查詞語
美國F-35戰(zhàn)斗機(JSF)有“世界戰(zhàn)斗機”之稱。F-35戰(zhàn)斗機(JSF)是一種多用途、并能服務于空軍、海軍和海軍陸戰(zhàn)隊的多兵種作戰(zhàn)飛機。他最具特點的進步是開發(fā)和采用了高度綜合化的航空電子系統(tǒng),因而,使戰(zhàn)斗機具有全新的作戰(zhàn)模式。F-35戰(zhàn)斗機是由多國開發(fā),但是高水平的探測傳感器和電子信息的綜合處理由美國掌控。在任務系統(tǒng)軟件控制下的有源相控陣(AESA)將能執(zhí)行電子戰(zhàn)(EW)功能,同時,還將執(zhí)行部分通信、導航和識別(CNI)的功能。
美國F-35戰(zhàn)斗機(JSF),也稱F-35“閃電II”(英語:F-35 Lightning II),是一款由美國洛克希德·馬丁公司主導設計生產(chǎn),多國參與開發(fā)的單座單發(fā)動機多用途戰(zhàn)機,能夠負擔近空支援、目標轟炸、防空截擊等多種任務。其設計源于聯(lián)合戰(zhàn)斗攻擊機計劃(英語:Joint Strike Fighter,簡稱JSF)中由洛克希德·馬丁公司所提出的X-35。
除美國之外,世界上還有8個國家參與合作,投入經(jīng)費亦超過45億美元。研制F-35的目標是取代F-16、A-10、F/A-18A/B/C/D、F-14和AV-8B,以及英國的GR-7和“海鷂”等現(xiàn)役戰(zhàn)斗機。F-35將是美國和其盟國在21世紀的空戰(zhàn)主力。
美國F-35戰(zhàn)斗機 - 研制過程
1993年美國國防部啟動了“聯(lián)合先進攻擊技術”JASF驗證機研究,并且在1994年1月成立了JASF研究計劃辦公室希望研制一種幾個軍種通用的輕型戰(zhàn)斗,攻擊機系列,替換幾個過時的機種。與此同時,英國也對這項計劃表示出濃厚的興趣,提出加入這項計劃,用這種飛機替換“鷂”和“海鷂”戰(zhàn)斗機。美國防部為了整合資源,突出重點,將正在進行的美海軍“聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機”JAF計劃和國防高級研究計劃局“通用低成本輕型戰(zhàn)斗機”CALF計劃也納入JASF計劃中并且在1996年3月將JASF計劃正式更名為“聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機”JSF(JointStrikeFighten。
美軍方與1996年11月16日正式宣布波音公司和洛馬公司被選為JSF計劃“概念驗證研究”階段發(fā)展商,生產(chǎn)各自的驗證機以進行后續(xù)競爭。波音公司的驗證機編號為X-32,于2000年9月18日首飛,洛·馬公司的驗證機編號為X-35,于2000年10月24日首飛。美軍方對X-32和X-35驗證機進行了將近1年的對比試飛,到2001年10月26日,才正式宣布選定引入大量成熟技術,可靠性好的X-35為未來聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機的發(fā)展型飛機。至此,美軍方通過引入競爭機制,促成了兩家參研公司長達5年的激烈競爭局面,使得F-35概念驗證階段研究十分充分和成熟。
美國F-35戰(zhàn)斗機 - 型號
F-35A
F-35A空軍常規(guī)起降型(CTOL)
F-35A,機長15.47米,機高4.57米,翼展10.7米,作戰(zhàn)半徑1111千米。F-35A/CTOL型的一個顯著特點就在于它安裝有一門內(nèi)置航炮,另外還裝有紅外傳感器和激光指示器。
第一架進行試飛的F-35是空軍陸上型F-35A,編號AA-1。試飛時間是2006年12月15日在德州沃斯堡展開。
第二架F-35A(編號AF-1)于2009年1月14日進行第一次試飛。
第三架F-35A(編號AF-2)于2010年4月20日試飛。
F-35B
F-35B短距起飛垂直著陸型(STOVL)
