“弗兰肯-幻影”(下)

工作报告 |

时间:

2021-08-18 11:16:26

|

“金枪鱼”项目

由于1991年南非自研战斗机——“雕刻匠”项目的戛然而止,南非空军匆忙开展了“金枪鱼”项目,最终生产出了38架“猎豹”C。

“猎豹”C相当于“幼狮”2000,后者是以色列在20世纪80年代末~90年代初研制的“幼狮”出口型,曾被命名为“豹”。IAI宣称“幻影”III和“幻影”5可完美升级至“幼狮”2000,该机使用了“狮”的航电,加大了机头雷达罩以容纳埃尔塔(Elta) EL/M-2011或EL/M-2032火控雷达,可选择使用GE F404发动机。“幼狮”2000大大提高了空战能力、机动性能和航程。到了研制后期,“幼狮”2000基本发展成为“幼狮”C.7的重大改进型,安装EL/M-2032雷达,发动机可在F404(或沃尔沃按许可证生产的RM-12)、斯奈克玛M53或PW1120之间选择。IAI制造了1架“豹”原型机用于试飞,由于没有客户订单该项目被放弃。

南非在60年代进口的单座型“幻影”III此时已接近寿命极限,并且由于事故损失以及改装成“猎豹”E剩余数量不足。另外南非购买的第一批“幻影”是“幻影”IIIC截击机,机身较短无法用来改装成“猎豹”C,再加上进气道鸭翼的结构强度问题,只能进口“幼狮”机体实施改装,动力装置选择了“阿塔”而不是J79发动机。

南非空军从未公开“猎豹”的武器和控制系统,据分析应该非常接近“幼狮”的配置,包括对飞行员友好的“玻璃”座舱、HOTAS操纵杆、具备合成孔径能力的Elta EL/M-2032多功能火控雷达、现代化武器投送能力,包括超视距导弹、数字式活动地图、电子战套件。总体来说“猎豹”C的航电性能与F-16C/D Block30/32相当,除了没有Link 16数据链。

除了第一架“猎豹”D原型机外,上述飞机的改装都由南非阿特拉斯飞机公司(如今的丹尼尔航空)在以色列专家的技术支持下进行。“猎豹”C在1993~1995年间交付,取代了“猎豹”E,后者随即退役。一些“猎豹”D仍继续服役并作为“猎豹”C的教练型来使用,并担负对地攻击任务。

南非还改装了一架特殊的“猎豹”R侦察机,该机改装自一架“幻影”IIIR2Z机体,但没有进入部队服役。“猎豹”C通过挂载机腹侦察吊舱一样可执行侦察任务。

南非当时的最佳发动机就是“阿塔”9K-50,在“猎豹”改装过程中,南非四处寻找额外的“阿塔”9K-50来装备“猎豹”C。购买了“幻影”F.1的约旦、伊拉克、摩洛哥和卡塔尔等国都向南非提供过“幻影”F.1的零部件、甚至“阿塔”9K-50发动机来换取南非武器。购买了80架“幻影”F.1的伊拉克就以此方式从南非换取了100门G5火炮。1980~1988年的两伊战争加速了伊拉克武器装备的损耗,所以伊拉克可以向法国订购超额备用发动机提供给南非而不受怀疑。

此外南非空军在1992年退役了全部“幻影”F.1CZ截击机以拆除发动机用于“猎豹”C的改装。南非最后一架“幻影”F.1AZ在1997年退役,此时“猎豹”C已经全部服役。

“猎豹”的最大缺陷就是发动机,“幻影”III的“阿塔”9C的最大加力推力58.8千牛,“幻影”F.1的“阿塔”9K-50最大加力推力69.8千牛,增加约20%。但是“阿塔”的核心技术老旧,经济性也比不上涡扇发动机。

“猎豹”也打算采用“雕刻匠”项目的先进战斗机翼(ACW),该机翼比“幻影”III的机翼气动性能更好。

ACW具有固定式下倾前缘,图中的2号早期设计在前缘中段半翼展处有简单裂缝,起到锯齿的作用。在后期的3号设计中裂缝演变成了较宽的凹槽,以避免翼下挂载的500升副油箱碰到下倾前缘。此外机翼前缘内也增加了内部油箱,据称可使“猎豹”的作战半径增加100千米。

“猎豹”R原型机进行了早期ACW的试飞,接下来ACW改进型机翼在双座的“猎豹”D上进行了试飞。试飞表明后一种机翼使“猎豹”的持续转弯率提高了14%,最大起飞重量增加了500多千克,最大低速可用迎角提高到33度,并且稳定性更好,代价是最大速度(超声速)减少5%。但由于预算短缺,南非空军最终还是没有采用ACW机翼。

