超级战斗机

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超级战斗机

2024-07-09 15:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

发布时间:2015-10-16  

原作者:Air International  

搬运地址:空军之翼

部署与作战

  F-22在部署方面具有如下里程碑:第一次参加美国本土军演;第一次参加海外军演;第一次参加空中作战,打击叙利亚和伊拉克境内的IS武装,并成为空中力量的重要组成部分。

  经过在美国境内多年的训练部署后(如2005年10月犹他州希尔空军基地的“战斗之锤”项目中,F-22进行了首次超音速JDAM实弹投掷),F-22在2006年6月举行美加阿拉斯加“北方边界”联合军演中首次亮相,在模拟空战中获得了144:0的惊人成绩。

F-22投掷GBU-32 JDAM炸弹

  这次演习也为其他型号的战斗机提供了与F-22联合执行任务的机会,美国空军开始研究如何把F-22纳入协同战术。美国海军陆战队的一名参加过演习的F/A-18飞行员说F-22“使我的飞机更加有效了”。

  也许为不断发展F-22的能力所做的最有价值的训练部署是美国空军高度逼真、规模宏大的“红旗”演习,这种演习对新飞机完善能力来说至关重要。2007年2月,F-22首次参加了内华达州内利斯空军基地的“红旗”军演,2012年6月首次参加了阿拉斯加的“红旗”军演。

参加2014年1月的“红旗”14-1演习的F-22

  在“红旗”军演中,F-22的飞行员获得了磨练技能和完善战术的机会,通过参加最逼真的联合空中作战演习来让自己的水平再上一层楼。装备其他型号战斗机的部队也能在演习中学习如何与F-22协同作战,正如那名F/A-18飞行员所说的,如何让自己的飞机更有效地作战。

在2014年“对抗台风”演习中于F-15进行狗斗的F-22

太平洋焦点

  6支F-22战斗中队中有3支是环太平洋部署的,该机的首次海外部署也表现出美国空军对该地区的重视。2007年F-22首次部署在了冲绳嘉手纳空军基地,一年后又来到了关岛安德森空军基地。2009年F-22首次进行了太平洋地区以外的海外部署,进驻阿拉伯联合酋长国,随后开始了在此地的定期轮换。

  尽管F-22是一种隐身飞机,但其海外部署却非常高调,旨在向盟友和对手展示美国承诺派遣最先进战斗机的决心,即使少量F-22也足以传递这个信息。而且,F-22还能在冲突中作为“银弹”打击高价值空中或地面目标。

快速猛禽

  出于规模有限但高作战能力的F-22部队的武力投射需要,美国空军制定了“快速猛禽”机群部署方案,机群包括4架F-22和一架用于运输维护人员和设备的C-17,能在24小时飞到目的地。2013年8月,“快速猛禽”项目在阿拉斯加埃尔门多夫空军基地进行了首次部署测试,验证了这一概念的可行性。

“快速猛禽”机群包括4架F-22和一架C-17

  除了向对手炫耀武力外,F-22在海外部署中还能获得更多训练机会,如参加多国军演,其中包括阿联酋的“铁隼”军演和韩国的“雏鹰”军演。

  如同“红旗”军演,盟国空军也能从演习中获益,在模拟实战的环境中探索与第五代战斗机最佳的协同方式。

  有时,F-22战斗机也会参加拦截行动。如部署在阿拉斯加的“猛禽”有时会紧急起飞,在国际空域拦截俄罗斯的图-95“熊-H”轰炸机。但海外部署带给了“猛禽”更接近实战的机会,2013年9月,一架部署在阿联酋的F-22正在执行高价值空中资产的护航(HVAAE)任务,在国际空域护送一架美国空军的MQ-1“捕食者”无人机,这架战斗机警告了意图接近“捕食者”的两架伊朗F-4“鬼怪”战斗机。

