目錄
簡介 研製歷程 設計特點 動力系統 武器系統 改進發展 總體評價 性能數據
簡介
“經國號”戰鬥機是中國台灣地區於20世紀80年代針對解放軍開始大量裝備的殲-7、殲-8戰鬥機和對地攻擊飛機、依照“先進戰鬥機計畫”在美國力量幫助下研製的戰鬥機定名為IDF計畫總的目標是研究一種防禦性的戰鬥機,力求在質量上取得優勢。該機在服役之初曾領先於大陸空軍的殲-6、殲-7和殲-8早期型戰鬥機,但隨著解放軍空軍新一代戰機全面換裝,該機目前性能上已經落伍。進入21世紀後,台灣開始尋求改進IDF戰機,重點提升其航電系統和對地攻擊能力。改進後的戰機稱為F-CK-1C/D“雄鷹”。
研製歷程
20世紀70年代末期,台空軍現役的F-104、F-5日漸老邁,更新替換的機種一直沒有著落。當時台方最佳的選擇是美國剛研製成功,先進程度僅次於f15的F-16A/B戰鬥機,但美方拒絕出售。美國原本還有另外兩種專為出口而研製的低檔戰機F-20“虎鯊”(F-5戰鬥機的改進型)和F-16/79(換裝低性能的J-79發動機的F-16)。本來台方“退而求其次”也是挺好的選擇,諾斯羅普公司的F-20堪稱一款性能優異的戰鬥機,這得益於其採用先進的F404渦扇發動機,加力推力可達71.1千牛(約合7255公斤),為其贏得了當時“世界上緊急起飛最快,對地攻擊最準”的美譽。可以看出,F-20是一種非常適合在台灣地區使用的防禦性戰鬥機,很對台灣軍方的口味。並且台灣裝備了大量的F-5戰鬥機,對於換裝改良自F-5的F-20來說也顯得很便利的事。在同樣是渴望大撈一筆的諾斯羅普和通用動力眼中,急於“消費”的台灣軍方真好似一隻“肥羊”。1980年,這兩家美國軍火巨頭各自委派了一名副總裁抵台與台灣當局磋商售機計畫。
但1982年中國與美國簽訂了8·17公報,美方因此暫時停止了向台售武。美國政府的這一政策對諾斯羅普而言不啻是一場災難。由於4架F-20原型機中的2架相繼墜毀,首席試飛員不幸身亡等一系列變故,F-20最終沒能獲得一份訂單而於1986年無果而終,諾斯羅普為此投入的10億美元巨資也一併付之東流。同時解放軍空軍的殲-8高空高速戰鬥機研製成功,殲-7系列進入成熟階段,對台灣的威脅越發增大。眼見美國政府與中國大陸關係的變化,台灣當局深刻體味到了“世態炎涼”與“人情冷暖”。面對日益老化、破敗的F-104、F-5機群,台灣當局一籌莫展。本想依靠“老美老闆”實現“軍事現代化”武力對抗祖國的台灣當局只好硬著頭皮,咬定牙關在無奈與失落或許還多些憤怒和恐慌中面對國際政治形勢變化的壓力。出於對自身利益、出路及安全的考慮決定自行研製新一代噴氣戰鬥機。當然美國當局及各大軍火廠商在背地裡承諾給予台方充分技術支援。
台先進戰鬥機計畫1983年展開,戰鬥機定名為IDF(Indigenous Defence Fighter 自製防禦戰機)。計畫總的目標是研究一種防禦性的戰鬥機,針對目標為解放軍大量裝備的殲-7、殲-8戰鬥機和對地攻擊飛機,力求在質量上取得優勢。總研製計畫稱為“安翔計畫”,內轄四個子計畫,分別是空氣動力和機體設計的“鷹揚計畫”,先進發動機的“雲漢計畫”,飛行控制和航空電子系統的“天雷計畫”,最後是自行研製空對空飛彈的“天劍計畫”。整個研製計畫最終耗費超過10億美元。 最早對IDF進行曝光的是美國合眾社於1988年6月24日的一期報導。該報導稱台灣工程師在位於德克薩斯沃思堡的通用動力F-16飛機製造廠學習設計高性能戰鬥機。同年底IDF正式公開露面,1989年5月28日完成了首飛。1994年首批生產型共20架IDF由漢翔集團支付駐防於台中清泉崗空軍基地的第8飛行中隊。至1999年底停產,IDF總計裝備台軍130架。可以講,在整個IDF計畫中,美國政府的立場起到了決定性的作用。美國人採取了一種既不“觸怒”中國政府又可高效“協防”台灣的策略。不僅進一步武裝了台灣,而且使得台灣擁有了設計、生產先進戰鬥機的能力,從而將台海局勢引向“不統不獨”的方向,最大限度地保障美國在東亞地區的利益,實屬惡毒。 為了集中全台灣的科研力量完成IDF戰鬥機,台當局斬除戶系派別阻撓,於83年將隸屬空軍總部的航空發展中心合併到中山科學院中。當時航發中心人員為此還有被“降格”的想法。
準備階段的另一件大事是台方選定美國通用動力公司為主要技術支持提供商,主要參與“鷹揚計畫”。當時通用動力公司研製了F-16戰鬥機,諾思羅普公司則研製了F-20。後者是台空軍主力戰鬥機F5E的母公司,與台方合作是輕車熟路,性能不太先進的F-20在政治層面也較為容易躲過大陸方面的壓力。但是,台方考慮到F-20當時一架都沒有賣出去(至今F-20外銷量仍為0),諾思羅普公司很可能為了F-20的前途考慮,在援助台方自行研製戰鬥機時留一手。用當時台軍方決策人之一郝柏村的話說:“我不放心,因為沒有人會笨到替買主設計新飛機,而扼殺自己產品的市場。”最終台方選定了通用動力,這使得IDF在很多方面有模仿F-16的痕跡。
