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标题: 香奈儿战斗机，法国达索阵风战斗机的前世今生 [打印本页]

作者: 夏梦飞雨 时间: 2017-6-27 21:45
标题: 香奈儿战斗机，法国达索阵风战斗机的前世今生

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阵风家族
"阵风"在研制过程中不断引进新技术，其功能比原计划有了很大扩展，不仅有很强的空战能力，还有一定的对地攻击能力，现在正在向"全面的多任务型"战斗机发展。
法国达索公司"阵风" 战斗机的研制起始于 80 年代初，虽然政府制订的多年采购计划一再被延迟，但飞机的研制工作一直没有停顿。由于在研制进程中不断地引进新技术，所以飞机的性能和功能也不断地被提高和扩展。现在法国政府终于下达了首批采购计划，第一批生产型也已在进行使用试飞中，很快将交付用户。而新出厂的"阵风"与原计划相比已完全不能同日而语了，它与目前现一代战斗机的性能"代沟"也越来越大了。特别令人注目的是，法国国防部已经在着手对"阵风"的继续改进的发展计划，并打破了该机一直由法国自己承担研制和生产的传统，正在向"全球"招标。
"阵风"战斗机与欧洲战斗机"台风"和瑞典/英宇航公司正在发展的 JAS-39"鹰狮"并称为欧洲"三雄"，它们被认为是三代半战斗机。因为它们虽然没有采用像 F-22"猛禽"第四代战斗机的技术，如外形设计隐身技术、推力矢量技术、超音速巡航技术等，但比起现在服役的第三代战斗机又采用了大量的现代技术，因而其综合作战性能有了很大提高，而且有相当大的进一步发展潜力。如由于飞控系统和结构材料技术的进展，这一代战斗机都设计成静不稳定布局，不仅减小了飞机的尺寸和重量，同时使飞机的"机敏性"大大增加了。当前的战斗机空战思想已从传统的近距格斗向从远、中程导弹交战和近距格斗并存方向转移，因而这些三代半战斗机都十分注重增强导弹作战效能，机载的雷达和武器系统都要求能在尽可能远的距离内发现目标，还要求能先发制人发射武器将对方击落。
在这种攻击中，除了导弹本身的跟踪和击毁能力外，还取决于母机本身的动能，能量越大，发射的导弹可以飞得更远、作战也更有效。同时飞行员必须寻求一个"最大的不能逃离区"，即敌机在这个距离内无论做怎样的机动，它都几乎不可能逃脱。由于要求母机能在尽可能高的速度下发射导弹，所以像"阵风"这一代战斗机要比现一代战斗机有更好的加速性、爬升性和超音速飞行性能。另外，由于导弹的最大发射距离还不仅取决于母机的能量，同时也取决于敌我双机之间的接近率。对于攻击一个正在逃离的敌机的导弹最大射程总是要小于攻击一个正在迎头飞来敌机的射程，因此飞行员在发射导弹时还必须考虑到能尽可能快地、用尽可能小的能量损失逃离敌机，以免遭到敌机发射的导弹的反击。这就要求"阵风"这一代战斗机还要具有很高的瞬态和定常转弯率和机动性，即杰出的敏捷性。要求三代半战斗机有很好的敏捷性的另一个原因是，因为大家都意识到，在未来的空战中即使装有很先进的空空导弹，近距格斗还是难以避免。一来导弹攻击不可能百分之百奏效，特别随着电子技术的进展和飞机性能的提高，战斗机的反导弹攻击技术也在不断提高，只要导弹攻击失败，现代战斗机的飞行速度都很快，双方将会很快进入格斗状态。第二个原因，尽管现代电子识别系统已经有了很快的发展，但是还很难十分准确地进行敌我识别，特别在多机空战态势下，很难肯定所面对的是敌机还是我机，或是中立方飞机。在这种情况下，只有继续靠近用目视或其他方法识别，一旦确定是敌机，必将有一方被击落。
"阵风"战斗机的提出最早是在 70 年代末，当时法国打算用一种战斗机来替代法国空军和海军正在使用的各种战斗机。当时法国也参加了由英国、德国、意大利和西班牙共同联合的"欧洲战斗机"计划启动工作，但是相互分歧很大。尽管在 1983 年，5 个国家的空军部门都同意了"欧洲战斗机"作为新一代战斗机的目标大纲，但达索公司认为法国与其他四个国家对下一代战斗机目标的看法相差甚大。
分歧之一是，其余四国希望把飞机的远程截击作为主要任务，因为它们所要替换的机种是"狂风"、F-4"鬼怪"、F-104"星"等，所以飞机的重量被设定在 10 吨以上，而达索公司希望不要超过 9 吨。法国认为飞机更轻、更小，成本也更容易控制，今后出口也更容易。法国还是唯一一个希望该机能有一种海军派生型的国家。1985 年 7 月，法国决定退出"欧洲战斗机"联合组（余下的四个国家最后研制出了"台风"）。在此以前，达索公司已于 1983 年开始启动"先进试验战斗机"（ACX）计划。这就是"阵风"的最初方案。该机于 1984 年 3 月正式设计，第二年年底首架原型机出厂，半年以后（1986年7月）就首飞成功。