F-35B為美國海軍陸戰(zhàn)隊和英國空軍、海軍用的戰(zhàn)斗機,機長15.47米,機高4.57米,翼展10.70米,作戰(zhàn)半徑833千米。該機裝備了軸驅動推進系統(tǒng),包括一個轉向后噴口、用于控制側面和增加推力的機翼噴管、一個反旋轉風扇使其真正具備了短距起飛垂直降落的功能。該風扇安裝在駕駛艙后部,由一部普拉特·惠特尼F1190-PW-611型發(fā)動機通過驅動軸推動。該機的提升力由這部風扇和后發(fā)動機轉向噴嘴口及翼下側向控制噴嘴提供,綜合提升力達到178千牛。由于有風扇提供的44.5千牛的附加推力發(fā)動機可在較低溫度下以較小的負荷運轉,從而提高了可靠性和使用壽命。
F-35B(編號BF-1)于2008年6月11日進行第一次試飛,不過起飛的過程仍是采用傳統(tǒng)的滑行方式。BF-1同時也是19架系統(tǒng)發(fā)展與展示(System Development and Demostration)機組當中的第二架,以及第一架采用重量最佳化生產(chǎn)程序的飛機。
第二架F-35B(編號BF-2)于2009年2月25日試飛。
第三架F-35B(編號BF-3)于2010年2月2日試飛。
第四架F-35B(編號BF-4)于2010年4月7日試飛。
F-35C
F-35C美國海軍常規(guī)起降艦載型(CV)
F-35C機長15。62米,機高4。72米,翼展9。10(折疊),機翼面積和控制面比較大,機體更加結實,機身下部構造也被設計成可承受蒸汽彈射器發(fā)射及著陸時攔阻索的拉力。F-35C在掛載副油箱時的航程可達F/A-18C的兩倍。因要在航母上攔阻降落,因此和F-35A存在較大不同。它增加了主翼和水平、垂直安定面的尺寸,以增強在航母上低速著陸時的可操縱性。可折疊機翼和前緣翼解決了增加翼展帶來的在航母上起降和停放的不便。飛機機翼面積的增加也導致飛機在起降過程中對機體本身的作用力增加。
海軍艦載型F-35C于2010年6月6日在沃斯堡進行第一次飛行。這架編號CF-01的F-35C一共飛行57分鐘。CF-01是在2009年7月28日出廠,然而一些組件運交延遲,加上設計方面的修改,導致第一次試飛的時間從2009年底延后到2010年6月。初期試飛計劃包括15次飛行,接著進行結構偶合和震動測試。接著在2010年10月會將CF-01送到馬里蘭州帕特森河海軍基地與F-35B一同進行后續(xù)的試飛工作。
美國F-35戰(zhàn)斗機 - 性能特點
1、隱形,超音速,多功能
2、有聯(lián)合協(xié)同作戰(zhàn)能力
3、有F-16/F-18的速度和性能
4、有先進的航空電子設備和資料數(shù)據(jù)鏈
5、有先進的反措施系統(tǒng)
6、有強大的續(xù)航能力,內(nèi)藏燃料箱和武器
7、只需較小的后勤保養(yǎng)支援
8、在任務系統(tǒng)軟件控制下的有源相控陣(AESA)將能執(zhí)行電子戰(zhàn)(EW)功能,同時,還將執(zhí)行部分通信、導航和識別(CNI)的功能。
9、F-35戰(zhàn)斗機共有6個分布式孔徑系統(tǒng)(DAS)傳感器用來實現(xiàn)圍繞飛機360o的紅外探測保護,為飛行員提供更高的視覺靈敏度,并能實現(xiàn)夜間飛機近距編隊飛行。還可在夜間和煙塵覆蓋情況下為飛行員在頭盔顯示器上顯示飛機下方目標圖像。飛機內(nèi)部安裝的光電目標定位系統(tǒng)(EOTS)對DAS的導彈來襲告警能力進行了增強。
美國F-35戰(zhàn)斗機 - 結構組成
機載AESA多功能雷達
F-35戰(zhàn)斗機多功能綜合射頻系統(tǒng)(MIRFS)。它是建立在APG-81AESA雷達的基礎上的一個功能廣泛的系統(tǒng)。它不僅能夠提供雷達的各種工作方式,它還能提供有源干擾、無源接收、電子通信等能力。MIRFS頻帶較一般機載AESA要寬得多,同時能夠以各種不同的脈沖波形工作,保證了雷達信號的低截獲概率(LPI)。
F-35雷達把兩個T/R模塊封裝在一起,稱為雙封裝T/R模塊(twinpack)。雷達系統(tǒng)的預期壽命達8000小時,將同飛機壽命一致。命名為AN/APG-81的有源相控陣雷達將為F-35戰(zhàn)斗機提供環(huán)境感知能力,用來攻擊空中和地面目標。
傳感器系統(tǒng)