F-22拦截图-95

  美国空军参谋长马克·沃尔什上将描述接下来发生的事:“‘猛禽’飞行员在F-4没有被察觉的情况下飞到伊朗飞机下方,检查他们的武器挂载,然后在他们左翼边拉起,通过无线电说:‘你们真该回家了'。”

战斗

  2014年9月23日夜间,F-22首次参战。目标正位于“猛禽”的打击范围之内,因为这些F-22正在阿联酋做持续部署。当晚,第1战斗机联队的4架F-22 Block 35参加了对叙利亚境内IS目标的头三波次打击(巡航导弹也出动了)。美国国防部的发言人在9月24日说:“他们那晚做得非常,非常非常好。”

  在行动中,F-22一开始执行攻势制空任务,然而没有空中目标可打,所以他们就向一个地面目标扔下了弹舱的两枚GBU-32 1000磅(454千克)JDAM(联合直接攻击弹药)制导炸弹。美国国防部公布的视频画面显示F-22攻击了拉卡的一座IS指挥和控制设施(从叙利亚军队手中夺取),非接触爆炸摧毁了屋顶的无线电设施,而建筑物保持了完整。

被F-22炸毁的目标

  参加首轮打击的美国高技术飞机不仅仅是F-22,还有挂载AGM-88 HARM(高速反辐射导弹)的美国空军F-16CJ(负责压制低防空系统),以及美国海军的EA-6B“徘徊者”电子战飞机。这些飞机没有被要求打击叙利亚密集而先进的综合防空系统,尽管遭受多年内战的削弱,叙利亚的防空能力在发展中国家仍位于前列。

准备从卡塔尔乌代德空军基地起飞作战的F-22

  美国参谋长联席会议运作战主任威廉·梅维尔中将在9月24日的新闻发布会上说,叙利亚军队并没有表现出敌意。

  F-22对IS的打击随后从叙利亚转移到伊拉克境内,这次没有像首战那样进行大肆宣传。确定叙利亚的地空导弹和战斗机不会对抗联军飞机后,F-22的战术也随之改变了,最近的重点是使用其隐身和传感器能力来融合来自外部的信息,改进其他飞机的态势感知能力。

  到2015年2月2日,F-22已经出击了112架次,任务有时长达12小时并要进行多次空中加油,共投掷了132枚空地弹药。空军作战司令部司令赫伯特·卡莱尔上将说“猛禽”的主要任务已经变成“确保其他飞机都了解自己周围的情况,并在他们需要时提供引导,使他们避开任何潜在威胁”。

F-22夜间起飞作战

飞行的传感器套件

  沃尔什上将在2月27日说美国空军已经能够以一种“前所未有”的方式让F-22投入战斗。这呼应了2014年9月30日空军作战、计划和需求助理副参谋长杰弗里·哈里根少将对F-22的战斗角色的说法:“无论与什么样的飞机配合,F-22都能增强它们的态势感知能力。每一队北上(去伊拉克和叙利亚)的攻击机群里都会有F-22战机。”

  卡莱尔上将于今年6月1日在弗吉尼亚州阿灵顿描述了F-22具有“增强其他飞机并向整支部队提供态势感知”的能力,美国空军正在开发和利用把“猛禽”作为“具有卓越性能的飞行传感器套件”进行信息传递的战术。

  他对于F-22作战灵活性是这么说的:一名飞行员在一次12小时的任务中“前后5次改变了任务,与加油机空中对接了7次,执行了攻击、护航……他改变了航线、做了情报监视和侦察,传递了数据。”

  他说F-22主要在夜间作战,还透露了另一次任务,在叙利亚的防空高炮的威胁下,“只有‘猛禽’能尽可能深入叙利亚西部”并在距目标“首次被发现14个半小时后”向它投下了JDAM。

