重型战斗机
具有纵深打击能力的飞机
重型战斗机为战斗机的一种。通常,起飞重量在15T以下的称为轻型战斗机;接近或超过20T的称为重型战斗机,如美国F-15战斗机F-22战斗机俄罗斯苏-27战斗机和中国的歼-11歼-20等。
重型战斗机由于机体大,因而武器携载量大,机内载油量多,机载设备不仅种类齐全而且技术先进。其综合作战能力非轻型战斗机可比。因而一般来说,重型战斗机属于高端战机,轻型战斗机属于低端战机。
重型战斗机作为夺取制空权的主力,在夺取制空权的同时,掩护对地攻击的战机攻击敌地面目标。重型战斗机作为“精兵”,在轻型战斗机消耗对方有生力量的同时,对敌军纵深有价值目标进行打击和己方重点目标的防御。
概述
从世界范围看,战斗机按起飞重量可分为轻型战斗机和重型战斗机。轻型战斗机的起飞重量在8~10吨左右,在现代战斗机中算是“轻骑兵”。而重型战斗机的空重就有15吨左右,正常起飞重量达到20~22吨,最大起飞重量能超过30吨,在战斗机中是名副其实的“大块头”。
重型战斗机由于机体大,因而武器携载量大,机内载油量多,机载设备不仅种类齐全而且技术先进。以美国新推出的升级版F-15X战斗机,空空战斗状态可挂22枚空空导弹,空地状态可挂8枚空空导弹和28枚小直径炸弹小圆径炸弹,加之配装有源相雷达和先进电子战装备,其综合作战能力非轻型战斗机可比。因而一般来说,重型战斗机属于高端战机,轻型战斗机属于低端战机。
发展历程
研制背景
美苏冷战后期,经过越南战争、印巴战争和中东战争的实战检验,美、苏空军认识到第二代战斗机的高空高速性能并不能决定空战胜负,地空导弹的出现更使得位于高空的战斗机面临极大威胁,新一代战斗机势必需要在如何利用敌方雷达系统的低空探测盲区上寻求突破。第三代战斗机的主要特征是采用了大推重比的新型涡轮风扇发动机,其冷却技术和耐高温材料使得它的输出功率更强,并具有更小的油耗和更大的推力。先进的雷达系统、复合制导的中距空空导弹和发射后不管的红外制导近距空空导弹成为第三代战斗机的标准配置。在气动布局方面,几何可变机翼、梯形翼和三角翼飞机等成了设计趋势,以确保战斗机在中低空飞行时仍能保持优秀的爬升、盘旋、减速、加速等机动能力。在这些标准基础上,双发重型战斗机逐步成了美、苏两国的研制重点,典型型号包括米格战斗机29、苏-27战斗机F-14战斗机F-15战斗机等。
研制历程
第一代喷气式战斗机生产于战后的上世纪40年代末至50年代,典型战机有美国F-80战斗机F-86战斗机、F-100和苏联米格-15战斗机、17、19。第二代战斗机兴盛于1960年代,典型战机有美国的F-104战斗机F-4幽灵II战斗机和苏联的米格-21战斗机、23,特点是追求更快的速度。第三代战斗机在此后不足十年即开始面世,一直兴盛至今。(以下沿用美国战斗机划代标准)
第三代
第二次世界大战结束后,美国一直在走“大航母之路”,其研发的舰载机偏向于重型化,如F-4、F-14战斗机等战斗机都属于双发重型战斗机。现役的F/A-18E/F战斗机也是在中型机基础上采用大型化设计的产物。F-35C战斗机的起飞重量达到31.5吨,而美国军队F-15战斗机重型战斗机的起飞重量为30.8吨,因此,F-35C实际上是一种披着中型机外衣的重型战斗机。
