IDF战斗机
中国台湾地区研制的双发轻型战斗机
IDF战斗机(英文:Indigenous Defence Fighter),又称自制防御战机,别称“经国”号战斗机,是中国台湾在美国技术协助下设计研发的一种轻型超音速喷气式战斗机,具备视距外作战能力,属第四代战斗机。
该机1983年由航空工业发展中心(AIDC)开始负责研制,1988年12月10日第一架原型机10001A-1正式下线,命名为“经国”号。1994年量产并开始逐渐装备部队使用,最初计划生产250架,受中国台湾购买F-16、幻影2000的影响,最后定购量缩减为130架。2000年1月14日全部交付完毕。
IDF配备2台TFE1042涡轮风扇发动机,机身长14.21米,高4.65米,翼展9.46米,最大飞行速度1.8马赫,实用升限11000~15250米,最大航程2780千米,续航时间2小时,起飞滑跑距离约360米,作战半径约600千米,载弹量4000千克。飞机的雷达是金龙-53(GD-53)。IDF的武器系统包括一门备弹400发的M61A1机炮,以及台湾中山科学和技术研究院研制的“天剑”2雷达制导中程空空导弹、“天剑”1红外格斗导弹和“雄风”2反舰导弹
IDF配备在台中清泉岗的3联队和台南市的1联队。台空军在后续实施了IDF性能提升计划,发展改进型ADF战斗机,先后实施了庐山计划、翔升计划、翔展计划、勇鹰计划等升级方案。
发展沿革
研发背景
台湾空军自40年代起,装备了多代美制军用飞机。其中战斗机就包括P-39战斗机P-51战斗机、F-86、F-104战斗机、F-5等,由螺旋桨战斗机一直到第三代喷气式战斗机。长期装备美式先进战斗机,使得仅统辖着2000万人的台湾当局,一直在空军战斗机层面保持着与大陆间的技术均势。但负面的影响即台湾一直缺乏自行研制战斗机的能力,而且处处受美国武器售台政策困扰。为此台湾当局在70年代后力求在美国支持下,最大程度的独立研制一种较为先进的战斗机。越南战争的经验表明美国第二代主力战斗机F-4不足以有效拦截米格-21系列战斗机。而F-5E的综合性能尚且不如F-4,F-104战斗机就更加老旧。台湾感到现有战斗机已不能满足防空需求。
70年代末期的时局背景是,台空军现役的F-104、F-5日渐老迈,更新替换的机种一直没有着落。当时台方最佳的选择是美国刚研制成功,先进程度仅次于F-15战斗机F-16战斗机A/B战斗机,但美方拒绝出售。美国原本还有另外两种专为出口而研制的低档战机F-20虎鲨战斗机“虎鲨(F-5战斗机的改进型)和F-16/79(换装低性能的J-79发动机的F-16),本来台方“退而求其次"也挺好。但1982年中国与美国签订了8·17公报,美方因此暂时停止了向台售武。同时歼-8高空高速战斗机研制成功,歼-7系列进入成熟阶段。在这种情况下,台湾当局不得不下决心研制自己的战斗机。当然美国当局及各大军火厂商在背地里承诺给予台方充分技术支援。
台先进战斗机计划1983年展开,战斗机定名为IDF(Indigenous Defence Fighter 自制防御战机)。计划总的目标是研究一种防御性的战斗机,针对目标为解放军大量装备的歼-7、歼-8战斗机和对地攻击飞机,力求在质量上取得优势。总研制计划称为“安翔计划”,内辖四个子计划,分别是空气动力学和机体设计的“鹰扬计划”,先进发动机的“云汉计划”,飞行控制和航空电子系统的“天雷计划”,最后是自行研制空空导弹的“天剑计划”。整个研制计划最终耗费超过10亿美元。
研发过程
研发计划
鹰扬计划
台方选定美国通用动力公司为主要技术支持提供商,主要参与“鹰扬计划”。当时通用动力公司研制了F-16战斗机战斗机,诺思罗普公司则研制了F-20。后者是台空军主力战斗机F5E的母公司。台方选定了通用动力,这使得IDF在很多方面有模仿F-16的痕迹。台方与通用动力1985年签订的具体协议规定:研发经费及风险完全由台方负责;美政府同意通用动力公司人员以个人身份来台,按照F-16的研制模式与经验参与工作,技术出口许可由美政府分阶段核准;美政府和通用动力公司同意,IDF战斗机尽量采用F-16零部件;相关软件设计第一阶段由通用动力公司负责,再就台方维护能力转交台方,第二阶段再台方依台方航空武器系统自行深入发展。从上述条约可以看出,IDF从根本上来说是美国援助的成果,台方在其中起的是辅助作用。台方唯一真正的独立研制内容是相关软件开发的第二阶段。
云汉计划