通用動力公司在IDF計畫中的角色不容忽視,可以說沒有通用動力,IDF恐怕永遠飛不上天。台方與通用動力85年簽訂的具體協定規定:研發經費及風險完全由台方負責;美政府同意通用動力公司人員以個人身份來台,按照F-16的研製模式與經驗參與工作,技術出口許可由美政府分階段核准;美政府和通用動力公司同意,IDF戰鬥機儘量採用F-16零部件;相關軟體設計第一階段由通用動力公司負責,再就台方維護能力轉交台方,第二階段再台方依台方武器系統自行深入發展。從上述條約可以看出,IDF從根本上來說是美國援助的成果,台方在其中起的是輔助作用。台方唯一真正的獨立研製內容是相關軟體開發的第二階段。當然,這不是說台科研力量一無是處,但無疑美國技術力量起的是核心作用。
美方百餘來台赴台技術人員中,有現職人員,也有退休人員。對於退休人員來說,IDF計畫是天上掉下來的餡餅,為他們的退休金增加了不少數字。台方還在台中清泉崗營區,專門興建了供美方人員和家屬居住的符合美國生活習慣的社區,生活購物、體育娛樂設施齊全。 IDF在設計之初統共考慮過四種設計方案,而最終的結果是將四個方案進行了合理的整合,既考慮了氣動、結構的先進性,又照顧到了研發的成本及技術風險。最終確定的IDF氣動外形雖有妥協,但仍具備第三代戰鬥機的水平。採用了雙發、翼下兩側橢圓形固定進氣口、中等展弦比中等後掠角中單翼、單垂尾、翼身融合的布局。機翼前緣融有全翼展前緣襟翼,後緣為全翼展襟翼,外側為襟副翼。機體大部分採用金屬結構,計畫逐步增用複合材料。可收放前三點式單輪起落架,前起落架向前收,主起落架向內收入進氣道側面。有著陸尾鉤,可利用跑道上的應急阻攔索。增壓和空調座艙採用航空研究公司的空調系統。數字式電傳操縱系統用右側駕駛桿,裝抗高過載大傾斜角座椅,採用馬丁·貝克公司Mk12零零彈射座椅。
各子系統研製成功後,89年5月28日IDF首飛。隨後一架IDF原型機試飛失事墜海,試飛員伍克振上校死亡。94年IDF進入批量生產階段。最初生產量定為250架,計畫月產3至5架,持續生產五年。但後來台方獲得了更先進的F-16A/B和幻影2000-5,IDF的定單隨之減為130架,已全部生產完畢。目前IDF配備於台中清泉崗的第3聯隊和台南的第1聯隊。 作為台灣第一種“獨立”研製的戰鬥機,IDF對台軍方和科研機構固然有其特殊意義。IDF誕生在美國的支援和限制的矛盾統一之中,性能上有突破也有妥協。相對於其既定對手殲-7、殲-8而言,IDF在雷達火控、中距空空飛彈、電子設備方面占有較大優勢,在中低空機動性能方面能打個平手。但隨著解放軍戰鬥機性能的提高,尤其是蘇-27SK和蘇-30的引進,IDF就遠遠不堪重任了。當然台方一早就不打算讓IDF獨撐大局,F-16和幻影2000-5才是台空軍的核心力量。總的來看,IDF作為台方一種防禦性的戰鬥機,還是夠用的。
設計特點
IDF的總體設計具有典型的第三代戰鬥機的特徵,採用了當時非常流行的邊條翼正常式布局,肋部進氣,翼身融合設計,單垂尾,雙發。先進氣動設計的優點就不再贅言了,總的來看,設計者追求機動性的意圖非常明顯。唯一不那么令人滿意的恐怕就是雙發設計了。對於這種輕型飛機而言,付出的阻力、重量上的代價都是得不償失的。不過,對於設計人員而言,也確實是迫於無奈,因為美國人不肯提供大推力渦扇發動機,只能拿到小推力級的TFE-1042-70,比首選的F404差遠了。這後來也成為後來IDF被抨擊的主要靶子之一。
雖然有通用動力公司的人作顧問,也提供了F-16的設計圖紙作參考,但IDF的機翼設計卻不像F-16,反而和F/A-18類似,採用邊條翼加中等展弦比小後掠機翼,其機翼1/4弦線後掠角非常小。這種設計意味著什麼呢? 大迎角時,邊條翼渦流對機翼產生的有利干擾隨機翼後掠角呈駝峰形變化,在大約40度後掠角左右達到最佳。這主要是由於小後掠角機翼大迎角性能不好,失速迎角小,即使結合邊條翼也效果不彰;而大後掠角機翼大迎角性能好,大迎角時其自身的前緣渦流同樣可以起到邊條渦的作用,邊條翼雖然也起了作用,但相對作用較小。因此,第三代戰鬥機採用邊條翼布局的多結合40度左右的後掠翼,以期獲得最大的有利干擾。例外的迄今為止就是F/A-18和IDF。
中等展弦比小後掠機翼具有升力係數大,升力線斜率高的優點。對於要求從艦上短距彈射起飛的F/A-18而言,採用這種機翼設計可以理解。沒有這種要求的IDF採用這種設計,就頗為耐人尋味了。這種機翼即使有邊條翼有利干擾,失速迎角也不會很大。但在失速之前,它的升力係數較大。在亞、跨音速區,其誘導阻力較小,最大升阻比大(主要是誘阻的作用)。但另一方面,大展弦比導致其超音速零升阻力係數大,超音速時焦點後移量大,配平阻力也將加大。由於影響超音速性能的主要是零升阻力係數和最大升阻比,因此這種機翼的超音速性能並不好。
由此我們可以得出一個推論:IDF的設計性能優勢區是中小迎角,亞音速範圍。由於邊條翼的渦升力作用不明顯(很大程度上只起延緩機翼失速的作用),機翼大迎角升力特性相對較差,可以預計其典型的近距空戰戰術是基於常規機動。而對於超音速性能,IDF顧及不多。如果要執行高速截擊任務,IDF就比較吃力了。
關於IDF的翼面積中有3個數據流傳較廣,一個來自台灣網站:24.26平方米,一個來自國外一英文網站:24.2平方米,另一個是大陸出版的1999年版《簡明世界飛機手冊》:21.00平方米。考慮到手冊的權威性,這裡暫時採信手冊的數據21.00平方米。
