設萬維讀者為首頁 萬維讀者網 -- 全球華人的精神家園 廣告服務 聯繫我們 關於萬維
 
首  頁 新  聞 視  頻 博  客 論  壇 分類廣告 購  物
搜索>> 發表日誌 控制面板 個人相冊 給我留言
幫助 退出
Pandajet的博客  
有關飛行和旅行  
https://blog.creaders.net/u/9497/ > 複製 > 收藏本頁
網絡日誌正文
美國多功能隱身戰鬥機之一:F-22A 2017-03-17 15:00:05

F-22 “撲食者”隱形戰鬥機


F-22A.jpg

F-22A是目前美國第一種第5 代多功能隱形戰鬥機,代表了當時美國能獲得的最新設計和製造技術,比對手有明顯的優勢,能同時打擊空戰和地面目標。這款飛機用了20年的時間研發和生產,2005年12月美國空軍在弗吉利亞州的Langley宣布F-22A達到戰備狀態。

F-22A 的設計理念是強調在極其惡劣的環境下生存及空戰優勢能力,那就是當敵方擁有IADS集合防空系統(大量SAM防空導彈網,防空火炮和早期預警雷達),同時還有大量蘇霍伊先進戰鬥機時,F-22A在具有強大的生存能力的同時還能取的空戰優勢,同時F-22A還必須在空戰時具有隱身能力和超級飛行性能。

冷戰後,來自俄羅斯先進戰鬥機的威脅減少了,但俄羅斯出口了大量集合防空系統IADS給很多與美國不友好的國家,對美國空軍的威脅越來越嚴重。因此F-22A的出現是美國能實施全球打擊戰略關鍵武器,可以保護轟炸機不受來自空中和地面的威脅。對目前其它國家的戰鬥機F-22A有絕對優勢,對來自地面的威脅,F-22A可以用GPS制導的JDAM或SDB(小尺寸炸彈)攻擊敵方IADS網絡上的關鍵節點和SAM導彈發射裝置後,打開敵方防空大門,讓後續攻擊力量進入戰區徹底消滅敵方防空系統。

從YF-22驗證機首飛到F-22A 達到戰備備狀態花了15年時間,中間由於政治因素和預算縮減,使F-22A的最初採購數量從750架減少成187架。

“我們現在看到的是一架在現有的各個系統方面都取得了巨大進步的飛機,包括完全一體化的防禦和攻擊性航空電子設備、大大降低的可探測性、有效的超音速巡航、燃油利用效率顯著增加、更大的航程……以及通過系統集成、新的空氣動力學設計和矢量推力提供的高機動性”,美國空軍系統司令部司令羅伯特•T•馬什將軍(Gen. Robert T. Marsh)這樣說道。

ATF-Advanced Tactical Fighter

先進戰術戰鬥機的理念是1971年提出來的,當時F-15剛服役不久,還不會太受重視,在70年代後期,美國部門發現了蘇聯在航空技術方面的重大進展,才加快ATF項目的進行。

在80年代經過洛克希德公司和波音公司的競爭,洛克希德公司中標獲得合同,1990年9月29日YF-22驗證機首飛7年後,第一架F-22A才首飛。2005年12月15日第27飛行中隊全部達到戰備狀態,這就意味着這個中隊可以在任何時候將12架F-22A戰鬥機部署到世界上任何敵方,並隨時可以執行對空和對地的戰鬥任務。

F-22A從此取代F-15成為美國空軍最先進戰鬥機,由於F-22A的優異性能和作戰能力,F-22A不再像F-15被稱為空中優勢戰鬥機,而是被稱為空中全能優勢戰鬥機。這一小小差別,說明F-22A不僅有空戰優勢而且還有對地面所有防空系統打擊的優勢,在2006年的軍演時F-22A取得了對其它戰鬥機144:0 的絕對勝利。2007年美國政府為了顯示軍力第一次將12架F-22A部署到日本嘉手納空軍基地,在當地部署了120天后返回美國。

F-22A的設計壽命是8000小時,美國空軍預計每年每一架飛行335小時,以此可以使用24年,目前洛克希德公司在研究是否可以將壽命延長到10000小時。


2016年11月F-22A在拉斯維加斯Nellis AFB

隱身技術

F-117、B-2和F-22的設計師們的目的是“推翻”現有的防空戰術,讓飛機很難被雷達發現,他們是通過以下幾個方面來實現這一點的:

