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发信人: pkelvin(KC) 整理人: pkelvin(2003-04-26 07:27:19), 站内信件 |
F16“战隼”轻型战斗机，美军主力轻型战斗机。1972年1月，美国空军正式提出“轻型战斗机”研制计划，目的是验证在战斗机上采用新技术，并没打算真的搞一个投产型号。四个月后，就从五家参加投标的公司中选定通用动力公司的401和诺斯罗普公司的P600两个方案，并签订合同要求两家公司各制造两架原型机，进行试飞竞争。通用动力公司的401方案军用编号为YF16；诺斯罗普公司的P600军用编号为YF17，原型机制成后，经过一年时间的竞争试飞。 74年4月，美国政府决定从中选择一种继续发展，使之成为实用的轻型战斗机，与重型战斗机F15搭配使用，以弥补由于后者复杂昂贵而造成的购置数量不足，后来人们称此为“高低配置”。这一决定是美国空军原本没有预料到的，因此F16的出现可以说是有些偶然因素。75年1月，美国空军宣布通用动力公司的YF16中选，这就是F16战斗机的由来。而YF17虽然败阵，但是在后来的海军“高低配置”选择中，却又击败了F16，成为了后来的F/A18战斗机（主要的一个原因是海军认为单发动机的F16安全性不够，不足以应付严格的航母起降要求）。 第一架YF16原型机于73年12月出厂，74年2月首次试飞。F16生产型于1976年12月首飞，1978年底开始交付部队使用。现已成为美国空军的主力战机之一。国外用户包括比利时、丹麦、荷兰、挪威、以色列、埃及、希腊、土耳其、巴基斯坦、南韩、泰国、新加坡等国家，而中国台湾省也有订购。难怪F16有“国际战斗机”之誉。 F16的外型据说是从50多种方案中挑选出来的，采用悬臂式的中单翼，平面几何形状为切角三角形。前缘有随迎角和飞行速度的变化而自动下偏以改变机翼弯度的襟翼，采用这种设计可使飞机在大迎角是仍保持有效的升力系数，从而提高飞机的机动能力。后缘有全展长的襟副翼，既可象普通襟翼那样起增加升力的作用，又可以左右差动进行横向操纵。翼根前缘是大后掠角边条，可改善大迎角时的气动性能，同时可减轻飞机的结构重量。F16的外形相当漂亮，很有明星风范，也成为了美军“雷鸟”表演队的专用机。 机身为半硬壳结构，采用翼身融合体的设计，使机身与机翼平滑连接，不但可减小飞行阻力，提高升阻比，而且对结构强度有好处，可减重258千克，也对减小雷达反射面积很有好处。尾部有全动式平尾，平面形状与机翼相似，翼根整流罩后部是开裂式减速板。垂尾较高，安定面大，后缘是全翼展的方向舵。腹部有两块面积较大的安定翼面。起落架为可收放的前三点式。座舱盖为气泡形的，飞行员视野很好，内装零-零弹射座椅。控制系统采用四余度电传操纵技术，主要由信号转换装置、飞行控制计算机、电缆和动作装置组成。 早期的F16装一台普·惠公司的F100-PW-100型涡扇发动机，最大推力72.5千牛，加力推力111.1千牛；1984年后生产的F16改装通用动力公司的F110-GE-100发动机。 到目前为止，F16有十多种改型，包括： A型单座战斗机、B型双座战斗教练机，两型产量达到1744架； 由A型改进而来的C型，和B型的改进型D型，C、D型加起来超过2200架； F16MLU型，是F16的“中期寿命改进型”（MLU）；台湾的F16使用了部分MLU型的技术，装备APG66(V)3A型火控雷达，能使用AIM7E“麻雀”中距空空导弹； 还有最先进的F16ES型，1998年为阿联酋制造，在翼根上安装了两个外挂保形油箱，载油量大增；座舱盖前加装了一个光学搜索系统，外形于俄罗斯设计的产品有相似之处；能使用AIM120AAMAMR先进中距空空导弹。 