發展沿革
研制背景
狂風的研制是受冷戰中歐洲軍事對峙中對航空打擊力量的需求促成,因為東西方依靠大規模部署核武器在歐洲形成了“恐怖的平衡”,核武器毀滅性的作用使核戰争成為最後的戰争手段,所以常規作戰又重新成為了各國軍事決策單位重視的作戰方法。歐洲國家在60年代末開始将作戰思想由全面核戰争的“大規模報複”戰略,改變為以常規武器為主,核武器為後盾的“靈活反應”戰略。戰略上的變化使歐洲各國的空軍部隊迫切需要改進現役裝備的技術水平,尤其是對具備縱深打擊能力的高性能戰術攻擊機的需求最為迫切,而西歐國家經過了第二次世界大戰後十幾年的發展,經濟和技術都已經從戰後的一片廢墟上得到了基本的恢複,經濟上的恢複和技術上的發展和與蘇聯激烈對峙的冷戰的需要,都使西歐國家的軍隊需要在美國之外發展自己的空中打擊力量。
為了代替現役的輕型轟炸機和戰鬥轟炸機的作戰任務,提高空軍作戰部隊的縱深攻擊能力,英國、德國、加拿大、荷蘭、比利時和意大利6國聯合,在1968年7月17日開始了多用途戰鬥機(MRCA)的發展論證。
原型設計
因為在作戰要求上存在的分歧,加拿大、荷蘭和比利時陸續退出了MRCA的發展計劃,剩下的英國、德國和意大利政府在1969年3月26日,确定了由英航宇、德國宇航和意大利阿萊尼亞飛機公司共同組成了帕那維亞飛機公司,用以專門進行多用途戰鬥機(MRCA)的發展工作,并且在三國政府間組成了多用途戰鬥機的研制和生産管理組織(NAMMO)。
合作三方在多用途戰鬥機(MRCA)項目中的任務分配為,英航宇和德國宇航各占42.5%,意大利阿萊尼亞飛機公司負責餘下的15%,為多用途戰鬥機(MRCA)項目發展組成的帕那維亞飛機公司在1969年5月初開始進行MRCA的初始方案論證。
因為在設計多用途戰鬥機(MRCA)時的航空技術水平,還無法保證在一個機體上同時滿足制空和對地攻擊的任務,所以被稱為多用途戰鬥機的新飛機是按照一型多用的方法研制的。帕那維亞飛機公司最初的設計方案分為以對空作戰為主的帕那維亞100單座戰鬥機和以對地攻擊任務為主的帕那維亞200型雙座戰鬥轟炸機。
帕那維亞100型戰鬥機的設計目标的用來執行奪取戰區制空權的任務,主要的技術性能要求是具備高空、高速的飛行性能,具有較好的機動性和加速性以滿足對空作戰的要求,在保證對空作戰的同時還具備短距離起降能力并可以執行對地攻擊任務。帕那維亞100型戰鬥機在設計上可以被認為是按照一種綜合作戰能力超過美國F-4E/F“鬼怪”戰鬥機,取代在英國和德國空軍中服役的F-4E和F-104戰鬥機的機種。設計的過程中發現帕那維亞100在對空作戰能力上比F-4E提高幅度有限,而單座設計的帕那維亞100型戰鬥機也無法很好的滿足對地攻擊的任務要求,同時為了集中研制力量和降低飛機的研制與使用成本,取消單座的帕那維亞100戰鬥機發展計劃被以集中力量研制性能更完善的帕那維亞200型戰鬥轟炸機。
帕那維亞200型雙座戰鬥轟炸機是多用途戰鬥機(MRCA)發展計劃中的重點,在帕那維亞100型戰鬥機發展計劃取消後成為MRCA發展計劃中唯一的平台,帕那維亞200也是狂風戰鬥轟炸機的設計基礎。帕那維亞200型雙座戰鬥轟炸機的作戰任務主要是:近距離空中支援和戰場遮斷、縱深遮斷和核攻擊、空中優勢和防空攔截、對海上目标攻擊和偵察。
