舰载机进入挂弹着舰时代

“没用上的弹药就得丢弃,这些浪费很让纳税人心痛!”

——美***海湾战争相关报告

扔导弹“伤不起”

对于舰载机而言,在航母上降落时为保证着舰精度,采用了大下滑角不拉平着舰方式,其下沉速度更大,再加上阻拦制动附加的下沉速度,因此对着舰重量控制有更高的要求。

为了控制着陆(舰)重量,不管是民用飞机还是***用飞机,都把放掉多余的燃料做为控制着陆(舰)重量的重要手段,因此在机上设置了快速放油装置,但挂载的弹药作为附加重量仍会对飞机降落时的安全构成威胁。

作战飞机的弹药总有没用完的时候。纵观世界空战史,避免挂弹着陆一直是各国空***的共识!机翼上和弹舱中挂载的弹药会尽量扔出去。一般而言,在战争状态下炸弹很“廉价”,因此二战中的作战飞机返航几乎没有挂弹降落的习惯;和平时期也很难出现带炸弹降落的情况,因为在训练中目的明确,一般不会出现用不掉的情况。舰载机对着舰重量的要求更严,因此着舰前扔掉炸弹已经成为惯例,既使是在战后十几年间,不挂弹着舰也是严格的条令。

进入导弹时代后,陆基战斗机依靠拉杆降落,以及空空导弹比炸弹轻的特点,轻松化解了带弹降落问题,但舰载机却仍然遵循着不挂弹降落的传统。美国海***最早认识到了挂弹降落的意义,早期的空空导弹相对于炸弹,其价格绝对是天价!昂贵的导弹随便就丢弃真有点“伤不起”,好在当时挂载的导弹少,美国海***开始逐渐允许舰载机挂载空空导弹着舰。

在1991年海湾战争时,舰载机携载的精确制导弹药比例越来越高,仅依靠使用管理条例来避免弹药剩余是不可能了。在战后美***关于海湾战争的报告意强调“没用上的弹药就得丢弃,这些浪费很让纳税人心痛”。

在此背景下,美国海***必须要认真考虑舰载机的挂弹着舰问题了。

被挂弹着舰毁掉的……

其实在二战中舰载机就已经面临挂弹着舰的情况!与陆基飞机不同,航母在海上作战消耗巨大,一般来说第一次出击的机群携载弹药就有可能达到舰上储存弹药的1/3。由于海上补给相对困难,在找不到目标返航时就要把宝贵的弹药——尤其是鱼雷丢进大海,这肯定会让使用者心疼。该问题对那些并不算富裕的参战国来说就更显重要,太平洋战争中的日本舰载机为此进行过多次带弹着舰,甚至有一次还是在傍晚可见度不高的情况下带着鱼雷着舰。

战后发展的第一代喷气式舰载机着舰速度基本上在170千米/小时左右,第二代喷气式舰载机达到250千米/小时,目前各国使用的第三代喷气式舰载机(即通常所指的第四代战斗机)强调机动性,但着舰速度仍保持在250千米/小时。需要指出的是所谓“最佳”着舰速度是在不带弹或少带弹前提下的数据,事实上大多数舰载机在设计时就没有考虑挂弹着舰。

当美国海***对新一代舰载机的研制提出挂弹着舰要求时,研制单位发现实现这一点并不像想象中那么容易。例如A-12隐身舰载攻击机胎死腹中,挂弹着舰的要求就是原因之一!美国***方对该机特意强调必须能携带大量的精确制导炸弹着舰,这就迫使设计师必须大幅强化机体结构,以承受降落时的冲击。该机可以算是第一种将挂弹着舰做为严格指标来设计的舰载机,其后果就是重量失控,由此导致追加预算被国会弹劾,五角大楼最终在还没有舰载攻击机换代机型的情况下就将A-12项目取消了。

与A-12相比,F/A-18E/F要幸运得多,“超级大黄蜂”是第一种强调挂弹着舰的改进型舰载机。然而也正是因为强调这一点(当然也包括隐身),让该机到最后实际上成了一种几乎全新设计的飞机,与原型机F/A-18C的通用性甚至不到20%,可想而知这么低的通用性肯定会带来研制与保障成本的增加。

美国海***的下一代舰载机F-35C从一开始就被要求必须可以挂弹着舰,此要求后来对F-35C的研制影响巨大。这从该机与“兄弟机”之间的重量对比就可以看出来!JSF计划最初启动时曾提出F-35C与陆基及垂直起降型的通用性达到80%以上,但在以后的研制过程中,美国海***将挂弹着舰的标准“不断提高”。为了能携载高达4吨多的弹药返舰,F-35C的机翼面积越来越大,尾翼面积不断增加,起飞重量急速攀升!F-35A空重为13 300千克,C型空重达到15 800千克,足足高出前者2 500千克。之所以有这么大的差距,除了F-35C要满足航母上的弹射及阻拦着舰需要外,挂弹着舰绝对“功不可没”。其最终结果是F-35C与F-35A的通用性只有不到70%,这样的通用性恐怕已经没什么意义了。通用性主要表现在机身、机翼及起落架上,其他部件要么本身就具有标准化特点,要么可以作为机载模块安装。从这个角度来说F-35项目的通用化设计基本上算是失败了。

