AdminF-117“夜鹰”是美国洛克希德公司下属“臭鼬”工厂的产品。“臭鼬”工厂一直负责美军绝密航空研制计划,如U-2、SR-71等。F-117是一种单座战斗轰炸机。是世界上第一款完全以隐形技术设计的飞机,它的原型技术直接来源于拥蓝(Have Blue)计划。设计目的是凭隐身性能突破敌火力网,压制敌防空系统,摧毁严密防守的指挥所、战略要地、工业目标,可执行侦察任务。该机被美军运用在多次局部战争中,取得了诸多重大战果。目前该机正逐步退出美军现役部队。
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1 研发历程
2 隐身技术
3 设计思想
4 结构特点
5 武器配置
6 动力系统
7 战争表现
8 退役原因
9 不足之处
10 战机参数
11 相关词条
12 参考资料
美国F-117隐形轰炸机-研发历程
F-16
本世纪60年代末、70年代初是美国军用飞机(尤其是战斗机)发展的高峰。目前美国空、海军现役的主力战斗机,差不多都是那时候研制的,例如F—14、F—15和F—16战斗机均为70年代初问世,只有F/A—18稍晚一点。美国人发展军用飞机,往往始一种新型号出现后,马上就开始考虑它的后继机,有时甚至还要提前。隐形战斗机的研制就是从那时候开始萌芽的。后来,美国国防部高级研究计划局提出了一个称之为“海弗兰”的隐形战斗机研究计划,要求有5家主要合同商参加。
起初,洛克希德飞机公司并未被列于这5家之列。原因是说该公司缺少现代战斗机的设计经验。实际上,洛克希德是一个老牌的飞机公司,创始于1916年,先后研制出P—38、F—80、F—104、C—130和SR—71等一系列优秀军用飞机,有些甚至是世界名机。近年来,虽然没有再搞战斗机的研制,但一直在独立地进行隐形技术的研究。由于洛克希德具有实力,而且在隐形飞机的研究上先行了一步,因此经过努力,终于被挤进了“海费兰”计划,并最后在原型机的竞争中获胜。
美国F-117隐形轰炸机
“海弗兰”计划始于70年代中期,先搞了两架小型原型机进行可行性试验。这两架小型原型机也叫“海弗兰”,装两台发动机,采用奇特的多面体外形。这种外形设计的依据,主要来源于一个计算飞机雷达反射截面积(RCS)的数学模型。因为计算雷达反射截面积,平面外形比曲面外形要容易些。没想到这一数学模型真的得到了应用。“海弗兰”原型机的放大型就是F—117A,1978年由洛克希德“臭鼬工厂”开始研制。研制工作进展顺利,1981年6月首飞成功。
1983年10月进入托诺帕试飞基地的第4450战术大队服役(现为第37战术战斗机联队)。美国空军共订购59架,现已全部交付,并无后续采购计划。59架中有4架分别于1982年、1986年和1987年及1997年坠毁。59架F—l17A飞机总耗资将达66亿美元,计划价格为1.112亿美元。
美国F-117隐形轰炸机-隐身技术
F-18战斗机
在F-117A的研制中,为了降低风险,采用了许多成熟的技术、部件和设备,例如:F-16战斗机的4余度电传操纵系统和M362F火控计算机;F/A-18战斗机的平视显示器和多功能显示器,F404发动机;B-52轰炸机装备的SPN/GEANS惯导系统;以及环控系统、通信及导航设备、液压附件和ACESⅡ座椅等。
但在服役后,美国空军和洛克希德公司立即着手进行全面改进F-117A飞机的工作。主要改进项目有:改装新的航空电子设备和发动机排气系统,更换起落架、轮胎及刹车装置,用复合材料垂尾取代金属垂尾等。
美国F-117隐形轰炸机-设计思想
美国F-117隐形轰炸机
在F-117的设计中,其外形的设计已不能仅从常规气动力(如升力和阻力)角度来考虑,而必须把外形与隐形联系起来,尽可能做到二者统一。单绝对的空气动力系统考虑也使该战鹰丧失了不可弥补的机动性能!它所独有的外形和朝高速,注定该战鹰一出世就被各过所关注!但是,由于过多的考虑隐身,所以,飞机的视野非常狭小,再加上雷达的性能不佳,致使该款战机只有57架!并与2007年彻底停产!前据介绍F—117A飞机的RCS值只有0.001、0.01平方米(沿方位BCS值),比一个飞行员头盔的RCS值还要小。如此小的RCS值,部分是由于F—117A采用了各种吸波(或透波)材料和表面涂料,但更主要的是由于它采用了独特的多面体外形。