根據對帕那維亞200型雙座戰鬥轟炸機的設計要求可以看出,以當時英國、德國和意大利航空工業的技術水平,是根本無法在一個機體上同時滿足這樣多的任務要求的,所以帕那維亞200型雙座戰鬥轟炸機的發展計劃采用了先設計對地攻擊型,在對地攻擊型的基礎上再開發以對空作戰為主的型号的方法。按照對地攻擊為主要任務在1970年7月開始設計的多用途戰鬥機最終發展成為了著名的狂風IDS戰鬥轟炸機。在狂風IDS研制基本完成之後,英國空軍又在狂風IDS基礎上獨立研制了以防空攔截為主要任務的狂風ADV。
狂風IDS的設計環境
狂風戰鬥轟炸機是多用途戰鬥機(MRCA)項目中的基礎平台,也是狂風系列中生産數量最大的機型。帕那維亞飛機公司在多用途戰鬥機(MRCA)項目中以狂風戰鬥轟炸機為主要發展目标,主要是因為參加研制的三個國家對戰鬥轟炸機都具有很迫切的要求,戰鬥轟炸機同時在這三個國家的作戰系統中都具有極其重要的作用。英國皇家空軍需要的防空戰鬥機在高速性能、載荷條件和航程上與戰鬥轟炸型有很多共同之處,同時,擔負防空作戰任務的狂風戰鬥機在雷達和機載武器系統研制上的困難,也使研制的重點首先放到了技術難度較低的戰鬥轟炸機型上。
戰鬥轟炸機是用來對敵方戰役縱深的戰術目标進行打擊的作戰飛機,同時也可以挂載空-空導彈而具備一定的對空自衛能力,是現代空軍作戰體系的重要組成部分。冷戰中對峙雙方的作戰思想在20世紀50年代中期到60年代中期的這10年間,始終是建立在以大規模核戰争為主要手段的基礎上,戰術攻擊機的任務主要用來投放戰術核武器以擔任核打擊的任務,這個作戰思想的确定就不可避免的對當時的飛機設計造成了一定的影響。
狂風戰鬥轟炸機是多用途戰鬥機(MRCA)研制計劃中的第一個發展型号,狂風IDS在1970年正式開始設計後的進展很快,到發動機基本确定後的1972年8月就完成基礎設計方面工作,第1架原型機在1974年8月14日在聯邦德國進行了首次試飛,從正式開始研制到原型機首飛隻用了短短4年的時間。英國、德國和意大利在設計開始就确定了狂風需要具備執行6個主要任務的能力:近距離空中支援和戰場遮斷、縱深遮斷、海上目标攻擊、攔截、戰術偵察、空中優勢,而作為戰鬥轟炸機的狂風IDS可以完成任務要求中除防空攔截和空中優勢之外的其他作戰任務,并且在使用空空導彈的時候也具有一定的自衛空戰能力。通過已經裝備狂風IDS的國家所進行的試驗證明,狂風IDS雖然無法和先進的第三代空中優勢戰鬥機進行空戰,但是在空戰機動性能上完全有能力壓制F-104、米格-23和F-4這些第二代戰鬥機。狂風IDS戰鬥轟炸機在1976年3月10日開始進行批生産準備,第一架批生産型飛機在1979年7月首飛,1980年生産型開始交付服役使用。
狂風ADV的設計環境
英國空軍根據防空作的要求,在狂風IDS戰鬥轟炸機研制基本完成之後,就在狂風IDS的基礎上開發了以防空攔截為主要作戰任務的防空型狂風ADV戰鬥機。
從國土防空的意義上來說,英國空軍的防空戰鬥機需要保證本土和臨近海域的安全,英國本土和接近海域的空中威脅主要來自蘇聯超音速轟炸機和蘇-24戰鬥轟炸機,這就使英國空軍的防空戰鬥機主要的作戰任務是消滅這些笨重的攻擊飛機,而對于與戰鬥機進行格鬥空戰的重要性要求就相對要低的多。