任務系統(tǒng)軟件是F-35戰(zhàn)斗機實現(xiàn)各種傳感器的數(shù)據(jù)處理、篩選、融合和向飛行員顯示的關鍵。任務系統(tǒng)軟件把所有的傳感器納入到一個巨大的功能結構中,使它們協(xié)調(diào)工作、相互提示,通過多傳感器數(shù)據(jù)融合得到更高質(zhì)量的目標數(shù)據(jù)。既提高了飛行員的判斷和決策能力,也極大的延伸了飛行員的視野和對戰(zhàn)場環(huán)境的感知能力。
綜合核心處理機
承載任務系統(tǒng)軟件的載體ICP是F-35戰(zhàn)斗機的電子大腦。它由兩個機架組成,其中一個機架具有23個插槽;另一個具有8個插槽。ICP把以前的任務計算機和武器計算機,以及信號處理機的功能集于一身。在開始階段,ICP的數(shù)據(jù)處理能力約為400億每秒操作次數(shù),756億每秒浮點操作次數(shù),2256億每秒乘法累積次數(shù)(這是信號處理速度的度量單位)。設計的ICP共有7種類型22個硬件模塊。包括4個通用(GP)處理模塊;2個通用輸入輸出(GPIO)模塊;2個信號處理(SP)模塊A;5個信號處理輸入輸出(SPIO)模塊;2個圖像處理模塊;2個開關模塊和5個電源模塊。
ICP的插槽具有擴展能力,可以增加8個數(shù)字式處理模塊和一個電源模塊。ICP采用商用貨架產(chǎn)品(COTS),采用MotorolaG4PowerPC微處理器,這是128位AltiVec技術。圖像處理器采用商用可編程門陣列電路(FPGA)和超高速集成電路(VHSIC)使用的硬件描述語言(VHDL)。
通過一個光纖通道網(wǎng)絡(OFCN)把各傳感器、CNI以及顯示器同ICP進行連通。連接的關鍵部件是兩個32端口的ICP開關模塊。ICP、CNI、顯示管理計算機同飛機管理系統(tǒng)外部的連接采用IEEE1394B(Firewire)接口,它的傳輸速度為400megabit/s。
電子系統(tǒng)
F-35的電子戰(zhàn)系統(tǒng)是由BAE系統(tǒng)公司研制的,它具有全向雷達告警能力,支持對各種外部輻射源的分析,對其進行識別、跟蹤、工作模式確定、以及測定其主波束到達角(AOA)。威脅感知和攻擊目標定位支持。對輻射源的主波束和旁瓣進行截獲和跟蹤,對超視距輻射源進行識別、定位和測距,對輻射源的信號參數(shù)進行測量。
顯示系統(tǒng)
F-35的儀表板采用了一個尺寸為8×20英寸的大型全景多功能顯示器(MFDS)。這是至2010年12月止最大的戰(zhàn)斗機顯示器,它由RockwellCollins公司的Kaiser電子分公司研制。實際上它是由兩個并排在一起的8×10英寸投影顯示器組成,其分辨率分別為1280×1024。這兩個顯示器是完全互為備份的。當一個發(fā)生故障時,所有的功能都可在另外一個顯示器上顯示。
MFDS將顯示傳感器、武器和飛機狀態(tài)數(shù)據(jù),以及戰(zhàn)場環(huán)境、戰(zhàn)術和安全信息。大范圍的戰(zhàn)術水平態(tài)勢可以全屏顯示,也可以在平面上分割成若干小窗口分別顯示不同的信息。
采用兩種方式對系統(tǒng)功能進行控制:一種是觸摸屏方式;另一種是通過設置在駕駛桿和油門桿上的各種開關和電位計旋鈕實現(xiàn)的(HOTAS)。兩臺顯示器分別由兩個處理機提供對原始信息的加工處理。MFDS采用微型有源矩陣液晶顯示器(LCD)作為成像源。每個顯示屏的投影系統(tǒng)分別由3個弧光燈進行照明。Collins公司提供所有的顯示驅動和第一層次的應用軟件。
F-35的頭盔顯示器系統(tǒng)(HMDS)將取代傳統(tǒng)的平視顯示器(HUD),不僅節(jié)約了費用,而且也顯著地降低了系統(tǒng)的重量。HMDS是由視覺系統(tǒng)國際公司研制的,這是一家由美國Collins公司和以色列EFW公司(以色列Elbit系統(tǒng)公司的子公司)組成的合資公司。它還為F-15和F/A-18E/F提供聯(lián)合頭盔提示系統(tǒng)。HMDS包括三大部分:頭盔顯示器、DMC-H、頭盔跟蹤系統(tǒng)。HMDS系統(tǒng)是光電系統(tǒng)和飛行員頭部位置跟蹤裝置的組合,它將為飛行員顯示關鍵的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、任務信息、威脅和安全狀態(tài)信息,同時系統(tǒng)還可以為飛行員引導機載武器和傳感器(如雷達和EOTS)指向所關注的區(qū)域;或發(fā)出視覺提示,告訴飛行員應該關注的區(qū)域。