F-14是美国诺斯罗普.格鲁门公司为取代美海军的F-4幽灵II战斗机而研制的双座超音速舰载多用途重型战斗机,拉开了世界第3代战机的序幕,主要任务是护航、舰队防空以及遮断和近距空中支援。该机于1967年底开始研制,1970年12月21日原型机首飞,1972年5月交付使用。自1972年F-14A服役起,该机就有美国军队航母舰队“守护神”之称。1988年,该机在雷达、航空电子设备和导弹挂载能力等方面经过了进一步改进升级,最终定名为F-14D“超级F-14战斗机”。美国海军共拥有各型F-14战斗机338架。
苏联从20世纪70年代开始,逐渐由建造基辅级中型航母转向研制大型航母,舰载机也相应地由采用垂直起降方式转变为采用滑跃起飞/拦阻降落方式。在雅克-141战斗机垂直/短距起降战斗机和米格-29K、苏-27K两款常规起降战斗机之间的选型中,苏联最终选定了苏-27K重型战斗机,后来俄罗斯将其命名为苏-33舰载战斗机。苏-27战斗机是前苏联苏霍伊航空集团研制的单座双发全天候空中优势重型战斗机,主要任务是国土防空、护航、海上巡逻等。北大西洋公约组织组织给予的绰号是"侧卫"(Flanker)。该机于1969年开始研制,1977年5月20日首飞,1979年投入批生产,1985年进入部队股役。
1979年3月9日,“幻影4000战斗机”原型机在法国伊斯特斯完成首飞,在首次试飞中就达到1.2马赫的速度。以首飞为节点标志,幻影4000成为法国第一款重型制空战斗机,也是世界上第四款重型战机(前三款分别为美国F-14战斗机F-15战斗机,以及苏联的SU-27)。法国也是当时继美苏之后,惟一有能力研制生产重型战斗机的国家。1979年4月11日,“幻影4000”的第6次试飞突破两倍音速,达到马赫2.04。相比“幻影2000战斗机”,“幻影4000”的全长增加了20%,翼展增加了33%,翼面积增加了80%,最大起飞重量增加到32吨,是一款标准的重型制空战斗机。
第五代
1982年美国空军面对苏联战斗机的快速发展,以及美国空军准备使用F-15E与F-16战斗机担任对地攻击的任务、F-117进入试飞阶段,对地攻击的需求已经不是那么重要。当年10月,最终定案的计划正式在最后一次公开会议上提出。ATF的技术要求将以下五个特点集在一架飞机上,即低可侦测性(隐身性)、高度机动性和敏捷性、不需使用后燃器即可作超音速巡航(而不是只满足于以往使用后燃器短时间超音速冲刺)。F-22战斗机是一款由美国洛克希德·马丁公司•马丁、波音公司通用动力等公司联合为美国空军设计的重型隐身战斗机,主要任务是取得并确保战区的制空权。F-22战机的原型机,即YF-22于1990年9月29日首飞,首架生产型F-22于1997年9月7日首飞,2005年12月15日服役,F-22A的采购数量为179架,以取代上一代的主力机种F-15战斗机
2011年1月11日,歼-20(J-20),绰号“威龙”,北约代号“火牙”(FIREFANG),中国第四代(欧美标准,俄标准为第五代)双发重型隐形战机,首架原型机在成都实现首飞。是航空工业成飞为中国人民解放军完全自主研制的第四代双发重型隐形战斗机,用于接替歼-10战斗机歼-11等第四代空中优势/多用途歼击机的未来重型歼击机型号,该机将担负中国军方未来对空、对海的主权维护任务。歼-20在2017年投入使用,预计在2020年左右逐步形成战斗力。
