宋心榮
2018年6月,航空攝影師克里斯托弗·麥克格里維在著名的“星球大戰(zhàn)峽谷”拍攝到了掛滿空空彈的F-15SA戰(zhàn)斗機。全副武裝的F-15SA戰(zhàn)斗機在峽谷中“張牙舞爪”地呼嘯而過,頗有幾分科幻的意味。F-15SA戰(zhàn)斗機是沙特空軍F-15的最新升級版,其在執(zhí)行空對空作戰(zhàn)任務(wù)狀態(tài)下最多可掛載12枚AIM-120空空彈,較早前型別掛載能力增加了4枚。事實上,F(xiàn)-15SA也不是所有F-15改進方案中掛點最多的,波音公司早前提出的F-152040C升級方案就擁有16個掛點,能掛載多達16枚AIM-120。如果F-15采用先進導(dǎo)彈和炸彈彈射掛架(AMBER),還能將AlM-120的數(shù)量增加到22個。其實,不只是F-15,其他飛機也有過類似增加掛點的改進方案。
飛機上的掛架用來掛載任務(wù)載荷,一般采用模塊化結(jié)構(gòu),可以安裝不同類型的接口以掛載不同類型的彈藥或吊艙。掛架分為普通型和復(fù)合型兩種,普通掛架只有1個掛點,而復(fù)合型掛架則有較多掛點。
掛架的位置一般位于機體結(jié)構(gòu)強度較大的地方——如翼下、機腹、進氣道兩側(cè)以及機翼根部,不同的位置結(jié)構(gòu)強度不同,掛架的掛載能力也不同。掛載位置及其掛載能力在飛機設(shè)計時就是重要的考量因素,飛機設(shè)計定型后,這些位置的承重也就隨之確定,要想再增加掛載能力,就得重新設(shè)計。
總結(jié)起來,飛機掛載能力的改裝難易,取決于以下因素:
首當(dāng)其沖要看載彈量增加與否。由于掛點掛載的彈藥類型不同,所以增加掛點數(shù)目并不意味著載彈量的必然增加。例如,F(xiàn)-15E的載彈量為10噸左右,而16枚AIM-120的總重也只有2.432噸,遠沒有達到F-15E的載彈量。所以,F(xiàn)-15E增加AIM-120的掛載數(shù)量并不復(fù)雜。但如果要增加載彈量,勢必要加強機體結(jié)構(gòu),而這又會導(dǎo)致增重和增阻,影響飛機的飛行性能。
在不增加載彈量的情況下增加掛點的個數(shù),主要有兩種實現(xiàn)方式,一種是增加掛架的數(shù)量,另—種是改用復(fù)合掛架。
F-15SA就是通過在機翼外側(cè)又增加了2個具備2個掛點的復(fù)合掛架,從而將掛載AIM-120的數(shù)量增加至12枚的。不過,通過增加掛架數(shù)量增加掛點的潛力并不是很大。因為處于降總重的考慮,1架飛機適于設(shè)置掛架的高強度部位不會太多。因此,增加掛點主要還是通過換裝復(fù)合掛架來實現(xiàn)。波音公司推出的F-15 2040C升級方案就是通過將F-15機翼根部只能攜帶2枚AIM-120的掛架換成了能攜帶4枚AIM-120的復(fù)合掛架,從而實現(xiàn)了1機16彈。當(dāng)然,增加掛點數(shù)目絕不僅僅是只換個掛架這么簡單。換裝復(fù)合掛架后,仍有諸多挑戰(zhàn)需要解決。
首先是機體結(jié)構(gòu)強度問題。如果增加掛點后,掛載彈藥的重量超出了該位置的承重能力,就必須重新設(shè)計機體,增加結(jié)構(gòu)強度。
其次是增加掛載導(dǎo)彈的數(shù)量對飛機性能的影響也需要充分考慮。一方面,更多的導(dǎo)彈意味著更大的阻力。美國空軍在20世紀80年代曾經(jīng)進行過一個測試,F(xiàn)-15掛載2枚AGM-130空地彈進行亞聲速飛行,由于空氣阻力的增加,飛機的速度下降了20%,航程下降了20%。當(dāng)然,靈巧的空空彈比笨重的空地彈的空氣阻力要小得多,但十幾枚空空彈的空氣阻力合起來也不是個小數(shù)。要想予以補償,就只能增加發(fā)動機推力并增加油箱容量。因此,波音推出的F-15 2040C方案毫不意外地配備了新增的保形油箱。另一方面,流經(jīng)導(dǎo)彈的氣流會給飛機的控制造成困擾。1個掛架只掛1枚導(dǎo)彈,導(dǎo)彈四周的氣流流場相對簡單。如果1個掛架掛多枚導(dǎo)彈,通過導(dǎo)彈的氣流互相干擾,其氣流流場更為復(fù)雜,對飛機的控制系統(tǒng)要求就提高了。其實,F(xiàn)-15在設(shè)計時就留出了機翼外側(cè)的掛架位置。但在實際試飛中,麥道公司發(fā)現(xiàn)如果在這兩個掛架處掛載導(dǎo)彈或吊艙,將嚴重影響F-15的俯仰穩(wěn)定性,只能被迫放棄。F-15SA采用了最新的電傳操縱飛控系統(tǒng)才得以解決這一問題。此外,導(dǎo)彈掛載數(shù)量的增加,還會增加飛機的雷達反射截面積,令其更容易被發(fā)現(xiàn)。