英國在面對的空中威脅上和主要以蘇聯戰術空軍為對手的德國空軍完全不同,特殊的要求使英國空軍防空戰鬥機的設計要求很難得到其他兩個合作國家的共鳴,所以狂風ADV戰鬥機的研制費用由英國投資并獨立承擔雷達系統的發展。ADV型的改進設計速度很快,狂風ADV在1976年3月開始進行細化設計之後,到1979年10月首架原型機就進行了首飛。狂風ADV在研制進度上并不比狂風IDS慢多少,但是為ADV配套發展的雷達系統的進度緩慢,實用化的狂風F2型戰鬥機到1984年才進行首飛,1985年交付服役,這個時間比狂風IDS要晚了5年的時間。
狂風ADV的設計指标完全是按照英國空軍擔負北海防空攔截任務來确定的,類似這樣采用攻擊機和攔截機同機體發展的措施并不少見,其中美國海軍的F-111B和蘇聯防空軍的雅克-28P都是其中的典型。
狂風ADV與“幻影”2000相比雖然看起來顯得笨重,但是狂風ADV的綜合戰鬥力已經明顯超過當時歐洲國家作為主力的F-4“鬼怪”II,在機翼後掠角控制和超音速攔截性能指标上也與F-14A處于基本相當的标準,因此狂風ADV并不是在狂風IDS的基礎上簡單的改個雷達和換種武器的應付措施。雖然在設計狂風對空型的時候考慮到了将狂風ADV戰鬥機用來争奪戰區的空中優勢,但是基礎設計的局限使狂風ADV基本不具備與同時期的專用空中優勢戰鬥機對抗的能力。因為狂風ADV在基礎條件上屬于一種性能較好的防空攔截戰鬥機,這就使狂風ADV的性能無法滿足重視格鬥空中能力的德國和意大利的要求。英國通過狂風ADV的發展得到了一種符合實際需要的防空戰鬥機,而德國和意大利隻能放棄在狂風的基礎上發展空中優勢戰鬥機的意圖,繼續使用性能較差的F-104和F-4F戰鬥機擔負争奪制空權的任務,從這個角度上也可以說多用途戰鬥機(MRCA)項目并沒有真正取得全面的成功。德國和意大利空軍缺乏空中優勢戰鬥機的這個情況直到新研制EF2000戰鬥機服役後才得到了解決,而為了滿足英國空軍的要求,即使是EF2000也在很大程度上強化了防空攔截作戰的能力。
“狂風”戰鬥機發動機飛行30萬小時
據英國《羅羅公司新聞》1995年12月報道,裝備“狂風”戰鬥機的RB119發動機自15年前開始使用以來已飛行300萬小時。渦輪聯合公司的合作夥伴——英國羅羅公司、德國MTU公司和意大利菲亞特航空公司已制造了超過240台的RB119發動機,裝備在英國、德國、意大利、沙特阿拉伯四國空軍及德國海軍的“狂風”上,此外,渦輪聯合公司還将在羅羅公司布裡斯托爾的工廠生産另外96台發動機,以便用在沙特皇家空軍訂購的48 架“狂風”上,最初的兩台RB119在1995年11月完成,1997年底交付。
渦輪聯合公司成立于1969年,成立後即開始進行發動機研究,首台RB119于1971年首次試車,1974年裝在“ 狂風”上首飛,1980年開始使用,發動機45千牛推力級,加力推力為72千牛。
“ANS”導彈将裝備“狂風”戰鬥機
西德M.B.B公司正進行超音速反艦導彈“ANS”的挂機(“狂風”戰鬥機)預研。“ANS”是第二代新的反艦導彈,将用來取代現役的“飛魚”等導彈。“ANS”以低空飛行,射程和速度均高于現役的導彈。此外,它在飛行末段将具有很高的機動性,以躲避九十年代反導彈武器的攻擊。主承包商法國宇航公司和M.B.B公司(它們負責空氣噴氣發動機,即固沖發動機)正在聯合研制“ANS”導彈。“ANS”可能在十年内服役,裝備艦艇和飛機。
不是結局的結束
狂風戰鬥轟炸機仍然是西歐國家主要的地面攻擊機,裝備狂風的幾個國家都準備在接受EF2000後就逐漸将現役的狂風退役。
