微导航首页发布公众号

当前位置:首页 > 微阅读

流言终结者—F-35隐身烂成渣?

2017-05-19 22:25:14    军武次位面

F-35作为F-22的低阶辅助第五代隐形战斗机,一直备受争议,但是一个以美国为主,十几个国家合作投资的新一代战斗机,真的那么不堪吗?



之前我们曾着重讨论了F-35战机在设计和性能上的流言。是改变世界未来空战还是诟病百出不堪一用?F35的流言终结,今天我们继续讨论下F-35项目在花费和“隐身”性能上的流言。



▲军武正片预告《肥电F-35》


F-35有一个很有名的绰号,那便是万亿美元战机。这大概是因为洛克希德马丁公司曾经做了估计,F-35整个项目预计花费1.5万亿美金,使其成为有史以来最贵的武器系统。F-35战机也因此被批评价格过于昂贵,不过很多人都忽视了洛马和美国国防部的预计是完整的项目花费,及从F-35设计开始算到F-35三型2065/2070年退役为止。如此天文数字的花费之所以从未有过,是因为在F-35之前从没有过估算任何武器系统从开始设计到退役的全部花费。

 



这就好比买车的时候卖家提前估算了税款,到使用年限为止每年的养路费,每年的交通强制险,可能的故障维修费,零配件购买费等等,毫无疑问如此计算下来价格会远超车辆自身的售价。另外F-35的1.5万亿美金为2065/2070年的美金,因通货膨胀50年后的美金会比现在的“便宜”许多,举例来说1967年的1美金现在价值已经是7.29美金。而如果美国经济和通货膨胀按照现有的水平发展,预计2065年成为美国主要空中力量的F-35项目的花费仅会是美国GDP的0.03%。

 


如果以更直观的单机价格计算,F-35三型因设计不同买家不同价格并不一样,A型最便宜,B型其次,C型最贵,这里为方便比较便以产量最多也是买家最多的A型计算。以已经购买的LRIP-8为例,F-35A包括引擎为1亿8百万美金一架,而2016年年底美国国防部和洛马新签订的LRIP-9合约则将价格进一步降低为1亿2百万美金一架。此单机价格已经比F-22,同年台风战机和阵风战机的单机价格便宜。


▲各战机批量生产后的“飞离价格”,

及常说的出厂“裸机”价格。

 

随着战机生产数量的上升,工人生产熟练度增加,原材料购买量的扩大,F-35的价格还会进一步下降。JSF早期预计战机单价为5千万美金,由于要说服国会拨款,早期估算往往过于乐观,且2002年的5千万美金大约为2017年的6千7百万美金,而现在一架F-18EF“超级大黄蜂”单机价格在6千5百万美金左右。F-18EF不管在航程,航空电子器械,载荷,还是隐身性能上都要逊于F-35,且和许多四代机一样,F-18EF在“飞离价格”基础上还需要另购买诸如头盔瞄准具,“狙击手”先进瞄准吊舱等的额外设备来达到F-35“飞离价格”中便已包含的能力。


▲F-35三型都比替代对象有更远的作战半径


▲由于没有F-35的综合激光指示装置(EOTS)

F-18要在腹部外挂激光指引吊舱

F-18挂载位置又使得一侧机翼无法挂载副油箱

否则会挡住吊舱的激光指引头。

 

换句话说,F-35和F-16,F-18,AV-8B相比更高的价格,是将原来需要额外购买的配件提前融入战机本身,同时F-35自身更为先进的科技也提升了“飞离价格”。说到这里也就要终结下另一则流言,那便是“隐身”性能。“隐身”其实只是一种口头语,学名应该叫雷达降噪技术,及通过降低物体的雷达反射回波来减少被敌方雷达所发现的可能性。就好比武器上涂的彩色迷彩是可视波段电磁波的伪装一样,雷达降噪技术是武器针对雷达波段电磁波的“伪装”。


▲短距滑跃起飞


不过和电子游戏里的那种“隐身”不同,建造一个反隐形单位或者“撒把粉”(魔兽3玩家的俗语)就能让“隐身”无效化,现实中的雷达降噪技术不是只有发现和没发现二元两说,更不存在即时战略类游戏中发现即能确认目标种类的设定。想了解雷达降噪技术,还要从不同雷达波段说起。


▲F-35在航母上垂降


▲F-35模拟在两栖攻击舰上垂降

雷达波和可视光一样都是一种电磁波,也就有频率和波长之分,不是所有的雷达都使用同一个波段。现阶段最常用的火控雷达波段是X波段,战机雷达和雷达制导导弹都使用此波段,这主要是因为X波段电磁波频率高波长短,能提供非常精确制导回波。也因此F-35等“隐身”战机主要针对X至C波段进行雷达降噪,大幅度减小了机载火控雷达(X波段)和陆基火控雷达(C波段)在机身上产生的反射回波,以减小被雷达制导导弹锁定的可能性。


