以色列獅式戰鬥機

以色列獅式戰鬥機

“獅”是以色列飛機工業公司已研製出原型機、後因經濟等問題而停止研製的輕型戰鬥機。其首要任務是近距空中支援和遮斷,第二位任務是截擊防空,另外還有教練型。“獅”是為滿足以色列空軍的要求而專門設計的,用以取代以色列空軍的A-4攻擊機、“幼獅”和F-4戰鬥機。該機具有機動性好,能高速突防,一次通過轟炸準確度高等特點。此外,由於採用作戰損傷容限設計,飛機有較高的戰場生存能力。

誕生始末

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以色列於1979年宣布“獅”戰鬥機方案;1981年4月選定普拉特.惠特尼公司的PW1120發動機為“獅”的動力裝置,1982年2月與普拉特.惠特尼公司簽定合作生產契約;1983年6月,以色列與格魯門航宇公司簽定為“獅”研製複合材料機翼和垂直安定面的契約;1986年7月21日,第一架“獅”原型機裝配完畢,1986年12月31日首次試飛。

按計畫,以色列飛機工業公司將研製6架(後改為5架)原型機,前兩架作性能試飛,第三、第四架才安裝全部電子設備試飛。截止1987年8月30日,已出廠原型機兩架,試飛81個起落。由於操縱性不足,現有機翼需重新設計,加大操縱面改善飛機操縱性。

因受國力和航空技術水平的限制,以色列在制定“獅”的計畫時就把希望寄托在美國身上,打算利用美國成熟的科研成果,把經過實用的材料、工藝和系統加以修改用於“獅”上。為此,凡當前和今後都無力研製的項目(如PW1120發動機),因技術所限在當前無力研製的項目(如複合材料機翼、飛控計算機)、凡不必專門研製的項目(如發電機)都轉包給美國公司。

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1979年以色列飛機工業公司提出“獅”戰鬥機方案時確定,“獅”是小型、低成本、綜合性飛機,在以色列空軍的高低搭配中充當低檔飛機,其研製費為5.7億美元,且大部分資金需要靠美國軍援。隨著研製工作的展開,以色列軍方對“獅”提出了更高的要求,研製標準不斷提高,實際上“獅”已發展成為一種對美國戰鬥機外銷市場構成威脅的先進戰鬥機,加之以色列對新技術的研究成本估計不足,故而導至研製費用不斷上漲,按1987年估計已達20多億美元,與此同時,“獅”的單價也從1979年的600~700萬美元上升到1987年2000萬美元左右。研製費用和飛機單價的上漲使以色列內部和美以之間在該計畫上的分歧不斷加劇。在美國的壓力下,以色列內閣終於在1987年8月30日決定停止“獅”的研製。但以色列工業公司仍堅持生產第3架原型機用作發展先進戰鬥機機載設備的技術驗證機。

總體布局

“獅”採用三角翼鴨式布局,以保證具有高機動性。為克服鴨式布局重心前移問題,採用了放寬靜穩定度的主動控制技術。“獅”採用隨控布局設計,有九個獨立的控制面:兩個前翼、兩個前翼襟翼、兩個內側升降副翼、兩個外側升降副翼及一個方向舵,所有控制面均由四餘度電傳操縱系統控制。計畫在今後的發展中,由這些控制面協調動作完成直接力與機身指向控制,使“獅”在沒有俯仰的情況下進行爬升或下滑。

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“獅”通過將發動機深埋,廣泛採用翼身融合設計和複合材料(占飛機結構22%)以降低雷達信號特徵。

為能進行長時間飛行試驗,在原型上安裝了空中加油探頭式受油器,可與以色列空軍的KC-130“大力士”和波音707空中加油機配合進行空中加油,“獅”的生產型只裝伸縮管受油器。

五、六十年代,以色列空軍依主要賴法國提供的戰鬥機。然而,六日戰爭(5-10/6/1967年6月5~10日)後,法國拒絕交付以色列已付款的50架幻影v,因此,以色列決心發展自己的戰鬥機。以色列航空工業公司在幻影v型的基礎上發展了幼獅(KIFR)多用途戰鬥機,並生產了212架。此後,以色列決定在F16的基礎上與美國共同發展“獅”式戰鬥機(lavi)用於替換幼獅。