为即将出击的F-22挂载1000磅JDAM

隐身

  为了执行在叙利亚和伊拉克的任务,F-22需要在保持隐身性能的同时增强联网能力,但细节没有被公开披露。F-22到底是怎么做的?可以从洛克希德·马丁公司2013年12月在密苏里州做的一次飞行演示上管窥一下,当时一架F-22在保持隐身的状态下向F-35联合航电测试平台——也就是一架改装的波音737传递了信息。

F-35联合航电测试平台

  F-22的AN/ASQ-220通讯、导航和识别(CNI)系统已经集成了罗克韦尔·柯林斯保密电台,用两套L-3通信系统进行加密和解密,具有保密通讯能力。据报道这项升级只耗费了7个月的研发时间,应用了美国空军的现有网络标准和可能是为洛克希德·马丁公司的RQ-170隐身无人机开发的一种软件。这个新功能在30天内就集成在了F-22上开始测试。

  另一种联网方法是使用安装了合适设备的中继飞机,可以是隐身(如RQ-170)或非隐身(如庞巴迪E-11A)飞机,负责对F-22传递的数据进行中继。

  上述技术可能已经被部分或全部应用在了叙利亚和伊拉克战场。

部署在卡塔尔的F-22还需克服炎热天气的不利影响

 由于没有遭遇敌对行动,“猛禽”的隐身能力(此时仅限使用低截获概率定向天线和通信链路进行联网)位于次要地位,该机的目标识别能力发挥了很大作用。

  但F-22在使用网络战术时会遭遇限制。该机的内部飞行数据链只能与另一架F-22通信,Link 16数据链也只能接收数据,即使在目前的低水平威胁环境中也是说不过去的。

  作战部队的F-22只有在完成了增量3.2升级后才能获得实质性的联网能力升级。

  美国退役空军中将大卫·德普图拉曾负责该军种的情报监视和侦察项目,他说:“我们制造的世界上最先进的飞机却不能与其他飞机自动共享数据,这简直是拣了芝麻而丢了西瓜。”

系统和武器

  F-22在叙利亚和伊拉克的作战已经证明了其隐身设计、超音速巡航性能和机载综合航电和传感器系统对作战产生的影响。总之,这些系统使“猛禽”能在其他飞机无法生存的空域中作战。

  F-22依靠不断升级来保持态势感知和空空/空地武器能力。该机的系统发展仍在进行中,只有作战部队的F-22会被全部升级到Block 35批次,而且只有在增量3.2B升级结束后,Block 35才能发挥出全部设计潜力。

  F-22已经完成的一些升级中,有些是预先计划的,有些是紧急实施的。如F-22在2012年曾因缺氧事件而被暂时停飞,为此紧急修改了机载制氧系统,结果此后三年多的时间里没有再发生类似事件。今年,作为永久解决方案的自动氧气备份系统的改造项目也将完成。

F-22的分子筛机载制氧系统(OBOGS)是霍尼韦尔的产品

新能力

  F-22需要不断升级才能应对变化中的威胁并利用新武器的技术优势。

  这种需求反映在了今年2月份公布的2016财年F-22现代化升级预算申请上,美国空军要求获得4.032亿美元用于F-22升级项目的研究、开发测试和评估,并且还需要2.024亿美元进行制造和安装。

  F-22机体间存在的巨大差异,在2014开始打击IS时,F-22部队拥有大约34架Block 20、63架Block 30和86架Block 35。其中Block 35具有增强的综合传感器和航电套件、以及侧视合成孔径雷达(SAR)和电子攻击能力,而且对Block 30引入的卫星通信和数据链兼容能力进行了加强。Block 35的增强型挂载管理系统(ESMS)能兼容更多弹药。

Block 35已经安装了APG-77的侧视阵列

  作战部队的F-22安装了两种版本的软件,分别是增量2.0和3.1。截至去年年底,79架F-22已经升级了增量3.1。到2018年,战斗部队的所有F-22(大约144架,排除了退役和留作训练或测试任务的飞机)都会升级增量3.1。现在,剩余的F-22都已升级了增量2.0。级后的F-22能自动共享信息,相比之下,早期飞机的飞行员必须手动向飞行计算机输入详细信息。