在发动机“云汉计划"方面,IDF计划选择了与美国盖瑞公司合作研制TFE-1042-70发动机的计划。台方曾经非常渴望能得到当时极度先进的美国F404涡轮风扇发动机,但是因为8·17公报的关系,美国极力压制对台军售技术水平,F-404的梦想也就泡汤。另外在初期的“鹰扬"计划中,曾计划仿制以色列“幼狮"战斗机及其J-79发动机。J-79是美国F-4幽灵II战斗机的发动机,在当时性能已经比较落后,推重比仅1:4.5。因此美政府一批准盖瑞公司与台方合作,台方即放弃了原计划,转向了推重比达1:6.95的TFE-1042发动机。该发动机直径604.52mm,长3.4米,重603.3千克,最大推力2732.94千克,加力推力4195.8千克。其实TFE1042-70的推力还是较小,甚至部分采用了50年代的离心式压气技术,不适合战斗机使用。这直接导致了IDF推力不足,最初的单发布局也改成了双发。TFE-1042-70可称道之处是其数字式控制系统,加速性能较好,由慢车到最大推力的时间为5秒。
最后研制成功的IDF战斗机满载燃油、无外挂时净重86184至9072千克,这样两台TFE-1042-70能使IDF整机推重比上到0.925。因为IDF主要用于对空防御作战,一般只携带重量不大的空空导弹,总的来说,推重比还是比较够的。“云汉计划”至此基本完成。
天雷计划
“天雷计划"产生了IDF的机载雷达“金龙-53”(GD-53)型。实际上该雷达是美国APG-67脉冲多普勒雷达的改进型。该雷达有15种工作模式,包括八种空对空模式,七种空对地模式,有超视距空战能力。对空最大搜索距离为148千米,对地最大搜索距离为67千米,对5平方米目标的搜索距离40到50千米。上述指标优于解放军的歼-8II所采用的雷达。IDF的航空电子系统包括多功能平视显示器,两台多功能显示器,H423型激光陀螺惯性导航系统,雷达警告接收机,以及电子对抗装置。飞机控制系统采用美国爱理德-西格诺公司本迪克斯分公司的三余度数字式电传线控系统,采用模块设计,由三台计算机控制,尺寸小,全重仅20多千克,维修方便。操纵系统为类似F-16战斗机的双杆式,座舱右侧为操纵杆,左侧为推力杆,飞行座椅向后倾30度,以提高飞行员抗过载能力。
天剑计划
*天剑计划"为IDF提供了天剑-1近距格斗空空导弹和天剑-2中距空空导弹。前者相当于AIM-9L/M“响尾蛇导弹,具有全向攻击能力;后者相当于AIM-120,主动雷达制导,射程为70千米。由于具有主动雷达制导能力,是台军相对于解放军最具有优势的空战武器。另外IDF上还装有一门M61A120mm“火神”加特林机枪炮,安装在左边条根部,备弹400发。共有8个外挂点,两个翼尖挂架能挂“天剑"-1,两个机身腹部串列挂架可挂2枚“天剑"-2,或一枚“雄风”反舰导弹或一个1250升副油箱。左右机翼各有两个翼下挂架,外侧可挂空空导弹或反舰导弹,内侧可挂副油箱。可挂载的其它武器有LAU-3A,70mm“九头蛇”火箭弹19联装发射器、CBU-55/B油气子母炸弹20集束炸弹激光制导炸弹、ACM-65“小牛”空对地导弹
构型变化
在第二阶段中,航发中心和通用动力分别提出了一些气动构型方案,这些方案较多,总体而言经历了两个过程。第一个过程始于“鹰扬计划”的最初几年,主要是台湾分别在F-104、F-5的基础上发展出的构型和自行设计的构型。这一过程中出现了无尾布局、正常布局、鸭式布局、双垂尾+边条正常布局等方案。后来航发中心主要倾向于双垂尾+边条正常布局,即C构型。第二个过程是通用动力加入以后,这一过程主要存在三个气动外形系列,即C构型的延续系列、采用单/双垂尾的无尾三角翼布局40X系列、采用正常布局的30X系列,后来通用动力经过技术分析后将40X系列和30X系列整合成G构型。到了合作第二阶段的后期,问题焦点集中在航发中心 C2构型与通用动力G4构型的争论上。后来航发中心同意通用动力的意见,设计方案向 G4构型靠拢,但将G4构型的两侧进气改为类似C2构型的肋部进气。
1984年8月通用动力技术人员来到航发中心,检验第二阶段的工作成果,并准备进入第三合作阶段。而此时美国出于政治考虑和对市场的保护也暗地对台湾自研战斗机作了技术限定,即航程不可超过F-5战斗机,对地攻击能力不能超过F-16战斗机。该战斗机计划此时被命名为LWDF计划,即轻型防御战斗机计划。美国此时的限制可谓造成IDF战斗机先天不足的根源所在,对航程的限制直接限制了飞机的内部空间大小,这使得飞机的航程永远不可能得到明显改善;而限制对地攻击能力则限制了飞机的挂载能力设计进入第三阶段后,航发中心派遣工作人员前往美国福和市,在通用动力附近设办公场所,在G4型机的基础上开始具体的设计。在美国“鹰扬”被翻译作Soaring Eagle,因此飞机的设计编号便根据SE-1、SE-2的次序排列下来。在美国的设计工作主要就是最后确定飞机的气动外形。由于飞机的气动外形设计需要大量的计算以及各种风洞试验,而台湾不具备这些条件,因此必须在美国开展。
原型机阶段
第一架原型机
