簡介
1984年德、英、法、意和西班牙五團達成協定、提出“歐洲戰鬥機”計畫(EFA),中途法國退出。事過10年,1994年3月27日,英、德、意和西班牙四國聯合研製的 EF2000戰鬥機原型機實現了第—次試—覽。目前,試飛計畫仍在進行之中,預計要到2000年才可能交付四國空軍使用。
從EFA到EF2000
“歐洲戰鬥機”計畫最中可追溯到70年代中。當時,蘇聯巴開始研製蘇—27和米格—29等新一代戰鬥機。歐洲各國,尤其是聯邦德國地處東西方對抗的第—線、迫切需要改進空軍裝備,發展新的機型,於是提出了新戰鬥機計畫;其它歐洲國家,如英、法等也都有發展類似戰鬥機的需求,共同的需要使他們從分散走向聯合。1983年5月,英、德、意:三國聯合提出了EAP( EXperimental Aircraft Programme)試驗機計畫。
在此基礎上,又經過醞釀和磋商,於1984年7月德、英、法、意和西班牙五國達成協定,決定共同發展一種90年代使用的先進戰鬥機,即“歐洲戰鬥機”計畫,簡稱EAF(Europeean Fighter Aircraft)要求90年代中後期開始服役。
EFA將來的作戰對象,當時考慮主要是蘇—27和米格—29這類飛機。用途以空戰為主,同時具有較強的對地攻擊能力。採用三角翼鴨式布局,裝兩台發動機,單座。電子設備要求先進,雷達的最小作用距離不小十93公里。技術性能,強調高機動性和加速性。突出短距起落能力,最大作戰速度大於M1.8,作戰半徑460—560公里、過載範圍+9---3個G、 執行空戰任務r時(一台發動機不停車)的再次起飛準備時間為20分鐘。這些是當時提出的主要戰術技術要求。
信息
1984年7月開始進行可行性研究。1985年7月,法國因要求不同,包括設計領導權和採用什麼發動機等問題上未能達成一致,而宣布退出合作研製計畫,開始單獨研製“陣風”(Rafale)戰鬥機。EFA由五國合作改為德、英、意和西班牙四國聯合研製。
經費的分攤是英國和德國各33%,義大利21%,西班牙13%。四國的分工是,英國航宇公司負責前機身、鴨翼和右翼上的活動面;德國航宇公司負責中機身、腹德和方向舵;義大利阿萊尼亞公司負責左翼及其活動面;同時,阿萊尼亞公司還和西班牙航空公司共同負責後機身,西班牙航空公司和英國航宇公司共同負責右機翼。EFA原計畫生產8架原型機,1991年改為7架,編號為 DA3一DA7,其中英、德、意各製造兩架,西班牙製造一架。要求第一架原型機在1992年夏末出廠,最後一架原型機1994年底出廠。
後來,蘇聯解體,東西兩德統一,德國認為原來的威脅已經消除,對新型戰鬥礬的需求發生了變化,加上兩德統一消耗了大量資金,而造成預算緊張,因此德國希望改變計畫,搞一種更便宜的輕型戰鬥機。到1992年6月30口,德國政府還曾宣布退出EFA研製計畫,但迫於國內外的壓力,不久又放棄了退出 EFA的主張。在德國的堅決要求下,四國經過反覆磋商於同年8月4日達成一致.繼續進行EPA的研製工作,但需將該計畫的原預算削減30%,重新討論設計方案。1992年12月底,英、德、意和西班牙四國國防部長在布魯塞爾最
終達成協定,決定四國.合作研製維持不變,但為了降低成本,對EFA的原設計方案作了簡化調整,新方案稱為“歐洲戰鬥機2000”,即EF2000。EF2000的機體保持原設計不變,主要通過製造工藝和設備方面的改變使成本降低。為了滿足各國的不同需要,採用共同的機體,可裝備不同的機載設備。同時,各國在計畫中所占的份額也作了調整,德國從 33%減少到23.3%,英國增加到41.5%,義大利和西班牙基本維持原來的水平。飛機的總採購量從過去的765架(其中英國和德國各250架、義大利165架、西班牙100架),降至602架(其中英國250架、德國140架、義大利130架、西班牙82架。