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ACX
与其余四国的"欧洲战斗机"的设计思想相比，"阵风"体现了许多独特的设计思想。
最明显的一点，虽然这两种飞机在气动上都采用了前翼加三角机翼的鸭式布局，但"台风"采用的是基于前翼与机翼相距较远的"远距耦合"鸭式布局，据称其主要好处是可以降低飞机的超音速飞行阻力，而"阵风"则采用了前翼与机翼相距很近的"近距耦合"鸭式布局。达索公司认为，它们对这种布局已经积累了丰富的经验。早在"阵风"战斗机计划之前，公司就自筹资金将"幻影"2000 扩大为一种双发型"幻影"4000。实际上这个飞机成为"阵风"的一个"技术验证机"，在"幻影"4000 上采用了许多以后在"阵风"上被采用的新技术，除了新材料（硼复合材料、石墨树脂材料）之外就是"近距耦合"鸭式布局。正是由于有了"幻影"4000 的实用考验，达索公司认为他们在"近距耦合"布局上占有领先地位。达索公司认为，与机翼靠得很近的可以全动偏转的前翼将会对机翼的空气动力产生很强的有利干扰，从而能改善飞机的低速、大迎角飞行特性，这对飞机在航空母舰上的使用特别有利。"近距耦合"可使前翼位置更向后设置（离机翼更近），这对双座战斗机来说，可以很好地改善后座驾驶员在遂行空对地任务时的视野。
进气道的设计是"阵风"与"台风"第二个最大的不同，尽管两者都是双发布局，但"台风"采用了腹部进气，两台发动机进气流没有完全独自分开，而"阵风"是采用机身两侧半埋式进气口，每台发动机的进气流完全独立。达索公司认为，双发飞机必须是"真正的"双发，不允许出现因为一台发动机故障影响到另一台发动机的性能。独立的进气道可以保证每一台发动机在所有情况下都有完整的工况。依达索公司的观点，腹部进气还是有很大的风险，尽管现代发动机的可靠性已大大提高了。 "半埋式"进气道也十分有利于减少前向雷达反射特征。
第三个与"台风"设计有根本不同的是起落架。因为"阵风"兼有舰载机的任务，需在航空母舰上弹射起飞，所以要求起落架的结构特别牢固，如前起落架必须直接与机身相接，以便将载荷直接传到飞机的主结构上。这种布局显然会影响到腹部进气道的流场，从而使结构设计更为复杂。
"阵风"战斗机一机多用的多用途能力的一个关键是它的机载电子系统基本上都是 1985 年以后发展的而且是目前最先进的设备。在系统综合小组中特别加入了来自空军/海军的飞行员，并充分考虑了他们的使用要求。例如汤姆逊－CSF 公司的电子扫描 RBE 2 雷达，"前方扇形区光电子探测系统"和"多频谱自保护系统"。