以色列長年處於戰火之中,她的飛行員經驗非常豐富並且明確知道他們需要什麼樣的飛機。因此,1979年以色列開始發展lavi。

lavi多用途戰鬥機項目開始於1980年2月。lavi主要執行近距離空中支援(CAS)和戰場遮斷(BAI)任務,其次是空中防禦。雙座型用於教練。按照構想,lavi作為一種輕型攻擊機以代替在以色列空軍服役的老舊麥道A-4天鷹,麥道F-4鬼怪II和以色列航空工業公司的幼獅。單座lavi採用F404渦扇發動機,然而不久就發現它不能滿足今後發展的需要,又選擇有更大推力的普惠PW1120渦輪噴氣發動機。較大的推力使lavi可以和同在以色列空軍中服役的F-16相匹敵。

lavi全尺寸發展階段開始於1982年10月。最初設計最大起飛重量為17,000kg,然而研究表明只需要改變少許設計幾乎不增加重量就能使lavi增大載彈量同時價格持平。按計畫,以色列空軍需要超過300架的lavi(包括60架雙座戰鬥機),全尺寸發展階段包括5架原形機(B01-B05),B01和B02為雙座型,B03,B04和B05為單座型。

第一架出廠的lavi是lavi-B-02。lavi-B-01因為要通過最後的結構強度實驗而未能準備好。lavi B-02從外表上看來還不錯,但是內部的電子設備等卻未安裝

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第一架lavi(B-01)於1986年12月31日首飛,試飛員是IAI的首席試飛員MenacachemSchmoll。操縱性的評價非常優秀,具有高度的著陸抗側風穩定性。第二架lavi(B-02)於1987年3月30日試飛成功。B-01和B-02為座位前後布局的雙座型,後駕駛艙安裝了測試裝備,這時還沒有裝備全部的電子設備並進行空氣動力測試。不幸的是,1987年8月30日lavi項目被取消,在此之前,lavi B-01和lavi B-02進行了超過80次飛行。這兩架原型機速度從204km/h到1.45馬赫,最大迎角達到了23度。其它許多系統,包括數字飛行控制系統也進行了測試

第三架lavi(B-03)和後來的幾架lavi原型機(B-04 B-05)安裝了定型後帶有升降舵補助翼的機翼並且後三架原型機有完整的電子系統。lavi B-04和B-05接收最後定型的機翼時,該項目下馬了。

第一架生產型飛機計畫於1990年交付使用,在1992年具備初始作戰能力。如果全力運轉,一個月可以生產12架飛機。lavi將是以色列空軍九十年代最重要的戰鬥機。

結構特點

不可避免的要用洛馬的F-16標準來與lavi進行比較。同F-16相比,lavi更輕更小,發動機推力較小,推重比也略低。lavi採用無尾三角翼鴨式布局,翼面積38.5平方米,比F16的大38%,翼載荷相當低,大約是F-16的三分之二。

動力系統

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lavi採用源於F100的普惠PW1120渦噴發動機,額定推力6,137kg,加力推力9,337kg。按照以色列空軍的說明,PW1120從1980年6月開始研製。它保留了F100的核心機,變速箱,燃料泵,輸油管,和F100相同的數字電子控制系統,僅作了少許修改。PW1120獨特的結構包括寬弦低壓的壓縮機,單級低壓渦輪,單一的加力裝置和輕型的斂散噴嘴。全尺寸測試開始於1982年6月,飛行測試開始於1984年8月。PW1120同F100有70%類似,因此,以色列空軍不需要特殊的零備件。它將按許可證在以色列生產。