這個翼面積相對較小,很大程度上是由於採用中等展弦比小後掠機翼所致。考慮到這種機翼的超音速性能不佳,筆者認為,機翼面積的選取有向超音速性能折中的意味。因為作為強調機動性的戰鬥機,低翼載是當時技術條件下追求的重要參數之一。只是飛機的零升阻力和誘導阻力都是和機翼面積直接相關的。為了降低翼載而加大翼面積,必然導致阻力增大,不利於改善飛機本來就不甚出色的超音速性能。不過這樣一來,IDF的翼載明顯偏大,正常起飛翼載即達453.57(千克/平方米),空戰翼載也達416.43(千克/平方米)。即便按照最大的翼面積計算,也分別達到392.62(千克/平方米)和360.47(千克/平方米)。這將嚴重影響IDF的盤旋性能,特別是瞬時盤旋性能。
IDF的根梢比不大,這也是這種機翼的典型特徵。根梢比變化對機翼性能的影響類似後掠角。此外,根梢比小的機翼,翼尖氣流不易分離,有利於飛機縱、橫向穩定;但同時也造成機翼彎矩大,結構重量增加。IDF原本採用全金屬結構,這種設計對飛機重量無疑有不利影響。IDF結構超重,這也是影響因素之一。雖然後來在尾翼和襟副翼上採用了複合材料,但飛機重量依然居高不下。
直軸平尾是美式飛機的傳統設計。台灣空軍原來使用的F-5E就是直軸平尾,F-16也是直軸平尾,應該說,這對IDF的平尾設計提供了很好的參考和借鑑。這種平尾重量輕,受力簡單,對機身結構設計有利。不過,由於後掠角不大,其顫振特性較差,一般都會採用切尖或配重方式來改善。只是,IDF的設計人員似乎對此太大意了。早期六架原型機中,平尾沒有採用兩種改善方式當中任何一種。結果很快就付出了代價——10002號原型機和試飛員武克振上校喪生。印象中,似乎是跨音速飛行時機翼尾流引起平尾顫振,造成一側平尾結構損壞,導致飛機失控。事後IDF全部採用切尖平尾,並加大了平尾下反角。
IDF採用肋部進氣的固定式正激波進氣道。由於有邊條提供預壓和遮蔽,這種進氣道的大迎角進氣效率較好。只是,固定式正激波進氣道的高速性能不好,超音速時阻力大增,發動機推力下降。IDF採用這種設計固然有簡化結構、減輕重量的企圖,但採用此類設計的戰鬥機一般都不強調截擊能力,而IDF
卻不能不考慮——在IDF之前,有F-5E和F-104G搭配,由F-104G擔負攔截任務,IDF卻沒有可供搭配的機型。就筆者所知的皮毛,當初方案論證時似乎有可調進氣道方案,為何最終放棄?是否有考慮到設計超音速可調進氣道的技術風險問題呢?大陸造了幾十年戰機,真正自行研製的超音速進氣道恐怕還是剛剛公開的殲-10——到目前為止還沒聽說有誰指出殲-10的進氣道是仿製誰誰誰的。以漢翔和“中科院”當年的技術水平和設計經驗,自行設計超音速進氣道實在有點勉為其難了。F-16雖然設計出色,也同樣是正激波進氣道。以美國人的習慣,也不會輕易將進氣道設計技術教給台灣。
說到底,其實是一個權衡取捨的問題。以IDF的情況而言,採用固定進氣道是利多於弊。不過,對於可能是今後十幾年內唯一的制空戰鬥機而言(以當時的形勢來看確實如此),要犧牲相當的超音速性能來換取更好的亞音速性能和更高的可靠性,設計人員需要有相當大的勇氣和魄力才行。
動力系統
在發動機“雲漢計畫”方面,IDF計畫選擇了與美國蓋瑞公司合作研製TFE-1042-70發動機的計畫。台方曾經 TFE-1042-70發動機
非常渴望能得到當時極度先進的美國F-404渦輪風扇發動機,但是因為8·17公報的關係,美國極力壓制對台軍售技術水平,F-404的夢想也就泡湯。另外在初期的“鷹揚”計畫中,曾計畫仿製以色列“幼獅”戰鬥機及其J-79發動機。J-79是美國F-4戰鬥機的發動機,在當時性能已經比較落後,推重比僅1:4.5。因此美政府一批准蓋瑞公司與台方合作,台方即放棄了原計畫,轉向了推重比達1:6.95的TFE-1042發動機。TFE-1042-70型發動機的前身是由美國愛理得西格諾公司的加雷特分公司與瑞典沃爾沃公司為爭奪JAS39的動力裝置在民用TFE731發動機的基礎上發展的TFE1042型軍用發動機。後來JAS39選擇了RM12型渦扇發動機,使得TFE1042險些胎死腹中。1982年,加雷特公司與台灣航空工業發展公司共同組建了國際渦輪發動機公司,並以TFE1042為原本,開發了TFE-1042-70發動機。
TFE1042-70的涵道比由TFE1042的0.66降至0.45以適應戰鬥機的需要,並採用了模組式設計,先進的數字控制系統,使得該發動機的操作十分靈敏。由慢車到加力推動力只需要5秒鐘,而由慢車到最大推力只需4秒。並且檢測、維護方便,可靠性高。TFE-1042-70發動機的性能諸元如下:直徑0.605米 長度3.404米 涵道比0.45 推重比6.95 單台推力42.95千牛(約合4383千克)。由以上數據可以看出,TFE1042-70的推力較小,與同代先進戰鬥機的動力裝置相比差距較大。這一差距必將直接影響到IDF的機動性能。在其加工推力的工作狀態下,IDF空戰推重比只有0.919(空戰起飛重量9534公斤),而在最大起飛重量狀態下的推重比只有0.73。如果實際情況確實如此那IDF真可謂徒有其表了,廣大軍迷認為這正是IDF的最大垢病。其實,IDF在正式裝備台軍後對TFE1042-70進行了重大改進(改型編號是TFE1088-12),改進的結果是使TFE1088-12的加力推力提高到了54千牛(約5512公斤),提升幅度高達26%,如此一來,IDF的推重比得到了顯著提高,空戰推重比為1.16,最大起飛重量狀態下的推重比為0.92,已經達到第三代戰鬥機中的較高水平。