一、把雷達回波集中到固定的幾個方向,使得攻擊飛機在已知空域中具有最小的雷達回波反射,而不是360度全向輻射──這樣,隱身飛機就會使得具有威脅性的雷達“指離”,或者說回波太短暫、不穩定而無法被探測和跟蹤。

二、開發相關的機載系統用於定位威脅,並把飛機反射面積最小的一面正對着雷達。

三、對B-2轟炸機而言,優化在高低空的飛行路線。

四、對F-22戰鬥機而言,將隱身與1馬赫以上的長距離飛行結合起來─後者也稱為“超音速巡航”。

F-22A的隱身塗料是其短板,每次飛行1小時後都需要花大約30小時維護,其中大量時間維護塗料塗層,使得F-22A的備戰率只能達到62%。

2008年9月3日位於阿拉斯加的第90飛行中隊全部裝備的F-22A達到戰備狀態,這個中隊屬於美國空軍太平洋司令部,主要目的是保衛美國領空不受俄羅斯的威脅。

Block 30 生產系列

裝備在阿拉斯加的F-22A是Black30 系列生產的飛機,是最先進的F-22A,配備的是最先進的航電和其它裝備,Black10系列F-22A是最初達到戰備狀態的F-22A,主要具備多功能縱深打擊能力,類似於F-117A但生存能力強很多。

Black20 系列則是主要具備全球打擊能力的型號,裝備有更高處理速度和能力的雷達和高速機載電腦,CPU達到105億次每秒,加上升級軟件可以加強其高解析度合成孔徑雷達的電子對抗能力,提升雙邊語音及數據鏈能力。目前有34架Black20系列的F-22A在服役中。

有63架F-22A在早期Black20 系列上升級成Black30,具備側視能力的無源相陣雷達,可以獲得更多的信息,具備監控和偵查能力;裝備的衛星通訊系統可以讓飛機在執行縱深打擊任務時保持連續的網絡鏈接能力,可以把收集的數據和信息實時傳遞給地面控制中心。

在演習中證明F-22A能在F-15發現F-22A之前同時擊落8架F-15,充分證明F-22A強大的隱身能力和空戰能力。由於F-22A有效的隱身能力,高超的飛行性能加上它強大傳感器信息聚合能力(sensor fusion),可以讓F-22A在敵機沒有發現它很早以前開始發起攻擊。

F-22.jpg



技術,武器和傳感器

F-22A 的外形設計和特殊塗料給它有效的隱身能力外,其先進的航電系統和武器系統讓它具備變成目前最強打擊能力的多功能超級空戰優勢戰鬥機。

主動航電系統

F-22A的航電系統設計理念是:在很難被敵人發現的情況下操作,可以將機載或己方的各種主動和被動傳感器數據進行融合後以單一圖像方式顯示給飛行員。

在機頭裝備是APG-77AESA 有源電子掃描相陣雷達,可以被動地探測敵方電子輻射信號,但在有源探測模式下最有效果。為了充分做到降低被敵方探測到的可能性,APG-77雷達的頻率可以變化1000次/分鐘,使敵方很難發現F-22A的雷達信號,同時F-22A的雷達可以讓它同時跟蹤和鎖定6個後發射AIM-120空對空導彈後立刻脫離戰場,敵方仍然無法發現F-22A,完全做到超視距攻擊和脫離的能力。即使AIM-120未能擊中目標敵機,F-22A還可以在近距離用AIM-9近距空對空導彈和機炮攻擊敵機。

如果隱形接近敵方的辦法不奏效,F-22A飛行員可以用APG-77大功率雷達對敵方雷達和被動探測裝置實施高強度聚焦照射,使它們超負荷工作而失靈,只好關機。

APG-77雷達可以對多個目標實施火控級別的連續跟蹤瞄準;對遠距離目標進行監視;對目標進行電子掃描形成目標的合成圖像,並識別目標;利用細如鉛筆的雷達電波,來區分緊密編隊的各個目標;同時對地面實施繪圖作業;由於上訴特點使得F-22A可以很好地與美國空軍的其它飛機協同作戰,比如在實戰中F-15或F-16將對付危險性較低的目標,而F-22A則重點對付危險性最高的目標和敵方用IADS合成防空系統保護的目標。APG-77雷達設計的數據傳輸和接受速度達到548MPS和1GPS,比數據鏈LINK16設計指標高了500–1000倍,使得F-22A完全可以作為一個小型空中預警飛機使用,把戰場數據發送給其它共同作戰的飛機和平台。

