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美国F-16“战隼”轻型战机研制背景(附图)

http://jczs.sina.com.cn 2005年12月29日 09:01 舰船知识网络版
美国F-16“战隼”轻型战机研制背景(附图)

希腊空军新购买的F-16C和F-16D型战斗机

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  F-16原本是美国通用动力公司研制的低成本、单座轻型战斗机,第1种行产型于1979年1月进入现役。几经改进,前后有A、B、C、N、R、XL、ADF和AFTI/F-16、F-16/J79、NF-16D等11种型种,有些型别的最大起飞重量已近20吨。截止到1996年已生产了3500架以上,装备了17个国家的空军和海军。

  F-16C/D是F-16战斗机的主要型别。1984年7月开始交付给空军。武器系统包括AN/A
PG-68多功能雷达、广角平视显示器、任务计算机等火控设备和20mm M61“火神”6管炮、AIM-7“麻雀”以及AIM-9“响尾蛇”空对空导弹、AIM-120先进中距空对空导弹、AGM-65“幼畜”空对地导弹、反辐射导弹和各种炸弹等武器。D型是C型的教练型,1983年首飞,1984年9月开始交付给空军。目前C型和D型共约生产了1780架。

  F—16原型机于1974年2月首飞成功,逐渐成为美国空军的主力歼击机种之一。虽然F—16单价为2000万美元,仅为F—15的一半,但其总体性能并不比F—15差多少,除了载弹量等个别指标低于F—15外,因研制晚于F—15,其他的指标甚至要优于F—15。

  研制背景:

  70年代中期,越南战争全面爆发,美国的第二代战斗机F—4等投入实战。这代飞机的特点是强调高空高速性能和多用途,对机动性能重视不够。从实战效果来看,第二代战斗机研制并不很成功;甚至可以说走了一段弯路。这倒并不是说它的技术水平和性能没有提高,也不是研制工作本身有问题,而是由于对作战方式的预测与实际情况不符。于是,美国从60年代中后期就开始考虑研制第三代战斗机。

  第三代战斗机有以下一些主要设计特点:

  (l)有优良的飞行性能,强调中低空跨音速机动性能和远程作战能力;

  (2)机载电子设备先进,有良好的全天候作战能力,下视下射能力大为提高;

  (3)机载武器毁伤威力强。有相当强的近战火力,还普遍配备了中远距全向全高度拦射导弹;

  (4)突出空战能力,但也多兼有良好的对地攻击能力;

  (5)飞机的可靠性和可维护性能好,改进发展潜力大。

  F-16在设计制造之初,就采用了不少新的技术,这在当时来说,也是甚为先进的。

  这些新的技术主要有:边条翼。沿前机身装有大后掠角、前缘锐利的边条翼,在机翼和机身连接部分提供可控涡流,因而即使在大迎角时也可保持附面层不分离,提高了升力和安定性。前缘机动襟翼。这种襟冀使机翼翼型有可变弯度,在持续大过载转弯中能提高升阻比。翼身融合体。F—16的外形据说是从50多种方案中挑选出来的,特点是机翼机身结合处经过仔细整流,使之平滑过渡,融为一体。主要优点是减小波阻,提高升阻比和跨音速颤振边界,增强刚度,使飞机具有良好的机动性。并且增大机内容积和减轻飞机重量。

  高过载座舱。普通座椅向后倾斜12一13度,而F—16采用高过载座舱,其座椅向后倾斜30度,脚蹬提高。这种姿势能提高飞行员抗过载能力至少0.6-1G,一般均可承受到9G,超过原来允许的7.3g。此外,还可以维持飞行员的视觉功能。电传操纵系统.主要由信号转换装置、飞行控制计算机、电缆和动作装置组成。这种操纵系统是将飞行员发出的操纵信号,经过变换器变成电信号,再通过电缆直接传输到自主式舵机劝一种系统,优点是结构简单,体积小,重量轻,易于安装,维修,改善了飞机操纵品质,提高了操纵系统的可靠性,减轻了飞行演的工作负担。

  放宽静稳定性。采用放宽静稳定性技术,即放松了对静稳定性的严格限制,气动中心可以很靠近重心,也可以重合,甚至在重心前面。飞机的静稳定性则变得极小或不稳定.因而飞机在低速飞行时静稳定度是负值,飞行时主要靠“增稳系统”自动控制舵面,保证稳定飞行;在高速飞行时,飞机的静稳定度才为正值。这样做的优点是可减小尾翼尺寸,降低结构重量和阻力,改善飞机的操纵性和机动能力。

  使用复合材料。 F—16飞机的尾翼采用复合材料,比采用铝合金材料的尾翼轻30%。

  F—16飞机的座舱它采用气泡式座舱盖,飞行员的视界很宽,其上半球的视野达36O度,侧向为260度,前后为195度,侧下方40度,前下方15度。飞行员的坐椅能向后倾斜30。这有利于提高飞行员的抗过载能力,据称其短时间的抗过载能力可达8—9g。为便于飞行员在身体后倾状态下操纵飞机,F—16采用了前所未有的“侧杆”方案,即将驾驶杆装在坐椅的扶手上。这样也提高了在高机动环境下,驾驶员对飞机的控制能力。 这使 F—16具有结构重量轻,外挂载荷大,对空和对地作战能力比较好等特点。

  由于F—16飞机的气动布局先进;

发动机的推重比高,因而其飞行性能、尤其是机动性能是相当不错的。F—16的最大飞行速度与大多数第二代战斗机差不太多,约在M2左右;但其最大飞行表速大,可达1480公里/小时。由于F—16飞机的推重比大、翼载荷低,因而机动性能相当好。F—16在M1.5前的水平增速性能是相当好的。在高度6000米时,从 M0.9增速到M1.2仅需19秒钟,增速到M1.5需48秒钟。F—16的可用升力系数较大、翼载荷又低,所以瞬时盘旋角速度较大。超低空低速飞行时,其瞬时盘旋角速度可达25.5度/秒。稳定盘旋性能也较好,在飞行速度为M0.7时,其盘旋半径仅为650米。当飞行高度超过11000米、特别是进行超音速飞行时,其盘旋性能下降较为明显。

  F—16的升限并不很高,约18000米左右,但其爬升性能很不错。在海平面,其最大爬升率为305米/秒左右;在6000米高度,爬升率为183米/秒;高度为9000米时,其爬升率仍达120米/秒。当速度超过M1.5、高度大于I1000米时,爬升性能下降较快。F—16飞机的气动性能较好、机内载油系数较高、发动机的耗油率较低,因而飞机的航程较大。其不带副油箱的航程为1825公里,外接3个副油箱时的最大转场航程为3800公里左右。执行截击任务时的作战半径可超过900公里;空中巡逻时的作战半径为700公里左右;执行对地攻击任务时,根据外接和飞行剖面的不同,其作战半径为440—1400公里左右。

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