比如,一般来说地面雷达和机载雷达的探测角大都处于飞机轴平面的正负30度范围之内,所以设计师们把F—117A大部分表面的倾角都设计成大于30度,这样就可以将雷达波偏转出去,而避开辐射源。设计师还把F—117A机身表面和转折处设计成使反射波集中于水平面内的儿个窄波束,而不是象常规飞机那样全向散射。这样就能使两波束之间的“微弱信号”与背景躁声难以区别。这种波束很窄,以致于雷达不能够得到足够连续的回波信号,而难以确定是飞机目标,还是瞬变噪声。
美国F-117隐形轰炸机
在对待一些小部件的设计上,设计师也作了周密考虑。如座舱盖接缝、起落架舱门和发动机维修舱门,以及机头处的激光照射器边缘都设计成了锯齿状嵌板,并让这些锯齿边缘与上述某窄波束方向垂直,这样其反射汲就不会形成另外的波束,而与该窄被束方向一致。
为了防止雷达波进入进气口,设计人员除对发动机进行了专门处理外,重点对进气口进行了特殊设计。进气口用相距1.5厘米的吸波复合材料格栅屏蔽起来,以防止雷达波直接照射到具有强反射特性的发动机风扇叶片上。F—l17A的进气口高约0.6米,完1.5米左右。这么大尺寸的进气口,一可以绘发动机提供进气,二可以提供冷却空气。冷却空气从进气口旁路通过,在尾喷口处与发动机的排气混合,然后排出去。这样做,可大大降低发功机的排气温度,减少红外特征。此外,F—117A还采用了V形尾翼(全动式)、埋入式武器舱、可伸缩的天线等。总之,这一切都是为了减小飞机的RCS值,达到隐形的目的。
美国F-117隐形轰炸机-结构特点
F-117轰炸机空中加油
F—117A是一种高亚音速的战术飞机,装两台F404—GE—FID2涡扇发动机。几何尺寸与F—15战斗机相当。概括起来,F-117A有两个特点:一是外形奇特,二是机载武器和设备通用性强。F—117A的外形与众不同,整架飞机几乎全由直线构成。连机翼和V型尾翼也都采用了没有曲线的菱形翼型,这在战斗机的设计中是前所未有的。对于F—117A的进气口为“网状格栅隐蔽”式,尾喷口为沿展向的“开缝”式(也有人称其为“口琴”式喷口)。没有采用推力矢量控制技术。两侧发动机短舱—止部装有辅助进气口。之所以这样设计,美国空军官员解释说:由于气流通过格栅式逃气口会产生压降,因此发动机效率会有所损失,但在大迎角和侧滑飞行的情况下,格栅式进气口可为发动机提供均匀的气流。辅助进气口只在起飞和复飞时打开使用。
F—117A可进行空中加油,加油口位于机身背部。全机干净利索,没有任何明显的突出物,除了机头的4个多功能大气数据探头外就连天线也设计成可上下伸缩的。此外,座舱益框架、起落架舱门和炸弹舱的边缘以及机身后部的平面形状均做成锯齿形,这些便构成了F—l17A的独特外形。F—117A的最大重量为23835千克。内部武器舱长4.7米,宽1.75米,可携带2枚900千克的BLU—109激光制导炸弹,也可带AGM—88A、AGM—6S空对地导弹和GBU—15炸弹等。这些武器其它多数战术战斗机均可使用。
电光瞄准系统
F—117A的机载设备也具有很强的通用性,很多都是其它飞机现成或稍加改进就可以:用的东西。其中包括F—16的4余度电传操纵系统,C—130的环境控制系统,F—15的刹车装置,F—15、F—16和A—10的ACES2弹射座椅,以及与其它飞机通用的通信、导航设备和保障系统笺。就连动力装置也与海军的F—18具有较高的通用性;这样做,既可降低成本、减少风险、加快研制进度,同时也易于维护使用。
据美国空军官员说,F—117的维修勤务与F—15及F—16类似。其维修费用也与其它战术飞机差不多,只比麦道公司的F—15战斗机略高。在飞行训练方面,F—117A从1983年10月开始装备部队以来,已有175名飞行员飞过这种飞机。据说,凡是飞过F—117A飞机的飞行员都认为该机的起飞、着陆和其它飞行性能都不错。当然,从另一个角度来看,也可以说F—117A并不是什么都是全新的东西。
美国F-117隐形轰炸机-武器配置
AIM-120导弹
F-117A战斗机的所有武器都挂在武器舱中。武器舱长4.7m、宽1.57m,可挂载美国战术战斗机使用的各种武器,如AGM-88A高速反辐射导弹、AGM-65“幼畜”空对地导弹、907kg口径的GBU-10/24/27激光制导炸弹、GBU-15模式滑翔炸弹(光电制导)、B61核炸弹和空对空导弹等。