IAI將一台PW1120發動機安裝在以色列空軍的一架F-4E(編號 334/66-0327)的右發來研究機身/發動機的結合以提升F-4E,既著名的鬼怪2000計畫,同時為lavi測試發動機。PW1120與安裝在F-4E上的J79-GE-17渦噴發動機相比具有更大的推力,更高的效率。F-4E的結構改變包括修改進氣道,新的動力連線點,新的或修改過的檢修艙門和新的帶綜合發電設備的變速箱和自動剎車裝置。另外,修改了電壓器管理和空氣調節輸送系統,修改了燃料和壓力系統,發動機控制/機身接口。發動機於1987年4月24日裝機試飛。這次測試非常成功,鬼怪2000不用開加力即可超過1馬赫,並且推重比達到1.04(比F-4E高17%)。飛機的橫滾性能提高了15%,爬升率提高了36%,中空水平加速提高27%,低空帶18枚炸彈速度從1,046km/h提高到1,120km/h。這架驗證機於1987年在巴黎航展以編號229展出,國內註冊號4X-JPA。然而,麥道公司拒絕批准這些改進,因為改進後的性能可同F/A-18C/D相匹敵,威脅到F/A-18C/D的出口。

lavi機內燃料容量3330(2722kg),比F-16少16%,然而,據稱這點可以lavi較輕的機體重量和低燃料消耗的發動機來彌補。採用單點高壓的燃料補給系統以實現快速轉換,同時具有夥伴式的空中加油能力。為了完成飛行測試計畫,lavi原型機上也裝備了門閂式加油探測桿。此外,還可在機翼內側攜帶兩個可容納4164kg燃料的2548升副油箱。

電子設備

lavi的電子設備採用了模組結構-可以通過向ElBit ACE-4任務計算機裝載新軟體來升級。其目的是使飛機在其壽命期內不需要對機體結構進行修改。幾乎所有的電子設備都是以色列自己設計的。飛機設計強調機動性和視野以減少在高G和高威脅的環境下飛行員的工作量。大氣計算機由AstronAutics提供。大多數lavi的電子設備已經由IAI在BoeingModel 727上進行了實驗。

先進座艙

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座艙採用氣泡式擋風玻璃,具有良好的視野。但是它可能沒有採用類似F-16大傾斜座椅和雙桿控制,IAI選擇了傳統的垂直座椅和中置控制桿。原因如下,傾斜座椅抬高了飛行員的膝蓋,雙桿操縱有三個缺點:1、大大占用了右舷的空間,使控制臺布置困難,2、在教學中教師無法知道學員的握桿位置,3、如果飛行員右手受輕傷,他就不能駕駛lavi返回基地。而採用中置操縱桿,飛行員可以不太困難的用左手控制飛行。

IAI選擇ElBit ACE-4作為lavi的任務計算機。它同MIL-STD-1750A和MIL-STD-1553B標準兼容,能夠用於顯示、數字雷達、存儲管理和(將來)綜合航空電子設備。其記憶體為128k。

雷達系統

EltA EL/M-2035多功能脈衝多譜勒雷達發展自IAI KFir-C2的EltA EL/M-2021B多功能脈衝多譜勒雷達。EltA可程式信號處理器採用分布嵌入式網路設計,能夠最合理分配計算機的功能,滿足系統和運算的升級需要。

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該雷達還可顯示空中和地面目標的速度方位,並且能夠向飛行員提供飛行地圖。它能夠在46kM的距離上以至少五種空對空模式(AutoMAtiC tArget Aquisition,瞄準,下視,上視和邊搜尋邊跟蹤(TWS))追蹤幾個目標。它還有至少兩種空對地模式(波束銳化地圖繪製/地形迴避和海上搜尋)。在lavi項目被取消後,該雷達被用於多功能戰鬥機的升級。

lavi的這種電子告警系統由EltA和EliStrA設計,它建立在一個主被動綜合的電子測量和電子反置(ESM/ECM)計算機系統上,能夠快速判明威脅並且自動欺騙和干擾敵人的雷達。該系統為內置式,它也能夠用於將來對付更大威脅的敵人雷達。lavi最後將攜帶噪聲和欺騙干擾吊艙。

lavi採用了四餘度的LEAR SiEglEr/MBT全數字飛行控制系統以增強穩定性,並且沒有機械備份。它裝在兩個盒子中,通過兩個數字通路相連。如果一個損壞,另一個能夠提供足夠的控制以返回基地。設計故障間隔時間107小時。該項目於1982年10月完成,並於1988年交付使用。