最後研製成功的IDF戰鬥機滿載燃油、無外掛時淨重8618.4至9072千克,這樣兩台TFE-1042-70能使IDF整機推重比上到0.925。因為IDF主要用於對空防禦作戰,一般只攜帶重量不大的空對空飛彈,總的來說,推重比還是夠的。對比大陸方面的主力機型,例如殲-7、殲-8,IDF在動力方面還是不落下風的。“雲漢計畫”至此基本完成。
武器系統
“天雷計畫”產生了IDF的機載雷達“金龍-53”(GD-53)型。實際上該雷達是美國APG-67脈衝都卜勒雷達的改進型。 IDF戰機與“天劍”Ⅱ空空飛彈
GD-53機載雷達發現空中目標的距離約75千米(目標的RSC為5平方米),捕捉機率為80%,並可同時跟蹤10個目標。GD-53雷達在採用邊掃描,邊跟蹤的工作模式時,搜尋角度為40度左右,這樣小的搜尋角度對於發現目標不利,也幾乎談不上空?空飛彈的大離軸發射,但是GD-53的對地作戰能力很強,對水面目標的發現距離可達148千米,跟蹤距離為74千米。
GD-53機載雷達的15種工作模式分別為:1)下視搜尋、同時測距;2)上視搜尋、同時測距;3)速度搜尋;4)邊掃描邊跟蹤;5)空中格鬥;6)單目標跟蹤;7)狀況觀察;8)自適應搜尋;9)真實波束地形測繪;10)都卜勒波束銳化;11)空對地測繪;12)面動目標指示;13)面動目標跟蹤;14)海面目標搜尋;15)凍結。對空最大搜尋距離為148千米,對地最大搜尋距離為67千米,對5平方米目標的搜尋距離40到50千米。GD-53雷達由天線、發射機、信號處理機和計算機四個可更換模組組成,其總體作戰效能與俄羅斯費佐倫公司研製的ZHUK-8-2脈衝都卜勒雷達相當(我國已引進該技術並套用於J-8IIM上),但是可靠性比後者高出許多,其平均故障間隔時間為235小時,峰值功率3.6千瓦。上述指標遠遠優於解放軍早期的殲-8II所採用的雷達,即使與目前解放軍最先進的戰鬥機雷達相比,至少是不分高下。 IDF的航空電子系統包括多功能平視顯示器,兩台多功能顯示器,H423型雷射陀螺慣性導航系統,雷達警告接收機,以及電子對抗裝置。飛機控制系統採用美國愛理德-西格諾公司本迪克斯分公司的三餘度數字式電傳線控系統,採用模組設計,由三台計算機控制,尺寸小,全重僅20多公斤,維修方便。操縱系統為類似F-16的雙桿式,座艙右側為操縱桿,左側為推力桿,飛行座椅向後傾30度,以提高飛行員抗過載能力。
“天劍計畫”為IDF提供了天劍-1近距格鬥空空飛彈和天劍-2中距空空飛彈。前者相當於AIM-9L/M“響尾蛇”飛彈,具有全向攻擊能力;後者相當於AIM-120,主動雷達制導,射程為70千米,採用了摩托羅拉的主動雷達制導頭(該頭於AIM-120制導頭競爭中落敗)。由於具有主動雷達制導能力,是國軍目前最具有優勢的空戰武器。天劍II型採用冷發射方式,飛行初階段慣型制導,距目標18千米時,彈上主動雷達開機。對直線航跡戰鬥機目標迎頭射程為50千米,對大型目標達60千米。在這裡有必要對中距飛彈的制導、控制方式進行一點簡短的說明,中距飛彈的飛行初段共有三種制導方式,即慣性指令,慣性以及追蹤干擾源。前一種方式要求載機對目標進行必要的照射,以修正飛彈的航向,直至飛彈雷達開機,此種方式雖不要求載機對目標進行持續照射,但採用該方式制導的飛彈顯然不具備“發射後又不管的”的能力,而且載機實施多目標同時攻擊的能力也必將大打折扣。而採用後兩種制導方式的飛彈在其有效發射距離內卻具備“發射後不管”的能力。這一點正是天劍II型的突出優勢。儘管如此,天劍II仍存在造價高(每枚100萬美元以上)、性能有限(與AIM120、MICA相比)的缺點,所以產量極低,只生產了區區40枚,用以裝備IDF機群。
另外IDF上還裝有一門M61A1 20mm“火神”加特林炮,安裝在左邊條根部,備彈400發。共有8個外掛點,兩個翼尖掛架能掛天劍-1,兩個機身腹部串列掛架可掛2枚天劍-2,或一枚“雄風”反艦飛彈或一個1250升副油箱。左右機翼各有兩個翼下掛架,外側可掛空空飛彈或反艦飛彈,內側可掛副油箱。可掛載的其它武器有航空炸彈、LAU-3A 70mm“九頭蛇”火箭彈19聯裝發射器、CBU-20子母彈、雷射制導炸彈、AGM-65“小牛”空對地飛彈。
改進發展
2002年7月,台灣航空工業發展公司(AIDC)授予英國宇航BAE系統控制公司710萬美元契約,對IDF的飛行控制計算機進行升級改造。 1984年AIDC公司已經與BAE系統公司展開合作。此次契約包括工程設計、開發,以及飛行測試硬體的交付。BAE將提供基於32位PowerPC處理器的飛行控制計算機,將對計畫於2004年開始的兩年期飛行試驗計畫提供保障支持。試驗將動用6台新型計算機,如成功通過飛行測試,台方會訂購總數約 130台計算機,以替換現役的舊式16位計算機。
