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F-22 猛禽五代戰機簡介及台灣應有的認知
2014/07/13 10:55:58瀏覽9996|回應2|推薦10

 

 一、五代戰機的定義

依據美國軍事工廠網站報導,第五代戰鬥機是目前世界最先進的一代戰鬥機,其性能特點一般可用4S概括即超音速巡航(Supercruise)、高度隱形(Stealth)、超級機動性(Super-maneuverability)與超級信息優勢(Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness)。目前,已經服役的第五代戰鬥機僅有美國生產的F-22“猛禽”戰鬥機(圖1)及F35A閃電二型戰鬥機(圖2)。目前僅有美國、俄羅斯及中國大陸有製作出實體機,其他國家仍停留在設計圖紙及模型階段。航空工業是一個系統工業,没有強大的配套工業系統支持是不可能製造出真正的五代機。F-22“猛禽”是世界上第一款服役的第五代戰鬥機,於2005年開始服役於美國空軍,是目前現役戰機中技術最先進、綜合性能最佳的戰鬥機,其目前唯一的“敵人”是其自身複雜的、技術性很強的内部系統。由於實在太昂貴,美國國防部宣布F-22停產,成為美國史上生產週期最短的戰鬥機。201112月,第195架也是最後一架F-22上線。F-35“閃電Ⅱ”是美國第二種五代戰鬥機,採用“經濟型”模塊,有3種型號:採用傳統跑道起降的F-35A型,短距離起降/垂直起降F-35B型,作為航空母艦艦載機的F-35C型。F-3520061215日首飛,預計將於2016年正式服役。T-50(圖3)是一款由俄羅斯PAK-FA(“未來前線戰鬥機系統”)計畫下研製的多用途第五代戰鬥機。T-50的隐身性能比F-22低,以換取更高的機動性,該機於2010129日首飛,預計2016年服役。

-20(圖4)是中國大陸研製的第五代重型戰鬥機,其機身尺寸大於美國的F-22和俄羅斯的T-50,於2011111日首飛,預計2017-2019年間服役,殲-31(圖5)是中國正在研製中的双發單座中型第五代戰鬥機,整體尺寸類似F-35,於20121031日完成首飛,KF-X是南韓和印尼聯合研製的第五代戰鬥機,目前處於研製階段,預計2021年首飛,ATD-X“心神”(圖6)是日本目前正在研發中的第五代戰鬥機,其模型於2005年首次亮相,預計2014年首飛。TFX戰機是土耳其正研製的第五代戰機,預計2020後使用。AMCA“先進中型戰鬥機”是印度的研發計畫,Sukhoi/HAL FGFA戰鬥機是由印度和俄羅斯聯合研製的一款五代戰鬥機,以T-50研製的衍生型號預計2014年首飛。由上述得知美、俄及中國是五代機領頭羊,亞洲的日本、南韓及印度也不錯,台灣連想買F-35都買不到更惶論研製五代機,台灣必須用不對稱戰法應付五代機。 

圖1  美國F22

圖2  美國F35

圖3  俄羅斯T-50

圖4  中國殲20

圖5 中國殲31

圖6 日本ATD-X心神五代機

二、F-22的性能(圖7~12)