第一架原型机10001(在汉飞公司内通常以其建造编号称为A-1)于1988年12月10日在汉飞公司举行的仪式上下线,仪式由李登辉主持,该飞机正式命名为“经国”,以纪念蒋经国。台湾地方防务部门随后将其命名为F-CK-1,其中F代表战斗机,CK代表经国(CK是经国的威妥玛拼音“Ching-kuo”的缩写),1代表第一架台湾产战斗机。
为了准备首飞,汉翔公司于1989年1月9日至19日进行了首飞准备评审(FFRR),期间发现了123项需要改进或进一步澄清的问题,其中大部分都与数字飞行控制系统(DFCS)有关。在解决这些问题后,汉翔公司将首飞日期定为1989年5月28日,代号为“Jen Yang”的演习。在F-5F5391和AT-30825充当伴飞飞机的情况下,IDF10001在汉翔公司试飞员吴康明上校的驾驶下于1021时首次成功起飞。虽然首飞计划持续一小时,但由试飞员吴康明发现飞机有飞行员诱发震荡(PIO)的趋势,较早发现该征候并正确地做出了反应,首飞被迫提前结束。IDF10001于1043时安全着陆,结束了历时22分钟的首飞。1989年10月29日1号,原型机10001A-1在台中清泉岗起飞时鼻轮折断,滑出跑道,试飞员平安。
第二架原型机
10002A-2是单座飞机,采用蓝白红配色方案。1989年9月27日开始试飞的,主要进行结构载荷评定试验,测试过载一直到9g的应力载荷。1991年07月12日2号原型机10002A-2在台中外海试飞时失事,试飞员殉职,在该机坠毁时大部分试验已完成。经过调查和分析,A2号机失事的原因是马赫1时飞行员拉杆引起襟副翼震动,进而导致全机颤振,随后右平尾发生断裂并脱离机体,导致飞机失控进入螺旋坠毁。
襟副翼震动的症状实际上早在飞机处于风洞试验的时候就已经发现,当时就预测该现象可能会导致颤振发生。为了节省经费和保证进度,很多问题都被放到飞机制造的时候再解决,于是这样一个本来可以避免的问题最终导致了严重的后果。A2号失事后,中国航空发动机集团中心就此问题展开研究,一方面通过加强襟副翼的刚度(使用复合材料制造、上下加装加强肋条)来解决震动问题,另一方面对平尾采取了切尖、下偏的处理方法,并且使用复合材料来制造,从而解决了可能存在的颤振问题。
第三架原型机
10003 A-3是单座飞机,采用蓝白红配色方案。1990年1月10日首飞,该机的进气道作了修改,主要用以高空、武器发射和外挂投放飞行品质试验。
第四架原型机
第四架原型机10004 B-1,是双座飞机。它也是唯一一架涂有迷彩的原型机。1990年7月10日首飞。
制造商AIDC保留了所有三架剩余的原型机,即10001、10003和10004,用于进一步开发。它还保留了F-CK-1A1417,该机在1994年8月31日的一次着陆事故中受损,但已得到修复。这架飞机被用作新系统的试验台。
生产交付
1990年10月,10架预生产飞机(6架单座型、4架双座型)的制造工作开始,并于1992-1993年间交付。在布什政府同意向台湾出售150架Block 20 F-16A/B后,IDF的拟议生产数量从250架削减至130架,其中28架为双座型。首批生产的飞机于1994年1月交付给台湾地方防空部门。10架预生产型IDF于1993年11月22日首次交付给位于清泉岗空军基地的第3战术战斗机大队第7战术战斗机中队,用于培训种子教员。第3战术战斗机大队第8战术战斗机中队是第二个接收DF的中队。它于1994年12月28日服役,并于1995年1月宣布投入使用。第3战术战斗机大队的最后一支IDF中队,即第28战术战斗机中队,于1995年11月22日服役。第427(第3战术战斗机大队)于1997年4月15日完成改装过程并取得IOC。
1995年7月4日,F-CK-1A 1408机因燃油系统问题坠毁在海上,IDF的生产因此受挫。大约40架已交付空军的飞机因燃油系统改造而停飞。生产暂停了六个月。项目结束时,共生产了131架IDF,包括一架损耗替换机。最后两架生产型飞机1502(88-8134)和1503(88-8135)于2000年1月14日交付。
1998年,IDF的飞机开始轮换回AIDC的17号和18号机库进行生产后的升级。已公开的升级项目包括马可尼电子系统公司(现称BAE SYSTEMS)的组合询问器/应答器(CIT)、立顿公司改进的雷达告警接收机(IRWRs)以及罗克韦尔柯林斯公司的仪表着陆系统(ILS)。
经国号有两种型号。F-CK-1A是单座型,F-CK-1B是双座型。虽然B型用于作战改装和训练,但它仍保留了战斗能力。台湾汉翔公司已开发出升级版,命名为F-CK-1C/D。第一架F-CK-1C单座原型机于2006年10月试飞,随后第一架F-CK-1D双座原型机于2007年初试飞。两架飞机均于2007年3月27日在台中汉翔公司工厂举行的仪式上进行了展示。在仪式上,陈水扁将新型号命名为“雄鹰”。