为保持大国地位,俄罗斯迫切需要新一代战机与美国F-22和F-35战斗机抗衡。20世纪末,俄罗斯空军发布第五代战斗机招标书,提出新一代战斗机应满足具有低可探测性、低热信号特征、超音速巡航以及更加敏捷等等要求。2001年4月,俄罗斯空军根据现实需要,再次修订草案,细化了新一代战机研发要求。紧接着一年后,俄罗斯计划委员会决定由苏霍伊航空集团负责领导开发和生产俄罗斯第五代战机,这一计划被称作“PAK FA”(未来战术空军战斗复合体,又称未来前线战斗机系统以及701或I-21工程)。苏霍伊设计局赋予该型试验机编号为T-50,试验机型为单座双发隐形多功能重型战斗机。自2010年首飞成功后,历经波折,经过八年的时间于2017年8月,俄罗斯空军总司令邦达列夫宣布将T-50正式命名为苏-57战斗机。至此标志着苏-57战机研发成功。
基本设计
气动外形
气动外形是决定战斗机飞行性能的关键点之一,是指飞机在飞行状态下受到的各种力矩与其本身总体布局、发动机推力及稳定性之间的一个函数值。战斗机的翼面气动布局主要包括常规布局、前翼布局、三翼布局等三类。
常规布局
常规布局,是飞机诞生以来的经典布局方式,即“主翼+水平尾翼+(单/双)垂尾”的形式。常规布局的理论和技术最为成熟,采用此方式设计的战斗机各方面飞行性能比较均衡。部分型号的战斗机会在机翼前沿根部靠近机身两侧处加装“边条”设计,用于进一步改善大迎角状态下的升力。这类战斗机机动能力强,适合大过载机动,属于强调近距格斗任务的战斗机,但其在超声速大迎角状态下的控制能力受限比较明显。采用常规布局的现役战斗机型号较多,比较具有代表性的战斗机包括米格战斗机29、苏-27战斗机F-16战斗机、 F/A-18、F-22战斗机等。
前翼布局
前翼布局,又称鸭式布局,是一种能够显著提升战斗机超声速飞行下操控性能的布局方式,即“前翼+主翼+(单/双)垂尾”的形式。在正常飞行状态下,前翼布局战斗机与常规布局战斗机的机动性差异不大,主要由发动机的推重比决定孰优孰劣。前翼布局能够有效降低飞机在超声速飞行时受到的阻力,保证大迎角状态下的机动性,确保机头不会过度抬升和难以控制且有利于战斗机短距起降,但缺点是会增大战斗机正面的雷达散射截面积(RCS),降低了隐身性能。现役战斗机中主要有欧洲“台风”、法国阵风战斗机瑞典JAS-39战斗机、中国歼-10战斗机和歼-20战斗机等。
三翼面布局
三翼面布局,简单来说就是结合常规布局与前翼布局优点的一种布局方式,即“前翼+主翼 +尾翼+(单/双)垂尾”的形式。三翼面布局能够提高超声速下飞机的水平机动性能和大迎角下飞机的操控性能,并能使战斗机在载荷分配上更加合理,飞行控制更加敏捷精准,也适用于有短距起降需求的舰载机。三冀面布局的战斗机电传操纵系统比较复杂,翼面增多的同时也增大了战斗机雷达散射截面积(RCS),导致隐身能力较差。现役战斗机中采用三翼面布局的有歼-15等。
机载系统
战斗机的机载系统作为战斗机的中枢,是决定战斗机作战能力强弱的基础。随着信息技术的发展,现代战斗机的各类机载设备已从早期的各自独立向融合一体的方向发展。目前,先进的机载系统一般包括综合火控系统、雷达探测系统、光电探测系统、综合显示系统、敌我识别系统、通信数据链系统、导航/识别系统、电子战系统、外挂管理系统、惯导系统、环境监测系统、电传操纵系统、第二动力系统、起降系统、制氧系统、弹射逃生系统和其他辅助系统等。
隐身能力
