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閱讀 3373 次 歷史版本 0個 創建者:小旅人 (2015/5/4 17:45:53)  最新編輯:小旅人 (2015/5/4 17:45:53)
F16戰機
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簡介

F16戰機
F16戰機

F-16戰斗機(英文:F-16 Fighting Falcon,戰隼),是美國通用動力公司研制的單發單座輕型戰斗機,設計的初衷是用于空中格斗,輔助美國空軍主力F-15重型戰斗機,形成高低搭配,在戰機劃代上為第四代戰斗機。
F-16后來經過不斷的升級改造,成為可用于近距空中支援、地面攻擊、偵察等多種用途的戰機,還于1982年被美國雷鳥飛行表演隊選為表演用機,至今仍在使用。
F-16是美國空軍的主力機種之一。

發展歷程

F-16是單發單座輕型戰斗機,屬于第四代戰斗機。在戰后美國軍用飛機中是改型較多,F-16原本是美國通用動力公司研制的低成本、單座輕型戰斗機,第1種行產型于1979年1月進入現役。幾經改進,前后有A、B、C、D、E、I、N、R、XL、ADF和AFTI/F-16、F-16/J79、NF-16D等13種型種,有些型別的最大起飛重量已近20噸。截止到2012年4月已生產了4500架,裝備了17個國家和地區武裝的空軍和海軍。

研制背景

20世紀60年代中期,越南戰爭全面爆發,美國的第二代戰斗機F-4等投入實戰。這代飛機的特點是強調高空高速性能和多用途,對機動性能重視不夠。從實戰效果來看,第二代戰斗機研制并不很成功;甚至可以說走了一段彎路。這倒并不是說它的技術水平和性能沒有提高,也不是研制工作本身有問題,而是由于對作戰方式的預測與實際情況不符。在戰斗機黑手黨的推動和實際需求下,美國從60年代中后期就開始考慮研制第三代戰斗機。
1972年1月,美國空軍正式提出“輕型戰斗機”研制計劃,目的是驗證在戰斗機上采用新技術,并沒確定要發展一個投產型號。1972年4月,美國空軍從向“輕型戰斗機計劃”投標的五家公司中選定通用動力公司的401和諾斯羅普公司的P-600兩個方案,并簽訂合同由求兩家公司各制造兩架原型機,進行試飛競爭。通用動力公司的401方案軍用編號為YF-16;諾斯羅普公司的P600軍用編號為YF-17。