洛克希德•馬丁/波音F-22「猛禽」是一種單座雙引擎第五代匿蹤戰鬥機。主要任務是取得並確保戰區的制空權,額外的任務包括對地攻擊,電子戰和信號情報。F-222000年代中期陸續進入美國空軍服役,以取代上一代的主力機種F-15鷹式戰鬥機。洛克希德•馬丁為主承包商,負責設計大部分機身、武器系統和F-22的最終組裝。計劃合作夥伴波音國防、太空與安全則提供機翼、後機身、航空電子綜合系統和培訓系統。F-22是當代造價最昂貴同時戰力最強的戰鬥機。它配備了AN/APG-77主動相控陣雷達、AIM-9X紅外線空對空導彈、AIM-120C/D中程空對空導彈、二維F119-PW-100向量推力引擎、先進整合航電與人機界面等。在設計上具備超音速巡航(不需使用後燃器)、超視距作戰、高機動性、對雷達與紅外線匿蹤等特性。據估計其作戰能力為F-15的二到四倍,是新一代重型戰鬥機。另外,在開發F-22期間所建立的許多先進技術,也延用到中型的F-35「閃電Ⅱ」身上。F-22被公認為現代上十大戰鬥機,洛克希德•馬丁公司宣稱,猛禽的隱身性能、靈敏性、精確度和態勢感知能力結合,組合其空對空和空對地作戰能力,使得它成為當今世界綜合性能最佳的戰鬥機。但F22飛機的製造成本過高、俄羅斯和中國的第五代戰鬥機的計劃延遲導致其缺乏清晰空對空作戰任務、猛禽的出口禁令使得F-22的生產計畫提前終止。F-22採用雙垂尾雙發單座佈局。垂尾向外傾斜27度,恰好處於一般隱身設計的邊緣。其兩側進氣口裝在翼前緣延伸面下方,與噴嘴一樣,都作了抑制紅外輻射的匿蹤設計,主翼和水平安定面採用相同的後掠角和後緣前掠角,都是小展弦比的梯形平面形,水泡型座艙蓋凸出於前機身上部,全部武器都隱蔽地掛在4個內部彈艙之中。航電系統按TRW公司通用手冊研製的整套綜合機載無線電電子設備包括:中央數據綜合處理系統;綜合通訊、導航和識別系統ICNIA和包括無線電電子對抗系統的全套電子戰設備INEWS;具高分辨力的機載雷達AN/APG-77和光電感測器系統EOSS,兩個雷射陀螺儀的超黃蜂LN-100F慣性導航系統(HHC)。機載雷達為帶電子掃描的主動相位陣列雷達,它包含了近2000塊模組,其中使用了超高頻率範圍的單一積分系統技術。為提高隱蔽性,設計有雷達站被動工作狀態,在配合上ALQ-94的情況可以不啟動主動雷達達到在400KM外預警敵機的效果,它保證雷達站以主動狀態工作時信號更不容易被截獲。飛行員座艙內的自動儀表設備包括4台液晶顯示器和廣角儀錶起飛著陸系統。F-22的航空電子系統採用「寶石柱」計劃的系統構形研究成果和許多新技術。在這種可重構的系統構形中,用外場可更換模塊)取代了外場可更換部件。各模塊分別承擔整個航電系統的一部份工作,各模塊承擔的工作與飛機執行任務時的飛行階段密切相關。而且當某個模塊發生故障時,可使用其他正常模塊來承擔這一階段最重要的功能,從而提高了系統工作的可靠性。水平面上為高梯形機翼搭配一體化尾翼的綜合氣動力外型,包括彼此隔開很寬和並朝外傾斜的帶方向舵型垂直尾翼,且水平安定面直接靠近機翼佈置。按照技術標準(小反射外形、吸收無線電波材料、用無線電電子對抗器材和小輻射的機載無線電電子設備裝備戰鬥機,其設計最小雷達反射面為0.005-0.01平方米左右)。在機體上還廣泛使用熱加工塑膠(12%)和人造纖維(10%)的聚合複合材料。在量產機上使用複合材料的比例更達35%。兩側翼下菱形截面發動機進氣道為不可調節的進氣發動機壓氣機冷壁進氣道呈S形通道。發動機二維向量噴嘴,有固定的側壁和調節噴管橫截面積;及可俯仰±20°角的可動上下調節板以偏轉推力方向。201011月,一架F-22墜毀於阿拉斯加揭露了其氧氣系統失效令飛行員失去意識。201159月,以及10月時,美國空軍暫停全部或是部分F-22的飛行任務,[13]直到20127月美國空軍才宣布,F-22的供氧問題根源來自於增壓服及相關的系統出現問題,並已經更換其閥門和過濾器。這項系統瑕疵與是否要重開生產線成為2012年美國國會和空軍之間的討論主角之一。