隐身技术,也称为“低可探测技术”,强调通过各种技术手段来降低本方战斗机的可探测性。随着雷达、红外、电子、可见光等对空探测技术的不断发展,现代战斗机的隐身性能已成为决定其战场生存能力和隐蔽突袭能力的关键因素之一。F-22战斗机在机体设计、机身涂料、武器挂载等方面,都将隐身能力作为优先需求予以设计。现代战斗机隐身能力越好,则必定具有越小的雷达散射截面积、越低的红外特征,以及越不明显的可见光特征等。
雷达散射截面积是评价战斗机电磁波隐身能力的常用指标,表示目标在雷达波照射下所产生的回波强值,单位为“平方米”。战斗机正面的雷达散射截面积越小,则敌方雷达的有效探测距离越小,从而达到隐蔽的目的。现役第三代战斗机正面的雷达散射截面积一般为3-10平方米,第四代战斗机正面的雷达散射截面积一般为0.3平方米左右。
机载武器
机载武器主要包括近距格斗导弹、中距空空导弹、远程空空导弹、空对地导弹和空对舰导弹等。机载武器的有效射程、发射条件、挂载数量、制导方式、飞行速度、射界限制、命中精度和弹头威力等,都是确定战斗机基本战术的重要依据,也是评价战斗机作战效费比的重要参考。
服役情况
采用国家
F-22战斗机美国洛克希德-马丁公司为美国空军研制的21世纪初主力重型制空战斗机,主要用于替换美国空军现役的F-15战斗机,在美国空军武器装备发展中占有最优先的地位。1990年原型机首飞,1997年样机首飞,已经于2005年服役,目前预定建造的180架已经全部交付空军,但美国空军希望能拥有380架,而最早的装备计划更是多达750架。
苏-27战斗机苏联苏霍伊航空集团研制的单座双发全天候空中优势重型战斗机,主要任务是国土防空、护航、海上巡逻等。北大西洋公约组织组织给予的绰号是"侧卫"(Flanker).该机于1969年开始研制,1977年5月20日首飞,1979年投入批生产,1985年进入部队股役。苏-27系列战机家族中成员众多,主要型号为苏-27(早期空军型)、苏-30战斗机(在苏-27基础上升级的对地攻击型)、苏-33战斗机(航母舰载型)、苏-35(多功能战机)等。苏联以及俄罗斯约制造了680架苏-27战斗机,这只是指苏-27,并不包括之后的衍生型号。 除苏-27外,俄罗斯还装备有19架苏-30,28架苏-33,30架苏-34战斗轰炸机和11架苏-35。乌克兰拥有从前苏联空军继承的80架苏-27,印度经过数年的磋商,印度为40架苏-30MKI更换了性能更为强大的AL-31FP发动机、航电设备、鸭翼、以及推力矢量喷管。印度斯坦航空有限公司也取得在2020年前再生产140架次的生产许可。
从俄美空军近年来的发展来看,都是将第三代双发重型战斗机的改进放在了比较重要的位置。比如,俄罗斯空天军在最近几年订购和接收的都是从苏-27战斗机改进发展而来的苏-30SM、苏-34战斗轰炸机以及苏-35S。以2018年为例,俄罗斯空军总共接收了14架苏-30SM双座双发多用途重型战斗机、10架苏-35S单座双发多用途重型战斗机以及12架苏-34双座双发歼击轰炸机
歼-11是中国生产的第一种重型战斗机,为第四代战机。歼-11是获得俄罗斯授权生产的Su-27SK,由沈阳飞机公司建立生产线,俄罗斯供应主要零件与系统后建立生产与组装能力。1997年夏天,俄罗斯向中国方面交付了全套工艺文件。1998上半年,沈阳飞机公司开始组织生产首批2架苏-27战斗机。1998年9月1日,第一架组装飞机首飞,第二架年底试飞。1999年9月后,这两架国产歼-11开始交付部队。他们被装备到空2师6团,与俄罗斯原装的苏-27进行对比,据信经飞行员的对比使用,认为达到了俄罗斯原装飞机的水平。