  不同的机身和软件配置使操作复杂化了,在维护方面,由于嵌入式软件存在差异,相同批次的F-22间可能无法做到零件互换。

雷达模式

  增量3.1为F-22的诺斯罗普·格鲁门/雷声APG-77(V)1有源电子扫描阵列(AESA)雷达提供了新的空地雷达模式和SAR地图测绘功能。该软件还增强了飞机的地理定位能力,提高飞机投掷JDAM这样的制导弹药的能力,使飞行员可以选择多个目标进行攻击。

  增量3.1可以使F-22内置多达8枚250磅(133千克)的GBU-39/B小直径炸弹I(SDB I)制导弹药,但只能同时攻击两个目标,目前已经进行了广泛的实弹测试,F-22部队计划于2017年10月开始使用小直径炸弹作战。增量3.1还使电子攻击成为可能,F-22有潜力使用AESA雷达的精确波束发射集中能量来干扰或烧穿敌人的电子设备,但短期内还无法投入使用。

F-22连续投掷4枚小直径炸弹

小直径炸弹的挂载方式

增量3.2

  直到增量3.2B升级完成后,F-22才可以发挥出Block 35构型的全部能力。增量3.2已成为一项重大的国防采办项目,分为3.2A和3.2B两部分,将分别于今年7月(预计2017年完工)和2020年(2022年完工)开始实施。

  增量3.2将为F-22提供先进电子防卫和战斗识别能力,并显著提高定位地面威胁的能力。增量3.2还会集成一些新武器,如雷声公司的AIM-120D先进中程空空导弹(AMRAAM)和AIM-9X Block II型“响尾蛇”。F-22在今年4月进行了首次AIM-9X实弹测试。

F-22首次AIM-9X实弹测试,击落了一架BQM-34靶机

  当增量3.2中对ESMS进一步升级后,“猛禽”将能在飞行中对多达8枚的SDB重新规划目标。增量3.2还会为F-22增加Link 16数据链接收能力(不能发送),以及自动地面防撞系统。

  上述升级并不会停止F-22进化的脚步。目前看来,F-22急需为隐身Link 16数据链增加发送能力,这将增强“猛禽”和其他飞机及地面部队交换战术信息的能力。

  前155架F-22安装的是32位综合计算机系统,CPU主频只有25MHz,已经远远过时,也需要更换。目前的升级建议是使用一套类似F-35的综合开放架构计算机系统取代F-22上的所有计算机系统。

仅25MHz的CPU

  正在规划中的增量3.3还纳入了自动目标跟踪能力,但尚未获得拨款。

增量3.2升级内容提要

头盔显示器

  为了充分利用增量3.2提升后的武器能力,美国空军希望F-22能装备一种技术成熟的头盔显示器系统来为传感器和武器指示目标。头盔显示器将在2017财年获得投资,在2021年投入使用。泰利斯公司的“蝎子”头盔显示器已经在“猛禽”上进行了演示,今年晚些时候,美国空军应该会挑选出满足要求的头盔系统。

“蝎子”头盔显示器

  另一项拟议中的升级是“五代向四代”联网项目,旨在促进F-22、F-35和F-15C“鹰”之间的网络连接,尤其是在空战时。项目计划于2017财年启动,被认为能在21世纪40年代实现美国空军网络中心空中作战目标。

武器

  F-22的所有武器都被融入隐身设计,其内置通用动力20毫米M61A2“火神”机炮(480发炮弹)的炮口隐藏在一片与机身齐平的舱门后方,只有在舱门打开后才能射击,这样能降低对隐身性能的破坏。

F-22的机炮舱门设计

  F-22的主要空空武器都内置在三个武器舱中。机身两侧弹舱可各容纳一枚AIM-9M“响尾蛇”导弹,挂在在LAU-141/A滑轨上。主弹舱最多可容纳6枚雷声AIM-120C-7 AMRAAM,挂在LAU-142/A垂直弹射挂架上。