整体设计
IDF的总体设计具有典型的第三代战斗机的特征,总体布局为翼身融合加小后掠角机翼、单垂尾双平尾布局,追求机动性的意图非常明显。利用边条翼提高飞机大迎角机动性能,延缓跨音速阻力增长趋势,减小翼身干扰阻力并提高结构承载能力。在最初的设想中,IDF采用类似F/A-18的双垂尾布局,后因美国限制改为单垂尾,机动性随之有一定下降。机体采用全金属半硬壳结构,仅采用少量复合材料。最大过载9G。
机翼
虽然有通用动力的人作顾问,也提供了F-16战斗机的设计图纸作参考,但IDF的机翼设计却不像F-16,反而和F/A-18类似,采用边条翼加中等展弦比小后掠角机翼,其机翼1/4弦线后掠角非常小。大迎角状态下,边条翼涡流对机翼产生的有利干扰随机翼后掠角呈驼峰形变化,第三代战斗机采用边条翼布局的多结合40度左右的后掠翼,以期获得最大的有利干扰。
特别的是,IDF的机翼设计直到SE-1方案时都是采用类似F-16的中等后掠翼但在详细设计阶段的SE-5方案中就突然改为现在的设计。推测原因可能有二:一,和台湾空军的操作习惯有关。IDF研制时,台空军主战机型是F-5战斗机/F,其机翼特点和IDF比较接近。相应的,台空军对这种机翼特性的了解比较透彻,因此在设计上参考了F-5的特点并不出奇。台湾有人认为,IDF就是按照第三代战斗机标准设计的F-5,这种说法还是有一定道理的。二,针对美国人的限制打的"埋伏”。减小后掠角,可以减小诱阻,提高巡航效率,有助于改善IDF的续航能力。
IDF的机翼面积为24.26平方米。这个翼面积相对较小,其选取依据可能有向超声速性能折中的意味。这样一来,IDF的翼载明显偏大,正常起飞翼载即达393千克/米²。不过IDF采用了翼身融合体设计,因此实际上产生的升力并不小。IDF的前缘边条面积较大,相对机翼面积约10%左右,比F-16战斗机的比例还大。这种设计比较接近F/A-18,边条面积的增大有利于提高涡升力,但必须辅以良好的配平能力,否则难以抑制强大的上仰力矩
IDF的根稍比不大,估算值约4.3左右,根梢比小的机翼,冀尖气流不易分离,有利于飞机纵、横向稳定,但同时也造成机翼弯矩大,结构重量增加。IDF原本采用全金属结构,这种设计对飞机重量无疑有不利影响。IDF结构超重,这也是影响因素之。虽然后来在尾翼和襟副翼上采用了复合材料,但飞机重量依然居高不下。直轴平尾是美式飞机的传统设计。台湾空军原来使用的F-5E就是直轴平尾,F-16也是直轴平尾,应该说,这对IDF的平尾设计提供了很好的参考和借鉴,这种平尾重量轻,受力简单,对机身结构设计有利。不过如前文所述,由于经验不足,IDF的平尾曾经带来过很严重的麻烦。
发动机
IDF采用肋部进气的固定式正激波进气道。由于有边条提供预压,这种进气道的大迎角进气效率较好。只是固定式正激波进气道的高速性能不好,超声速时阻力大增,发动机推力下降。
IDF的发动机系统是由“云汉计划”负责研制的。但台湾从未有过设计涡轮风扇发动机的经验,为此航发中心仍然采取了与国外合作发展的模式,这样可以保证进度,降低风险,提高产品可靠性。合作伙伴则选定了美国加雷特涡轮发动机公司(现在的联信发动机公司)。台湾自行研制的AT-3教练攻击机就采用了加雷特的TFE-731涡扇发动机,双方已有合作历史,此次为IDF研制发动机,其基型选定为TFE-1042。
TFE-1042的研制始于1978年。当时加雷特和瑞典沃尔沃汽车公司航空发动机公司签定了一项合作协议:在TFE-731发动机核心机的基础上,联合研制一种高性能军用涡轮风扇发动机,即TFE-1042。加雷特公司负责研制发动机的核心机,而沃尔沃负责研制风扇和加力燃烧室。该发动机实际上是瞄准了当时瑞典“雷”式战斗机的后继机项目(即后来的JAS-39战斗机)后来JAS-39采用单发方案已成定局,小推力的TFE1042毫无意外地输给了F-404。
此时的TFE-1042就是加雷特和航发中心合作的基础。1983年4月,双方各出资1亿美元,成立国际涡轮发动机公司(ITEC),联合研制TFE-1042-70发动机,作为IDF战斗机的动力。IDF原型机进行了一定改进,风扇增为3级,低压涡轮减为1级,体积重量增大,涵道比减小,涡轮进气温度提高到1204℃,进气量增加12%。根据协议,台湾负责制造钛合金风扇叶片、低压涡轮、加力燃烧室和机匣,加雷特公司生产发动机燃烧室、高压涡轮、大部分压气机、大量的附件及控制系统,整机在台湾组装。