火力配置方案包括,1、F-117A挂载两枚总重约1860kg的907kg口径的激光制导炸弹时的作战半径为1100km(595nm);
2、F-117A挂载两枚总重2270kg的GBU-15光电制导炸弹时的作战半径为926km(500nm);
3、2枚AIM-9L/M/R“响尾蛇”空对空导弹和1颗B61核炸弹。
GBU-27/28激光制导侵彻炸弹,是美国空军的隐身攻击机F-117A在1991年的海湾战争中,用来攻击伊拉克地下掩体、指挥中心等坚固目标的新型高效侵彻炸弹。GBU-27/B是“宝石路”ⅢGBU-24激光制导炸弹的改进型,于80年代中期开始改进,1988年开始进入空军服役,1991年首次大量用于海湾战争,其弹药消耗量占有限库存的60%,1992年美国空军重新订购1300颗GBU-27/B,以补充其库存。
美国F-117隐形轰炸机-动力系统
美国F-117隐形轰炸机
F-117的动力系统同样专门为隐身做了细致周全的考虑。该机采用两台GE通用电气公司的F404-GE-F1D2不加力涡扇发动机,单台推力48千牛(4898公斤)。矩形进气道配有2.5×1.5厘米的金属加热网,可以防冰,更重要的是可减小进入进气道内的雷达波。辅助进气门位于同一水平面内靠后一点的地方,部分冷气绕过发动机与排气混合进行冷却。后机身有呈“鸭嘴兽”嘴巴形状的窄缝发动机喷口,1.65米长,0.10米高,下唇口较长,上面贴有航天飞机使用的那种防热瓦,喷口内有11片垂直的导流片。下边缘有向后上方翘起的斜板,减弱了机尾后的雷达反射,对红外辐射也有遮挡作用。
通过与冷空气的充分混合,排气温度仅有66℃,大大提高了红外隐身效果。埋入式涡扇发动机和特殊的进/排气装置,使发动机噪音大为降低,具有一定的声隐身能力。为减小发动机压气机叶片、进气道和进气口的雷达反射,进气口还加装了复合材料隔栅,其电阻率由内向外渐变,以便与自由空间电磁分部规律匹配。发动机装有由森德斯特兰德(Sundstrand)公司研制的空气涡轮启动器。在座舱后部有可收放空中加油受油口,在座舱顶部有夜间加油照明灯。此外F-117的内部武器舱可选挂副油箱。
美国F-117隐形轰炸机-战争表现
海湾战争
1989年12月20日,美国入侵巴拿马。为了支援美国防军别动队在巴拿马里奥阿托的空降作战,空军首次出动了F—l17A隐形战斗机参战。20日消展,英国第37战术战斗机联队的6架F—117A,从内华达州的托诺帕基地起飞前往巴拿马。中途飞行18个小时,经过4、5次空中加油,才飞到目的地。当飞机飞过里奥阿托上空时,其中2架F—l17A轰炸了里奥阿托军营,各投下l枚900千克的激光制导炸弹。这两颗炸弹并没有直接扔在兵营内,而是投在兵营附近的一片开阔地上。这样做据说是旨在使效忠于诺列加将军的军队“惊慌失措,以削弱其战斗力”,而不是为了消灭他们。另外4架F—I17A,有2架留作备用,2架中途返回基地。
美国军方认为,F—117A的这次行动是成功的,在军事上,该机的轰炸确实在巴拿马国防军中造成了混乱削弱了对方的战斗力,为美军突击队的空降减少了障碍。另外对飞机而言,经历了一次实战考验。美国空军也认为,这次行动证明F—l17A使用装在尾翼上的激光制导装置可精确地轰炸目标。此外,他们还有一种想法,就是利用F—117A的这一次作战来证实美国在隐形飞机研制上投入大量资金是值得的。
而经过了海湾战争之后,F-117所起的不可磨灭的特殊作用已使它名扬四海。1989年12月20日,美国在武装入侵巴拿马时首次动用了6架F-117A隐身战斗机。当时预定攻击两个目标,用两架飞机突击1个目标,两架作为预备队。它是多国部队唯一突入巴格达市区进行攻击的机群。巴格达被击毁的目标中,95%是被F-117A飞机用激光制导炸弹击毁的。
被击落的F-117