▲F-35各舱门处常见的锯齿形设计便是

针对X波段雷达的减噪措施


▲F-117隐形飞机残骸

 

 “隐身”战机实战记录最常被提起的,莫过于1999年3月27日南斯拉夫军队用S-125击落的F-117。不过那怕按照击落F-117的实际操作员Dragan Matić的话来说,击落都有很有运气成分。首先便是南斯拉夫军队因F-117重复飞行多次已知晓其路线,包括肉眼侦查在内已有大量伏击部队。经过魔改增长波长的雷达在大约50至60千米处首次发现信号,但信号太弱无法锁定,直到目标距离13千米时火控雷达才得以锁定并发射导弹,就连击落F-117的第250防空旅旅长Zoltán Dani上校都说是因为F-117打开弹舱增大雷达回波信号才使得他们得以锁定击落。


▲塞尔维亚展示用于击落F-117的S-125

(北约代号SA-3)防空导弹

 

尽管和S-125相比F-117的确很新,但在1999年科索沃战争时F-117是早已服役16年的战机,进入公众视线也有11年之久,针对其的反制技术早已研发多日,科索沃战争时塞尔维亚陆军便知晓波长越长的雷达对F-117产生的回波信号越强这一特点。且F-117作为“隐身”战机鼻祖,完全牺牲了其他所有性能,突兀的设计让其没有任何规避导弹和承受伤害的能力,甚至连机载雷达和雷达报警器都没有,美国空军常开玩笑说F-117其实应编号为B-117,因为不具备任何战斗机和攻击机的机动性能。



被击落的这架代号为“Vega-31”的F-117,驾驶员Dale Zelko少校是目视发现的导弹冲出云层向他射来。显然F-117的遭遇无法和有非常多先进航电,机动规避干扰以及快速开关弹舱能力的F-22,F-35相提并论。美国空军其实也知晓F-117的这些弊端,原计划在F-22大量服役后的2011年便将仅58架的F-117悉数退役,不过F-35的加入让此时间点提前到了2008年4月22日。


▲和F-117仅有GPS,惯性导航和激光指引

轰炸制导三种基础航电不同,

F-35各类型航电探测器遍布全身。

 

F-35三型号中,毫无疑问具备短距离垂直起降能力的B型最有科幻感。而让F-35B能完成从悬停到平飞之间顺利过渡的秘籍,便是三轴承旋转喷管。引擎尾喷管分成三段,每段接面都呈一定角度通过三个密封圆形轴承相连。通过驱动旋转段上的齿轮让尾喷管向下弯曲,而整个过程中前段和后段保持不动,只是中段旋转180度,悬停时最前端的轴承还可进行横向偏摆以控制偏航。



不过也正是此有变形金刚既视感的设计,让F-35B型在垂直起降上像极了使用同样设计喷管的雅克-141,外加上两者皆为可超音速飞行的舰载垂直起降战机,洛克希德马丁公司又承认曾向雅科夫列夫设计局购买过雅克-141的部分性能和设计数据,F-35B是抄袭雅克-141的谣言不胫而走。然而这则谣言却忽视了三轴承旋转喷管的原本设计者,普拉特惠特尼公司的存在。


▲康维尔Model 200设计图

是不是觉得看着眼熟?


▲1985年雅克-141设计图

到底谁抄袭的谁?

 

Model 200随后和同样设计成可垂直起降的洛克威尔XFV-12竞争,不幸的是三轴承旋转喷管最终败给了XFV-12的引擎折流屏。随后进入原型机建造阶段的XFV-12却发现设计时对折流效率计算过于乐观,实际推力并无法支持战机完成垂直起降,“海洋控制战机”项目最终和XFV-12一起在1981年无疾而终。不过也有人认为美国海军高层是刻意选择的XFV-12并不怎么靠谱的折流屏设计,以确保“海洋控制战机”项目的取消。因为一旦Model 200原型机试飞成功,意味着未来中小型战舰亦可起降战机,这势必会增强美国国内“超级航母无用论”的声音,对建造中的“尼米兹”级超级航母产生威胁。


▲洛克威尔XFV-12


▲康维尔Model 200在“海洋控制舰”上垂直降落

设想图,黑线处为分散尾部热气的金属格栅。

 