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座舱布局
在"阵风"的驾驶舱内，采用了侧杆双杆（Hotas）操纵杆，有一个 30°×22° 宽视野全息平显用于飞行信息显示，用于战术态势显示的是一个 20°×20° 的彩色液晶显示屏，一边还有一个 127×127 毫米的彩示显示屏用于系统资源管理。现在达索公司的电子分部已经合并到汤姆逊－CSF 公司中，但达索公司认为"阵风"的飞控系统仍将由公司自己承担，因为该系统对飞机的安全性和操控性至关重要，决不会让别人去完成。
达索公司对电传操纵系统也有着长期的经验，从 60 年代中期研制"幻影"的垂直起飞型（电传被用于滚转操纵）到后来的"幻影"Ⅲ/Ⅳ 和"幻影"2000，后者成为欧洲第一种百分之百的电传操纵飞机，现在有 500 多架在使用中，累计飞行上万小时，但从来没有因电传操纵出过事。"阵风"装的 4 通道（3 个数字式，1 个模拟式）飞控系统除了确保飞机的稳定性和操纵性之外，还确保飞行员无顾虑操纵，并根据飞机不同的外挂布局对无顾虑操纵的限止值自动进行调整。例如当飞机投放了副油箱之后，系统会自动调节限止值和飞行包线的边界。一般来说对于气动"干净"的"阵风"，其迎角限制为 28°，过载限制在 9g，滚转率限制为 250°/秒～270°/秒；而对全挂载布局，其迎角限制为 21°，过载为 5.5g。滚转率限制为 150°/秒；对于各种布局的最小速度限制则都是 185千米/小时。试飞表明，飞机即便在 220千米/小时的抬头姿态下仍有充分的滚转操纵功率，机头有明显的低头趋势。到目前的所有试飞表明飞机从未进入过尾旋。

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图中所示阵风座椅后倾角很大，飞行员视界良好

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"阵风"上的飞控系统中采用的一套模拟式通道对空中加油十分有利，因为它对操纵输入的反应不是太敏感。特别使达索公司感到自豪的是，"阵风"装有一套独特的"地形跟随系统"，不仅可在陆上使用，还可在海面上使用。在一次试飞中，一位美国飞行员在"阵风"的后座上亲自参加了飞行，对该机的这套系统大加赞赏，认为系统简直是"完美无缺"，飞机在 100 米的高度上根据预定的航线飞行十分稳定，并随地形自动转变和倾侧，包括一些急转弯和 90° 的倾转，全部飞行根据惯导和 GPS 自动导航，由于所用的输入是一个无源被动式的数字式数据库，因而隐蔽性很强。飞机在水面上时，这套系统自动被转到"海面跟随模式"，高度只有 15米，但飞行仍然十分平稳。
从 F1 主要空战型到 F3 全面多用途型根据法国国防部要求，"阵风"能一机遂行"空中优势""空中防御""对地（面）攻击""空中侦察"作战等几乎全部空中作战任务，达索公司和国防部正在推行一个"三步走"的"阵风"发展计划。目前正在生产的型号为 F1。这是一种具有优异的空空作战能力，并兼有一些有限的对地（面）攻击能力的"阵风"。它的空军型分为 A（单座）和 B（双座）两种，海军型为"阵风"M。现在国防部已决定首批采购的 13 架"阵风"中，除了有 3 架专门用于"阵风"的发展改型研制外，余下 10 架都是海军的"阵风"M，准备配备到预计 2001 年中期投入使用的法国新航空母舰"戴高乐"号上（总共将部署 30 架）。
海军型的外观与空军型的最大差别是前起落架较长，因而飞机在停放时呈抬头姿态，这是用来增加飞机的甲板起飞迎角。"阵风" M是法国海军中第一种采用弹射起飞的战斗机，但弹射挂钩装在前起落架上而不是在后机身。据称这有利于弹射校正、增加弹射速度和无需甲板人员在飞机下操作。海军型的机身比空军型略长些并有着陆钩，但机翼不能折叠，以保持与空军型最大的通用性。
法国国防部还签订了第二批 48 架"阵风"采购合同，预计在 2004 年开始交付，这批型号称为 F2。这种型号的电子设备将进一步得到改进，对地攻击能力将进一步增强。48 架订货中空军有 21 架双座型、12 架单座型，余下 15 架为海军型。
第三步就是准备在 2007 年以前投入使用的"阵风" F3，称之为完全多功能型。目前关于 F3 的研制经费还未最后批准。国防部和达索公司的主要精力放在对 F2 型的改进上。这项改进计划目前正由国防部向"全球"军用飞机制造商招标，预计今年春天可正式签订正式全尺寸发展合同，2003 年交付使用。与以前"阵风"发展计划有所不同，"阵风"F2 的改进将从一开始就对方案完成精确定义，以后不再作改动，这将大大节省研制时间和成本。法国国防部对"阵风"的总的采购量仍将是原定的 294 架（234 架空军，60 架海军），但具体采购计划还要取决于经费和型号的发展进度逐阶段进行。