IDF遭到指责最多的就是发动机,TFE-1042--70单台加力推力42.08千牛,这一推力对于正常起飞飞重量9.5吨的战斗机而言明显偏小。TFE-1042-70被攻击的另一个原因是它是由加雷特公司的民用TFE-731发展而来。但如果仅仅因此而对TFE-1042-70作出武断的结论(实际上TFE-731也装备了军用飞机)认为该发动机不适合战斗机使用,是不科学的。实际上,TFE-1042是根据美国军队标和军用发动机设计规范设计出来的,美军也赋予其F125的编号。TFE-1042-70真正的问题在于它使用的离心式高压压气机。这种压气机通常见于早期的喷气发动机,后来主要军用发动机逐渐过渡为轴流式压气机。离心式压气机的问题在于直径比较大,这在很大程度上限制了这种发动机的推力,因为战斗机要求发动机尽可能细一些以降低阻力。当然,TFE-1042-70也有值得称道的地方:采用全权限数字电子发动机控制系统,提高了反应速度和燃油效率;瞬态特性好,由慢车到最大推力只要4秒时间,到最大加力推力是5秒,根据台湾飞行员反映,IDE战斗机加速比幻影2000战斗机还快,这对于保证IDF的空战格斗能力是非常有利的。
航电系统
IDF的主要航电设备包括:金龙-53(GD-53)多模脉冲多普勒雷达和霍尼韦尔H423激光惯导系统,因为采用先进的激光陀螺,地面陀螺对准时间大幅缩短,可以满足紧急起飞拦截的需要,座舱显示设备包括两个多功能下显和平显,此外IDF还装备有利顿公司ALR-85(V1)威助告警系统、崔可公司的ALE-47无源干扰系统,后者能以全自动、半自动和手动三种工作方式投放M-206、MJLI-X型热诱饵弹和RR-129/AL、RR136/AL、RR-170/AL型箔条弹,三种箔条弹可覆盖2-3、4~6、8~10和10-20GHz等频段。90年代IDF末期敌我识别系统升级,采用与F-16同型号的APX-113(V)先进敌我识别系统。GD-53原型是通用电气为F-20虎鲨战斗机研制的AN/APG-67型脉冲多普勒雷达。GD-53工作于X波段(9.7-9.9GHz),采用全波形(高、中、低 PRF)设计。天线尺寸为279毫米x711毫米,扫描范围:方位±60°,俯御±60°。探测距离比AN/APG-67略低,对RCS(雷达反射面积)=5半方米的目标上视距离72千米,下视距离39千米。其突出特点是维修简便,可靠性高,平均故障间隔时间(MTBF)235小时(设计值)。
GD-53具有15种工作模式,其中空对空模式7种,空对地/海模式8种。空空模式包括:上视边测距边扫描(RWS)、下视边测距边扫描、速度搜索、边跟踪边扫描(最大跟踪目标数量10个,但扫描范围缩小,且由于扫描体制特点使之跟踪不太稳定,BWS模式下容易丢失目标)、格斗模式(雷达的截获距离为152米-18.5千米,包括3种子模式:平显扫描、垂直扫描、孔径/直接瞄准模式)、单目标跟踪、自动截获。空对地/海模式包括:实波束地形测绘,高分辨多普勒波束锐化地形测绘、SAR地形测绘、画面“冻结”、对地面动目标显示与跟踪、空/地测距、信标模式、对海面动目标显示与跟踪。不难看出,GD-53具有比较完善的对空/对地功能,与美国战斗机同类产品非常类似。
总的来说,GD-53雷达的性能在80年代的轻型脉冲多普勒雷达中还是不错的,但是进入90年代后和世界先进水平相比已经明显落后,特别是信号处理能力方面,所以才有后来的IDF航电系统升级计划。
武器系统
IDF的武器系统大部分采用现役武器,但空空导弹系统是全新研制的,即“天剑计划”。"天剑计划”包括两种导弹,即“天剑1(TC-1)红外制导近距格斗导弹和“天剑”2(TC-2)主动雷达制导中距导弹。其用意非常明显:由于从美国的采购渠道有可能中断,因此必须利用IDF研制的契机,提高自行研制先进导弹武器的能力。TC-1导弹是以美制AIMM-9P(美国空军AIM-9J的专用出口型)为基础研制的,当时台湾空军已经装备了大量该型导弹,对其有相当程度的了解。TC-1外形尺寸比原型弹有一定变化,长2.87米,翼展0.64米,弹径127毫米,重量略微增大到90千克。仍然采用11千克破片式战斗部,装激光近炸引信。其主要改进集中在动力和导引头方面:采用了性能更好的火箭发动机,射程更远(最大射程17千米,有效射程8千米):导引头则采用了制冷锑化铟光敏元件,性能明显优于AIM-9P的pbs光敏元件,达到了第三代格斗导弹的标准,具备了全向攻击能力这也是一般认为该导弹性能和AIM-9L相当的主要原因。1986年5月,TC-1号弹由F-5F试射成功。1987年,TC-1究成全部飞行试验:1992年11月12日,IDF首次试射TC-1导弹成功