被動系統

減少和控制無線電波的輻射量不僅可以減少雷達反射面積防止敵方發現,而且也是美國和潛在對手之間在戰術教義上的分歧。簡而言之,中國,俄羅斯等國家在演習時會大量應用電子攻擊來對付美國空軍,因此美國空軍會增加使用被動系統(電子保護)來識別和跟蹤敵方的電子特徵。F-22A裝備了ALR-94RWR 雷達警報接收器,AAR-56IR和UV導彈預警器。這兩個系統與APG-77雷達配合可以有效探測,鑑別並向飛行員預警戰場內有威脅的目標。RWR雷達警報接收器可以探測來自飛機後方的無線電波頻率,並生成足夠精確的地理位置坐標,讓飛行員不需要APG-77雷達就可以使用先進中程空對空導彈AMRAAM(如果是地面雷達則用聯合直接攻擊彈藥JDAM)攻擊目標。因此RWR雷達警報接收器是F-22A非常關鍵的被動系統來探測和識別敵方目標。

在座艙內, 所有機載傳感器的數據經過融合處理後顯示在多功能顯示屏上。機載電腦的運算速度已達到每秒7億至15億次,將所有系統連着一起的是1394B總線系統,這就是我們平時用的“火線”數據系統。

機載電腦主要用來處理來自RWR,MAWS和雷達的數據,還要用來處理通訊,導航,識別系統(統稱CNI)的運算需求。在CNI系統中還包括內部與外部飛行數據鏈(IFDL)。IFDL可以與兼容的平台交換信息。CNI將於2015年完成3.2版本的升級,安裝多功能先進數據鏈(MADL),使得F-22可以與新近服役的F-35和其它平台交換數據。

對地攻擊

早期F-22隻能根據起飛以前輸入機載電腦的地面靜止目標坐標實施對地攻擊,2009年後軟件版本升級到3.1後就可以讓APG-77雷達實現用SAR模式產生高清地面圖像,再配合500磅的GBU-39SDB炸彈就可以讓F-22在空中對新發現的靜止或移動目標實施攻擊。

在中期版本升級到3.2時F-22會更加充分利用和發揮SDB的靈活瞄準的能力,增加地面自動防撞系統,並增加使用AIM-9X和AIM-120D AMRAAM的能力,同時還會增加自動目標跟蹤和信息戰的能力,進一步降低飛行員作為戰鬥機飛行員的工作負荷,而更像一位戰場態勢管理人員。2013年開始測試多功能先進數據鏈MADL,以便與F-35兼容。

先進的座艙

F-22座艙是飛行員獲得所有機載傳感器信息的來源和有效操作飛機的場所,這是一位飛過F-15,F-16和F-18的飛行員對F-22座艙的感受:“座艙很寬鬆,很人性化,看得出設計時充分聽取了飛行員的意見,座艙是晝夜兼容,全玻璃化設計,自動化程度很高。F-22啟動過程很簡單,通過機載電池就可以啟動APU(備用動力系統-一個小型透平引擎),將油門推過停車位置,發動機的啟動就是一個自動的過程了,然後就可以向機載電腦輸入飛行任務數據,F-22就甦醒開始進入工作狀態,隨後檢查飛機控制系統,再手動輸入一些數據後,1–2分鐘就可以準備起飛了。F-22的機載設備可以提供成千上萬的信息給飛行員,但經過大量過濾和處理後,只將有用的信息顯示給飛行員,大大降低飛行員的工作負荷。“

ATAGS

F-22飛行員穿戴的是更先進的CSU-23/P 先進抗負荷衣(ATAGS),防止老抗荷服會擠壓飛行員前胸的問題,比F-15和F-16增強飛行員60%抗負荷的能力和350% 的賴久能力,可以在50000英尺上飛行而不用穿加壓服。