还有侦察机、先进技术实验机等特殊类别。 参加海湾战争的F16战斗机还进行了“准隐身改造”，座舱盖、风挡镀了薄金属膜，翼面前缘、进气口等部位涂有反雷达涂层，使得F16雷达反射面积减到了1平方米。F16存在的主要问题是，作为低档配置，它的空战能力与专门的空中优势战斗机无法相比，不断的改进又着重于对地攻击方面；尤其在对地攻击非常强调的航程方面，有了不少改进，但是采用的方法如加装保形油箱却增加了自重，进一步减弱了空战能力。因此要用好F16，必须依靠强大空中优势战斗机部队去夺取制空权，然后能放手大干，这也是台湾空军所面对的一个难以解决的问题。 F16A技术数据 翼展:9.45m 全长:15.09m 高度:5.09m 空重:7,070kg 最大起飞重量:16,057kg 内载燃油量:3,160kg(4,060L) 最大挂载能力:6,800kg 发动机:P&WF100-PW-200型涡轮风扇发动机一具， 发动机推力：11,350kg 最大平飞速度:Mach2.0 最大爬升率:15,240m/min 升限:15,240m(46,250ft) 最大航程:3,890km 电子系统: 火控雷达:WestinghouseAN/APG-66(V)2A 最大搜索距离:185km(100nm) 导航系统:LittonLN-93型激光陀螺仪 电子战系统: 雷达预警系统(RWS):LittonAN/ALR-56M型雷达预警系统 电子对抗系统(ECM):AN/ALE-47红外诱饵、干扰丝撒布器、RaytheonAN/ALQ-184(v)2型电子对抗吊舱 武器系统: 固定武装:GEM61A120mm机关炮 武器挂点:左右翼端各一、翼下各三；机腹挂点一；计九个挂点 
一架F-16C。机身上涂有美军八十年代后研究的浅灰色迷彩。机身前下部是发动机进气道，进气道下面挂装着“哈姆”导弹目标标定及攻击效果评定吊舱。翼下最大的外挂物是副油箱，外侧是一枚AGM88“哈姆”反雷达导弹，最外侧的翼尖上挂着的ACMI空战战术训练的评估吊舱。 下面我们来回顾一下F-16的发展历程： 下图为YF-16原型机。挂载4枚麻雀空空导弹，未装雷达，机鼻部后来经过扩大。 YF-16 1972年，美军新研制成功的F-15“鹰”重型战斗机正处于国际目光的焦点，因为它划时代的性能令人为之一振，美空军也为此沾沾自喜。但是F-15带给了美国军方一个很大的难题：它太贵了，即使是财大气粗的美国也买不起太多的F-15；如果为了节省军费，减少装备战斗机的数量，又会影响美军空战能力。为此，美军想到了一个解决方法：研制一种性能与F-15相比要求较低、价格便宜得多的轻型多用途战斗机，与F-15组成高低搭配，解决费用与性能之间的矛盾。 很快美军推出了ADF计划，即“先进昼间战斗机”计划。经过一番竞争，72年通用动力公司的原型机YF-16战胜了麦道公司的YF-17，成为了美军的“低档配置”。随后YF-16被正式命名F-16“战隼”(FightingFalcon)。而YF-17则在后来的海军招标中，则反败为胜，击败F-16海军型，后命名为F/A-18“大黄蜂”。 F-16在世界战斗机史上占有独特的地位：它在气动外形上采用了三角翼加普通平尾、单垂尾、单发、翼身融合体的布局，其中翼身融合体在当时是非常先进的设计，并被多种三代半、四代战斗机采用；在飞行控制方面，首次采用了革命性的静不稳定设计和四余度电传操纵系统；驾驶杆采用了侧杆布局，安排在飞行员座位右侧；座椅后仰30度，提高了飞行员抗过载的能力，保证了进行9G的机动时飞行员不会经受不住；座舱玻璃盖为前半球无框设计，提供了无遮挡的360度视野(这种设计沿用到了F-22“猛禽”上)。虽然ADF计划出于价格考虑，对机载电子设备要求不高，YF-16仍能装载大体积的航空电子设备，为改进留下了余地。