2002年底,台灣傳媒紛紛披露部分漢翔公司研發中心中負責IDF戰鬥機的職員離職轉赴韓國,協助韓國發展T/A-50教練機。漢翔公司對外表示確有此事,但離職人員並非該公司技術頂尖者。但目前負責研發IDF的三百多名研發中心成員,因為漢翔將分拆成五個公司分別民營化,已有大量流失的跡象。由於台灣政府、軍方已確定不再自製戰機,因此這批研發人員已有多年無用武之地。此外國防部當初允諾由漢翔研發二代教練機的計畫,也沒有了下文。
台灣軍方於2003年10月透露,根據“翔升”計畫,台灣IDF戰鬥機將進行系統升級,增加對地攻擊以及反輻射能力。“翔升”計畫為期7年,耗資70億新台幣,已從兩年前開始,現由中山科學院以及IDF戰鬥機的研製者--台灣航空工業開發公司共同承擔,2004年將開始升級IDF。目前的單座與雙座型 IDF將升級為新的型號IDF-C與IDF-D。升級的IDF戰鬥機將裝備台灣軍方中山科學院研製的若干新型武器系統,包括燃氣彈、反輻射飛彈以及為攻擊機場而專門設計的一種飛彈。這些武器系統將大大提高IDF戰鬥機的作戰能力,IDF戰鬥機目前主要裝備美國製造的“響尾蛇”飛彈以及台灣的“天劍I”與 “天劍II”空-空飛彈。此外,新型IDF戰鬥機還將增加油艙容量或具有空中加油功能。中山科學院負責新武器的研製以及將其與IDF戰鬥機集成,航空工業開發公司則負責IDF戰鬥機結構調整,使其適合新的飛行控制系統、武器系統以及雷達系統的安裝。過去兩年,主要集中完善計畫與新型IDF戰鬥機的性能指標 (與A型、B型截然不同),這些準備工作已於今年如期完成。因此,明年將開始進行升級。一位不願透露姓名的軍方官員稱,航空工業開發公司將在實驗的基礎上,先開始兩架IDF戰鬥機的結構調整。他指出:“這兩架IDF戰鬥機將成為C型與D型IDF戰鬥機的樣機。這項工作將在2005年以前完成,然後進行地面與空中測試。如果樣機通過測試,他們將成為IDF戰鬥機升級的模型。但受預算的限制,只有部分IDF戰鬥機將進行升級。”儘管升級計畫如期進展,但還是受到“立委會”下屬“國防委員會”一些委員的聯合抵制,“國防委員會”凍結“翔升”計畫預算近一年之久。其今年的10億新台幣預算在去年底前才通過,但仍處於凍結之中。這筆預算在本周的“國防委員會”少數人會議期間才得以最後批准。航空工業開發公司拒絕透露什麼人反對該計畫以及他們這么做的原因。 2004年3月,台灣傳媒稱中山科學技術研究院(CSIST)開發的空射反輻射飛彈(ARM)將裝備於台灣空軍。ARM即“天劍IIA”。這一飛彈經過多年的秘密發展,已進行了廣泛的地面和空軍測試。台灣方面認為,ARM的存在是一個非常敏感的問題,這種攻擊性武器將引起大陸的不滿。台灣也在密切關注台灣海峽的制空權,以便在與大陸發生任何未來衝突時,台灣空軍能利用ARM進行回擊,從而使空軍能在本土進行空中作戰。“天劍IIA”採用“天劍II”的彈體設計,配備新的制導設備。從制導頭帶凹槽的外型來看,可能採用雷達加紅外的複合制導頭。CSIST證實,為該彈研製的先進衝壓式發動機也在發展,現已完成幾次點火試驗。天劍IIA將裝備於“經國號”戰鬥機上,一架飛機能掛載4枚。 2004年12月,台軍機密研發多年,代號為“萬劍計畫”的“機場遙攻武器”首度曝光。在漢翔公司提供的資料中,出現經國號戰機掛載“天劍二A型”反輻射飛彈,以及“萬劍”遙攻武器的照片。根據漢翔公司揭露的照片顯示,“萬劍彈”是一種以渦輪噴氣發動機為動力的遠距離空地武器,採用子母彈戰鬥部,可以用於破壞敵人機場跑道。台媒體稱“萬劍彈”外形與美軍現役的AGM—154聯合遙攻武器(JSOW)接近,知情人士指出,由此可知這項新武器獲得技術協助的來源。據指出,“萬劍計畫”是“中科院”近年來持續研發的新式武器,軍方內部稱為“機場遙攻武器”,改變過去戰機掛載子母彈攻擊機場必須飛越目標的傳統戰術,擁有動力的“萬劍”子母彈,可在機場遠方投彈,隨即由飛彈自行飛往目標發動攻擊。飛彈一次能撒放數百枚的“次彈械”,根據不同需求設定引爆方式,有的設定成一落地就引爆,可在最短時間內破壞機場跑道,或是設定時間間隔,引爆次彈械,短則10秒,長則30秒,能讓敵方機場人員無法在最快的時間內修護跑道,達到延遲敵軍反制效果。“萬劍彈”導引部位結合微電腦與陀螺儀,能對攻擊目標的坐標等要素進行修正。台灣軍方相信,“萬劍彈”應具視距外攻擊能力。但這些性能遭到了廣泛的質疑。
2005年1月,台媒體稱,由於年度國防預算額度持續下滑,空軍經費又比去年減少,加以飛行員人數不足,台空軍計畫分階段封存部分幻影2000與 IDF戰機。據了解,軍方與達索公司在去年11月已經完成使用塑膠材料薄膜封存單架幻影2000戰鬥機一年的試驗,效果獲得肯定。報導稱封存數量,軍方內部傳出10架幻影2000、30架IDF的信息。訊息傳開後,空軍官員對此表示,由於剛完成封存試驗,測試報告都還沒有提出,無法具體決定封存的戰機架數;而任何有關封存戰機以及封存數量的報導均系臆測或傳言。另有訊息稱,空軍二代戰機總數達340架,加上還有90架F-5E,合計主力戰機達到430 架,但戰鬥機飛行員數量與戰機的數量一直無法完全配合,因此“座艙比”偏低,使得空軍不得不研究封存戰機,以待後來分批分年服役的可能性。