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M88-2

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正在安装 M88 的阵风
目前"阵风"所用的动力是两台由斯奈克玛公司研制和生产的 M88-2 发动机，推重比为 8.5，净推力和加力推力分别为 50 千牛和 75 千牛。这种发动机的第一台生产型于 1996 年初出厂，同年年低交付使用。该发动机采用了许多现代技术，如单晶高压涡轮叶片、粉末冶金盘和全权限数字式发动机控制系统，在整个飞行包线上使用不受限制。斯奈克玛公司还在对 M88-2 进行改进，目的是进一步增加它的使用寿命和减少油耗，大大减少其使用成本，以及改进其低空突防飞行任务的持续性。改进项目包括引入三维高压压缩机和涡轮叶片，改进整体涡轮转子级高压涡轮的热涂层，以及采用更先进的燃烧室冷却通道。整个改进计划将于 2001 年完成，并用于政府订购的 48 架 "阵风"F2 上。斯奈克玛公司还在为 "阵风"F3 研制 M88-3 增推型发动机，推重比将达到 9.5。该发动机将有一个流量更大的新的低压压缩机，一个新的可调静子导流片级，使发动机可在很宽的使用范围内处于最佳工作状态，减少油耗和提供更大的使用灵活性，以适应"阵风"全面多用途的要求。研究人员同时也在研究在 M88-3 上增装推力矢量喷管系统的可行性。
"阵风"上共有 14 个挂点（"阵风"海军型为 13 个），其中 5 个用于加挂副油箱和重型武器，总的外挂能力在 9 吨以上，所有型号的"阵风"上都有一门 30 毫米机炮，发射火力为每分钟 2500 发。 "阵风"的主要空空导弹为马特拉－BAe 动力公司的"米卡"，它装有 AD4A 主动电磁寻的头，现正在研制红外寻的头。这种导弹是真正的发射后不管导弹，并已装备在法国空军的"幻影"2000-5 等战斗机上。"米卡"有 4 种发射模式：1.远程（60千米以上），多目标拦截（包括惯性制导、飞行中瞄准数据更新、红外或电磁终端制导）；2.中程，多目标拦截；3.近程格斗；4.自防御。海军型除可挂载空军型的各种武器外，还可挂"魔术"2 和"米卡"雷达制导空空导弹。在空地（面）任务中，2005 年以后将挂反跑道武器和 Scalp 远程火力圈外发射巡航导弹，加上 A2SM 制导炸弹。到 2006 年"阵风"M 还可能挂 ANF 反舰导弹和 ASMP-A 中程核导弹。这些导弹还都在研制中，也在向"全球"导弹商招标。而且它们都可用于空军型中，从而赋予 F2 和 F3 批次的"阵风"有较强的空地攻击能力。