F-16原型的主要武器装备为M61“火神”20mm加特林炮、AIM-9“响尾蛇”近距空空导弹以及AIM-7“麻雀”中距空空导弹。 F-16的首次飞行非常有戏剧性。74年1月8日，红、蓝、白三色涂装的YF-16被运到了加州爱德华空军基地。在主设计师HarryHillaker为首的技术小组的指挥下，YF-16开始试飞。1月20日，由试飞员PhilOestricher进行高速滑行测试。突然YF-16发生滚转偏移震动，飞机滑出跑道中线，试飞员在紧急中灵活应对，操纵飞机飞离地面，稳定后再落回跑道，于是F-16的“首飞”完成了。2月2日YF-16单座机进行了正式的90分钟首飞，3天后突破了音速，6天之后达到了两倍音速。5月9日，试飞员NeilAnderson驾驶双座的B型试飞成功。 
F-16在美国军事装备历史上具有相当重要的地位。F-16是与经过与YF-17的竞争，战胜对手而赢得美军轻型战斗机计划(LightWeightFighter，LWF)的合同。在计划中，YF-16与YF-17各一架原型机进行了各种对比验证，确定优胜方后才进入正式型号的研制生产。而在以往，美军方在合约签订之后，就会批出款项，支付研究生产费用。但在随后的实际研制过程中，预算很可能超支、交货日期可能推迟、原型机达不到军方要求或者不符合不断变化的作战需求。这时候军方就不得不追加款项或者忍痛放弃项目。例如YB-70、F-111等的研制，都有这种情况。而LWF计划中，参与的各个厂商或各个厂商组成的集团将先获得了一份金额相对较小、仅制造极少量原型机的合同。这一合同被称为概念实验(what-ifconcept)与批次管理。这一合同将产生互相竞争的数架原型机，进行大量充分的对比试验，例如基本飞行性能、发动机性能等试验。最后决出优胜的一种，美军方就会将大额的正式型号研制合同批给优胜方。这时候上述原型机均具有相当的水平，且已经经过充分验证，美军就可以放心给钱了。而所谓批次管理，就是在整个研制过程中，各种先进技术、装备是在大量的研制试验过程中，逐步添加到原型机上的，且常常生产多架原型机供不同试验使用。例如F-16代表性的电传操纵系统、武器系统、火控雷达系统等都是这样逐步加上去的，F-16的各种不同改型也是在这一指导思想下逐渐出现的。美军随后出现的各种战斗机均采用了上述方式，如YF-22和YF-23的竞争、JSF等。 对比起苏联、中国的军用飞机研制体系和机制，美国这一方式可以确保最终研制成功的正式型号有较高的技术水平，且可以避免因为某家公司的不足或者失误影响整个计划。且多家公司相互竞争，可以迫使各个公司发挥最大的潜力、运用最好的技术。但弊端是一个公司在原型机研制阶段必须投入大量财力人力，如果竞争失败，这家公司就会失去未来一二十年军方的大额合同，这样这家公司很可能要倒闭。当然美军方能够这样做也是因为美国商业经济发达，各大飞机公司均有雄厚的技术和资金实力。为此美军方往往在批合同给优胜方时，会将部分份额分给失败的一方，以确保失败方都能得到生存的机会。尽管如此，战后美国进行军用飞机研制开发的公司还是越来越少，二战及五六十年代许多赫赫有名的公司(或公司的军用飞机研制部门)先后消亡被更大的公司兼并，例如仙童(Fairchild，代表机型A-10)、北美(A-5攻击机)、格鲁曼(F-4U)等。 F-16也见证了美国近几十年战斗机研制生产的历程。1955年全美有22条生产线生产海空军各种战斗机，目前已减少为3条：沃斯堡(F-16)、圣路易斯(F-15，F/A-18)、马瑞塔(F-22)；最初生产一架F-16，需要276天工时，目前只需要215天。F-16外销业绩非常成功，出口到18个国家地区。F-16战绩也相当好，在100多天的海湾战争期间执行了13500次飞行任务，妥善率高达95.2%。 