TC-2的发展原本带有探路的意思。实际上从“安翔计划”之初,IDF的主要超视距武器都是瞄准美制AIM-7"麻雀”导弹。但美国的态度始终犹疑不定,因为当时中美关系升温,如果贸然向台湾提供超视距导弹必然遭致北京强烈反对。在这种情况下,TC-2的地位骤然提升,成为IDF的首选超视距武器。由于保密问题,公开的TC-2数据相当少,目前仅知道:该弹弹长3.6米,翼展0.75米,弹径203毫米,弹重190千克。TC-2采用无线电近炸引信和30千克高爆破片战斗部,其制导方式为初段惯性制导+中段指令制导+未段主动雷达制导,具有发射后不管能力,最大飞行速度M4,有效射程70~80千米,台湾方面资料称最大射程超过100千米。目前公开资料评价该弹与美制AIM-120A相当,不过根据该弹的重量和尺寸来看,它的攻击区应该小于AIM-120A。1992年11月,TC-2号弹完成冷发射试验。1993年6月7日,TC-2试射成功。
除了“天剑计划”研制的两型导弹外,IDF的空战武器还包括:1门M61A1-E2加特林航空机炮,备弹400发:AIM-9P/“响尾蛇”空空导弹。已经装备的精确空面武器则包括:GBU-10/12激光制导炸弹,AGM-65A/B“幼斋”电视精确制导导弹、AGM-65D/G红外制导导弹、空射型“雄风”2反舰导弹。此外IDF还可以挂载其它非制导对地攻击武器:GBU-20"石眼"集束炸弹、MK-82和MK-117炸弹、LAU-60和LAU-69火箭发射巢。另外有消息称,台湾已经开始在TC-2的基础上研制TC-2A反辐射导弹。
改进升级
庐山计划
“庐山计划”始于1995年,一直以机密预算支应。2000年底,台湾防务部门提交了2001年度防务预算计划,其中提出要研制和发展“隐身战斗机”的“庐山计划”引人注目。
"庐山计划”共包括“IDF战机衍生型研发计划”和自行开发新一代轻型战斗机。计划包括提升IDF战机现有发动机推力、改良航空电子设备,并在机身上涂上隐身涂层等,实际上就是一个IDF战斗机的中期改良计划。
IDF战斗机的生产任务结束后,当时已经改为汉翔航空公司的航发中心就没有多少业务可做了。汉翔公司成立的本意是依靠已经掌握的航空技术,在满足军用机需求的同时去争取国际民用航空市场。但航空工业是一项需要长期投资和政府扶持的行业,台湾主要转向外购飞机后,汉翔公司就无法顺利发展了,在这种情况下大批技术人员流失,航空科研的能力被大幅度削弱,有不少台湾的航空技术人员前往韩国参与T-50“金鹰”教练机的设计。像70年代末那样能够逼着台湾自行研制飞机的环境已经不复存在,多年来台湾的航空工业不但在技术上没有进一步的实践和积累,反而有所削弱,以当时汉翔的技术实力想搞新型战斗机实在是很困难了。即便是IDF还有些许可供发掘的潜力,汉翔公司也难以实现。
到2002年为止已耗费近20亿元。由于台湾军方以机密为由,外界始终无法知晓计划的内容和进度,直到2002年8月才得以曝光——“耗费巨资一无所成”。庐山计划”的最大败笔在涂料和涂装的面积。中山科学院用的涂料是磁性吸波材料,以世界水准来看,这种材料算是上一代技术。性吸波材料的缺点在太重、全机涂料需增加1.5吨的重量,这不是E-CK-1所能负荷的。中山科学院想出一变通方法:只将飞机做部分涂装,以有效减少重量。试飞的F-CK-1因此是有在机翼前缘涂有伪装涂料。这块区域经过雷达波照射是最容易反射的,中山科学院虽然取巧,但也是有数据做根据。这种涂法用来测试,只要条件固定,也许可以过关。但如果用于实际战斗,可能会露出太多破绽,全机涂装的好处是作任何角度都不易被侦查到、但部分涂装只有在一定的角度下才有效。
翔升计划
翔升计划”,于2001年8月由台湾省防务部门核定完成建案,该计划总预算70亿新台币,自2001年起分7年编列。台军将利用2架现役IDF战机进行改进与飞行测试:编号10005的单座和编号10006的双座原型机各一架,并且分别在2006年10月和2007年3月15日试飞成功。“翔升”计划进展总的来说比较顺利,到2007年底其主要工作已经结束。
“翔升计划”的执行目标,主要是着眼于IDF战机雷达系统的电子对抗能力(ECCM)提高、空对空与空对地攻击能力的提升、强化飞行员对飞机与战场环境的感知与处理能力、简化后勤维修、延长使用寿命等。因此计划中将对IDF战机的雷达系统、航电/导航/通信系统、飞控系统等进行较大的改进。
雷达系统
IDF现装备的GD-53雷达系统,当初是以美制APG-64(V)雷达为基础,加上部分APG-66元件发展而来,其由天线、发射机、控制器、信号处理器及电源等5个可更换单元构成。改进后的GD-53雷达则将精简为:天线、发射机及雷达资料处理器等3个可更换单元,其中雷达资料处理器是由原控制器、信号处理器及电源组件整合而成。