由於這一系列變故,飛機交付使用的時間也不得不推遲,計畫2000年先向英國和義大利交付,然後再向德國和西班牙交付。另外,關於整個“歐洲戰鬥機”計畫的花費問題,也是世人關注和參與國爭論的熱點之一。據德國聯邦審計署1995年發表的報告材料介紹,EF2000計畫費用大為超支,原來預計每架飛機全壽命的“系統價格”(包括維修和後勤支援費用)是 l億馬克(約0.72億美元),而目前已達到1.5一1.7億馬克(107一1.22億美元)。每架飛機的“系統價格”大約是出廠價格的兩倍。成本的提高肯定會影響產品的銷售,由此看來“歐洲戰鬥機”計畫往後的路依然是不平坦的。
設計特點
從總體上講, EF2000是一種以奪取空中優勢為主要任務的制
空戰鬥機,也具備相當的對地攻擊能力。在設計過程中,採納了英國航字公司預先在EAP技術驗證機上驗證過的技術。該機採用下單翼、小展弦比的無尾三角翼布局,翼展10.5米、機長14.5米、機高約4米。機翼前緣後掠角53度,展弦比2.205,前方的鴨翼面積2.4平方米,機翼總面積50平方米。裝兩台發動機,盒形進氣道位於機身下部。整個飛機的操縱面有機翼前緣的兩段式自動縫翼,機翼後緣的內側襟翼和外側襟副翼,機翼前面的全動式鴨翼,垂直尾翼方向舵,座艙後面的機背上還有一塊液壓致動的減速板。著陸裝置為道蒂航空公司研製的可收放前三點式起落架,可操縱的前輪向前收入,單輪主起落架向內收入機身內。
在機體結構上, EF2000使用了大量的複合材料和其它先進材料。機身、機翼(包括內側後緣襟翼)、垂尾和方向舵等大部分都使用了碳纖維複合材料;鴨翼、機翼後緣外側襟副翼和尾噴管使用了鈦合金材料;機頭雷達罩和垂尾翼尖使用了玻璃纖維加強複合材料;機翼前緣縫翼、翼尖吊艙、垂尾前後緣和根部均使用了鋁理合金;座艙蓋框和周圍使用了鎂合金。在製造中採用了多種先進工藝,如超塑成形和擴壓連線技術等。
飛行控制系統由GEC一馬可尼公司和德國航宇公司聯合研製,採用了四餘度全許可權數字式主動控制技術。該系統,加上任務自適應布局,可根據所執行任務的不同,對氣動力面作不同的調整。飛機採用俯仰不安定設計,通過主動控制飛控系統,可實現飛行員“無顧慮操縱”,有效衰減陣風的影響,在整個飛行包線內保持良好的持續機動性。俯仰操縱和滾轉操縱通過鴨翼和襟副翼實現,主動控制飛控系統可提供人工縱向穩定性,用方向舵作偏航控制,無手動備份。此外,機上採用了STANAO3838北約組織的標準數據匯流排。
EF2000的航空電子系統由英國航宇公司負責發展和綜合,主要感測部件是GEC-費倫弟公司的ECR90多模態脈衝都卜勒雷達,在I/ J波段可全天候工作,具有上、下視和邊掃描邊跟蹤能力。在英國和義大利使用的飛機上,裝一套十分先進的綜合防禦設備子系統(DASS)。它能自動觀察和偵聽敵方的攻擊信息,隨後自動實施對抗措施。全套DASS由雷達告警接收機、翼尖主動電子干擾艙、雷射告警接收機、飛彈靠近告警裝置和拖曳式誘餌等組成,與綜合防禦計算機(DAC)連線。DASS是被動式的,只有發現成脅時才會自動作出反府。從綜合防禦設備子系統獲得威脅信息,經計算機分析處理,然後把相應的警報和機動信息顯示在乎顯儀上。為了減輕飛行員的工作負擔,計算機可以選擇和實施最佳對抗措施,自動進行干擾。為了節省費用,德國飛機只要求裝備雷達警告接收機和飛彈靠近告警裝置。
座艙設計遵循“手不離桿(駕駛桿)”的原則,配備多功能螢幕顯示器,並採用馬丁?貝克公司Mk16型彈射坐椅。在駕駛桿和油門桿上設有20多個與感測器、武器控制、防禦設備管理和空中操縱相關的功能鍵。一台寬視野的平視顯示儀用於提供紅外搜尋與跟蹤系統信息,以及飛行數據等。Mk16型彈射坐椅是Mk14空勤人員通用彈射坐椅的改型。Mk14採用了許多先進技術,已經成功地挽