根據英國《簡氏世界飛機》介紹,F-22作為世界唯一現役第五代戰鬥機,具備超隱身性能、超音速巡航和超機動性能。最讓各國空軍關注的是它的隱身能力,號稱在雷達上的反射面積只有普通飛機的百分之一,洛克希德•馬丁公司甚至形容它的反射面積比乒乓球還小。同時還是唯一具備超音速巡航作戰能力的戰機,能夠持續以1.5倍音速趕往戰場,使它的戰場機動性能也遠遠超出其他戰機。F-22的這些特性讓它被認為可徹底改變未來空戰的模式。不過“猛禽”為這些先進性能也付出沉重代價——它的單價超過3億美元,即使是美國也無力承擔。美國最終決定將它的採購數量從381架削減到183架,根據美國的計畫,相關的生產計畫將在2011年完成,屆時生產線也將關閉。F-22還具備撕開俄制防空保護網的“獨門絕技”,如今又被賦予新任務-獵殺中國戰略導彈。

    按照美國防部的報告,F-22每飛行一小時的平均成本高達4.9809萬美元,而且每完成一小時的飛行後還需進行超過30個小時的維護保養。F-22的使用成本所以如此高昂,主要在於 特殊隱形塗層。據介紹,F-22的表面隱形塗層極不耐磨,甚至對雨水也會“過敏”,從而導致隱形能力下降。尤其塗層一旦脫落,還會被吸入發動機中,造成難以想像的後果。因此與F-15等老式戰機相比,F-22需要更為細緻的技術保養。據美國國防部公佈的資料,從200810月起至20095月,只有55%F-22處於完好 的待飛狀態。這也是美軍未在伊拉克和阿富汗對該型戰機進行實戰測試的原因之一,(CODEONE)雜誌曾對F22試飛員採訪,談到超音速性能即超音速巡航能力,超音速巡航能力實際上是指飛機無需加力而以較高的超音速巡航飛行的能力,有兩點須明確,1.無加力;2.較高超音速,對於第一點,米格一2531的“超音速巡航能力”不過是在加力實現長時間的超音速飛行。關於第二點,往往被人忽略,認為只要不加力,超過1馬赫就可稱作超音速巡航了。通過先進的氣動設計,大幅降低超音速零升阻力系數,提高超音速升阻比,結合大推力低油耗發動機,飛機超音速性能實現階段性的飛躍,這種優越性能的冰山一角就是超音速巡航,超音速巡航可以為F-22帶來什麼戰術優勢呢?它的優勢一般體現在攔截和超視距空戰中。如果你正駕駛猛禽去攔截入侵者,那麼超音速巡航能力將大大提高你的接敵平均速度,在敵方進入武器射程之前就對其實施攻擊,而高達1.5馬赫以上的巡航速度,將賦予你“先敵開火,先敵擊落”的優勢。例如,當F22速度提高到1.5馬赫時,AIM-120阿姆拉姆導彈的初速要快得多,更多的燃料可以用在后續航程中,因此可以在比原來有效射程遠50%處擊中目標。如果超巡能力再結合F-22自身的隱身能力、ANAPG-77雷達以及具有無源定位能力的ANALR-94電子對抗系統,可說F-22已具有飛行員夢寐以求的在超視距空戰中“先敵發現,先敵開火,先敵擊落”的優勢。

  若猛禽不幸被對方鎖定,只要不迎著導彈上去,任何機動都會導致對方導彈攻擊範圍縮小,而超音速巡航能力結合超音速機動能力,可使猛禽在防禦機動中保持較高的能量狀態,因而大大壓縮對手的開火距離和導彈的有效攻擊範圍。在此情况下,生存機率比以亞音速機動的飛機要高得多。在和F-15F-16的比試飛行中,如果F-22不想和它們糾纏而加速脱離,那麼三代機無論如何追不上具有超音速巡航能力的猛禽,猛禽能够將敵機遠遠甩開。没有任何飛機可和猛禽比超音速續航力的。猛禽在很多方面都很出色,而一架超音速巡航中的猛禽更是相當出眾。”除了空戰外,如果需要F22穿越對手的防空體系,超音速巡航能力同樣可以提高其生存力,穿越防空系統傳感器探測範圍的時間越短,留給防空系統的反應時間自然越短。猛禽的巡航速度越高,截擊就越困難,防空系統攻擊範圍減小幅度也越顯著。無論是尾追還是攔截,高速度顯著縮短了有效射擊時間,加速/爬升性能在超音速巡航能力的背后,隱藏著一個事實:猛禽的發動機推力大而阻力小,在考慮飛機承量因素後,其單位重量剩餘功率相當驚人。