存儲管理

ElBit選擇於1985年初期開始為lavi發展SMS-86存儲管理系統。該系統採用全計算機控制存儲管理,包括兩個單元。處理器包括一台MIL-STD-1750計算機和兩個DAtA-BuS接口。武器接口單元包括一個同MIL-STD-1750兼容的存儲接口。SMS-86可以管理傳統和精確制導武器。

武器系統

lavi的武器掛架大都採用半保形結構以減少阻力,每邊機翼有兩個固定外掛點(機身內側的一對掛架用於攜帶兩個2,548升副油箱),此外還有一對翼尖掛架和7個機腹下的掛架(三對前後布置,一個位於中軸線上)。主要的空對空武器是怪蛇3,一種以色列設計的短程紅外線導引空對空格鬥飛彈,此外還有一門位於右舷機翼根部的德發552(改良型)機炮。lavi的空對地武器包括AGM-65B小牛飛彈,IAI的加百利ⅢAS,火箭,MK 81,MK 82,MK 83,MK 84,AnD M117炸彈

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“德發”改良型機炮

DEFA 552(改良型)是一種單管,五室,轉膛高射速(1,100到1,500轉/分鐘(rpM))自動航炮。它採用導氣式循環,電子控制和電動擊發的30MM彈藥。子彈帶位於lavi的左側。
30MMDEFA 552火炮由幻影5A戰鬥機運抵以色列,它成為非常有效的火炮。以色列軍事工業公司(IMI)能夠獲得法國的特許授權以生產這種機載火炮,並且它成為了IDF/AF的制式裝備,“一平三下”先進座艙它也被用於裝備達索幻影ⅢCJ,IAI幼獅和麥道A-4。

怪蛇3空空飛彈

當ShAFrir 2在1978年進入以色列空軍服役的時候,RAFAEl的工程師開始發展怪蛇3,設計要求一個更大的彈頭以增強破壞性。該彈採用修改的彈體,外帶更大的高后掠翼和一個新型的搜尋角正負30度的紅外線導引頭。怪蛇3重120kg,工作在紅外或雷達被動模式並可以全向攻擊。其高爆(HE)彈頭重11kg,採用雷射近炸引信。到1982年黎巴嫩戰爭的時候,怪蛇3已經在以色列空軍服役,並且在貝卡峽谷上空同敘利亞空軍空戰的勝利中扮演了重要的角色。它贏得了50次的空對空的勝利。怪蛇3也被出口到中國和南非,並且可能授權中國生產,在中國其被稱為PL-8。

AGM-65在發展於越南戰爭期間,以代替AGM-12 Bullpup。AGM-65B重212kg,有一個改進的電視引導頭,它可以在AGM-65A兩倍的距離上鎖定同一目標。最大射程同目標的尺寸有關。理論上的最大射程為23kM,而實際上有效射程為15kM。高爆彈頭重57kg。AGM-65B為白色,帶一個透明的導引頭,彈體上印有“SCENE MAG”。

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IAI 加百利IIIAS

Gabriel iiias是一種雷達制導的反艦飛彈,於1985年進入以色列空軍服役。GABriEl ⅢAS重560kg,射程33kM,帶重150kg的半穿甲(SAP)彈頭。它採用固體火箭發動機和雷達高度表--控制高度在20M,並且可以從lavi選擇中途路線修正。在末制階段,GABriEl ⅢAS俯衝攻擊目標的水線位置。

炸彈

lavi可以攜帶MK 80系列炸彈(113kg MK81,227kg MK 82,454kg MK 83,和907kg MK84)其高爆戰鬥部占大約50%。

最終下馬

在1983年,lavi項目的開發和生產總計花了6400萬美圓,其中40%由美國政府支付。lavi的價格在1500萬美圓到1700萬美圓之間。研製成本為1370萬美圓,處於較低的水平,因為它採用了大量現成的技術。

甚至在第一架lavi(B-01)首飛前,烏雲已經開始聚集了。1983年,美國政府拒絕提供許多重要設備(例如機翼)的出口許可,並且拒絕繼續向以色列轉讓PW1120發動機,因為一部分是高技術產品。大約80家美國公司通過許可提供技術。1984年,獲得了出口許可。此外,美國政府並不打算提供資金和技術給一個可能威脅到F-16C/D和F/A-18C/D出口市場的戰鬥機項目。美國政府通知以色列,將向以色列提供更加先進的多用途戰鬥機F-15I用以替代lavi。
1985年春天,以色列經濟蕭條,通過國會投票以微弱優勢否決了繼續發展“獅”式戰鬥機,lavi項目最終被取消了。