研制過程

1975年,美國空軍第一種第三代戰斗機F—15服役。這是一種研制得很成功的飛機,與上一代戰斗機 相比,不僅性能水平有臺階性的提高,而且作戰效能明顯增強,在實戰中戰果累累。截至目前,F—15在空戰中已取得96:0的好成績。但是這種飛機的價格較昂貴,即使是美國也難于承擔購置大量F—15飛機的費用。美國空軍為了解決經費與所需戰斗機數量之間的矛盾,提出了“高低搭配”的原則,即數量較少的高性能飛機與數量較多、性能和價格較低的飛機配合使用。F—16飛機就成為這種“低檔飛機”的候選對象。
其實,F—16一開始并不是作為與F—15搭配的“低檔飛機”來研制的。它是美國空軍“輕型戰斗機原型機研制計劃”的競爭機。1972年1月,美國空軍正式提出"輕型戰斗機"研制計劃,目的是驗證在戰斗機上采用新技術。并沒打算真的搞一個投產型號。其主要技術要求是最大飛機速度M2,升限18000米,在9000米高度從M0.9加速到M1.5所需時間不超過1分鐘,在12000米高度、速度為M0.9時的過載為3—4g,飛機的體積小、重量輕、價格便宜。四個月后,就從五家參加強標的公司中選定通用動力公司的401和諾斯羅普公司的P600兩個方案,并簽訂合同要求兩家公司各制造兩架原型機,進行試飛競爭.通用動力公司的4O1方案軍用編號為YF—16;諾斯羅普公司的P600軍用編號為YF—17.原型機制成后,經過一年時間的競爭試飛。
1974年4月,美國政府決定從YF—16和17兩種原型機中選擇一種投人生產,與F—15飛機搭配使用,即充當“高低搭配”中的低檔飛機。1975年1月,美國空軍宣布YF—16中選,正式確定飛機的軍用編號為F—16。(落選的YF-17峰回路轉,被美國海軍看上,這就有了后來的F-18“大黃蜂”[2] )1978年末,F—16開始裝備美國空軍,生產總數已達4000架左右,F-16現已成為美國空軍的主力機種之一,共訂購了1859架。且向向多個國家出口,國外用戶有比利時、丹麥、荷蘭、娜威等四國,以及以色列、埃及、希臘、土耳其、巴基斯坦、南朝鮮、泰國、印尼、新加坡、臺灣、巴林和委內瑞拉等。前四國還與美國合作生產。外國用戶訂購總數超過千架,所以F—16有"國際戰斗機"之譽。
雖說F—16是一種“低檔”飛機,但這是與F—15相比而言的,從F—16本身的性能水平來看,應當說是相當好的。“低檔”的低,主要是指價格和一些性能,從技術水平來講,F—16不僅不低,有些方面比 F—15更先進。另外,當時F—16為了降低成本,因而機載電子設備比較簡單,后幾經改進其機載電子設備已日趨完善和先進,作戰效能和價格也隨之上升。因而,是否還能冠以“低檔”的稱號,也是值得商榷的。
74年4月,美國政府決定從YF-16和YF-17中選擇一種機型繼續發展,使之成為實用的輕型戰斗機,與重型戰斗機F-15搭配使用,以彌補由于后者復雜昂貴而造成的購置數量不足,1975年1月,美國空軍宣布通用動力公司的YF-16中選,并與通用動力公司簽訂制造15架(后改為8架)試驗型飛機,進行工程發展研究。
第一架YF-16原型機于73年12月出廠,74年2月首次試飛。F-16試驗型飛機于1976年12月首飛,1978年底開始交付美國空軍部隊使用。美空軍原計劃總共訂購650架,截至2001年3月,共生產了2216架。