救了100多人的生命。為了滿足EF2000戰鬥機,要求在MH4型彈射坐椅基礎上減重30%。最終所採取的主要減重措施是讓火箭彈射器外管身兼兩用,既是推進系統的一部分,又是坐椅的主承力結構。Mk26坐椅的控制系統為數字式微處理機控制的電子程式器,可實現連續控制,能更準確地控制坐椅的工作狀態,提高坐椅在整個彈射範圍內的救生性能;解決高、低速開傘矛盾。
EF2000戰鬥機的機載武器,在機身右側內裝有一門27毫米的“毛瑟”機炮。全機共有13個外接點,其中機身下5個,每側機翼下各4個。在執行空對空作戰任務時,外側機翼下帶2枚先進短距空對空飛彈(ASRAAM)內側翼下帶2個超音速自降式副油箱機身半埋式彈槽內帶4枚中程空對空飛彈(美國的AIM120或義大利的“蝮蛇”);在執行對地攻擊任務時,可帶種自由下落式的防區外發射武器,包括雷射制導炸彈和其它自主式武器。全機空重9750千克,內部燃4000千克,外技重量6500千克,最起飛重量21000千克。設計性能,太平飛速度M2.0,作戰半徑493-5公里;帶2枚AIM120飛彈、內部燃油時,過載為+9--3G;在國際標準大氣條件下,帶2中程空對空飛彈、2枚格鬥飛彈和內部滿油時,起落滑跑距離為500米左右。
動力裝置
1986年8月,由英國的羅耳斯?羅伊斯公司、德國的MTU公司、義大利的菲亞特公司和西班牙的IPT公司合作成立歐洲噴氣發動機公司,聯合研製“歐洲戰鬥機”的動力裝置EJ200。具體分工是羅耳斯?羅伊斯公司負責燃燒室部件、高壓渦輪部件和中介機匣的研製;MTU公司負責高、低壓壓氣機和全功能數字式發動機控制系統(FADEC)的研製;菲亞特公司負責低壓渦輪、加力燃
燒室等部件;IPT公司負責研製外涵道、噴管、擴壓器和噴口。在EJ200開始研製之前,羅耳斯-羅伊斯公司和英國國防部共同投資開展XJ40發動機技術驗證計畫。對EJ200發動機所需的一些技術,提前在XJ40上進行了驗證,為EJ200的研製作了技術準備。
EJ200發動機採用雙轉子結構,涵道比為0.4,風扇增壓比4.2,總增壓比26。正常推力約為60千牛(6122公斤力),加力推力可達到90千牛(9184公斤力),推重比10左右。在此基礎上,通過分階段改進,其推力還可進一步提高到103千牛(10510公斤力)和117千牛(11939公斤力),但目前尚未為改進投入經費。
EJ200發動機充分吸取了當代先進的科技成果,例如在壓氣機設計上採用了三維流體動力學理論和計算方面的研究成果,在給定總增壓比的條件以減少壓氣機的級數;採用寬弦葉片和高強度設計,無減振凸台;壓氣機和渦輪部件都採用了最新的刷式封嚴技術等。
此外,在結構設計上:採用了單元體設計,並裝有故障檢測系統,以便單元更換和視情況進行維護。
EJ200渦輪風扇發動機的結構布局,低壓渦輪軸上串接著由單級渦輪驅動的3級風扇/低壓壓氣機。高壓壓氣機為5級。環形燃燒室採用氣動霧化噴嘴,以降低煙霧污染。尾噴管採用可調的收斂—擴散噴管設計。
據歐洲噴氣發動機公司稱、EJ200是滿足EF2000戰鬥機需要的最佳方案,沒有其它發動機可與之相比。它可使EF2000戰鬥機達到設計要求的作戰性能,滿足推重比要求,適合多用途發展的需要,使作戰性能和航程要求得到兼顧和統一。EF2000採用EJ200渦輪風扇發動機有進氣量大、噴射速度低、推進效率高、推力大和噪聲小等優點。
公司還表示,EJ200除首先用於EF2000戰鬥機外,還能用十改裝現有“狂風”和“米格”系列戰鬥機,也可用十其它新飛機上。其不加力型發動機具有壽命長、維護費用低等特點,可用—擴教練機和輕型戰鬥機。