F-35的HMDS采用具有高亮度背光的平板有源矩陣LCD作為光源。雙眼視場方位約為50o,高低約為30o。數(shù)字式圖像發(fā)生器具有提供字符和視頻圖像的能力。夜間使用時,采用較透明的具有光學涂層的目鏡;晝間使用時,采用較厚涂層的目鏡。通過分布式孔徑系統(tǒng)(DAS)或頭盔照相機提供圖像信息。F-35飛行員也可以通過"雙桿"選擇功能以及對圖像和字符進行控制。
通信、導航、識別系統(tǒng)
CNI為F-35戰(zhàn)斗機提供下述功能:超視距敵我識別能力(IFF);安全、多通道、多頻段話音通信能力;內(nèi)部數(shù)據(jù)鏈(IFDL)交換能力、對多架編隊飛行飛機顯示器進行同步的能力。CNI系統(tǒng)具有支持35種不同的通信、導航和識別的信號波形的能力。CNI系統(tǒng)采用軟件無線電技術(softwareradiotechnology),可以提供從VHF到K波段的無線電通信。這項功能是由一系列的不同類型的通用模塊支持的:
寬帶射頻模塊:完成模數(shù)轉換、波形處理和數(shù)字式信號處理;
雙通道收發(fā)模塊:在一個很寬的頻帶內(nèi)接收波形信號,并對其進行數(shù)字化;產(chǎn)生用于發(fā)射的波形信號,用于激勵功率放大器。該模塊將支持35種信號波形的絕大部分;工作在L波段、VHF/UHF和更高頻率波段的功放模塊;
CNI處理器模塊:執(zhí)行信號處理、數(shù)據(jù)處理和通信安全處理任務;
接口模塊。F-35戰(zhàn)斗機CNI系統(tǒng)的基本組合包括:VHF/UHF話音通信,HaveQuickI/II、HaveQuickIIA、衛(wèi)星通信T/R、IFF/SIF轉發(fā)器,IFF(模式4)詢問器,ILS/MLS/TACAN,IFDL,Link16T/R,Link4A,戰(zhàn)術數(shù)據(jù)信息鏈(TADIL-K),3-D音頻,和ADS-B。
管理系統(tǒng)
F-35最重要的非ICP(non-ICP)處理功能系統(tǒng)是飛機管理系統(tǒng)(VMS),它包括:飛行控制系統(tǒng)以及若干功能系統(tǒng),如:燃油管理系統(tǒng)、電源控制和液壓控制系統(tǒng)等。BAE系統(tǒng)公司負責研制飛機管理計算機(VMC),事實上VMC包含3個計算機,采用IEEE1394B總線互聯(lián)。每臺計算機都有一個處理機插板和一個I/O以及電源插板。所有三臺VMC計算機同時處理數(shù)據(jù),并對處理數(shù)據(jù)結果進行比較,以確保數(shù)據(jù)的完整性。
美國F-35戰(zhàn)斗機 - 作戰(zhàn)能力
F-35戰(zhàn)斗機配備武器有聯(lián)合防區(qū)外武器、聯(lián)合直接攻擊彈藥、風修正彈藥布撒器、激光制導炸彈和AIM-120先進中距空對空導彈。
F-35戰(zhàn)斗機在機內(nèi)攜帶兩枚微型聯(lián)合防空區(qū)外發(fā)射空地導彈,每個機艙各一個,也可能掛載小型尋的攻擊性巡航導彈(SMACM)。它將具備在各種天氣情況下打擊移動目標的能力,每枚價格相當于微型JASSM的20%。小型尋的攻擊性巡航導彈的射程是250海里左右。F-35飛機能夠運載8個小型尋的攻擊性巡航導彈。
F-35戰(zhàn)斗機(JSF)增加第3種炮彈即PGU-25;U高爆燃燒彈藥(HEI),用于攻擊空中目標。另兩種炮彈是PGU-23;U訓練彈和PGU-20;U空對地攻擊用彈藥。F-35裝備的航空機炮是現(xiàn)役GAU-12式25毫米航空機炮的改進型,由通用動力公司研制。