F-16A/B F-16在战后美国军用飞机中是改型较多的一种，简单的可以区分为A(基型)、B(A型的双座型)、C(重大改进型)、D(C型双座型)，细分则更加繁多。如F-16A/B的改型(包括批量生产中不同批次的改进型号)包括：Block1、5、10、15(OCU、ADF)、20、MLU等型号；另外还有使用了不同发动机，或为各个实验计划改装的改型：F-16/79/101、F-16CCV、F-16AFTl/CAS/GCAS、F-16VISTA/MATV、未服役的海军型F-16/LTVl600、F-16SFW前掠翼验证机与STOVLE7短距起飞垂直降落机等。 F-16A/B是第一种正式生产型。F-16A是单座，F-16B是双座，两型基本上相同。早期的F-16装备了全面的电子设备，包括威斯汀豪斯AN/APG66脉冲多普勒雷达、UHF/VHF通讯设备、塔康导套航系统、AN/ALR-69雷达告警接收机、GEC马可尼公司的平视显示仪、中央大气数据计算机。发动机是普惠公司的F100-PW-200，最大推力12500磅，最大推力13500磅，加力推力23,830磅。F-16A/B装备有标准ACESII弹射座椅。 
F-16B Block1 原型机在做机动性演示： 
F-16A/BBlock1在外形上比较特别，使用了黑色的雷达罩与机首预警天线整流罩(上图)。Block5及其后各型的雷达罩就改为灰色了。第一架Block1在79年1月6日交付犹他州希尔空军基地388联队，第一架外销的F-16则在同年2月交付比利时空军。此后部分欧洲盟国陆续获得了F-16，并进行了改进。下图为BLOCK15基础上升级的MLU型。 
F-16Block5 F-16ABlock1的黑色雷达罩十分显眼，在近距格斗中是致命缺点。Block5更换为灰色雷达罩，这成为以后型号的标准配备。Block5生产了197架，以后管升级到Block10的标准。Block5也有进气道下方的UHF天线和较小的水平尾翼。与Block1的细小差别是增强了可靠性。 比利时空军F-16ABlock5，注意机腹下的UHF天线，平尾尺寸也比较小： 
F-16Block10 1982年，Block5的改进型Block10面世，共生产了312架。Block10在进气口下安装有片状的UHF天线，平尾呈较小的矩形。24架纽约国警队的Block10曾经换装GPU-5/A30MM机炮。但在沙漠风暴行动中发现该机炮维护困难，最后又改回了M6120mm加特林炮。94年美国曾推动“盟军提高”(CoalitionForceEnhancement，CFE)计划，想把这批F-16卖给以色列、土耳其等国。当时美国的主要目的是为购买F-16C/DBlock50/52筹集经费。但是除了以色列之外，其他国家都没有购买的意向。目前大批相对落后的Block10退役，部分改装为地面教学机，或者库存起来做战备用途。部分美空军的Block10在1987～1993年改进为Block15OCU。 F-16Block15 1981年11月，美军启动了“多国阶段改进计划”(MSIP)，这一计划产生了Block15。Block15换装了F100-PW-220/E发动机，在进气口下沿增加两个加固点；为了平衡，平尾也增大了30%，使得飞行稳定性有所增加，降低了失速速度，提高了高攻角飞行的稳定性。Block15的AN/APG-66雷达在空战模式中拥有边跟踪边扫描的能力，另外还装备了加大的平视显示仪，采用了陀螺惯性导航仪、AN/ALR-69雷达告警器、HaveQuickI加密UHF电台。可发射AIM-7“麻雀”空空导弹和AIM-9P4先进近距空空导弹。结构加强以多挂454千克外挂。座舱空调的改进使飞行更为舒适。