發展趨勢

F-16是一種 “低檔配置”的輕型戰斗機,其機體結構限制了其性能的提高。F-16采用機體較小巧的單發布局,比起雙發戰斗機自然大大減少了采購和維護的費用,但在實際使用中的可靠性隨之降低.而且單發布局限制了F-16增大航程、載重、機動性能的改進潛力。因此,F-16的改進一般集中于電子設備和武器系統方面。由于F-16的先進性能、多樣化的作戰能力、充分的改進余地,美國空軍計劃在21世紀的頭25年內繼續使用和改進F-16戰斗機。
2002年1月起,洛克希德·馬丁公司和美國空軍完成了F-16“共同配置實施計劃”第一架飛機的改裝工作。該計劃改進美國空軍的約650架F-16 block40/50戰斗機的座艙和航空電子設備,使得這些F-16具有硬件和軟件上的通用性,以簡化未來改進升級、后勤保障的工作,減少維護費用。第一階段為部分block50/52換裝新的核心計算機和彩色座艙顯示器。2002年9月,該批次F-16開始加裝先進敵我識別器,并能夠使用洛克希德·馬丁公司的“狙擊手”XR先進前視紅外瞄準吊艙。第二階段從2003年7月開始,加裝鏈路-16數據鏈、聯合頭盔提示系統。從2006年開始,F-16 block40/42戰斗機將全部接受上述改進,預計到2010年結束。
2002年6月,美空軍開始對F-16C/D的新型APG-68( V)9雷達進行飛行測試。這種新式雷達在探測范圍、分辨率、和可保障性方面都得到了重大提高,而且加強了雷達在密集電磁環境和抗干擾條件下的作戰能力。空空作戰時,V9型雷達探測范圍增加30%;誤警率和相互干擾大大減弱;在態勢感知模式下可以在搜索四個目標的同時跟蹤兩個目標;在跟蹤掃描模式下搜索半徑加大,跟蹤能力增強;改進了在單目標跟蹤模式下跟蹤性能。空地作戰時,新型合成孔徑雷達模式下分辨率達到0.6米;在海上偵察模式下探測范圍增大;在地面移動目標識別模式下改進了目標檢測與地圖質量。空軍2004年7月份授予諾斯羅普格魯門公司一份合同,開發AN/APG-68(V)9多模火控雷達的新增強型。預計新雷達將在2009年9月開始裝備。
2003年4月28日,美國空軍授給洛克希德·馬丁航空系統部一項總額1.255億美元新合同,實施F-16國際化軟件升級項目,包括對先進武器饋電系統、數據鏈通信、精確導航系統和先進瞄準吊艙等系統進行升級。升級還包括支持鏈路-16數據鏈系統、聯合頭盔提示系統和瞄準吊艙的通用件升級,同時還為美國空軍F-16 block40/42/50/52的精確制導武器提供支持。經過升級后,美國空軍F-16經可使用聯合空地防區外導彈、EGBU-27、高速反輻射導彈,以及先進的瞄準吊艙。
2003年5月,洛克希德·馬丁公司導彈和火控分公司開始為F-16飛機交付“狙擊手”XR先進瞄準吊 艙。“狙擊手”XR吊艙首先裝備美國空軍的F-16 CJ block50和空軍國民警衛隊的F-16 block30戰斗機。以后陸續裝備F-16 block40。這是空軍“全部吊艙、所有批次”計劃之一。空軍計劃使block30/40/50飛機都將能使用“藍盾”、“蘭亭”或“狙擊手”吊艙。
2003年中,洛克希德·馬丁公司成功完成了F-16 block60采用新 型發動機的初始階段飛行試驗。該發動機是通用動力公司的F110-GE-132渦扇發動機,最大加力推力為144.6千牛。該飛發動機性能非常好,即使在F-16飛行包線的邊界,發動機的推力也有所增加。操縱品質和空中加油特性非常好。新發動機的特點是三級風扇采用整體葉盤技術,提高了性能和維修性。該發動機還采用一種增強耐久性的徑向火焰穩定器加力燃燒室和排氣噴管,并對控制軟件進行了修改以使發動機的性能在各種飛行條件下都達到最佳。block60飛機和發動機還具有自動油門的能力。
2004年9月,洛克希德·馬丁公司在加州愛德華茲空軍基地完成了F-16戰斗機上的戰術機載偵察系統吊艙的合成孔徑雷達測試。該計劃重點是用于空軍國民警衛隊F-16C block30。如果把合成孔役雷達安裝到戰術機載偵察系統吊艙內,只需要少量的工程安裝,而且在必要時可以拆除。吊艙從飛機上拆除或安裝僅僅需要幾分鐘。同時,整個戰術機載偵察系統還具有數據傳送能力和對信號和數據的處理能力。這種合成能使F-16具有在各種復雜氣象條件下的偵察能力。
2004年10月,美空軍開始為其F-16戰斗機裝備聯合頭盔顯示系統。從此F-16飛行員就可以在眨眼之間觀察、鎖定和攻擊敵方目標,該系統不僅可以顯示戰術信息,而且還可以在距飛行員右眼不到76毫米處的面罩上顯示飛機的高度、空速、重力加速度和攻擊角,從而提高了飛行員對飛機狀態和作戰條件的認知。飛行員只需要將眼睛看著目標,就可以在更遠的距離和高度上快速定位、跟蹤、識別和鎖定空中和地面目標。由于減少了飛行員和飛機暴露在潛在敵人火力區的時間,所以不僅提高了飛行員和飛機的殺傷力,同時也提高了他們的生存能力。飛行員可以將其注意力集中在座艙外面,因此可以避免在半空中發生碰撞。
美國空軍計劃于2005年6月為F-16block30飛機安裝雷聲公司AIM-9X“響尾蛇”空空導彈。并計劃在2007年4月為block40/50安裝,并同時安裝聯合頭盔顯示系統(JHMCS)。另外block30飛機于2004年8月成為首次使用227千克GBU-38聯合直接攻擊彈藥的F-16,block40于11月份也可攜帶聯合直接攻擊彈藥。block-50計劃于2005年1月底獲得這種能力。