雖然增加掛點數(shù)量表面上看可以提升飛機的戰(zhàn)斗力,但是掛點真的越多越好嗎?其實未必。如果1架戰(zhàn)機的總載彈質(zhì)量一定,那么其掛點越多,平均每個掛點的掛載能力越小。所以,如果一味追求掛點數(shù)目,只能導(dǎo)致單個掛點掛載能力的下降,最終導(dǎo)致各個掛點都無法掛載重型導(dǎo)彈或吊艙,只能掛空空彈。波音的F-15 2040C就是這方面比較極端的例子,為了增加空空彈掛載數(shù)量,改造了機翼根部的掛架,導(dǎo)致其不能再掛載吊艙,只能掛4枚空空彈。這種情況下,雖然導(dǎo)彈數(shù)量提升了,但飛機的綜合作戰(zhàn)能力實際上是下降的——其多用途能力和戰(zhàn)場信息感知能力被大大削弱。這樣的戰(zhàn)斗機用于對付技術(shù)落后、僅靠數(shù)量優(yōu)勢的空軍時或許還能憑借空空彈的數(shù)量占據(jù)上風(fēng),但在和更強大的對手作戰(zhàn)時,就難以奏效了。
飛機增加掛點數(shù)目的關(guān)鍵意義在于和隱身飛機的配合作戰(zhàn)。還是以之前提到的F-15 2040C為例。根據(jù)美國空軍的設(shè)想,F(xiàn)-15 2040C將和F-22、F-35協(xié)同作戰(zhàn)。F-22和F-35將僅用內(nèi)置彈艙攜帶彈藥,盡可能保持隱身狀態(tài)。由它們負責(zé)識別目標,并將目標信息通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給F-15 2040C,引導(dǎo)F-15 2040C發(fā)射空空彈打擊目標。不具備隱身性能的F-152040C在發(fā)射完所有的導(dǎo)彈后將迅速撤退,由隱身的F-22和F-35繼續(xù)戰(zhàn)斗。
這一協(xié)同作戰(zhàn)模式在美國空軍的演習(xí)中已經(jīng)有所體現(xiàn)。2017年3月,在佛羅里達州廷德爾空軍基地舉行的“戰(zhàn)斗射手”(Combat Archer)演習(xí)中,由4架F-22和4架F-15組成的藍軍和14架未知機型的紅軍戰(zhàn)機進行激戰(zhàn),取得了1:41的驚人交換比(演習(xí)允許被擊中的紅軍戰(zhàn)機“復(fù)活”)。這還是使用普通F-15和F-22搭伙的情況。如果使用能攜帶16枚AIM-120的F-15 2040C和F-22協(xié)同作戰(zhàn),則編隊的戰(zhàn)斗力將進一步提升。
當(dāng)然,要實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn),最重要的是改進數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。事實上,加裝Talon HATE機載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正是F-15 2040C升級方案的重中之重。TaIon HATE機載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能使F-15 2040C接收到來自F-22的數(shù)據(jù)。后者發(fā)給F-15 2040C的數(shù)據(jù)將顯示在駕駛艙的中央顯示屏上,供飛行員參考。而在此之前,F(xiàn)-22的信息只能通過內(nèi)部飛行數(shù)據(jù)鏈(IFDL)和其他F-22共享。
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