南非空军称“猎豹”非常成功,深受飞行员的欢迎。凭借其航电和武器系统,“猎豹”可与米格-23/27、苏-20/22相匹敌,但由于其发动机较弱,在加速性上不及后者。

“猎豹”项目在总体上是成功的,南非在花费巨资进行研发、购买、改装、生产之后,获得了71架“猎豹”(16架D型、16架E型、38架C型和1架R型),每架“猎豹”的费用相当于全新“幻影”2000的两倍!但在受制裁的环境下,这是必须的代价。

先进战斗机翼(ACW)的演进过程

最终定型的ACW机翼

“雕刻匠”单发型模型

“雕刻匠”后期方案

“雕刻匠”项目

1980年“猎豹”项目正在筹划时,就已经明确其不过是个过渡项目,“幻影”III再怎么改进也不能和真正的三代机抗衡。由于武器禁运南非无法从国外直接购买先进战斗机,只能走向自行研发之路。

第一步是提出设计要求,由于参数众多,这一步前后进行了差不多一年时间。80年代的第三代战斗机大致有如下要求:推重比达到或超过1:1;尽可能降低翼载提高机动性;有安装矢量推力喷管的潜力;线传操纵系统实现无忧虑操纵并增强机动能力;先进航电;“玻璃”座舱。

南非的自研战斗机尽量做到符合以上特征,但其中最大的问题是无法获得先进大推力涡扇发动机,发动机只有唯一的“阿塔”9K-50。为此该机大量使用复合材料减重,以适应小推力发动机并降低翼载。同时南非也在不断跟踪最新的技术。

项目最终被命名为“雕刻匠”(Carver)。南非负担不起单一用途的战斗机,该机必须是多用途战斗机。南非阿特拉斯飞机公司曾按许可证组装过“幻影”F.1,并承担着南非空军“幻影”机队所有的大修和翻新任务,顺利成为“雕刻匠”项目的主承包商。

1985年“雕刻匠”逐渐成形,这是一种小型单发战斗机。“雕刻匠”在研制过程中的得到了外国专家的帮助,南非从法国聘请了多名参与了“幻影”2000项目的工程师,以色列也提供了“狮”的技术供参考。1987年“狮”项目被取消,南非高薪雇佣许多以色列工程师和技术人员,这引起当地雇员的极大不满。

1988年“雕刻匠”的单发单座模型顺利进行了风洞测试,随后进行了全尺寸模型的制造。从“雕刻匠”的缩比模型中可以看到该机具有浓重的“幻影”血统,布局与印度的LCA类似。

1988年“雕刻匠”项目已进行到可以生产原型机的阶段,由于复合材料还未到位,原型机只能全部采用金属部件,重量较大。但同年“雕刻匠”项目的坚定支持者南非空军司令丹尼斯·厄普中将退役,简·凡· 洛格伦伯格中将接替了他的职务。洛格伦伯格曾是“海盗”攻击机飞行员,他对“雕刻匠”提出了更高的要求,要求增加航程和载弹量。他的看法与P-51飞行员出身的厄普中将截然不同。“雕刻匠”的单台“阿塔”9K-50发动机根本无法满足新司令的要求,必须要采用双发布局,这意味着阿特拉斯公司之前的努力全部白费,设计团队又回到了绘图板前。

重新设计的双发“雕刻匠”早期方案看起来类似“幻影”4000,“幻影”4000是达索公司设计的F-15级别的战斗机,最初由沙特投资,原型机于1979年首飞。但美国同意向沙特出售F-15之后,“幻影”4000因失去资金来源而被取消。

因发动机推力不足,1990~1991年出现的“雕刻匠”后期方案缩小了体积。“雕刻匠”采用MIL-STD-1553B数据总线以利未来升级,雷达罩外形与“猎豹”相似,也安装相同的埃尔塔EL/M-2032雷达。

1988年南非从安哥拉撤军,次年纳米比亚独立,1990年2月新总统德克勒与非国大开始谈判进程,4年后彻底结束了种族隔离制度。1991年苏联解体,冷战结束,南非面临的战略形势发生了很大变化,其外部的安全威胁大大降低。1989年南非的国防开支约占其国内生产总值的4.5%,1990年和1991年军费开支收缩到GDP的1%,一些昂贵的军事项目已经失去了资金支持并最终被取消。

“雕刻匠”项目就是其中之一,到1991年该项目已经花费了近20亿美元(按当时的汇率)。南非在“雕刻匠”所需的技术研发和基础设施建设方面投入了巨资,并准备开始飞机的工程设计。这些资金以现在汇率可以购买70~80架F-16C/ D,“雕刻匠”单机价格是后者两倍甚至更多。