  發動機是重要因素之一,F119-PW-100最大推力97.9千牛,加力推力155千牛,可靠性高,可以忍受油門的劇烈變化,堪稱戰鬥機的理想動力。對F-22來說,限制其最大速度的因素不是發動機推力,而是包括機體強度在内的其它因素,特别是在低空。猛禽以軍用推力跨音速飛行,感覺上和F-15開加力差不多。打開全加力,猛禽的加速性變得穩定強勁。爬升能力方面,F-22也相當不錯,傳統的戰鬥機快速爬升時是採用鲁特斯基爬升曲線,先以亞音速爬升到對流層頂,然后再加速到超音速開行爬升。對猛禽而言,就可以省掉這些複雜的曲線,直接從跑道上拉起加速,轉入超音速爬升。對於航空航天工業,鈦合金的重要性正日益加大,當然複合材料用量上升等趨勢也值得關注。最近洛克希德·馬丁公司簽訂的合同表明了此趨勢,GKN最近赢得一項5000萬美元的合同,作為水平安定面的唯一供應商。另外BAE系統公司已向洛克希德·馬丁公司交付了首套F-22生產型數字電子戰(EW)系統,該系統將裝備美空軍"猛禽"飛機,數字式電子戰系統利用了民用模擬到數字技術和現場可編程門陣列方面的突破,該系統用可重構數字接收機替代了老式的模拟接收機,為F-22帶來成本、電力和重量的節省。

  猛禽戰鬥機F-22Raptor 是美國最新、也是全世界最貴的戰鬥機。一架就要台幣110億元,等於可以換一台航空母艦。鼻頭尖尖,造型流暢,具有絕佳戰鬥力,是美國視為爭奪制空權的秘密武器。五角大廈已訂購179架,共要花費2兆台幣。“猛禽”是當今世界少有的多用途隱形戰鬥機,它具備無需預警機空中指揮即可實施集群作戰的能力。作戰中,可以選擇16機大編隊中的2架戰鬥機雷達開機進行偵察和指揮,其他戰鬥機可保持靜默,並實施隱形打擊。外電評論認為,隨著F-22A“猛禽”戰鬥機的大量裝備,美空軍將具備戰略隱形空襲和集群作戰能力。未來戰爭中,美空襲將改變以往依賴F-117AB-2等隱形轟炸機進行單打獨鬥的局面。  “猛禽”還具有像轟炸機一樣的對地面目標超視距打擊的能力。它可在超音速飛行中,投擲250磅的小型炸彈,對地面一些小型目標進行攻擊;還可以發射由GPS制導的1000磅重的聯合直接攻擊彈藥。 據悉,海灣戰爭後美軍針對第三代鐳射制導炸彈在戰爭中暴露出來的各種缺點,實施“惡劣天氣用精確制導彈藥”研製計劃,發展具有全天候、防區外、發射後不管、多目標和晝夜攻擊能力的第四代制導炸彈。聯合直接攻擊彈藥作為第四代制導炸彈的火藥,在空襲南聯盟的戰爭中首次被使用,便展現超常的威力。“猛禽”攻擊能力十分強大,實施16架編隊超視距對地攻擊時,當前方2機編隊發射先進導彈後可迅速機動脫離,後續4機編隊可接替中段制導,實施輪流攻擊、制導,實現強大的超視距對地火力打擊,這種戰術被美軍稱為“窄波束交錯搜索與跟蹤”術。“猛禽”戰鬥機集隱形、超音速巡航和高機動性三種能力於一體,將可導致美軍現有空戰武器發生革命性的變化。F-22A“猛禽”戰鬥機作為世界上率先問世的第四代戰鬥機,在隱形性能、空中機動性、速度以及融合感測器幾個方面均達到了世界戰鬥機的尖端水準。“猛禽”戰鬥機另一個突破在於速度超過1.4馬赫以上,並持續飛行30分鐘以上,不開加力,便可進行可控性的機動能力,而且其先進的氣動外形和機體結構,具有極高的穩定度和可持續超音速飛行的作戰能力。 同時,快速攔截、接敵、占位、增加導彈攻擊區域、快速脫離戰場、快速擺脫攻擊。在與F-15C戰鬥機進行的多次空中仿真較量中,“猛禽”曾以1040的壓倒性取勝;而與F-16戰鬥機的數次戰鬥測試中,以一對抗6-8架總是一面倒。