改进后的GD-53雷达,除可大幅提升雷达完善率与操作可靠性、简化维护程序、减少维修工时、有效解决零部件停产(58项)问题、提高战机战备率与出航率外:还将解决现有雷达系统处理速度及数据存储量不足的问题,提高运算性能,并预留未来新增模式/功能的改装空间。改进后的GD-53雷达,其操作模式改进项目包括:多功能雷达模式(CRM,对地/对空交互模式);跟踪目标吉区指示器(NOTCH ZoneIndicater);多目标追踪模式(TWS)自动扫描调整;搜索目标绝对高度显示;搜索目标速度向量显示;增加飞行轨迹记录仪及故障诊断系统。
航电系统
“翔升计划”中有关核心航电系统改进的内容包括:座舱显控、航电软件、GPS/INS导航系统、UHF/VHF双频通讯等。其中座舱显控主要以集成式彩色显示系统(ICDS)为主,新系统可利用有限的显示空间,提供最多、最清楚的信息,协助飞行员遂行战斗任务,另亦解决了220种零件停产的问题。
主要改进:
换装扫描/向量式抬头显示器(HUD)及前/后座前置式控制面板(UFCP)。以2个彩色多功能显示器(CMFD)取代原有2具单色多功能显示器,其中左侧的CMFD主要用以显示雷达讯息,右侧的CMED则为水平(战术)状态显示(HSD),另在仅表板中央新增第3个CMFD,作为电子飞行仪表(EFIS)显示之用。仪表板右上角新增备用电子飞行仪表(STBY EFIS),座舱右侧(操纵杆前)以2个电子式发动机显示系统(EEDS),取代原有6个传统仪表。彩色显示处理器(CDP)。彩色座舱摄影系统(CCTVS)。
在航电软件部分,则以现役IDF战机航电系统架构为蓝本,研制新软件(包括任务电脑和彩色显示系统),提供战场雷达显示情报、火力武器挂载管理、安全故障管理、机队任务管理及飞行情况(水平状态/姿态方向指示仪,HIS/ADI)等综合显控讯息。
另全面更新系统架构,采用开放式硬件结构(VME64)及开放式软件结构(类似美军战机),开发先进的模块化航电高级语言(C/C++)软件。
飞行控制系统
改进后的IDF战斗机将以32位飞行控制电脑,取代原有的16位飞控电脑及大气数据电脑(IADC),以加快运算速度及增大存储量,并解决85种零件停产问题。另外,飞行操纵软件也将进行升级。自动驾驶功能的改进,则可提升IDF的低空自动驾驶性能,并使其可自动依设定座标导引转向。
经过改进的飞行控制系统除可降低高机动空战的操作限制及提高操控品藏。提升飞行安全性外,也降低了IUF起飞时的机鼻轮抬起速度(卿转速度),井提高战机的侧风承受能力至55.6公里/小时(凤迪)降落时期可经高进场落地攻角。将战机进场速度降低18.5公里/小时,落地面离缩减10%。提升短场起降能力,这些都有效改善了IDF起降时受天气限制及在跑道受损时的操作能力。
新的武器系统
这方面的资料不多,目前已知的IDF战斗机与台“中科院”武器系统整合的内容包括:对天剑-2型空空导弹挂架的改进;与天剑-2A反辐射导弹的整合;与“万剑”反跑道炸弹的整合;与“青云”油气炸弹的整合。
翔展计划
项目提出
2008年2月,新加坡航展上汉翔公司以IDF-Ⅱ的编号展出了“雄鹰”战斗机的1:10模型,汉翔公司希望F-CK-1C/D能够在2008~2009年间投入批量生产,同时将台湾空军部分现役F-CK-1A/B升级至F-CK-1C/D标准。但是由于多年来台湾当局一直在寻求从美国购买66架F-16C/D Block50/52战斗机,加上部分台湾空军官员对升级后的“雄鹰”战斗机能否满足未来作战需求持怀疑态度,因此该计划迟迟没能得到台湾当局的批准。
汉翔公司随后提出了沿用“翔升”计划技术成果的后续“翔展"计划,放弃了全新生产F-CK-1C/D的企图,而专注于对台湾空现役F-CK-1A/B进行改进升级。尽管这样,“翔展”计划在台湾当局内部仍存在很大争议,一度还有该计划被取消的传闻。但由于当时台湾求购F-16C/D Block50/52、改进现役F-16A/B Bock20战斗机的计划进展不顺等原因,改进现役F-CK-1战斗机重新得到台湾当局的重视,“翔展”计划因此获得转机。
“翔展"获批
2008年3月,“翔展”计划在台湾“立法院”获得通过,预算高达120亿元(新台币下同)。2009年12月初,台湾空军与汉翔公司签订了为期4年、总金额168亿新台币(约合5.2亿美元)的合同。根据该合同,汉翔公司将在2009~2012年间将对台湾空军现役128架F-CK-1A/B战斗机中的71架(这些飞机隶属台湾空军驻台南基地的443联队)进行改进升级。
实施计划
2010年9月底,台湾空军首批6架F-CK-1A/B飞机(4架单座A型,2架双座B型)被送到汉翔公司接受改装,同年底首架完成改进的飞机出厂。2011年6月30日,首批6架完成改装的F-CK-1A/B正式交付给台湾空军。2012年全部71架飞机将改装完毕。