2005年12月,台灣計畫在今後3年大規模生產"雄風-2E"對地攻擊飛彈。據台灣"中山科學技術研究院"的一份內部刊物稱,已經為大規模生產"雄風-2E"申請撥款20億美元。在克服推進和制導方面的問題之後,"中山科學技術研究院"在2005年6月在台灣西南海岸的九鵬飛彈試驗場對"雄風-2E"飛彈進行了飛行試驗。試驗中,飛彈完成50圈的試驗模式飛行,飛行總距離為500千米。"雄風-2E"發射時採用固體推進火箭發動機,飛行途中切換到渦輪噴氣發動機;長6米,彈徑50厘米,重1600千克;速度800千米/小時,載荷400~450千克,最遠射程1000 千米,固定發射可覆蓋上海和香港,若從艦艇或飛機上發射,還可攻擊大陸縱深目標。目前台灣也在考慮為P-3C"獵戶座"飛機加裝該型飛彈。據媒體報導,目前"雄風-2E"不依靠"地形等高線匹配"雷達制導,而是採用慣性與GPS綜合制導。由於美國可能拒絕台灣使用GPS制導系統,因此台灣最終將為"雄風- 2E"研製和加裝"地形等高線匹配"制導系統。2006年和2007年,台灣將生產小數量的"雄風-2E"用於試驗,並將完成目標瞄準數據以及構建中國地形的數字檔案的工作。一旦試驗完成,台灣將大規模生產500枚該型飛彈,屆時,台軍還將成立飛彈司令部。但有內部訊息傳出,飛彈飛行的周長遠不足10千米,而且飛彈的飛行狀態並不好,燃料耗盡後幾乎是垂直地墜落了下來。
2006年11月,BAE系統新型32位數字飛行控制計算機近日已安裝在IDF C/D型戰鬥機上。新的飛行控制計算機比原有的16位計算機在處理速度和控制能力方面有較大提高。自1985年以來,BAE系統公司與台灣漢翔公司合作製造了全天候、多任務“經國號”戰鬥機,飛行控制系統已經改進過幾次,最近的一次開發契約是在2002年授予的。新的計算機處理速度更快、計算能力更強、可靠性更高,而且易於和飛機上的空中數據、航空電子系統以及平視顯示器進行集成。台灣空軍計畫使用該型計算機升級現役的“經國號”並在新造的飛機上使用。升級飛行控制系統是整個飛機系統性能升級的一部分,後者主要包括提高探測距離、提高雷達目標採集能力、增強火力和改進飛行控制等內容。
2007年3月,民進黨當局的“去蔣化”動作近日動到了台軍的武器上,據台媒報導,台軍“經國號”戰鬥機,在推出改良機型時被陳水扁“正名”,以動物名字“雄鷹”來代替。據報導,“經國號”戰機是以戰機計畫主導人、台灣前領導人蔣經國的名字來命名。“經國號”二代戰機升級代號為“翔升計畫”,主要提升航電系統,並於2006年10月4日首次試飛成功。“經國號”二代機升級後,將不會再使用“經國”的名字,陳水扁決定用台灣保育類動物熊鷹的諧音“雄鷹”來為新戰機命名。
2007年3月,台灣推出了其本土防禦戰鬥機(IDF)的一種雙座型機。2架原型機中的第一架飛機的飛行試驗已於去年10月開始。第2架原型機是C/D升級型的雙座型,其研製工作於2001年開始。IDF採用電傳操縱,由台灣航空工業發展中心(AIDC)製造。新C/D型機安裝了一台新的、由BAE系統公司製造的數字式地形跟隨飛控計算機,計算機處理能力增強。新機相對A/B型的其他升級還包括增加了內部燃油儲量,加強了起落架,增大了武器載荷,升級了雷達、平視顯示器、任務計算機和電子對抗裝置。1999年A/B型在製造了130架後停產。AIDC希望在 2008年開始C/D型的批生產。
總體評價
在《IDF之父——黃孝宗的人生與時代》一書中提到,“IDF最主要的任務是保衛台海的領空,掌握防禦區域內的空中優勢。所以IDF武器的系統設計屬於一種‘空優戰機’型。設計上優先考慮:緊急升空攔截的速度,飛行操作反應靈敏度,先進的空對空飛彈以及電子系統,具有不論任何角度都能發射飛彈,擊落敵機(“天劍Ⅰ”型飛彈)以及最先進中程超視距和射後不理的作戰能力(“天劍Ⅱ”型飛彈),具有全天候作戰及高空俯視低空來襲敵機的能力等需求。同時面對現實的國際情況,為了要儘量爭取國外政治和技術上的協助,IDF在設計上不過份強調遠程作戰和攻擊性的能量。”
換句話說,IDF的原定設計目標其實是一種近程制空戰鬥機,或者說,和早期型的米格-29相似。從設計特點來看,IDF的設計人員確實是在向著這個方向努力的。
正式服役後的IDF戰鬥機的編號為F-CK-1A/B(A為單座,B為雙座),但在大陸,仍習慣性的將其稱之為IDF——Indigenous Defence Fighter,即“自製防禦戰鬥機”。而在這3個英文辭彙中,Fighter的含義無需討論,Indigenous基本是句空談——對一種從總體設計到發動機、武備、雷達航電等各個關鍵子系統基本上都來自於技術援助或直接進口的戰鬥機而言,“自製”的提法幾乎就是一種諷刺!事實上,在I、D、F三個字母中真正具備重大意義的只有一個“D”——defence,防禦!