設計特點

F-16這種第三代戰斗機有以下一些主要設計
特點:
(1)有優良的飛行性能,強調中低空跨音速機動性能和遠程作戰能力;
(2)機載電子設備先進,有良好的全天候作戰能力,下視下射能力大為提高;
(4)突出空戰能力,但也多兼有良好的對地攻擊能力;
(5)飛機的可靠性和可維護性能好,改進發展潛力大。

外形結構

F-16戰斗機選用了邊條翼,空戰襟翼、翼身融合體、放寬靜穩定度、電傳操縱和高過載座艙等新技術來提高飛機的空戰性能 F-16在總體布局上采用了隨控布局中的“放寬靜穩定度”技術,即放松了對靜穩定性的嚴格限制,與常規布局相比,機翼向前移動了40.6厘米,從而使氣動力中心前移,氣動中心可以很靠近重心,也可以重合,甚至在重心前面。飛機的靜穩定性變得極小或不穩定,因而飛機在低速飛行時靜穩定度是負值,在速度為0.9馬赫時靜穩定度略為負值;在高速飛行時,飛機的靜穩定度才為正值。速度為1.2馬赫時為8%。飛機靠“增穩系統”自動控制舵面,保持穩定飛行。這樣帶來的好處是減小了尾翼尺寸,降低了結構重量和阻力,改善了飛機的操縱性,同時提高了機動能力。
機翼
F-16采用懸臂式中單翼,平面幾何形狀為切角三角形。前緣后掠角40°。展弦比約為3.0,相對厚度約為4%,基本翼型是NACA64A-204。沿前機身裝有大后掠角、前緣銳利的邊條翼,在機翼和機身連接部分提供可控渦流,因而即使在大迎角時也可保持附面層不分離,提高了升力和安定性。機翼前緣有可隨迎角和馬赫數的變化而自動偏轉以改變機翼彎度的前緣襟翼,可以在持續大過載轉彎中提高升阻比,使飛機在大迎角時仍保持有效的升力。機翼后緣有全展長的襟副翼,它既可作為一般襟翼來增加升力,又可左右差動進行橫向操縱。從翼根前緣沿機身兩側向前延伸的大后掠角邊條翼可以控制渦流,提高大迎角時的升力,改善操縱性和穩定性,減小機翼面積。機翼機身結合處經過仔細整流,使之平滑過渡,融為一體。主要優點是減小波阻,提高升阻比和跨音速顫振邊界,增強剛度,使飛機具有良好的機動性。并且增大機內容積和減輕飛機重量。據計算,采用邊條翼比按常規布局的機翼減輕重量222千克。機翼內部結構由梁、肋組成,上下敷以整體板蒙皮。

機身

采用半硬殼式結構。外形短粗,采用翼身融合體形式與機翼連接,使機身與機翼圓滑地結合在一起,從而減小了阻力,提高了升阻比,增加了剛度,增加機身容積9%,并使機體減重258千克。也對減小雷達反射面積很有好處。尾部有全動式平尾,平面形狀與機翼相似,翼根整流罩后部是開裂式減速板。垂尾較高,安定面大,后緣是全翼展的方向舵。腹部有兩塊面積較大的安定翼面。起落架為可收放的前三點式。座艙蓋為氣泡形的,飛行員視野很好,內裝零-零彈射座椅。控制系統采用四余度電傳操縱技術,主要由信號轉換裝置、飛行控制計算機、電纜和動作裝置組成。 

尾翼

全動式平尾,平面幾何外形與機翼類似,下反角25°,平尾翼根整流罩后部是開裂式減速板,最大開度60°。立尾較高,安定面大,大迎角時安定性好,可防尾旋,有全展長的方向舵。F—16飛機的尾翼采用復合材料,比采用鋁合金材料的尾翼輕30%。垂直安定面是多梁多肋鋁合金結構,蒙皮是碳纖維復合材料的。垂尾根部整流罩前邊的背鰭是玻璃纖維的。平尾由碳纖維復合材料的蓋板、鋁蜂窩夾芯、鈦合金的梁及鋼制的前緣組成。腹鰭是普通的鋁合金結構。

材料

鋁合金
復合材料
鈦合金
其他材料
80.6%
7.6%
2.8%
1.5%
7.5%

    1
    0
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