这对南非的国防和航空工业是一个沉重的打击,此领域的许多顶级企业为“雕刻匠”项目已投入多年的努力。“雕刻匠”和其他电子、导弹项目被取消后,许多高技术人才失去了工作,一些留在了南非,大部分出国谋生。

“雕刻匠”项目被取消时,“猎豹”项目已经改装了32架“幻影”III,南非空军还打算升级同样数量的“幻影”F.1。南非空军原计划将“幻影”机队一直使用到20世纪90年代末“雕刻匠”服役后,为此南非空军开始了“金枪鱼”项目。这是匆忙研发的“猎豹”C,该机利用了“雕刻匠”项目的一些成果。为了支付“金枪鱼”项目的资金,南非空军需要大幅缩减机队规模以节约成本,退役了“幻影”F.1CZ截击机和剩余的“幻影”III、“海盗”和“堪培拉”,数十架轻型观测机,9架C-160“协同”和C-47运输机,部分老旧的直升机,一些作战和训练中队也被合并或者撤销。

超级“幻影”F.1项目

南非在20世纪70年代就从法国购买了“阿塔”9K-50的生产许可证,并获得全套图纸。但南非的航空工业无法制造出所有零部件,许多关键部件仍需在国际市场上购买。

南非空军原计划在完成“猎豹”项目后就开始升级“幻影”F.1机队,使用为“雕刻匠”项目研发的航电和武器系统,需要加大F.1的头锥、加宽垂尾根部以容纳新航电,翼下或者翼尖可挂载ECM吊舱,这就是超级“幻影”F.1项目。

超级“幻影”F.1统一采用“阿塔”9K-50发动机, 80年代南非科学与工业研究理事会和阿特拉斯飞机公司获得了一批备用“阿塔”9K-50发动机,并研究了增推的可能性。最后丹尼尔公司提出了一个增推方案,通过研制新压缩机、新涡轮和电子控制设备可提高10%的推力,“猎豹”机队也可以换装该发动机。

换装“阿塔”增推型需要修改“猎豹”的进气口,1994年丹尼尔公司自行出资在“猎豹”844和836号上进行了进气口和“阿塔”增推型的改装,试飞证明“猎豹”性能有所提高。但此时国际社会对南非的制裁已经结束,该项目失去了迫切的改装需求。现在已演变成斯奈克玛、丹尼尔航空和西班牙ITP公司合作的“阿塔”+项目,可为“阿塔”9K-50用户提供升级方案。

80年代末出现了另一种选择,当时南斯拉夫正在法国的援助下研制“Novi Avion”轻型战斗机,该机是单座单发鸭式布局,用于取代该国的老式苏制战斗机。

Novi Avion的气动布局与“阵风”一样,可执行制空、截击、侦察、对地攻击和反舰任务,最大速度略低于M2.0,突出超声速和亚声速机动性,机身大幅采用复合材料。该机在设计中注重降低雷达反射面积,机身安装有先进的ECM/ECCM系统,发动机采用“阵风”的斯奈克玛M88,挂载法制武器。

南非在进行“雕刻匠”项目时与南斯拉夫Novi Avion项目有过非常谨慎的交流,另外还与中国台湾汉翔公司的F-CK-1项目、智利的“幻影”5“潘多拉”升级项目进行了同样的交流。讲西班牙语的智利“幻影”飞行员曾帮助南非空军监听古巴飞行员与安哥拉之间的无线电通话。智利后来向南飞购买了一些退役的“猎豹”E作为“潘多拉”机队的备件。

南非在与南斯拉夫交流的过程中试探了引进M88发动机的可能性。M88的加力推力75.6千牛,仅比“阿塔”9K-50增加了7%,但M88比“阿塔”轻了40%,推重比大为提高,所占空间也大为缩减,耗油率也远小于“阿塔”。M88可为“雕刻匠”提供一个优秀的解决方案,并可用于“幻影”F.1的升级。

法国政府也愿意促成这个发动机大订单,毕竟涡扇发动机的研发费用惊人。包括南非的需求在内,南斯拉夫意向订购300~400台M88,其利润基本可以抵消M88的全部研发成本。南斯拉夫人知道南非已别无选择,所以其M88的报价非常高,可以说M88的货款大多是南非支付的。南非无力支付如此高昂的费用,在没有实质性谈判前就告吹。