实战应用
P-61正式生产后,很快装备部队。从1943年1月至1944年6月,美国军队先后组建了15个P-61夜战中队,并相继派往各个战区。尽管“黑寡妇”问世较晚,但却取得了很好的战果。在欧洲战区,德国后期投入使用的JU-88型、DO-217型轰炸机共计被“黑寡妇”击落237架。美国陆军航空队的P-61在欧洲战区夜间作战中,损失率仅为0.7%。在第二次世界大战的最后一年,“黑寡妇”成为美国陆军航空队的标准夜间战斗机,经常独自出动去伏击各个敌方袭击者。
1981年1月26日,奥马尔·穆阿迈尔·卡扎菲重申锡德拉湾北纬32度30分线以南为“死亡线”,擅自闯入者必遭痛击。里根政府于8月17日派出一支特混舰队驶入锡德拉湾。8月19日,两国战机于锡德拉湾第一次交火。当日早晨7时,“尼米兹”号航母的雷达发现两架利比亚的苏-22战斗机向舰队飞过来。舰队指挥官立即命令两架正在锡德拉湾上空执行巡逻任务的“F-14战斗机”战机实施拦截。突然,一架苏-22向F-14发射了一枚AA-2“环礁”空空导弹,但没有击中目标。两架F-14随即展开反击,其中一架发射了一枚AIM-9响尾蛇导弹“响尾蛇”空空导弹先将敌僚机击落,其飞行员跳伞。随后,另一架F-14的“响尾蛇”将那架敌长机也击落。此次空战从苏-22发射导弹开始到两架苏-22被击落,总共只有短短的一分钟,所以被称为“一分钟空战”,这是F-14的第一个实战战绩。
相关型号
米格-23“鞭挞者”战斗机
米格-23“鞭挞者”是苏联研制的重型战斗机,属于单座变后掠翼超音速型机,于1967年首飞。该战斗机平飞速度快、水平加速性好,在低空突防、高速拦截和战后脱离等方面优势明显。米格-23多次出现在阿富汗、中东和非洲的战场上,曾是苏联及其盟国的主力机种之一。
苏-27
苏-27战斗机(代号“侧卫”)是在前苏联时期由苏霍伊航空集团设计的单座、双发、全天候、重型战斗机。其设计目的是为对抗1970年代美国军队发展的战斗机,主要假想敌是F-15战斗机。它的设计要求长程、重武装、及很高的操控灵活性。除了担任空优任务为主的机型之外,苏-27还有其他多种任务的衍生型,属于第四代战机。
苏-35战斗机
苏-35是一种全天候单座双发重型制空战斗机,为苏-27的改进机型。于1986年开始研制,1988年首飞,1995年装备苏联空军。该战斗机具有持续飞行能力好、防护能力强、隐身性能出色等优点,主要用于制空和对地攻击。
歼-11
歼-11战斗机是中国生产的第一种重型战斗机,为第四代战机。歼-11是获得俄罗斯授权生产的Su-27SK,由沈阳飞机公司建立生产线,俄罗斯供应主要零件与系统后建立生产与组装能力。之后,沈阳飞机公司以苏-27战斗机的气动外形加上国产的航电和航空武器系统等开发了衍生机型歼-11B歼-11BS,在性能上有所改良。
歼-20“威龙”
歼-20(J-20),绰号“威龙”,北约代号“火牙”(FIREFANG)。是航空工业成飞为中国人民解放军完全自主研制的最新一代(欧美旧标准为第四代,新标准以及俄罗斯标准为第五代)双发重型隐形战斗机,用于接替歼-10战斗机歼-11等第四代空中优势/多用途歼击机的未来重型歼击机型号,该机将担负中国军方未来对空、对海的主权维护任务。歼-20在2017年投入使用,预计在2020年左右逐步形成战斗力。首架原型机于2011年1月11日在成都实现首飞。
