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亡灵游隼-F16“战隼”多用途轻型战斗机

2017-7-1 21:55| 发布者: 王筱淇| 查看: 855| 评论: 0|原作者: 网易军事|来自: 网易军事

摘要: 通用动力F-16“战隼”(英文:General Dynamics F-16 Fighting Falcon),是美国通用动力公司在上个世纪七十年代为美国空军研制的单发轻型空中优势战斗机,与F-15战斗机一道是美国空军主力战斗机之一,1993年通用动 ...
      [飞机文化]  通用动力F-16“战隼”(英文:General Dynamics F-16 Fighting Falcon),是美国通用动力公司在上个世纪七十年代为美国空军研制的单发轻型空中优势战斗机,与F-15战斗机一道是美国空军主力战斗机之一,1993年通用动力将航空业务出售给洛克希德,在此之后的F-16战斗机称为洛克希德F-16。 其可以说是世界上最成功的轻型战斗机种之一,从1976年开始批量生产到现在共有近4600架F-16诞生,单凭F-16的生产量即可超过绝大多数国家空军总航空器数量的总和,外销近30个国家和地区;从1981年贝卡谷地空战至今F-16几乎参与了历次大规模战争,其优异的性能也经受住了实战考验。
      在设计上F-16针对越南战争空战经验大幅度优化视距内格斗性能,是美国第一种能够进行9G(88m/s²)过载机动的战斗机,也是美国首先采用线传飞控、人体工程学座舱的战斗机之一。从F-16A/B型Block 15批次开始F-16进行多用途化改进,具备了夜战能力和发射空地导弹、反舰导弹等对面打击能力,成为多用途战斗机。