信息共享

當F-22A在阿拉斯加與F-15和F-16共同演習時,一個星期曾取得了140:0 的空戰勝利,用激光制導武器取得了26次直接命中地面目標的戰績。取得如此成績的主要原因是F-22A先進的隱身性能和航電系統使飛行員比對手掌握太多的戰場形態信息,在對手完全不知道F-22A存在時F-22A的飛行員已經知道空中對手的位置,僚機的位置,地面目標的位置,經機載電腦將所有數據綜合分析“融合”後做出最佳選擇如何消滅對手,當對手發現F-22A時已為是太晚。這就是所謂的“信息網絡中心”戰爭,這就是為什麼信息的共享是贏得未來戰爭的關鍵。利用數據鏈與E-3 空中預警機或其它偵查機進行實時信息交互,再加上F-22A 自己的各個傳感器獲得的戰場信息經機載電腦高速處理後將戰場態勢以十分簡明扼要的形式清晰地呈現給飛行員,使得F-22A飛行員能十分有效地進行戰場態勢管理。F-22A 裝備了兩台高速電腦,運算速度高達7億次每秒。

數據鏈

F-22A 大型彩色顯示屏用不同的符號和顏色來區分內容:紅色代表敵方,綠色代表己方;綠色圓圈代表友軍的飛機,紅色三角形代表敵方飛機等。飛行員可以隨時增加或減少符號或要顯示的信息。同樣飛行員也可以將僚機雷達圖像疊加在自己雷達的圖像上,這樣它可以迅速向僚機下達命令向那一個目標發起進攻,如果有兩架敵機出現,飛行員可以讓一個光標鎖定一個目標後,利用數據鏈讓僚機攻擊另外一個目標,由於數據鏈以毫秒的速度傳遞信息,所以僚機飛行員可以立刻在他的顯示屏上看到其長機要他攻擊那一個目標,他甚至可以立刻發送一個短信給長機確認。

IFDL還可以自動地讓飛行員看到僚機鎖定的目標,僚機機載武器的情況,以及僚機的油料等飛機飛行數據,避免以前必須由無線電通話才能交換的數據。任何一個在數據鏈上的平台都可以發送信息和接受信息,這就可以讓F-22A獲得來自地面和空戰其它平台發現並提供的目標信息,避免了遺漏F-22A自身傳感器未發現目標,這樣F-22A飛行員可以非常全面地掌握戰場信息和態勢。

為了實現隱身,除了隱身機身設計和塗料外,F-22A採用了非常先進的降低無線電輻射程度的技術,F-22A雷達及其它傳感器的無線電波頻率一秒中變化幾百次,而且採用低輻射強度技術,大大降低了被敵方雷達和探測器發現的可能性。

F-22A技術指標

動力系統:

2 台普惠F119-PW-100 可變矢量噴口渦扇發動機,單台加力推力35000磅

飛行性能:

最大平飛速度 2.25馬赫;最長5分鐘超音速巡航速度1.78馬赫

重量:

空重:43340磅

負載重量:64595磅

最大起飛重量:83500磅

幾何尺寸:

翼展:44尺6寸

長度:62尺1寸

高度:16尺8寸

武器:

1門20毫米M61A2機炮,6枚AIM-120AMRAAM和2枚AIM-9空空導彈;在攜帶AIM-120導彈倉可以攜帶GBU-32JDAM和GBU-39SDB炸彈。


瀏覽(407) (1) 評論(0)
發表評論
我的名片
Pandajet
來自: 洛杉磯
註冊日期: 2015-03-11
訪問總量: 2,646 次
點擊查看我的個人資料
Calendar
最新發布
· 美國多功能隱身戰鬥機之一:F-35
· 美國多功能隱身戰鬥機之一:F-22
分類目錄
【旅行】
【航空】
· 美國多功能隱身戰鬥機之一:F-35
· 美國多功能隱身戰鬥機之一:F-22
存檔目錄
2017-03-17 - 2017-03-18
 
關於本站 | 廣告服務 | 聯繫我們 | 招聘信息 | 網站導航 | 隱私保護
Copyright (C) 1998-2026. Creaders.NET. All Rights Reserved.