歼-20采用了单座、双发、全动双垂尾、DSI鼓包式进气道、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局。机头、机身呈菱形,垂直尾翼向外倾斜,起落架舱门为锯齿边设计,机身以墨绿色涂装,远观近似于黑色。侧弹舱采用创新结构,可将导弹发射挂架预先封闭于外侧,同时配备国内最先进的新型格斗导弹
F-22“猛禽”
F-22继承美国主力战斗机为重型战机这一特点,最大作战起飞重量达28吨。F-22的先进性首先体现在它的隐身性上。它采用了多种措施,以降低飞机的雷达、红外、声波和目视等探测特征,它可以将所有携带的导弹等武器收入在机身内的3个导弹舱中,这样对方就难以发现和跟踪它,飞机的生存能力和实施攻击的突然性大大提高。
同时,F-22具有超强的机动性能。它安装了最先进的涡轮风扇发动机,使战斗机第一次具有了超音速巡航的能力。以往的战斗机一般都是以亚音速进行巡航,只有在空中格斗时才实施超音速飞行。而F-22可以以正常的耗油量就能实现超音速飞行,既解决了第3代战斗机以超音速巡航耗油量大的难题,又不容易遭敌方红外制导导弹的攻击,可以极大地提高其作战效能。F-22不仅不易被发现,不易被摧毁,而且由于其装备了先进的机载雷达,具备了先敌发现,先敌发射的能力。它能携带多达10枚的各型先进导弹,火力猛烈,不愧为“猛禽”的称号。
相关事件
2002年,是乌克兰第14航空军这支传承自苏联时期英雄空军部队成立60周年的年份。为了庆祝这一盛事,7月27日在乌西部城市利沃夫附近的斯克尼利夫机场举行了一场特技飞行表演,现场吸引了超过8000名观众。12时45分左右,正在低空高难度俯冲特技动作的苏-27战斗机突然失控,机翼擦过机场跑道旁边的白桦顶部。随后飞机失控一头撞上机坪上的另一架伊尔-76战略运输机,并立即爆炸起火。锋利的碎片和燃烧的航油在爆炸的冲击力下扑向还没反应及时来不及逃离的观众,造成了巨大的二次伤害。77人遇难,其中包括27名儿童,543人不同程度受伤,是有史以来航展上发生最惨痛的伤亡事故。
2020年5月15日,一架F-22战斗机型“猛禽”战斗机在埃格林空军基地附近的训练演习中坠毁。19日晚,美国空军在一份声明中称,当晚9时30分,一架F-35战斗机型联合攻击战斗机发生坠机事故。这是美国军机在不到一周内于该军事基地附近发生的第二起坠毁事故。
2021年,两架意大利F-35A战斗机当时正试图靠近一架俄罗斯的安-12战略运输机,这架运输机正由至少1架苏-30SM战斗机护航前往加里宁格勒州。就在意大利F-35A战斗机近距离伴飞安托诺夫An-12的时候,俄罗斯联邦武装力量一架苏-30SM战斗机突然飞近F-35A战斗机,随后缓缓向左侧飞行靠近F-35A战斗机,F-35A战机飞行员只好向左飞行远离俄军运输机和战斗机。这已经不是俄罗斯联邦武装力量战斗机第一次对北大西洋公约组织战机施展这种强行驱离的手段。在2019年1月底,同样是在社交媒体上曝光的一段视频,展示了一架俄罗斯苏-27战斗机从侧面逼近一架北约的美制F-15C战斗机的过程,成功迫使F-15战斗机飞离。
目录
概述
概述
发展历程
研制背景
研制历程
第三代
第五代
基本设计
气动外形
常规布局
前翼布局
三翼面布局
机载系统
隐身能力
机载武器
服役情况
采用国家
实战应用
相关型号
米格-23“鞭挞者”战斗机
苏-27
苏-35战斗机
歼-11
歼-20“威龙”
F-22“猛禽”
相关事件
参考资料