EF2000毫無疑問是比狂風更加先進和用途更加廣泛的作戰飛機,但是相對于以超音速空戰為主要設計要求的EF2000來說,已經裝備很長時間的狂風在對地攻擊能力上仍然具備比較明顯的優勢,狂風具備更好的突防能力、載彈量、内部空間和作戰半徑,飛機的結構設計也更加堅固,可以用來進行升級改造的内部空間也比EF2000更加充足。
狂風作為歐洲多國聯合研制的高性能軍用飛機的發展過程,在參加研制的不同國家間關系處理方法取得了成功的經驗,尤其是狂風在研制中有效的協調了不同國家對飛機的不同需求,通過協商和合作的方式解決了不同需求目标所産生的分歧,都為歐洲聯合開發EFA戰鬥機提供了成功的管理體系和經驗。狂風的成功直接促進了歐洲戰鬥機項目的提出後最終發展,沒有狂風這樣複雜的飛機研制項目最終取得的成功,在歐洲戰鬥機研制遇到問題時也就沒有協調各方關系的基礎,英國和德國在EF2000發展過程中的變化沒有對項目造成破壞,根本原因就是因為狂風給歐洲戰鬥機的參與國提供的信心。狂風的成功是促進歐洲聯合開發EF2000的基礎保證,也正是因為EF2000的服役而給狂風的未來拉響了警報。
列裝入役
1969年3月,英國、德國和意大利三國聯合成立了帕那維亞飛機公司,開始設計。
1973年12月,該機首架原型機試飛。
1976年投入批量生産。
1980年7月開始服役。
1992年停産。
技術特點
結構設計
狂風戰鬥機采用全金屬半硬殼結構,狂風截面尺寸較大的機身具有很大的内部空間,在機身中段上方還有高強度的中央翼盒和轉軸機構。為了提高對狂風電子系統的維護和保養能力,機頭的雷達天線罩可以向側面打開,雷達天線也可以折轉,前機身側面設計有大開口以便對航空電子設備進行檢測。狂風的機身設置有大量的檢查口蓋,全機開口率較高,可以方便在設施簡單的野戰機場對飛機進行地面維護和保養。
狂風采用上單翼的設計使機身的檢察口蓋大都處在維護人員可接觸位置,在野戰機場使用時不依靠專用保障設備就可以完成飛機維護和作戰中的大部分準備工作。狂風IDS長度為16.72米的機身橫向寬度較大,機身下表面形成一個簡單的平面,機身下可以安裝大規格的外挂武器和副油箱。
狂風ADV為了在機身下安裝串列布置的“天空閃光”空對空導彈和增加飛機内部燃料攜帶量,将機身的長度增加到了18.08米。狂風的機身中段設置有可邊後掠機翼結構的高強度整體轉軸,貫穿整架飛機的轉軸外側直接與可動外翼段聯接。機身後部上方設置有2塊向上打開的大面積的單片減速闆,減速闆由複合材料制造。
結構上以鋁合金為主,部分采用了合金鋼,在高受力的中央翼盒和機翼轉軸部位應用了高強度的钛合金,複合材料應用範圍不大,主要用在機翼固定段的密封帶和減速闆上。狂風戰鬥機的空重(具體數據為狂風IDS)為14091公斤,其中飛機結構重量為7273公斤,結構重量系數為0.00052。動力裝置的重量為2727公斤,機載設備重量3182公斤,機載固定武器重量為264公斤,基本空重為13446公斤,其他625公斤的重量為氧氣、滑油等消耗品和200公斤的航炮彈藥。
狂風在機身兩側安裝有帶有可調節斜闆的矩形多波系進氣道,進氣道在飛行時可根據飛行條件的變化自動調節,能夠适應狂風在不同速度和高度條件下飛行時的進氣需要。
狂風的進氣道采用了獨立的電動防冰裝置,防冰裝置的加熱區布置在進氣道前緣和兩側靠前方的位置。