   “猛禽”戰鬥機所具有的強大電子戰攻防能力,可能導致美軍非線式作戰程式發生重大改變。海灣戰爭到伊拉克戰爭,美軍非線式作戰的基本程式主要分為四個階段:第一階段是大規模的電子攻擊與壓制,以打開電子通道,主要由隱形轟炸機、電子戰飛機等實施。第二階段是破壞、摧毀敵方防空系統和重要節點,削弱或癱瘓敵方對空攻擊能力,主要由精確打擊的遠端巡航導彈和隱形飛機實施。  第三階段則是大規模空襲行動,全面破壞與癱瘓敵方作戰系統的作戰能力。第四階段以地面部隊與直升機部隊進行的收尾作戰和做好作戰效果評估。F-22A猛禽式戰機的推出,最重要的就是融合視距外空戰、匿蹤、高空高速、大量運用複合材料......等世代空優的特性,期望能在空中戰場,主宰優勢天秤。飛行員座艙內的自動儀表包括4台液晶顯示器和廣角儀錶起飛著陸系統。處理器控制天線發射和接收波束圖形,以及接收的雷達數據。 每個輻射元件的獨立發射和接收是這種系統設計中的創新之處。

    F22全長18.9公尺,翼展13.56公尺,全高5.08公尺,空重14,379公斤,一般起飛重量25,107公斤,引擎為2具普惠公司 F119-PW-100 渦輪扇發動機,每具最大後燃出力 155.7 Kn,飛行能力極速:2.25 馬赫,巡航速度1.82 馬赫,

航程2,960 公里,武裝包括機砲:120mm M61A2火神式六管旋轉機砲,配有480發砲彈,6AIM-120先進中程空對空飛彈,2AIM-9響尾蛇飛彈或AIM-132

2GBU-32聯合直接攻擊彈藥(Joint Direct Attack Munition, JDAM)或2枚風偏修正彈藥灑佈器(Wind Corrected Munitions Dispensers, WCMDs)或8GBU-39小直徑炸彈(Small Diameter Bombs, SDB)。

  

圖7  F-22                                                               圖8  F22彈艙

 

圖9   F22正視                                                         圖10   F22空中加油

 

圖11  F22駕駛座艙                                               圖12  F22加速中

 

三、台灣應有的認知

()國防部官員要有新觀念

1.不要再買美國破銅爛鐵武器白耗國防預算,又無法與鄰國抗衡,日本與南韓未來將可取得F-35五代戰機,台灣再買F-16已無意義,同時日韓的重工業能力已可自行研發五代機。台灣得走自己的路不能隨美國玩弄,否則將成東亞最落後國家!

2.五代機可藉兩岸關係和緩之際試圖向中國大陸買殲31,當然先向美國求購F-35,美國怕台灣洩密給大陸一定不肯賣F35給台灣,同樣大陸可能也怕台灣洩密給美國不賣殲31,但總要試試!

()國家要重點在大專院校培植無人機及長程導彈或新科技人才,買不到一流武器就自己做。

()停止募兵制節省人事費用研發新武器才能增強國力。

 

 

( 時事評論國防軍事 )
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reaizuguo*😻
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問題不簡單
2014/07/14 08:04

由於實在太昂貴,美國國防部宣布F-22停產,成為美國史上生產週期最短的戰鬥機。

停飛的主要原因,我看還是因為飛機本身的重大問題,並且是不敢公佈的問題、致(飛行員)命的問題。

何偉(H101094880) 於 2014-07-14 09:54 回覆:
都有可能!

一畝桑田
等級:8
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自行研發
2014/07/13 18:24

求人不如求已,

自行研發最是上策。


何偉(H101094880) 於 2014-07-13 19:25 回覆:

台灣領導人學法律多不重視研發!!!