2018年3月9日,台军当天举行第二批经过改造升级(“翔展二号”)的IDF战机接装典礼,此次完成改进的是隶属于第3联队(驻台中清泉岗基地)的56架IDF。
“翔展"成果
改良后的“经国号”任务计算机、雷达、飞控软件都升级;部分因制造商歇业而产生商源消失问题的零附件,也都更换。台湾空军估计,可增加20年役期。“翔展计划”的性能提升,着重对地打击能力。以往“经国号”只能携带传统无导引炸弹,新配属的“万剑”空对地导弹,性能与外观类似美军AGM-154“联合遥攻武器系统”(JSOW)导弹。万剑弹的主体是一枚子母炸弹(集束炸弹),加上火箭发动机、机翼与导航系统,可在远距之外投射,自行钻入敌人防空网,飞到目标上空,对地面进行“霰弹枪”式轰炸。台“中科院”也在研发,将天剑二型导弹改造为追踪电波发射源的“反辐射导弹”,用于攻击雷达站。
勇鹰计划
“勇鹰”T-5高级教练机研制计划,由台湾中山科学院、台湾地区空军和台湾航太工业发展公司AIDC合作研发,研发项目共耗资22亿美元。之所以启动该计划,首先是为了替代由台湾航太工业发展公司数十年前研制的AT-3高级教练机,该机一直被视作台湾中国航空工业集团有限公司崛起的象征和骄傲,但近年来已经性能老旧落后,不能适应台湾空军装备的现役第四代改进型F-16V战斗机的飞行员训练班任务。与此同时,台湾空军用于保持机队规模的第三代F-5轻型战斗机,在历经多年改进之后,已经“改无可改”再无升级的空间,只能退役。然而大量F-5的退役,意味着短时间内台湾地区空军战斗机总数和机队规模骤降,现有机队和飞行员面临对岸大陆人民解放军空军日益频繁的巡逻和飞行训练有任务压力,执行升空拦截和监视任务“不堪重负”,因此必须有新的战机顶上来。基于这两方面考虑,台湾地区空军决定在同样由台湾航太工业发展公司研发的F-CK-1“经国号”轻型战斗机的基础上,开发新一代的T-5“勇鹰”高级教练机,一方面在教练机方面全面让AT-3退休,另一方面则赋予“勇鹰”升力入门级战斗教练机的功能,使其能够完美替代F-5,达到“一举两得”的功用。
“勇鹰”计划从2016年展开研制,4年完成实现首飞。根据台湾方面资料显示,虽然T-5是在IDF“经国号”的基础上研制,但机体80%经过重新设计,其中复合材料使用比例超过30%,这已经是个非常高的数字(F-22的复合材料占比是24%,而F-35是36%),另外对翼型、机体结构和电子设备都做了修改。除了承担教学任务,T-5还能和AT-3一样作为强击机使用。当然,台湾航空工业存在很多技术短板,因此T-5的很多关键设备仍需外购,比如发动机来自美国,起落架来自英国。T-5在2019年9月24日下线,2020年6月2日进行滑跑试验,6月10日首飞成功。
服役情况
服役使用
1994年开始量产,最初生产量为250架,以月产3至5架的速率持续生产五年,但由于已向美,法成功采购到F-16A/B MLU和幻影2000-5战斗机,IDF定购数量减到130架,首批生产飞机于1994年1月交付给台湾地方防空部门。IDF总共131架战斗机服役,包括一架损耗替换机。最后两架生产型飞机1502(88-8134)和1503(88-8135)于2000年1月14日交付。
2004年11月1日,为了留住经验丰富的飞行员,台湾地方防空部门进行了一次重大改组,所有前线战斗机中队都升级为战术战斗机大队,而原来的战术战斗机大队则被解散。因此,CCK(清泉岗)空军基地的第3战术战斗机大队解散。此外,第8战术战斗机大队也同时解散,第427战术战斗机大队中只剩下第7和28战术战斗机大队两个飞行单位。
台湾澎湖”天驹部队”处在空防第一线,从1964年开始实施,早年进驻F-5E战机,”经国号”战机成军后即接手任务。台空军每年4月到9月期间,均由台中市、台南联队轮流派遣”经国号”战机前进部署在澎湖马公基地,以战备转场方式执行台湾海峡第一线警戒拦截的”天驹任务”,快速升空拦截解放军军机。
飞行事故
参考资料
相关评价
在特定的时间、特定的环境下诞生的IDF,早在设计之初就已经在各种有意无意的“限制”中套上了诸多枷锁,其沉重程度恐怕不是单凭台湾自身之力就能够摆脱的。(航空知识评)
目录
概述
发展沿革
研发背景
研发过程
研发计划
鹰扬计划
云汉计划
天雷计划
天剑计划
构型变化
原型机阶段
第一架原型机
第二架原型机
第三架原型机
第四架原型机
生产交付
整体设计
机翼
发动机
航电系统
武器系统
改进升级
庐山计划
翔升计划
雷达系统
航电系统
飞行控制系统
新的武器系统
翔展计划
项目提出
“翔展"获批
实施计划
“翔展"成果
勇鹰计划
服役情况
服役使用
飞行事故
相关评价
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