目前,前兩架 EF2000原型機安裝的是兩台RB.199一122型加力渦扇發動機,從 DA3原型機開始和後面的生產型飛機將安裝 EJ200先進技術渦扇發動機。兩台發動機並列安裝在後機身內。進氣道唇口為矩型,位於座艙下的機身腹部,中間用隔板分開。每個進氣口都有固定的上斜板和可調的下唇邊。
飛機上裝有德國航宇公司的數字式發動機控制系統和盧卡斯公司的燃油管理系統。除機內油箱可帶4000千克燃油外。還可帶2個1000升和1個1500升的副油箱,亦可進行空中加油。
試飛計畫及評價
“歐洲戰鬥機”計畫從1984年達成合作研製協定起,經過了較為艱難曲折的歷程,中途有法國退出單幹,德國也曾經發生過動搖,但10年之後終於將第一架原型機送上了天空。EF2000戰鬥機的第一架原型機DA1是在德國製造的,於1994年3月27日在慕尼黑附近的曼興機場首次試飛。試飛幾次後,由於飛行控制系統軟體需要改進,只好將首架原型機的試飛計畫中斷了近—年。
第二架原型機DA2是在英國製造的,於1995年5月17日旨次試飛。第二架原型機DA3是在義大利製造的,首次裝上了歐洲噴氣發動機公司研製的EJ200先進技術渦輪風扇發動機,十去年6月4日首次試飛。根據總的試飛計畫、將用7架原型機(DAl-7)和5架設備齊全的預生產型飛機總共進行4500小時的試驗飛行,然後才能定型生產。試飛計畫的具體分工是:DAl的試飛任務是飛機操縱性和發動機發展;DA2的試飛任務是擴展飛行包線、試驗“無顧慮操縱”飛行和發展飛行控制系統;DA3的試飛任務是動力系統綜合、外接物管理和投放試驗、內裝機炮發射;DA4是英國製造的第二架原型機,也是第一架雙座型,裝有全套電子設備。它的試飛任務是評價雙座型的操縱性、航空電子綜合和ECR90型雷達的發展;DA5是德國製造的第二架原型機,它的試飛任務是航空電子系統和武器系統的綜合;DA6為第二架雙座型,也是西班牙裝配的第一架飛機,它的試飛任務是試驗與雙座型有關的電子設備和機載系統;DA7為義大利製造的第二架原型機,它的試飛任務是評價飛行性能與武器的綜合。
這7架原型機要求在1996年的頭幾個月內全部上天,參與試飛的另外5架預個產型飛機要求在1999年上天,以補充原型機試飛不足,主要是試飛武器和雷達系統。
談到對EF2000先進戰鬥機的評價,先得搞清第四代超音速戰鬥機的技術性能標準。二次大戰後的半個世紀來,噴氣式超音速戰鬥機的發展大致經歷了四代,每一代飛機的典型機種比上一代都有“台階性”的提高。美國正研製中的F—22先進技術戰鬥機,將近年航空領域的許多高新技術融於一體,特別是在隱身性能和超音速巡航能力上有了突破,比第三代飛機上了一個“台階”,成為第四代超音速戰鬥機的典型。用這一典型來進行衡量,EF2000和歐洲其它幾種正在研製的新型戰鬥機,如法國的“陣風”和瑞典的JAS39等。從巴掌握的資料看,這些飛機在機動性、敏捷性、近距格鬥能力、超視距空戰能力、短距起落和維護性能方面,均比以F-15、F-14、米格一29和蘇—27為代表的第二代戰鬥機有明顯提高,甚至比F—22也相差不大。但是,在隱身性能和超音速巡航能力上,卻與F—22相差甚遠。
F一22先進技術戰鬥機採用了多種措施,以降低飛機的雷達、紅外、聲波和目視等探測特徵,使敵方的探測設備難以發現和跟蹤,有利於提高飛機的生存能力和實施攻擊的突然性;F—22具有超音速巡航能力,無需打開加力就能實現超音速飛行,既解決了第三代戰鬥機以超音速巡航飛行耗油量大的難題。又不容易遭敵方紅外製導飛彈的攻擊,可以極大地提高其作戰效能。
鑒予EF2000戰鬥機的性能,部分超過第三代飛機,也有一部分不如第四代飛機。因此,有不少專家們認為:把EF2000列入“三代半”戰鬥機是比較合適的。當然這只是根據目前所掌握的情況作出的判斷,必須到投入使用後,在實戰中才能得到檢驗。