从1982到1996年，Block15型开设了三条生产线，生产了983架，最后一架交付Block15的第11个买主：泰国。美国空军的Block15在1987～1993年间均改进为Block15OCU。 出口到巴基斯坦的Block15曾击落了8架苏联或阿富汗的飞机。但后来因为美国制裁巴发展核武器，扣留了多架巴方已付款购买的F-16/OCU型。直到最近美国才同意逐步归还已付的款项。在台湾求购F-16的过程里，还曾传闻美国欲将库存在亚利桑那州基地的Block15卖给台湾。Block15共有49种小改良构型，比较重要的是“多国多阶段性能改进计划”(MultinationalStagedimprovementProgram，MSIP)，该计划对F-16A/B进行机体结构与内部装配线的更改。 F-16ADF F-16ADF型是在冷战背景下产生的。80年代F-106与F-4陆续退役，美国计划用一种新的战斗机顶替上述机型的防空截击任务，于是推出了“空防战斗机”(ADF)计划，计划以F-16为原型。F-16ADF机加装了更先进的AN/APX-109MK7敌我识别器，风挡前有四片刀状天线；机头左侧雷达告警天线整流罩下方有一高亮度探照灯；垂尾根部为了安装新的方向舵伺服器和高频通讯设备，形成了一个突起；火控雷达采用了AN/APG-66(V1)，能制导AIM-7“麻雀”(下图)和AIM-120中距空空导弹，而之前的F-16型号中距作战能力都很弱；为了能担当远程拦截任务，加装了AN/AEC-2000单频远程通讯系统。 美军共装备了241架F-16ADF。但随着战术需要的改变和武器改进，其中一半以上已经拆除上述设备，恢复成Block10/15型，或退役转入战备储存。 
ADF型飞行员徽章 
F-16Block15OCU 1987年末，214架Block15开始被改进成Block15OCU(操作可靠性升级)，换装了更可靠的F100-PW-220发动机。机体结构进行加固，改装了F-16C/D上的更大的平视显示仪，可发射挪威研制的“企鹅”空舰导弹(右图，美军编号AGM-119)和AIM-120AMRAAM先进中距空空导弹。电子设备方面增加了雷达高度计、大视角平视显示仪、AN/APX-101敌我识别器、AN/ALE-40箔条/曳光弹发射装置、AN/ALQ-131电子战吊舱，增强了机载计算机速度和储存容量。上述改进使得最大空重增大到17,010kg。88年1月首架Block15OCU交付使用，目前所有Block15都已经改成Block15OCU规格。 
F-16Block20 直至目前，美国向台湾出售了150架Block15OCU，这些飞机都经过了MLU(中寿命改进)标准改进，因此被赋予新的编号Block20。目前只有台湾在使用Block20。下图为台湾空军的F-16及机库。 
Block20采用了Block15的机身、C/DBlock50/52的主翼和垂直尾翼，发动机采用A/BBlock15OC与C/DBlock30/40所使用的F100-PW-220。Block20的载弹量有所提高，低空低速高攻角状态下的偏航稳定性得到改善。由于发动机推力加大，机身自重减小，因此Block20的格斗性能大有提高。美国空军认为Block20加上更先进的电子设备后，空战能力要比C/DBlock30/40更好。 Block20的机载设备也有较大改进，火控雷达为AN/APG-66(V3)，大视角平视显示仪与C/D相同，座舱彩色多功能显示屏甚至比C/DBlock50/52还要先进。AN/APG-66(V3)雷达的多目标处理能力非常突出，对地测绘和地形跟踪能力也很优秀，能制导AIM-7M中程空空导弹，但尚不具备制导AIM-120的能力。新型的模块化机载任务计算机升级潜力好，计算速度快。