狂風在确定基礎設計的70年代初期,要使飛機平台保證在200公裡/小時到M2的整個速度範圍内都具有良好的飛行性能,同時滿足飛機的短距離起落、大航程、高空超音速和低空高速度突防的任務要求在氣動結構上産生的矛盾,在技術上唯一可以滿足要求的就是采用可變後掠機翼。
狂風在翼面設計上采用了當時戰鬥轟炸機上流行的可變後掠角的上單翼,大面積的單垂尾和低置平尾。狂風IDS的變後掠翼角度變化範圍是25度到68度,狂風IDS的機翼後掠角在飛行員的控制下可進行無級調節。
狂風IDS的機翼可動部分控制機構不具備與F-14類似的與飛行控制系統綜合後自動調節機翼後掠角的能力,而在英國發展的狂風防空型上則安裝有自動機翼後掠控制(ASW)和與機翼角度控制綜合的自動機動控制(AMDS)系統,可以通過飛行控制計算機自動控制機翼角度的變化,這一設計使狂風防空型在機動性上比狂風對地攻擊型有了明顯的提高。狂風的變後掠機翼系統在結構和技術标準上與F-14基本相當,比蘇聯發展的米格-23、蘇-17和蘇-24系列戰術飛機上的變後掠翼系統要先進和完善的多。狂風的機翼固定段前緣有60度的後掠角(防空型提高到67度),活動翼面前緣安裝有3段前緣縫翼,在後緣安裝有4段雙縫襟翼。因為變後掠翼的結構限制,在狂風飛機的機翼可動段上沒有設置進行滾轉控制的副翼系統,飛機的橫滾操縱在小後掠角的時候依靠機翼上表面的擾流片來操縱,這個擾流片在飛機降落時還可以作為減速闆使用,而在飛機大後掠角飛行時的滾轉控制能力是依靠全動平尾差動控制得到。
低置平尾在飛機進行大迎角機動時處于較小的機翼下洗梯度流場之中,将可以提供較好的安定性和有效的消除機動過程中的上仰力矩狂風飛機上安裝的大面積垂尾使飛機在執行高速攔截或在大負荷低空突防任務中,都具有很好的方向安定性,在垂尾上方還安裝有電子對抗系統的非金屬天線罩。
動力系統
RB199發動機的反推擋闆,可以大幅降低降落滑跑距離。為了提高狂風IDS的快速部署能力和降低對機場跑道的依賴性,狂風系列飛機在綜合采用可變後掠機翼設計和發動機反推力裝置後,在緊急情況下隻需要800~1000米的跑道長度就可以滿足對機場條件的需要。
RB199是由英國、聯邦德國和意大利合作研制的高推重比加力渦輪風扇發動機,作為狂風戰鬥轟炸機配套動力系統的RB199在1969年開始設計,RB199的原型發動機1974年裝在狂風原型機上進行飛行驗證,實用型RB199到1980年開始随狂風飛機的交付開始服役。RB199渦扇發動機主要裝備了狂風IDS/ADV等系列改進型,RB199 MK103裝備狂風IDS/GR. MK1,推力增強的RB199 MK104裝備狂風ADV/F MK1/MK3,RB100 MK105計劃裝備狂風ECR電子支援飛機。RB199取消噴口反推例裝置後的RB199 MK104D還作為EAP和EFA使用的EJ200完成前的過渡動力裝置。
狂風在短距起飛時需要發動機滿足短時間内快速達到最大加力推力,執行低空高速突防和巡航時需要持續穩定的軍用推力,在規避防空火力和飛機進行大載荷機動時要保持較大的剩餘推力。RB199為了滿足狂風執行不同作戰任務時對發動機所提出的要求,采用三轉子結構的RB199對于操作變化的響應速度快,并且采用了高增壓比、高推重比、高渦輪前溫度的“三高”措施,綜合各種先進技術後的RB199發動機推重比可以達到7.93的高指标。RB199屬于比較少見的無進口導流葉片的三軸加力渦扇發動機,但是因為狂風在發動機與進氣道是設計上進行了細緻的考慮和充分的試驗,因此RB199的進-發匹配工作經實際使用證明是成功的。RB199發動機在狂風飛機上不但能夠經受低空持續飛行的氣流幹擾,而且發動機的油門可以在電子控制系統的輔助下進行自由調節。