侧弹舱全貌

F-22主弹舱全貌,上方弹舱安装了一个LAU-142/A导弹挂架和一个LAU-147炸弹挂架

  至于空地任务,F-22的主弹舱可挂2枚1000磅(454千克)GBU-32联合直接攻击弹药或8枚GBU-39/B SDB,以及两枚AMRAAM。在不需要隐身时,4个翼下挂架可以挂副油箱,每个挂架最大承重5000磅(2268千克)。

F-22可以同时挂4个副油箱

F-22的主要传感器和系统

诺斯罗普·格鲁门/雷声公司的AN/APG-77(V)1有源电子扫描阵列(AESA)雷达

  F-22 Block 30/35安装了改进型多模AESA雷达,在得到增量3.1升级前,这种雷达就能通过交错使用空空搜索、多目标跟踪、气象测绘、空地模式以及侧视阵列来提供态势感知了,其高度定向的雷达波束降低了被截获的概率。据报道,这种雷达能在大约109海里(200公里)的距离外探测到雷达截面为1平方米的目标,可在125-150海里(231-277公里)外发现战斗机大小的目标,探测距离是F-15C原APG-63雷达的两倍以上。

APG-77的天线阵列

TRW AN/ASQ-220

  TRW公司的AN/ASQ-220集成通信/导航/识别(CNI)系统使F-22能在保持隐身的同时在飞机间分享信息,而且在作战时无需飞行员干预。CNI系统包含了内置飞行数据链、一套兼容Link 16的联合战术信息数据系统(JTIDS)(只能作为接收终端,增量3.1升级后开始启用)、一个MK12敌我识别器(增量3.2B升级后具有Mode 5识别能力)以及UHF/VHF无线电(升级到能加密通信)。

休斯通用集成处理器(CIP)

  F-22的航电架构用一套中央处理系统来连接传感器和航电设备,任务计算机的双CIP提供了冗余能力。增量3.1升级CIP软件后,能用可调整的任务规划数据进行传感器发射管理和多传感器融合,能对选定威胁辐射进行精确地理定位,为F-22的机载武器提供瞄准数据。

F-22的CIP模块

BAE系统公司的AN/ALR-94综合电子战系统

  所有Block 30和35的F-22在制造时就安装了综合电子战系统(IEWS),该系统提供了雷达告警、实施反制措施、导弹发射探测功能。其中的AN/ALE-52布撒器能发射箔条、红外干扰弹、诱饵弹和消耗性主动干扰载荷。

  IEWS的主要设计目标是:F-22在对抗多个目标时,能通过目标探测、分类、跟踪和攻击,在保持隐身的状态下实现先敌发现和先敌猎杀。该系统代表着战斗机首次装备宽带电子战数字接收机,使用来自被动传感器的数据,通过F-22机身和机翼的光电孔径实现了360度全覆盖。IEWS的最近升级对F-22达到目前的高精度地理定位能力做出了贡献。

F-22机身侧面的光电孔径

自动地面防撞系统

  洛克希德·马丁的臭鼬工厂、空军研究实验室和NASA已经为F-22研制出了自动地面防撞系统(Auto GCAS),他们在研发中使用了为F-16 GCAS系统开发的技术。Auto GCAS能在飞机撞地前警告飞行员,如果飞行方向没有变化,系统就操纵飞机进行自动改出。F-22会快速横滚至机翼水平姿态,然后做5g拉起直到能安全规避地形。该系统会不断更新飞行路径前方的障碍物,与机载数字地形标高数据库进行对比后检查飞机是否处于即将发生的危险中。Auto GCAS可以被越控,如飞行员启动的改出系统(PARS)功能时(PARS是飞行员在迷失方向或缺氧时可启动的自动改出操作)。

(未完待续)

(上期回顾)



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