以台湾空军使用的Block20为例，其任务计算机使用64位CPU以及60MB的扩充内存，每秒可运算150百万次(对于PC上述指标当然很一般，但是对于军用计算机来说已经非常先进了)。美国空军的360架F-16A/B和700架F-16C/D要到2000年才开始换装这一级别的电脑。下图为Block20。 2001年后，随着美国向台湾出售AIM-120导弹，Block20批次的改进也在紧张进行。尽管AIM-120暂时不会交付台湾空军，机载火控设备的改进已启动。首先将火控计算机升级到新标准，首次具备了使用AIM-120导弹的能力，并可使用AIM-9X等新型武器。这样Block20批次实际上已经达到了美军现役F-16战斗机的水平。 
F-16A/BMLU 91年开始的F-16A/BMLU计划的全称是“F-16中期性能改进计划”，由美国、挪威、比利时、丹麦、荷兰五国共同执行，台湾也曾出资研制相关软件。下面两幅图即MLU照片，尾翼上涂有参与研制的各国的国旗(当然“中华民国”不在其内)。这一计划目的是改进上述五国的F-16A/BBlock10/15/OCU，以适应21世纪的作战要求。美国在92年退出了该计划，但购买了223套MLU计划中研制的新型机载计算机，改装到美国本身的F-16C/DBlock50/52上。欧洲四国空军则从93年1月以后，陆续订购了共360套MLU改进组件。 因为被改进为MLU的F-16均服役了10年左右，出于安全考虑，首先进行了机身结构探伤，确定隔框是否有裂纹。探伤合格的飞机被重新组装，更换内部管线。最重要的改进是电子设备，改装了APN/APG-66(V2)雷达、使用新的模块化计算机、APG-111(V1)敌我识别系统、大视角平视显示仪、两个10cm×10cm彩色液晶显示器、侧杆操控系统、数字地图、GPS卫星定位系统等。F-16MLU的性能勉强达到了F-16C/D早期批次的水平。台湾购买的F-16则是按MLU标准进行生产的全新飞机，因此也可以称为F-16MLU。 MLU换装了AN/APG-66(V2A)火控雷达，具有发射AIM-120B的能力。该型座舱使用2台四色彩色显示器取代原来的单色阴极射线显示器(CRT)。为适应北欧多山崎岖的地形，加装了微波自动降落系统。在荷兰空军的一架F-16BMLU上还试验了汉尼威尔公司的“LookandShoot”头盔显示系统。F-16MLU达到了F-16C/DBlock40/50的水平，部分电子设备要更先进些。 1998年，MLU计划进入实机改装阶段。之前四国与美国空军各自改装了一架原型机。1997年9月，丹麦与美国空军的原型机在爱德华空军基地进行试飞。丹麦的原型机在同年12月成功地试射了一枚AIM-120先进中距空空导弹。当时MLU计划中的任务计算机使用M1版本的软件，而M2版本的软件预计2000年能更换完毕。M2版本的装备又分M2.1/2.2/2.3三个阶段：M2.1版本已在98年7月升级完毕，新功能包括能使用LANTIRN吊舱(示意图见下图)和自动目标管理系统；M2.2版本的新功能包括发射和制导AIM-120B、改进的机炮瞄准显示、IDM数据链；M2.3版本将在2003年完成，可能包括增大AN/APG-66(V2)的空地探测距离、Linkl6数据链、联合头盔显示系统，以及使用JDAM、JSOW、WCMD等火力圈外精准制导武器的能力。M3版本的软件系统正在研究中，分为M3与M3+两种，总预算约1亿美元。其中M3是给欧洲四国使用、M3+则由美国空军使用，后者预计2003年9月在爱德华空军基地开始试验。M4/M4＋软体升级计划正交由美国国防部进行预算评估。 
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