狂風ADV需要比IDS有更大的發動機推力來滿足超音速攔截的要求,而且在改進設計中狂風ADV增長的機體也有足夠的空間容納更大體積的發動機,為狂風ADV改進設計的RB199MK-104 在保持MK103基本設計的基礎上,将加力燃燒施加長14英寸以提高發動機加力推力和降低耗油率。
圖注:RB199服役型号基本數據表格(數據來源《世界航空發動機手冊》)
冷戰期間歐洲地區高密度的遠程打擊力量使戰區範圍内任何機場都沒有真正安全可言,即使是再好的僞裝手段和再堅固的堡壘也無法隐蔽目标明顯的機場跑道,既然事實已經證明垂直起降戰鬥機在性能上無法滿足要求,那麼保證戰術飛機具備可靠的短距離起降能力則是冷戰對抗雙方共同的觀點。
發動機推力不平衡會産生危機飛機着陸安全性的推力差異,因此狂風采用雙發動機的設計特點對反推力裝置的可靠性有很高的要求,電子控制系統可以随時監控反推力裝置的工作情況,雙發反推力裝置的者流闆打開速度和角度出現不同步則可以在0.5秒内迅速收回。采用反推力裝置使狂風在着陸滑跑距離上大幅度縮短到600米以内,甚至比體積遠小于它并同樣有較好着陸能力的“美洲虎”還要好,這樣好的着陸性能作為遠程重型戰術攻擊機來說是極其有利的,反推力裝置在戰場生産能力上的收獲遠大于在重量和成本上的付出。
武器系統
狂風ADV延長的機身下可以采用半埋方式外挂4枚空對空導彈,機身下并排串列挂載的空對空導彈的方法與F-4“鬼怪”II類似,在機翼下挂點上還可以挂載自衛用紅外格鬥彈,經過現代化改進後能夠挂載AIM-120和ASRAAM先進格鬥空對空導彈。
狂風IDS的機身和機翼挂點可以挂載副油箱(機身油箱1500升、機翼油箱2200升),狂風ADV因為機身外挂點調整後無法挂載副油箱,但是機翼下的4個挂點都可以挂載大容量的副油箱。電子戰改進型狂風ECR保持了狂風IDS的外挂載荷和對地攻擊能力,通過改進電子系統和加強電子偵察與幹擾吊艙的攜帶能力,更有利于機載HARM、ALARM反輻射導彈對地面雷達系統的攻擊,有效提高了狂風ECR獨立執行反雷達作戰和伴随支援方面的作戰能力。
挂載兩枚ALARM反輻射導彈和12枚硫磺石導彈的狂風GR4,狂風平坦的機腹可挂載大型對地武器,彌補的機翼挂架的數量不足。
除此之外,狂風在機身右下側安裝有1門27毫米機炮。
武器對地攻擊型:外挂架共7個,機身下3個,翼下每邊各2個,能攜帶多種武器,主要有:“響尾蛇”、“天空閃光”、“麻雀”等空—空導彈;AS.30、“幼畜”、GBU-15 、“海鷹”、“鸬鹚”等空—地導彈; ALARM或HARM反輻射導彈;MW-1多用途武器,JP233低空戰場攻擊武器“鋪路”激光制導炸彈、照明彈、MK83和其他454千克炸彈;LAU-51A和LR-25火箭發射器;還可挂電子對抗吊艙。此外,機身挂架可帶1500升副油箱,内翼挂架可帶2250升副油箱,機身挂點上可帶核彈。裝兩門27毫米“毛瑟”機炮,備彈量2×180發。