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达索公司目前正在集中力量研制 F2 改进型和 F3 全面多功能型的各种先进技术。首先将进一步改进"自动地形跟随"系统，使飞机在飞行同时能对空进行扫描，探测是否有潜在威胁。达索公司认为，这种独特的性能将赋予"阵风"真正具有全面的空空/空地（面）能力，而目前的现役战斗机和不久将投入服役的新战斗机的这方面能力都难以和"阵风"相比。另一方面将进一步扩展多功能雷达功能，使其有更大的灵活性，例如在一个地面目标被诊断和跟踪的同时，还可紧紧咬住空中目标。达索研究人员说，在"阵风"上把许多多功能的传感器用于典型的作战任务中，首先它把所有的信息资料汇编到任务计划系统中，并能显示在飞机的中心显示屏上，然后通过数据链把来自机外的信息资料（包括其他飞机或预警机上的）提供给机上的战术态势显示屏上。这套系统非常类似于一套"多功能信息分配系统"（MIDS）。多功能"阵风"还将装一套"频谱防御辅助子系统"（DASS），它能够在 370 千米以远捕捉到敌雷达，并能给以定位和作出识别。该系统还同时提供激光和红外导弹发射探测器和数字式固态干扰器。 "阵风"所装的"前扇区光电子系统"的特点是有一个宽角红外传感器和一个长焦距 CCD 摄像机。这个红外探测器不仅探测距离远而且识别能力强，一旦探测到一个目标，摄像机立刻跟踪拍摄，并立即显示在显示屏上，这种显示方法比直接用红外显示更精确。 "阵风"现在装的 RBE2 雷达或数据链信息系统能在战术显示屏上同时显示 8 个目标，经改进后将能同时显示 40 个目标，并能给出应"首先予以击落"的 8 个优先目标，然后通过雷达－导弹数据链和搜索及边扫描边跟踪雷达模式同时发射4枚导弹。这种雷达的空地模式还在研制之中。

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RBE2雷达

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Topsight
"阵风"F3的另一个改进是"话音触发"系统。塞克斯坦公司已经研制快两年了。这种系统现储存有 250 条词汇，研制人员还在不断扩展，目的是能容纳除了"发射"指令和一些特别专用指令以外的所有任务指令。塞克斯坦公司还在为"阵风"研制 Top 系列的先进瞄准系统（Topsight）的盔瞄准/显示器，用于对目标的探测和快速诊断。达索公司的研究人员还在评估在飞机上增装卫星通信息系统的可行性。开辟隐身新途径达索公司也通过各种途径改进"阵风"的隐身特性，例如控制飞机的飞行轨迹，使自身的姿态与敌机的夹角尽可能的小，此外就是利用无源地形跟随系统提高隐蔽性。目前研究人员已经对隐身带来的作战优点与由此带来的成本增加进行了评估，认为先进的隐身技术，如将外形设计成尖角或复合曲线，不会使成本有太大的增加。评估还发现，像 F-22 所使用的更全面的隐身技术也不是很适合于"阵风"的多任务使用的要求，也没有经过百分之百作战使用的验证。目前还在研究通过使用"茧包"技术减小雷达截面，和使用一些主动的雷达截面减小方法。"茧包"概念是基于把挂架上的外挂物隐藏在雷达吸收或折波罩内，在武器发射前将防护罩打开或扔掉。这种防护罩很可能被设计成将武器与飞机的机翼融为一体，以减小甚至消除挂架的雷达反射波。另外，研究人员还在探索，随着"阵风"通信能力的大大扩展，今后用它作为直接指挥无人机和其他无人飞行器作战的平台。

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