可以说不管是三轴承旋转喷管本身还是应用它的战机,普惠和康维尔都要远早于雅克夫列夫设计局。和F-35B采用机身内部升力风扇相比,倒不如说雅克-141机身内安装垂直喷气引擎的设计,更像是抄袭了康维尔Model 200的布局。而洛马之所以向雅克夫列夫设计局付钱,是因为在JAST项目(F-35原计划,参考上期)初期,洛马设计师随同项目官员参观了雅科夫列夫设计局,当时设计局正寻找资金来维持还没获得任何订单雅克-141,洛马于是便用少量资金换取了雅克-141原型机试飞时的部分性能数据,不过早在此次访问前X-35就已经完成了三轴承旋转喷管的设计。


▲洛马对三轴承旋转喷管进行模型测试


在F-35诸多替代机型中,A-10“疣猪”攻击机赫然在列,这让一些A-10的军迷们难以接受。A-10独有的GAU-8“复仇者”30毫米机炮拥有极高的射速和极大的威力,外加上A-10实战中承受数枚40毫米防空炮炮弹仍屹立不倒的记录,使得对地扫射的A-10已经几乎成了密接空中支援的代名词。但一般参与的都是低烈度战场环境。



为完成高烈度环境下的密接空中支援任务,F-35有许多A-10乃至现役任何攻击机都不具备的能力。F-35携带GAU-22/A 25毫米转管机炮,摒弃了几乎成为美制战机标配的M61“火神”20毫米机炮,这是因为20毫米炮弹在弹道和威力上都不如25毫米炮弹。为进一步增强GAU-22/A的威力,F-35配备的炮弹是Nammo弹药公司研发的25毫米APEX穿甲高爆燃烧弹,在对装甲目标时的杀伤力并不逊色于30毫米炮弹。其实A-10的粉丝们应该为F-35的机炮感到高兴才对,因为GAU-22/A是GAU-12“平衡者”机炮的4管减重版本,精度相比GAU-12还有所提高。而GAU-12正是GAU-8的同技术25毫米衍生版本,某种意义上F-35也算继承了A-10有名的机炮。

 

 ▲这张图可以看出GAU-8机炮所占A的巨大空间


F-35A型内载机炮配弹182发,虽远不及A-10但也已经比台风战机(27毫米150发),阵风战机(30毫米125发)和Su-27战机(30毫米150发)携带的多,采用外挂式机炮吊舱的B型和C型携带量更多,达到220发,B型因垂直起降平衡问题而选择机身正中下挂机炮,C型则为增大舰载机最大安全降落重量而选择可抛外挂式机炮。机炮的改动对使用者来说完全没有影响,F-35B替代的AV-8B“海鹞”一样使用机炮吊舱,而美国海军早在越战时期便使用挂有SUU-16/A机炮吊舱的F-4战机,在没有內载机炮的情况下取得了远好于美国空军F-4E型(內载机炮)的空战战绩。


▲F-35A机炮试射


▲F-35B机炮吊舱试射


在机体耐久上,和一般印象中的大不相同,F-35不是一碰就碎的花瓶。和B-2的雷达降噪涂层不同,F-35采用的雷达降噪涂层直接融入机身蒙皮中,降低维护难度的同时也意味着涂层只有在机身受损时才会失效。同时F-35所有飞行控制舵面的控制系统均采用闭锁式电控液压所以相互独立,机体还配有冗余的一整套电力分配系统,也就是说F-35不会因为机体部分受损而损失该部分的控制能力。且F-35采用升力体设计,升力均匀分散在整个机体而不仅依赖机翼,所以只要引擎还在运转电力还在传输,F-35会和F-15,F-16一样可以单翼返回基地。


▲F-35冗余的电力分配系统

 

▲F-35三型机身使用材料百分比

 

而真正让F-35有资本替代A-10完成密接空中支援任务的,是一系列先进航电所带来的无可比拟的战场姿态感知能力。密接空中支援的定义是对抗接近友方地面或海面部队的敌对目标,并没有限制支援飞行器必须低空低速飞行。诸如A-10,Su-25等攻击机均采用低空低速设计,是因为科技的限制使得只有低空低速飞行才能精确命中接近友军的敌军。F-35在这一点和过去的攻击机大不相同,各类型航电使其可以在敌方近距离防空武器的射高外进行支援。


F35上通过合成孔径雷达成像技术拍摄

至少90千米外的酒店

 

也正是F-35强大的信息情报收集融合能力,让哪怕经过经济危机,耗资巨大的JSF项目依旧坚挺。而F-35庞大的购买市场也让各大牌军火公司有财政动力研发能融入F-35作战体系下的升级,诸如诺格的主动激光干扰吊舱,洛马的Cuda导弹,普惠和通用电力的变循环引擎,都可能会是F-35未来的装备。如此之多的发展机遇和对整体战力无可比拟的提升,恐怕才是哪怕JSF项目再超支再延期,美国和其盟国都不愿意放弃的真正原因。



军武次位面 微信号
军武次位面 最新文章
军武次位面 热门文章