美國的對台政策可以用下面這8個字來形容——不統不獨不戰不和,也就是竭力讓兩岸維持現狀以互相制衡,體現在軍事上就是通過適度的軍援以保持兩岸的軍力平衡。正是從這種維持平衡的角度出發,美方在援助台灣開發IDF的同時,就已經給該機作出了明確的定位——1種具備較優秀空戰能力,但缺乏遠程攻擊能力的純防禦性戰鬥機。用美方的話講,就是該機的航程不可超過F-5E,對地攻擊能力不可超過F-16。注意,這裡的F-16指的是最早的F-16A型。
在雙方合作之初,通用動力就根據美國當時已經完善的第三代戰鬥機理論,為IDF確定了重點強化中低空機動性而非高空高速性能的設計思路,並大量借鑑了其在F-16研發過程中取得的技術成果,IDF在總體設計上所採用的邊條翼布局和翼身融合設計,肋部進氣,單垂尾等都依稀可以看到F-16的影子。僅從氣動布局方面講,IDF已經達到了第三代戰鬥機的標準。
IDF的航電和武備也達到了當時的先進水準,為避免過分刺激中國大陸,美方在為IDF提供航電、武備、動力等關鍵子系統的過程中儘量避免選用美軍的現役型號,所提供的設備基本以美國軍方用作技術儲備的為主,或者採用“合作研發”的名義在現有型號的基礎上為台灣量身定做。但並沒有進入美軍服役並不意味著著技術水平低,以火控雷達為例,IDF上裝備的“金龍”-53脈衝都卜勒雷達實際上就是通用電氣為諾思羅普F-20“虎鯊”研製的AN/APG-67雷達的台灣版本。該雷達雖然不是美軍的現役裝備,但卻具有維修簡單、可靠性高等一系列優點,對空/對地功能均較優秀,整體性能和F-16A/B上的AN/APG-66相當。除了火控雷達外,IDF上所採用的APX-113(V)敵我識別系統、ALR-85(V1)威脅告警設備、ALE-47無源干擾系統等設備,要么是美軍的現役裝備,要么就性能相當美軍現役裝備相當,該機的座艙布局也採用了當時流行的“一平雙下”的布局,人機功效頗佳。在武器系統方面,IDF採用了一門美軍戰鬥機標配的M61A1型20毫米加特林機炮,以及台灣“自行研製”的“天劍”-1型近距格鬥彈和“天劍”-2型中距攔射彈,這兩種飛彈基本上可以看作是美制“響尾蛇”和“麻雀”飛彈的台灣版本,“天劍”-1的主要性能已經不遜於美軍裝備的AIM-9L。關於“天劍”-2,從目前已經公開的資料判斷,該型飛彈採用了摩托羅拉公司提供的主動導引頭,整體性能應和美軍裝備的AIM-7M“麻雀”接近,但可靠性要差些。可以認定,IDF的武器系統起點是很高的。
總體來看,IDF戰鬥機在氣動布局、航電和武備上均接近F-16A,但在關鍵的動力系統上,IDF和F-16卻有著明顯的差距。正如前文所講,美方要為台灣量身定製的是一種缺乏攻擊能力的“防禦性”戰鬥機,而這種“防禦化限制”在技術層面則集中在了IDF的動力系統上。在合作之初,通用動力就很乾脆的拒絕了台灣方面採用F404型渦扇發動機作為IDF動力的建議,並為其選用了美國加雷特公司的TFE-1042-70加力式渦扇發動機。僅從發動機本身的角度講,TFE-1042-70不但無可指摘甚至還堪稱優秀,該發動機是嚴格按照美軍標和軍用發動機設計規範設計的,並採用了全許可權數字電子發動機控制系統、單元體結構設計等先進技術。時至今日,該發動機仍是世界上最為先進的小推力渦扇發動機,美軍也為該發動機賦予了F125的正式編號。從IDF的實際裝機使用情況看,TFE-1042-70的故障率低,易於保障,特別是全許可權數字電子發動機控制系統的採用,提高了反應速度,降低了燃油消耗,發動機的瞬間特性佳,從慢車到最大推力只需5秒,有效地提高了IDF的格鬥能力。據台灣空軍內部使用經驗表明,IDF號在中低空、跨音速階段的格鬥能力基本達到了F-16的水準,全面優於大陸空軍裝備的殲-7和殲-8系列戰鬥機,甚至在面對蘇-27時也可以放手一搏。但在超音速飛行能力上,TFE-1042-70的表現就只能說是乏善可陳,該發動機的最大加力推力只有42.08千牛,對於IDF這樣一種正常起飛重量為9500千克的戰鬥機而言明顯偏低。而且因為IDF採用了在輕型戰鬥機中相當少見的雙發布局,增大了飛行阻力,再加上IDF所採用的固定式正激波進氣道設計,進一步惡化了IDF原本就不甚突出的超音速飛行性能,使得IDF號基本喪失了進行高空高速截擊作戰的能力。