1999年3月27日,北约对南联盟空袭进人第4轮。20时左右。一架尾翼上编号为AF-82-806的美国空军的F-117隐形战斗机在结束投弹后返航。它呼啸着飞过南斯拉夫首都贝尔格莱德以西洲60公里的布加诺维奇小村时,不知什么东西从村旁山峦起伏的发射阵地上腾空而起,准确地击中了这架隐形战机。被击中的F-117像挨了一记闷棍一样,突然间机身一抖,失去平衡,难以控制。飞行员十位老手,他一面控制飞机向西方靠近北约驻意大利基地的方向坠落,以期便于逃生和营救,一方面向美空军特种部队的EC-130电子指挥发出遇险信号,当他看到警告跳伞的红灯频频闪烁,并发出了刺耳的警报声后,才启动弹射座椅的按钮,弃机而逃。3月28日,南联盟电台、电视台及报纸报道了这条震惊美国朝野的爆炸性新闻,各国新闻媒体也为之做了大量的报道。这些传闻虽然使F-117声名狼藉,但也使其家喻户晓。可是不管媒体怎样炒热这条新闻,南联盟始终闭口不淡是用什么武器击落F-117的。于是,在世界上流传着各种说法,有说是老式的SA-3导弹击落的。有说是SA-6导弹击落的,也有说是被SA-13导弹击落的,等等。
美国F-117隐形轰炸机-退役原因
米格-25截击机
F-117起初研制的原因是以冷战作为背景。当年,美国为了使核弹轰炸机突破苏联防线,尝试了各种办法。具体有两种:1.战机低空避开雷达探测入侵;2.研制高空超高音速轰炸机进攻。然而苏联人在低,中,高空,分别设置了火炮,导弹和高空截击机,几乎无懈可击。令美国人大为头痛。
此时,F-117出现了。独特的棱角外形加上吸波涂料,使得F-117很难被探测到。这样,由F-117挂载导弹第一波摧毁敌军雷达设施,其后轰炸机就可以长驱直入了。
海湾战争F-117作为急先锋,表现更是出众,美国军方大量装备。可谓“一招鲜,吃遍天”然而F-117作为第一代隐形战机,技术并不是很成熟。由于主要靠棱角外形反射雷达波,在进攻前都要预先定制进攻飞行路线和角度,一旦有所改变,隐形便告失效。加上空袭南联盟时,捷克已造出可以探测F-117的雷达,导致一架F-117被击毁落。
F-22
其实,F-117为了隐形牺牲了气动外形,没有超音速飞行能力,同样为了隐形,武器挂载只有两枚内置对地导弹,无空战能力。任何一架二代以上飞机均可致其于死地。此后,美国也加强了隐形战机研究(后来诞生了F-22、B2)。自9.11美国反恐战争以来,F-117终于落得尴尬下场,地方的武装极为落后,根本没有探测雷达,也就没有隐身必要。而且让一架低速飞行的F-117冒着被敌军火炮击落的危险,去用导弹击毁沙漠中的一座敌军帐篷(这已经是敌军大本营了),实在不格算。
本着实用主义原则,美国空军于2006年开始逐步退役封存F-117,至2008年4月21日,F-117A在执行完最后一次任务后,退出现役(这四架F-117A将于2008年11月从新墨西哥州飞往内华达州机场)。至此,F-117服役时间长达27年,第一代隐形战机就此落下帷幕。
美国F-117隐形轰炸机-不足之处
F-18战斗机
F-117虽然是先进的隐身战斗轰炸机,但并不是非常彻底的革新设计。例如为降低成本和研制风险,早期的F-117A上采用了大量现有设备,如飞控计算机是F-16A/B的,导航系统源自B-52的,发动机来自F/A-18的,起落架为F-15的。但后来洛克西德在美空军的要求下,逐步提高F-117的性能。
第一阶段的工作始于1984年,用IBM公司的AP-102取代了台尔柯公司的M362F计算机,第二阶段的改进工作对座舱进行了改进,并加装了霍尼韦尔公司的多功能显示器、三维飞控管理系统和活动地图等。第三阶段的改进工作于1992年试飞,机上安装了新的红外捕获与指示系统(IRADS)、霍尼韦尔公司的环形激光陀螺惯导系统和柯林斯公司的GPS系统。
海湾战争后,F-117A深受美国空军的青睐。之后由于隐身攻击机A-12计划的取消,B-2的大量削减,美军对F-117A更加倚重。F-117有许多缺点,这主要是设计时以隐身性能为首要考虑而造成的。如例如速度慢,机动能力差,这主要是因为机身结构、布局为照顾隐身需要,气动性能不佳,发动机则推力减小,并且无加力。尽管如此,但作为世界上第一种隐身战斗轰炸机,已经“名垂青史”。
美国F-117隐形轰炸机-战机参数
美国F-117隐形轰炸机
机长:20.3米
机高:3.8米
空重:23,625千克
翼展:13.3米
机翼面积(估计):105.90平方米
空机重量(估计):13608千克
最大起飞重量:23814千克
内部武器重量:2268千克
正常最大使用速度:M0.9
起飞速度(正常战斗重量):306千米/小时
着陆速度:227千米/小时
作战半径(不空中加油,载弹2268千克):1112千米
限制过载: 6g
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