防空型:4枚半主動雷達制導的“天空閃光”中距空對空導彈半埋成對串挂于機腹下,每個内翼挂架均可挂1~2枚AIM-9L“響尾蛇”導彈,4個翼下挂架均可帶副油箱。可以攜帶AIM-120先進中距空對空導彈(多達6枚)及先進近距空對空導彈(可帶4枚)。一門27毫米“毛瑟”機炮裝在前機身的右下方。
電子戰型:可攜帶兩枚“響尾蛇”空對空導彈,去掉兩門機炮,保留其餘的對地攻擊能力,
狂風IDS在對機場進行攻擊的時候,通常使用專門研制JB233反跑道子彈藥布撒器,每個JB233反跑道子彈藥布撒器重量為2500公斤,内部攜帶兩種彈藥,一種是在彈箱後部的30枚SG357反跑道子炸彈,另外一種是215枚帶有延時引信的HB876小型殺傷地雷,每架執行反跑道任務的狂風在機身下部攜帶2具JB233反跑道子彈藥布撒器,可以在跑道上一次投下60枚反跑道炸彈和430枚地雷,不但可以在跑道上形成密集的彈坑,徹底破壞跑道的道面,還可以用大量的地雷來幹擾對跑道的修複工作。
德國空軍的狂風IDS還可以使用多用途的MW-1子母彈箱,MW-1子母彈箱空重1200公斤,彈艙内部有224個彈筒,滿載的MW-1彈箱的重量可以達到4700公斤。在MW-1子母彈箱内部的彈筒内可以分别使用KB44雙用途子彈藥、MIFF反坦克地雷、MOSPA、MUSA殺傷地雷、STABO反跑道炸彈和具備打擊堅硬掩體能力的ASW反掩體破壞彈,通過燃氣控制子彈藥彈射器可以使子彈藥散布範圍控制在最大2500米×500米,最小200米×50米之間。如果MW-1全部裝載KB44雙用途子彈藥時最多可以裝載4704枚,能夠對彈藥密集散布範圍内的暴露裝甲目标和軟目标造成密集的殺傷區。但是WM-1存在和JB233一樣的問題,就是隻有在低空使用時的效果才比較好,這個缺陷在海灣戰争中給狂風帶來了較大的損失。
狂風IDS采用的突防手段仍然是利用地形跟蹤進行長距離低空高速突防,機載對地(坦克、機場等面積目标)攻擊武器以常規炸彈為主。
航電系統
采用一型多用設計思想的狂風按照任務要求采用不同的雷達火控系統,這是因為歐洲國家在設計狂風的時候沒有具備可靠地形跟随功能的機載雷達系統,因此狂風IDS通過從美國引進雷達系統來滿足戰鬥轟炸機的雷達要求。20世紀80年代初期的機載多功能火控雷達的性能遠不夠完善,就是當時的美國号稱多功能的AN/APG-65/68/70也算不上真正的多功能,美國空軍采用多功能雷達的F-16C/F-15E和海軍的F/A-18在執行對地攻擊任務時,都需要外挂導航吊艙來彌補機載雷達地形跟蹤能力不足的缺陷。歐洲國家當時所能夠獲得的雷達系統在技術性能上遠不如美國,所以不可能将狂風IDS的低空地形跟随與狂風ADV中距攔射功能集中到一套系統中,因此狂風IDS和狂風ADV采用了完全不同的兩套雷達系統來滿足各自的作戰要求。
狂風IDS裝備的Tornado多用途前視地形測繪雷達系統應用了橢圓形雷達天線面,多用途前視地形測繪雷達在作戰中進行測繪、識别和瞄準地面(空中)目标,同時為機載武器提供目标的距離和角度信息。地形測繪雷達的主要作用方式有:搜索和跟蹤空中目标并進行測距和角跟蹤,地形測繪(寬/窄、快/慢掃描,波束銳化和分解),地面目标的搜索和測距,更新導航數據,地面目标鎖定,等高面測繪(作為地形跟蹤雷達和後備系統),尋地幹擾和信标功能。前視地形測繪雷達系統采用了寬帶行波管發射機和平面天線陣,雷達系統依靠脈沖壓縮和頻率捷變技術來對抗電子幹擾。