挂弹着舰排行榜

现代舰载战斗机的设计特点是内油系数高,燃料占起飞总重的比例大,这意味着挂弹着舰能力要比上代机高出不少。需要注意的是,那些带弹着舰能力强的舰载机一般都具有较大的总机翼面积,能够在低速飞行的机体下沉过程中提供足够的缓冲升力,从而减少着舰冲击。

美国海***的F-14“雄猫”是世界上第一种第四代战斗机。该型机尺寸巨大,机翼面积达52.46平方米,空重为18 191千克,“作战空重”(除去外挂载荷后的全机重量)超过20 000千克,最大着舰重量23 510千克,因此可以估计该机的带负荷着舰能力为3 500千克,扣除大约800千克左右的复飞燃料,该机的带弹降落能力大约是2 600千克。该机最多可携带6枚AIM-54“不死鸟”空空导弹,这是一种重型远程空空导弹,发射重量443千克,带6枚时外挂重量就达到2 658千克,正好与刚才的推算值吻合。但实际情况却证明上述推算存在较大误差,相关材料表明,F-14通常挂载不超过4枚AIM-54巡航,如果需要挂满6枚导弹执行任务,返航时也最多只能携带4枚导弹着舰,也就是说有可能需要将多余的两枚导弹扔进海里。这的确很可惜,要知道一艘“尼米兹”级核动力航母一般也只库存96枚“不死鸟”。

苏-33是第一种为满足滑跃起飞需要而专门设计改装的舰载机,为降低起飞速度特意增大了机翼面积,还增加了前翼。按道理应该具有很强的带弹降落能力,但由于该机是从苏-27发展而来,后者特别强调空气动力均衡载荷支持机体重量,这样的设计非常不利于对抗舰载机的降落阻拦集中冲击载荷,因此陆改舰极大地增加了结构空重,导致该机的挂弹着舰能力实际并不突出。苏-33空重19 600千克,飞行员、炮弹、滑油(简称“人油弹”)重量假定400千克,在考虑600千克备用燃油(根据F/A-18C昼间降落备用燃油标准400千克推算)情况下,正常着舰重量为22 400千克,最大着舰重量24 500千克。以正常着舰22 400千克计算,实际留给外挂的重量只有1 500千克。4枚R-73近距空空导弹重440千克,挂载翼下的那两枚还要加上挂架重量80千克。由此推算,在正常着舰重量限制下,苏-33能带6枚R-73导弹着舰,考虑到上述F-14带弹着舰能力评估的误差,这里没有用最大着舰重量,而采用了正常着舰重量,推算结果应该相对准确。据说该机起飞时最多能携载12枚R-73,这意味着在某一天有可能发生把6枚导弹扔进大海的情况。中国的歼-15同样是从苏-27发展而来,该机与苏-33的气动特点及综合性能相似,因此有理由认为歼15的挂弹着舰能力与苏-33相当。

再来看看“阵风”M。与F-35C一样,该机在设计时即已充分考虑了挂弹着舰。“阵风”M尺寸不算大,不过全动式鸭翼提供了额外的可控升力。该机结构空重为9 670千克,与最大起飞重量有很大“差距”,这得益于三角翼布局结构较轻的缘故,加上“人油弹”及其他设备后的“作战空重”约为11 600千克,而其在“戴高乐”号航母上的最大着舰重量为15 700千克,这意味着该机的挂弹降落能力为4 000千克左右,与还未服役的F-35C相当,在现役舰载机中算是非常顶尖的表现了。不过“阵风”的外挂能力也很强,正常外挂重量6 000千克,最大8 000千克,也就是说在极端情况下还是需要扔掉一半的弹药后才能着舰。

F/A-18E/F是第一种真正把挂弹着舰做为设计指标的舰载机,其设计特点提示了解决挂弹着舰的一种技术途径。该机沿袭了原型机的超大比例延伸面,完全保持了低速情况下的高攻角稳定飞行性能,而且将延伸面加大了35%,垂直尾翼面积加大15%,方向舵加大54%,可动角度则比C/D型增加10度,达到40度!这种设计的出发点就是为了提高低速时机翼升力与控制性,因为在降落时方向舵都向内偏转,可产生抬头力矩,同时又提供阻尼力,可以在不增加下滑速度的情况下让发动机处于较大功率。F/A-18E/F在机体结构上最大的改变就是主翼,尽管外型与C/D型相差不大,但机翼面积增大了25%,结构也大幅强化,这使得该机的外挂总重量提高20%,达到7 700千克。以上努力使F/A-18E/F的进场速度比C/D型降低了8节,降落时允许的外挂重量从C/D型的2.5吨提高到4.5吨。

由于无人机的优势和局限性,未来舰载机将很可能再次出现早期战斗机与攻击机分工的趋势,小型化弹药将成为舰载机的主流武器。采用飞翼布局的无人攻击机升力足够,在解决挂弹着舰方面基本上不存在任何技术困难,从美国的X-47B来看,该机内部载油量很大,其最大起飞重量略超过20吨,但空重只有6吨多,这主要是省去了一切和人有关的重量开销。再考虑到载弹量只有2吨多,毫无疑问,当把燃料消耗完时,超大翼面积以及超轻的飞翼结构使得X-47B根本不会面临带弹着舰困难。

舰载机进入挂弹着舰时代

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