南非在90年代初曾直接向法国提出购买M88的请求,但武器禁运直到1994年5月才解除,所以也没有实现。

1991年随着前苏联的解体,南非有机会向克里莫夫设计局购买RD33涡扇发动机。RD33的加力推力达81.2千牛,比“阿塔”高出15%,尺寸上也比“阿塔”短了28%,重量更轻耗油率更低。但这在南非航空工业界引起了巨大的争议,阿特拉斯飞机公司认为引进前敌人的发动机是不可想象的,但该公司的一些工程师和高管却认识到这将是南非获得先进发动机技术的最后一次机会,可为“雕刻匠”项目提供一种更合适的发动机。

结果在1990年,阿特拉斯和其他公司的一些高管辞职成立了Aerosud公司。Aerosud公司立即着手研究南非空军“猎豹”和“幻影”机队升级RD33发动机的可能性。阿特拉斯公司一开始拒绝与Aerosud公司合作,两者的紧张关系持续了多年。

Aerosud与克里莫夫进行了富有成果的秘密谈判,克里莫夫同意修改RD33以适应“幻影”系列战斗机的机身,为此重新布置了齿轮箱位置,并延长了发动机尾段,新发动机型号为SMR-95。南非空军的高官被说服,因为该计划一旦成功将获取很大的效益,失败了也损失不了什么。

1991年一架“幻影”F.1被运至俄罗斯进行SMR-95安装实验。最初的重心前移的问题被修正后,该机试飞非常成功。新发动机增加的推力和减轻的重量使飞机性能大为提高,其燃油经济性延长了F.1的作战半径。其从怠速到全加力的时间仅为“阿塔”9K-50的三分之一,在作战情况下可提供更迅速的油门响应。

但SMR-95也有很大的维护性问题。RD33系列的大修间隔时间仅为300小时,而“阿塔”即使在作战环境下,大修间隔也有1200小时甚至更长。且俄制发动机必须要返厂大修,不向客户提供检修设施、必要工具和备件。

不管怎样,引进谈判还在继续。超级“幻影”F.1还将配备俄制R-73红外制导空空导弹,每侧翼下可挂载2枚。南非空军甚至打算给所有战机装备R-73导弹,但最终没能实现。随后一些SMR-95发动机被运往南非,一台安装在“幻影”F.1上,另一台安装在“猎豹”D上,后者的试飞表明该机获得了与F.1相同的性能提升。

南非在引进SMR-95的问题上面临着巨大的问题,俄罗斯不愿意允许在当地建立发动机大修中心,这是不能被南非空军接受的。即使俄罗斯同意这样,其费用也十分高昂。较短的大修间隔将大大增加南非空军的维护费用和工作量。到1995年试飞结束时,南非空军仍没有换发动机的经费。

换装SMR-95的F.1被封存在仓库,超级“幻影”F.1项目就此终结。应俄罗斯的要求,该机在翻新后参加了2001年的莫斯科MAKS航展,并进行了特技飞行表演。俄罗斯和Aerosud合作希望向那些装备“幻影”F.1出售发动机和航空电子设备升级,但至今无人问津。

尾声

随着1989年南非退出安哥拉战争,以及1990年苏联的解体,1994年种族隔离政策的终止,南非的周边威胁被解除,并且重获正常的国际地位。

由于新政府需要大力改善民生,削减了军费预算。南非空军的规模持续缩减,在90年代全部“幻影”F.1AZ攻击机和“猎豹”E和部分“猎豹”D退役,到2000年南非空军只保留一个一线中队,装备了28架“猎豹”C型和D型,都安装“阿塔”9K-50发动机。剩余“猎豹”退役,其中两架用于试飞,其余被封存,后来被出售给其他国家。2008年所有“猎豹”都退出现役,被26架萨伯JAS-39“鹰狮”所取代。

由于军队规模的削减,南非空军的一些飞行员感到前景黯淡纷纷退役谋生,有的到他国做雇佣兵,其飞行技术和作战经验有了用武之地。南非空军面临着严重的人员流失问题,据报道在2010年南非仅有8名受过训练的“鹰狮”飞行员,而这一数字在2008年是20名,2005年是30名。

延伸阅读
重庆市荣昌区人民政府工作报告——2021年1月13日在重庆市荣昌区第十七届人
2023-06-14
淮北市相山区2021年度法治政府建设工作报告和2021年法治政府建设工作安排2021年度,我区法治政
2023-06-13
2021年政府工作报告重点事项一季度进展情况一览表工作内容进展情况下步举措分管领导责任单位类型生产总
2023-06-13
—2021年1月16日在繁昌县第十七届人民代表大会第五次会议上  县长潘君齐  各位代表
2023-05-23
同志们:刚才,大家围绕报告开展了热烈讨论,总体听下来感觉大家都讲的很好,提出的意见建议具有针对性和可操作性,听了之后也给我很多启发。应该说,xxx县长所作的政府工作报告是今年全县政府工作的指导性文件。
2023-05-21