F-35聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機將成為美軍以對地攻擊為主的多用途戰(zhàn)斗機,具有全天時、全天候地攻擊陸??杖魏文繕说哪芰?。在未來的戰(zhàn)場上,F(xiàn)-35聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機將與F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機聯(lián)手,形成類似F-15與F-16的高低搭配。當F-22清除了敵方戰(zhàn)機以及地空導彈的威脅后,F(xiàn)-35將攜載導彈對分散的地面目標實施全天候精確打擊。與F-16不同的是,F(xiàn)-35具有隱形能力,可像F-117戰(zhàn)斗機那樣隱形突防。這種飛機機動性、敏捷性優(yōu)于F-16C和F/A-18C,作戰(zhàn)半徑為1000~1300公里。
美國F-35戰(zhàn)斗機 - 軍事影響
F-35為新一代隱形多用途戰(zhàn)機,作戰(zhàn)能力強大,可取代美國空軍、海軍和海軍陸戰(zhàn)隊多種現(xiàn)役機型,F(xiàn)-35戰(zhàn)機成為美國新一代空中力量中堅。F-35的出現(xiàn)是戰(zhàn)斗機歷史上的一次革命。
三軍通用的革命
F-35戰(zhàn)斗機的生產(chǎn)與研制,借用了陸軍輕型武器上率先出現(xiàn)的槍族概念,通過一個平臺的不同配置滿足了空軍、海軍、海軍陸戰(zhàn)三軍需求,使三軍不再因某一軍種配備了一種新型裝備。這種研制理念與發(fā)展模式,是戰(zhàn)斗機歷史上的一次革命,在F-35以前,還沒有一種飛機能夠以一機三型的方式滿足三軍需要。
簡化型譜的革命
F-35戰(zhàn)斗機的出現(xiàn),讓F-16、A-10、AV-8 等軍用航空器壽終正寢,實現(xiàn)了以一機替代多機的目標,讓資源實現(xiàn)了集成化。在考慮裝備發(fā)展時,軍方能夠有精力更加關心機載設備和高性能彈藥,更關注挖掘出戰(zhàn)機其他作戰(zhàn)潛力。這樣,將不同平臺的資源注入到了同一平臺,這種理念,是機、彈雙贏的選擇。
先進設計的革命
F-35首次使用了全數(shù)字設計技術,開創(chuàng)了數(shù)字化技術在戰(zhàn)機設計應用方面的先例。這種完全數(shù)字化的設計方法在節(jié)省時間和成本方面產(chǎn)生了巨大效果。“數(shù)字化三維實體設計”意味著世界上參與項目設計的所有設計人員都能夠進入設計網(wǎng)頁,無論是意大利、挪威,還是美國加利福尼亞州、得克薩斯州的工程師和供應商都能進入設計數(shù)據(jù)庫,不同需求方修改的數(shù)據(jù)可以即時傳送,效率和準確率大大提高。設計出的虛擬飛機可以進行數(shù)字操縱,同時還可應用數(shù)據(jù)程序進行產(chǎn)品加工,進而獲得精確的尺寸,確保了加工的準確性,使廠商避免了在制造 物理樣機時因返工而帶來的昂貴制造成本。
甲板的革命
F-35的出現(xiàn),讓垂直/短距起降成為現(xiàn)實,也把昂貴復雜的彈射器置之度外。F-35解決了小航母和準航母的隱憂。2010年3月24日,美國軍方公布了F-35型聯(lián)合攻擊機首次垂直試降的畫面,飛行員駕駛戰(zhàn)機垂直降落在28平方米的著陸點上。這意味著只要甲板上有28個平方米的空地,就能夠讓小航母變成大航母,就能夠讓準航母變成航母。F-35,就是甲板革命的先行者。
強化聯(lián)盟的革命
F-35在設計之初,就不為美國獨有。美軍“聯(lián)合先進攻擊技術”戰(zhàn)機新理念在洛·馬諾·格公司聯(lián)合研制的X-35上初現(xiàn)時,世界上就有8個國家參與合作,投入經(jīng)費亦超過45億美元,當初預估市場有3500架甚至5000架的需求意向。F-35的核心技術不會輕易泄露,聯(lián)盟內(nèi)的成員用大把的歐元掙得的只是使用權,要想F-35在未來的作戰(zhàn)行動中真正發(fā)揮威力,離不開美國的支持,要想在數(shù)年后得到F-35的升級和維護,也同樣離不開美國。歷史上還沒有任何一種裝備,具有收錢、收心的雙重效應,而F-35做到了。