美国F-15SE战斗机
为了满足未来国际市场上客户对先进战斗机的需求,波音公司在圣路易斯展示了一种F-15战斗机的最新改进型—F-15SE“沉默鹰”。
与老式的F-15系列飞机相比,F-15SE在隐身方面做了重大改进:对局部外形进行技术处理,在机体表面覆盖吸波涂层,同时采用了一种可以内置武器挂架的保形油箱,这使得该机对波音公司的潜在客户非常富有吸引力。将来随着执行任务的不同,F-15SE既可以使用带有内置武器挂架的保形油箱,也可仍然使用装载燃油并带有外部武器挂架的传统保形油箱。当采用前面一种配置方式时,F-15SE可以在内部挂架上携带诸如AIM-9“响尾蛇”近距空空导弹和AIM-120中距空空导弹之类的空战武器,也可携带包括“联合直接攻击弹药”和“小直径炸弹”在内的对地攻击武器。当采用传统保形油箱时,F-15SE则可以携带目前F-15各种型别所能携带的标准武器弹药。
除作隐身改进之外,F-15SE还在其他多方面做了改进,其中包括采用了新设计的向外倾斜的垂尾,在提高飞机气动效率、增加升力的同时,还减轻了机体重量;采用新型数字式飞控系统,在提高飞机可靠性的同时也有助于减轻机体重量;采用了BAES数字式电子战系统,它与雷神公司研制的先进机载有源相控阵雷达配合使用,将大幅提高飞机的生存力。
具有创新设计的F-15SE“沉默鹰”将能满足未来战斗机市场上客户对隐身技术及大重量、多种类武器载荷的需求,该机在用户可负担性和提高战场生存力两方面实现了平衡。由于有国际合作伙伴的参与,供F-15SE使用的内部武器挂架的设计、研发和试飞将比较顺利。目前波音公司已经完成了带有内部武器挂架的保形油箱的概念设计,并且计划在2010年第一季度之前试飞F-15SE原型机,其中包括进行该机的机载导弹实弹发射测试。
2009年3月,波音表示,首架F-15SE原型机是在波音公司F-15E1验证机的基础上改装的,后者是波音公司向美国空军租用的一架F-15E,用于各种先进技术的演示验证。原型机的保形油箱由美国空军提供,波音公司自己将它改造成了弹舱,其弹舱的舱门都采用复合材料制造。波音公司还透露,F-15SE原型机上采用的外倾双垂尾只是用于展示,实际上它还没有与飞机的机身结构集成在一起。F-15SE的另一设计特征是用一套全新的综合式DEWS取代了以前由4个外场可更换单元组成的电子战系统。该系统的雷达告警接收机、干扰机、干扰弹投放装置和干扰消除器等都被更好地与有源相控阵雷达集成在一起。每个垂尾的尾撑内都有2个干扰弹投放装置,以及DEWS系统的天线和发射机。
让人耳目一新的是,F-15SE为提高隐身性能采用了武器内置设计,从而使它成为全球第三代以及三代改型机中第一个内置武器的机种。F-15是第三代战斗机中的佼佼者,最新的第四代战斗机强调4S能力。但4S能力当中,三代机理论上通过改进无法达到的只有全隐身能力一项。平心而论,F-15是一种非常优秀的三代战斗机,其机动能力、航程和武器挂载能力都极为出色。在四代机出现之前,美国也将其视为珍宝,只对日本、沙特和以色列等少数国家输出过。F-15也是有最多实战经验的三代重型战斗机。在这一点上,苏-27/30系列、欧洲“双风”也甘拜下风。如此优秀的平台,只因隐身性能不如四代机就完全放弃,不禁可惜。如果要具备完整的隐身能力,必须从气动外形设计开始,隐身能力80%取决于外形设计。从这点上来说,三代机先天就是无法弥补的。但是,局部修改外形,采用新型复合材料、吸收雷达波涂层,特别是放弃武器外挂而采用内置,也会对隐身能力产生重要影响,而这些都是三代机可以改进的。
此外,当今世界,执行一些对弱势对手的低强度精确攻击任务,用四代机显然是“杀鸡用牛刀”,具备一定隐身能力的战斗机就可以执行此类任务。即使是很多国家未来装备的F-35,其航程和作战半径相比F-15也没有优势。F-15SE设计了全新的外挂保形油箱,油箱内部有用来挂载弹药的隔舱。武器内置的主要优势当然是减少战斗机的雷达散射截面积。此外,为增强隐身能力,F-15SE还设计了新的有外斜角的双垂尾,类似于F/A-18的设计。这种有外斜角的双垂尾相较于以前使用的、垂直于机身的垂尾设计,也会降低飞机的RCS(雷达反射的最小截面积)。
F-15SE其机身每侧油箱内隔舱最多可挂两枚空空导弹,如超视距作战的AIM-120C或近距格斗用的AIM-9X。执行对地攻击任务时,最多可携带4枚空地武器。联合制导攻击武器和小直径炸弹当然是此类武器的首选。执行多用途任务时,每个内置武器支架最多能承载1000磅的弹药。F-15SE上还安装了一套能够与有源相控阵雷达协调运行的新一代“数字式电子战系统”,这是由F-22/35战斗机上的电子战设备发展而来,其中包括一套综合雷达干扰机和雷达告警接收机。武器内置还可以使飞机的飞行性能有些许提高。不过,外挂式保形油箱也使F-15SE的航程有所缩减,其航程因此减少了约333~370千米。此外,F-15SE武器内置无法与传统外置武器挂架并存,在必要时,可卸载掉新式油箱,改换为传统外挂架。当然,采用外挂架会使武器内置带来的隐身效果荡然无存。
采用上述综合措施后,据说F-15SE的正面RCS将会大大降低,但具体能降低多少不好预测,有可能为30%~50%。但由于隐身并不能仅仅考虑飞机正面,其各个点面的RCS都要顾及,因此F-15SE在隐身能力上仍然与四代机相去甚远。现存的F-15E“攻击鹰”战斗机均可通过更换相关系统升级为F-15SE。每架F-15SE“沉默鹰”的价格约为1亿美元。这个价格并不便宜,只适于那些有需求并有一定财力的国家。
纵观当今世界战斗机市场,欧洲的“台风”、“阵风”,俄罗斯的苏-35,都会和F-15SE形成竞争格局。而苏-35和F-15SE同属于重型双发战斗机,因而性能相近。苏-35的优势是采用了带矢量喷口的发动机,因而机动格斗能力较强,另外价格相比西方战斗机有一定优势。F-15SE则更强调低可探测性和先进的航电系统。
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矢量发动机
矢量发动机就是喷口可以向不同方向转动以产生不同方向的加速度,通过偏转发动机喷流的方向,从而获得额外的操纵力矩。采用推力矢量技术的飞机,通过喷管偏转,利用发动机产生推力,获得多余的控制力矩,实现飞机的姿态控制。其突出特点是控制力矩与发动机紧密相关,而不受飞机本身姿态的影响。因此,可以保证在飞机作低速进攻飞行时,操纵舵面提供额外操纵力来控制飞机机动,第四代战斗机要求飞机具有推力矢量技术。