      1975年,美国空军第一种第四代战斗机F-15服役。这是一种研制得很成功的飞机,与上一代战斗机 相比,不仅性能水平有台阶性的提高,而且作战效能明显增强,在实战中战果累累。截至目前,F-15在空战中已取得96:0的好成绩。但是这种飞机的价格较昂贵,即使是美国也难于承担购置大量F-15飞机的费用。美国空军为了解决经费与所需战斗机数量之间的矛盾,提出了“高低搭配”的原则,即数量较少的高性能飞机与数量较多、性能和价格较低的飞机配合使用。F-16飞机就成为这种“低档飞机”的候选对象。74年4月,美国政府决定从YF-16和YF-17中选择一种机型继续发展,使之成为实用的轻型战斗机,与重型战斗机F-15搭配使用,以弥补由于后者复杂昂贵而造成的购置数量不足,1975年1月,美国空军宣布通用动力公司的YF-16中选,并与通用动力公司签订制造15架(后改为8架)试验型飞机,进行工程发展研究。第一架YF-16原型机于73年12月出厂,74年2月首次试飞。F-16试验型飞机于1976年12月首飞,1978年底开始交付美国空军部队使用。美空军原计划总共订购650架,截至2001年3月,共生产了2216架。
      F-16战斗机选用了边条翼,空战襟翼、翼身融合体、放宽静稳定度、电传操纵和高过载座舱等新技术来提高飞机的空战性能。F-16在总体布局上采用了随控布局中的“放宽静稳定度”技术,即放松了对静稳定性的严格限制,与常规布局相比,机翼向前移动了40.6厘米,从而使气动力中心前移,气动中心可以很靠近重心,也可以重合,甚至在重心前面。飞机的静稳定性变得极小或不稳定,因而飞机在低速飞行时静稳定度是负值,在速度为0.9马赫时静稳定度略为负值;在高速飞行时,飞机的静稳定度才为正值。速度为1.2马赫时为8%。飞机靠“增稳系统”自动控制舵面,保持稳定飞行。这样带来的好处是减小了尾翼尺寸,降低了结构重量和阻力,改善了飞机的操纵性,同时提高了机动能力。
      F-16采用悬臂式中单翼,平面几何形状为切角三角形。前缘后掠角40°。展弦比约为3.0,相对厚度约为4%,基本翼型是NACA64A-204。沿前机身装有大后掠角、前缘锐利的边条翼,在机翼和机身连接部分提供可控涡流,因而即使在大迎角时也可保持附面层不分离,提高了升力和安定性。机翼前缘有可随迎角和马赫数的变化而自动偏转以改变机翼弯度的前缘襟翼,可以在持续大过载转弯中提高升阻比,使飞机在大迎角时仍保持有效的升力。机翼后缘有全展长的襟副翼,它既可作为一般襟翼来增加升力,又可左右差动进行横向操纵。从翼根前缘沿机身两侧向前延伸的大后掠角边条翼可以控制涡流,提高大迎角时的升力,改善操纵性和稳定性,减小机翼面积。机翼机身结合处经过仔细整流,使之平滑过渡,融为一体。主要优点是减小波阻,提高升阻比和跨音速颤振边界,增强刚度,使飞机具有良好的机动性。并且增大机内容积和减轻飞机重量。据计算,采用边条翼比按常规布局的机翼减轻重量222千克。机翼内部结构由梁、肋组成,上下敷以整体板蒙皮。
      采用半硬壳式结构。外形短粗,采用翼身融合体形式与机翼连接,使机身与机翼圆滑地结合在一起,从而减小了阻力,提高了升阻比,增加了刚度,增加机身容积9%,并使机体减重258千克。也对减小雷达反射面积很有好处。尾部有全动式平尾,平面形状与机翼相似,翼根整流罩后部是开裂式减速板。垂尾较高,安定面大,后缘是全翼展的方向舵。腹部有两块面积较大的安定翼面。起落架为可收放的前三点式。座舱盖为气泡形的,飞行员视野很好,内装零-零弹射座椅。控制系统采用四余度电传操纵技术,主要由信号转换装置、飞行控制计算机、电缆和动作装置组成。
      全动式平尾,平面几何外形与机翼类似,下反角25°,平尾翼根整流罩后部是开裂式减速板,最大开度60°。立尾较高,安定面大,大迎角时安定性好,可防尾旋,有全展长的方向舵。F-16飞机的尾翼采用复合材料,比采用铝合金材料的尾翼轻30%。垂直安定面是多梁多肋铝合金结构,蒙皮是碳纤维复合材料的。垂尾根部整流罩前边的背鳍是玻璃纤维的。平尾由碳纤维复合材料的盖板、铝蜂窝夹芯、钛合金的梁及钢制的前缘组成。腹鳍是普通的铝合金结构。
      早期F-16装一台普拉特·惠特尼公司的F100-PW-100涡轮风扇发动机,无加力推力72.5千牛,加力推力111.1千牛。从1984年开始,美国空军要求通用动力公司生产的F-16安装通用电气公司无加力推力为73.6千牛,加力推力为128.9千牛的F110-GE-100涡轮风扇发动机,并且要求两种发动机可以相互替换。1991年开始生产的F-16C block50换装了无加力推力为75.6千牛,加力推力为129.6千牛的 F-100-PW-229和F110-GE-129发动机.采用固定几何形状的腹部进气道,装有附面层隔板,其位置适合于在0.8-1.0马赫的速度范围内进行空战。采用固定式进气道比采用可调式进气道节约重量180千克。选择腹部进气道是为了在进行机动飞行时,使进气流所受干扰最小,并可避免吸入机炮的烟雾。在座舱后部机身上方有空中加油口。机身下的挂架可挂1136升的副油箱,机翼内侧挂架可挂1400升副油箱。
      F16的主要雷达设备有:APG一66脉冲多普勒雷达,下视距离37-56公里,上视距离46-74公里;AN/ARN-108仪表着陆系统;SKN-2400惯导系统;雷达光电显示设备;中央大气数据计算机;飞行控制计算机等。F-16A装AN/APG-66脉冲多普勒火控雷达。进行空战时有四种工作状态,即仰视搜索和跟踪,俯视搜索和跟踪,格斗自动截获目标,自动工作。对于雷达反射面积为5米的目标,APG-66雷达的发现距离,仰视为60-90公里,俯视为46-65公里。对于图-95飞机这样的大型目标,其最大发现距离可达140公里左右。在空对地工作状态,APG-66雷达有7种工作模式:空对地测距,真实波束地图测绘,扩展的真实波束地图测绘,多普勒波速锐化,信标,图象冻结,对海搜索。而改进型的F-16C采用AN/APG-68火控雷达,这种雷达是由APG-66发展而成的。主要是对三个部件进行了改进,即可编程信号处理机,发射机和低脉冲重复频率组件。据称,APG-68的探测距离比APG-66增大40%。这种雷达具有随要求和武器变化而重编程序、高分辨力地图测绘、超视距目标识别等能力。它能与响尾蛇导弹、“麻雀”、AIM-120等空对空导弹配用。在空对空边扫描,边跟踪状态时可同时跟踪10个目标。
      由于F-16飞机的气动布局先进;发动机的推重比高,因而其飞行性能、尤其是机动性能是相当不错的。F-16的最大飞行速度与大多数第二代战斗机差不太多,约在M2左右;但其最大飞行表速大,可达1480公里/小时。由于F-16飞机的推重比大、翼载荷低,因而机动性能相当好。F-16在M1.5前的水平增速性能是相当好的。在高度6000米时,从 M0.9增速到M1.2仅需19秒钟,增速到M1.5需48秒钟。F-16的可用升力系数较大、翼载荷又低,所以瞬时盘旋角速度较大。超低空低速飞行时,其瞬时盘旋角速度可达25.5度/秒。稳定盘旋性能也较好,在飞行速度为M0.7时,其盘旋半径仅为650米。当飞行高度超过11000米、特别是进行超音速飞行时,其盘旋性能下降较为明显。F-16的升限并不很高,约18000米左右,但其爬升性能很不错。在海平面,其最大爬升率为305米/秒左右;在6000米高度,爬升率为183米/秒;高度为9000米时,其爬升率仍达120米/秒。当速度超过M1.5、高度大于I1000米时,爬升性能下降较快。
      F-16飞机的气动性能较好、机内载油系数较高、发动机的耗油率较低,因而飞机的航程较大。其不带副油箱的航程为1825公里,外接3个副油箱时的最大转场航程为3800公里左右。执行截击任务时的作战半径可超过900公里;空中巡逻时的作战半径为700公里左右;执行对地攻击任务时,根据外接和飞行剖面的不同,其作战半径为440-1400公里左右。
      然而,随着第五代战斗机的研发和投入使用,F-16这种轻型四代机逐渐开始走下坡路。尽管F-16仍在不断升级和改进,许多国家仍计划在10年内逐渐淘汰F-16战斗机,取而代之的则是五代机F-35。此外F-16的性能极不安定,并对恶劣作战环境的适应能力也很弱。随着服役时间的增加,各种零部件老化,加上飞行员操作不当等原因,使得F-16的坠机事件也层出不穷。而F-35研制的最终目的就是替代F-16,F-16最终将走向全部淘汰(工厂停产,生产线下线。)但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%。(编辑/飞机库 王筱淇)

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