後期發展

雖然飛行性能測試並未完成,但是它的主要性能至少同F-16C/D相當,甚至部分性能更好。

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按照最初的計畫將使用lavi B-03號原型機作為載體以測試Elta EL/M-2035雷達,Elta/Elistra電子告警(EW)系統,Elta ARC-740全計算機機載UHF雷達系統,Tuman TINS 1700先進慣性導航系統,ElBit SMS-86存儲管理系統,航空數據計算機和其他的一系列國產電子設備.

1987年8月30日,以色列政府取消lavi項目的報告中提到繼續在國防部長基金支持下發展lavi第三號原型機(lavi B-03)以測試適合lavi的電子設備.其目的是滿足該行業和允許將來作為一套完整的體系出口lavi的系統.但是,以色列空軍強烈反對。

中國成都飛機公司的J-10(F-10)看起來同lavi項目非常相似.其原型機於1997年底最後完工,俄羅斯和以色列的公司將為提供雷達,空-空飛彈,空-地武器進行競爭.1998年3月24日,J-10完成處女航。

飛行情況

1989年,一位《國際飛行》雜誌的編輯試飛了lavi,並且發表了他在1991年沙漠風暴期間飛行的體驗。他寫到:“現在,當聯軍在海灣作戰的時候,他們卻沒有他們真正需要的飛機。我所知道世界上最好的飛機卻從未成軍,這是多么可恥的事呀。”

總體數據

動力裝置:一台普拉特.惠特尼公司PW1120加力渦輪噴氣發動機,加力推力82.7千牛(8430公斤)。採用腹部進氣。最大內部載油量3330升,外部載油量5100升。

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機載設備:埃爾塔(EltA)電子工業公司的子戰防衛系統;埃爾塔公司的EL/M2032多模態脈衝都卜勒雷達(1991年裝於第3架原型機上作技術驗證);休斯公司寬視角全息平視顯示器,顯示計算機和SMS-86外掛管理系統與MIL-STD-1553數據匯流排兼容;埃利斯拉公司的雷達警戒接收器;大氣數據計算機;塔曼(TAMAn)公司的機載導航系統;利爾•西格勒/MBT公司的具有增穩特性的四餘度數字式電傳操縱系統;臘達(RADA)電子工業公司的MIL-STD-1750十六位中央處理機等。

機載武器:裝一門30毫米“德發”機炮。機翼下有4個外掛點,可攜帶空-地、空-空飛彈、炸彈、火箭和其它外掛物,內側的一對可掛副油箱。機身下有7個外掛點,可帶6枚MK80系列炸彈,兩個翼尖掛點各帶1枚紅外空-空飛彈。最大外掛載荷7269千克。

尺寸數據:翼展:8.78米;機長:14.57;機高:4.78米;機翼面積:33.05平方米;主輪距:2.31米;前主輪距:3.86米;

重量載荷:正常起飛重量:9990千克;最大起飛重量:18370千克;空戰重量(機內半油加2枚空-空飛彈):8324千克;最大內部載油量(可用):2620千克;最大外部載油量:4160千克;最大外掛載荷:7269千克;最大使用過載:-3g~+9g;推重比(作戰):1.07

性能數據:最大平飛速度(高度11000米以上):M1.85;低空突防速度;(帶2枚紅外飛彈和8顆MK117炸彈):997公里/小時;(帶2枚紅外飛彈和2顆MK84炸彈):1106公里/小時;盤鏇角速度;持續(高度4575米,M0.8):13.2°/秒;瞬時(高度4575米,M0.8):24.3°/秒;最大橫滾速率:300°/秒;作戰半徑;空-空任務(作戰巡邏):1850公里;空-地任務(帶2顆MK89炸彈)(高-低-高):2130公里(低-低-低):1110公里起飛滑跑距離:305米

參考文獻

http://www.wpeu.net/article/Article.asp?ArticleId=2009

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