此外,由於材料和工藝的原因,IDF在整個研發過程中一直都受困於結構超重,再加上發動機推力不足,為了保證格鬥性能,IDF只能採用減油的手段來保證足夠的推重比,IDF的載油係數只有0.21,遠低於第三代戰鬥機0.283的平均值,這種做法直接犧牲了IDF的載重係數和續航能力,IDF的外掛能力只相當於第二代戰鬥機的水平,最大航程更只有區區1150公里,從某種角度講,IDF比米格-29更有資格獲得“世界上最好的保衛機場圍牆的戰鬥機”的桂冠。
除了技術上的先天不足外,IDF在服役後不久又再度遭遇了來自島外的政治阻擊。1992年,法國社會黨政府為緩解國內經濟形勢以力拚大選,便不惜以犧牲中法外交關係為代價,正式批准了向台灣出口60架幻影2000-5型戰鬥機的軍購契約,同年12月,美國政府也同台灣當局簽訂了出口150架F-16A/B戰鬥機的契約——在蘇聯解體之後,美國和中國之間最主要的一個同盟紐帶已告斷裂,這也就為美台之間更深層次的武器出口和軍事合作打開了大門。對於長期以來一直依靠F-5E/F“虎”式戰鬥機苦苦支撐的台灣空軍而言,幻影2000-5和F-16的到來可謂是“久旱逢甘露”。但對於IDF和開發商漢翔航空來講,這兩份總數達210架的外購戰機無異于晴天霹靂,不但IDF總產量被由原計畫的250架削減到了130架,IDF在台灣空軍中的地位也從老大跌至老三。更為嚴重的是,隨著兩型進口戰機在1997、1998年先後形成戰鬥力,台灣空軍的經營重點完全轉移到了這兩位會念經的“外來和尚”身上。在完成了IDF的生產任務後,漢翔航空再沒有從台灣空軍那裡拿到1架戰鬥機的生產契約,這對於主要依靠政府訂貨和資金扶持的漢翔航空和台灣航空工業而言無異於釜底抽薪,隨之而來的人員流失更進一步戕害了台灣航空工業。
在2000年民進黨執政後,其一系列分裂祖國的舉措讓兩岸之間“擦槍走火”的幾率大大增加,而面對快速成長的大陸空軍,奉行“以武拒統”政策的台灣當局開始想當然的做起“反制”大陸的迷夢來。但在此時的台灣空軍裝備陣容中,F-16A/B的對地攻擊能力匱乏,幻影-2000-5更是一種純粹的制空戰鬥機。和這兩種在技術上要受到層層牽制的進口型號相比,同屬台灣空軍“二代戰機”陣容的IDF雖然也存在著諸多不足,但其畢竟是台灣參與研製的戰鬥機,更是台灣唯一具備獨立整合能力的平台。政治氛圍的變化又一次將沉寂多年的IDF請上了前台。2001年8月2日,台灣空軍正式啟動了代號為“翔升”的IDF戰鬥機的中期改進工作規劃,從2001年開始,台灣空軍在近6年的時間裡,陸續投入70億台幣(約合2億美元)的研製經費,為IDF戰鬥機更換了機上部分已經停產的子系統和相關設備,增裝了保形信箱。2006年,漢翔完成了航電系統升級的10005號驗證機。2007年3月27日,完成包括機體與航電全部改進項目的10006號驗證機也公開亮相,並由陳水扁親自命名為“雄鷹”。這也就是我們在本文開篇處所提到的F-CK-1C/D型戰鬥機。
按照台灣媒體的說法,和IDF基本型相比,“雄鷹”擴展了戰鬥能力和任務範圍,已經由“單一的防空戰鬥機”發展成為了“以制空為主,兼顧對地攻擊的多任務戰鬥機”,總體水平已經不遜於“F-16C/D戰鬥機”。且不論這樣的評價中有多少水分,即便是“雄鷹”真的達到了這樣的技術水準,只要美方的口風稍有變動,“雄鷹”估計也難逃一個折戟沉沙的結局,畢竟IDF殷鑑不遠,對於奉行“挾洋自重”政策的台灣當局而言,會念經的永遠都是“外來和尚”。在IDF的研發、服役和改進過程中,有著太過濃重的政治影響,在所有的第三代戰鬥機中,恐怕不會再有任何一種型號會像F-CK-1“經國”這樣滲透著如此強烈的政治色彩了。也正是因為這種強烈的政治干預,讓IDF這箇中國人參與研製和製造的第一種第三代戰鬥機命運多桀,最終只能留下一個黯淡的背影。
性能數據
IDF戰鬥機三視圖
機長 | 14.48米 |
機高 | 4.42米 |
翼展 | 8.60米 |
機翼面積 | 21.00平方米 |
使用空重 | 6486千克 |
機內燃油 | 1950千克 |
正常起飛重量 | 9525千克 |
最大起飛重量 | 12247千克 |
正常外掛載荷 | 907千克(對空) 3901千克(對地) |
最大平飛速度 | 1296千米/小時 |
最大限制速度 | M1.8 |
最大爬升率 | 254米/秒(海平面) |
實用升限 | 16460米 |
限制過載 | 6.5G |