一些非常聪明的技术使“蓝雌狐”雷达在同类产品中脱颖而出。从一开始,该雷达的设计目的就是为导弹提供发射后的数据链接,在远程射击中这有助于将飞行中的AMRAAM引向目标。与同时代其他雷达相比,“蓝雌狐”能够通过“边跟踪边扫描”模式以足够精度同时引导多枚导弹飞向各自目标,直到每枚AMRAAM的弹载小型雷达都能锁定目标。这些改变游戏规则的功能加上有助于克服雷达干扰的一些巧妙电子对抗模式,意味着“蓝雌狐”的性能优于F-16“战隼”和F/A-18“大黄蜂”战斗机使用的美制APG系列雷达。但由于缺乏资金,“蓝雌狐”在水面船只搜索和跟踪、海岸绘制和雷达辅助着舰等空面模式上有所缩水,意味着舰比“蓝狐”更具挑战性。


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“蓝雌狐”雷达

  尽管许多更快速的超音速战斗机能够把超视距空空导弹发射得更远(发射速度会影响射程),但“蓝雌狐”的制导精度和同时引导多枚AMRAAM跟踪和攻击多个目标的能力为“海鹞”提供了出色“大棒”。一架FA.2最多可挂载4枚AMRAAM,一个标准的4机舰队防空编队就是16枚导弹,熟练飞行员运用良好战术再次使“海鹞”返回现代空战游戏中。完全可以这么说,从1994到至少2003年,“海鹞”始终是英国功能最强大的防空平台,此时“狂风”F3才最终升级了完整的AMRAAM机载数据链。能为F3提供360度雷达数据的联合战术信息数据链系统(JTIDS)原本也要集成到FA.2上,可惜资金问题和项目延误导致这种备受追捧的功能最后没有实现。


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挂载4枚AIM-120的FA.2

  也许“海鹞”的另一项重要升级是更换过时的导航系统。FRS.1的导航系统被称为导航和航向参考系统(NAVHARS)),按照现代标准看并不可靠,需要进行定期且耗时的校准更新,因为该系统常常会在一小时里漂移19-28公里,增大了寻找航母的难度。FA.2安装了全新的带GPS辅助的环形激光陀螺仪系统,具有重大改进,能在移动的甲板上进行校准,随后无需更新即可保持精确,并能向武器系统提供有效数据和提高雷达性能。2004年这套系统还使“海鹞”在“鹞”式战斗机轰炸竞赛中力克四个“鹞”GR.7中队获得冠军。当然在世纪之交的这次比武交流中投掷非制导炸弹不具备太大战术意义,但能胜过GR7“泥巴搬运者”获得冠军,对于士气大有好处!


不断进化的“飞马”

  最后,罗尔斯·罗伊斯“飞马”发动机无疑是天才的体现。“海鹞”安装的所有型号“飞马”均是液压机械系统,缺少电子设备和软件,对于一架能提供近乎无忧虑发动机操纵,能从低空悬停到以1000公里/小时的速度飞行,再到以0.9马赫的速度在13700米高空飞行的飞机来说,这是一项了不起的工程。与FRS.1配备的“飞马”Mk 103或Mk 104发动机相比,FA.2的Mk 106发动机推力提高227千克,达9750千克,但这仍不足以抵消从FRS.1到FA.2的近900千克增重,所以后者悬停更具挑战性,带回重量也降低,需要抛弃至少227千克燃油或武器,而且在炎热条件下会变得更糟,因为此时发动机推力进一步降低。在90年代后期的“南方监视”行动期间,“中年发福”的“海鹞”在阿拉伯湾北部酷热的航母作业中明显表现出这一问题,AMRAAM的挂载数量减少到每架飞机一到两枚。Mk 106具有耐异物损坏的风扇叶片,但讽刺是这种发动机在服役寿命尾声时的可靠性很差,遭受风扇叶片凸肩问题的困扰(叶片中间的凸肩连成环形可防止振动)。在驶向美国的最后一次FA.2部署中,在海上航行的几个月中中队所有八架“海鹞”都需要更换发动机。“海鹞”更换发动机特别具有挑战性,因为必须先将机翼拆除然后再用起重机将发动机吊出,此外在发动机试飞中你还需要与航母并排飞行来检查新发动机的悬停性能,如果推力不足就会坠入海中。


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“飞马”Mk 106发动机

  在2006年第801中队退役仪式标志“海鹞”结束一线服役之前,该机已经服役了25年以上,期间不断升级以跟上现代空战的步伐,并再次证明即使是小型喷气式战斗机也能发挥巨大作用。

  可悲的是,新世纪初的国防削减再次使英国海军在与英国空军争夺有限国防预算的竞争中陷入困境,损失了“海鹞”和“无敌”级航母。在F-35B“闪电II”和“伊丽莎白女王”级航母问世之前,英国海军一直处于固定翼舰载机的能力空缺中,希望“闪电”能像其前辈“海鹞”一样取得成功。

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