狂風IDS的地形測繪雷達的綜合性能與美國F-111戰鬥轟炸機基本相當,對地面目标有比較好的搜索和跟蹤能力,在機載導航系統協作下可以對地面固定和活動目标有很高的探測精度。對于計劃攻擊的目标,狂風IDS可以采用低空高速直線通過的方式投擲低阻減速炸彈或進行上仰投彈,對于防空火力不強的目标也可以進行俯沖投彈攻擊。對于戰場上的活動目标可以使用火箭和炸彈以連續計算彈着點的方式進行攻擊。
地形跟蹤雷達和機載計算機系統可以根據地形條件,将飛機的突防高度設定在距離地面61米到457米之間,飛機在進行地形跟蹤突防時的最大飛行速度可以達到M1.2。狂風IDS的飛行員在地形跟蹤突防時可以選擇不同的操縱品質,采用“硬乘座”品質的地形跟蹤性能最好,但是“硬乘座”品質産生的-0.95的垂直加速度要犧牲飛行員的乘座舒适性,而采用産生-0.5垂直加速度的“軟乘座”品質的地形跟蹤突防效果相對要差,但是飛行員體力消耗較小。狂風IDS的飛行員在低空高速突防過程中可以靈活地選擇不同的操縱品質,采用“軟乘座”提高飛行員在執行縱深突防任務時的持續飛行能力,而在接近目标時采用“硬乘座”操縱品質來提高狂風IDS的突防成功率。
狂風ADV是英國皇家空軍用來擔負遠程防空任務的超音速攔截戰鬥機,因為狂風ADV的作戰任務對機載雷達的要求上與IDS存在明顯區别,當時的歐洲國家也不具備發展多功能火控雷達的條件,所以英國為狂風ADV的需要研制的AI-24機載火控雷達。AI-24雷達系統的原理樣機在1979年開始進行空中試驗,裝備狂風ADV的生産型在1984年開始交付英國皇家空軍。AI-24(Fox Hunter)是采用脈沖多普勒體制的多功能機載截擊雷達,具備在遠距離上同時對多個空中目标進行搜索和跟蹤的能力,狂風ADV執行全天候攔截任務時采用“天空閃光”半主動雷達制導導彈與AI-24配合使用。
AI-24雷達系統采用的是相對沉重和技術略顯落後的卡塞格倫天線,卡塞格倫天線由前方雙曲面反射體和抛物面後反射體組成,但是脈沖多普勒體制的雷達系統具備較好的下視搜索和跟蹤能力,在采用雷達導引空空導彈時具備連續攻擊多個目标的能力。AI-24雷達系統采用的倒置卡塞格倫天線的直徑為80厘米,對5平方米反射面積的空中目标有185千米的最大探測距離(目标發現概率80%)。AI-24雷達可以對抗常規阻塞式和瞄準式電子幹擾手段的影響,在遭受電子幹擾的情況下還可以根據幹擾情況确定幹擾源位置,在全天候攔截過程中可以抵抗蘇聯轟炸機機載常規電子對抗系統的影響。AI-24雷達系統可以滿足中距離攔射導彈順序攻擊多個目标攻擊的要求,在近距離格鬥空戰中能夠與可離軸的格鬥彈配合使用,并且能夠配合平視顯示系統為航炮攻擊空中目标提供瞄準信息。
狂風ADV采用AI-24雷達對大型轟炸機的探測距離可以超過150千米,但是對半主動雷達制導空空導彈的制導距離隻有不足30千米,因此狂風ADV即使攔截轟炸機也難以實現真正的遠程打擊,這個問題直到狂風ADV裝備AIM-120主動雷達制導導彈後才被改變。AI-24雷達天線的體積和尺寸規格遠比IDS上的對地雷達天線大,因此裝備AI-24的狂風ADV擁有一個明顯比IDS尖細的雷達天線罩,這也是遠距離上分辨狂風IDS和ADV的最明顯特征。
作戰模式
狂風戰鬥轟炸機的标準作戰剖面是飛機起飛後以巡航高度飛行到前線,随後在低空以接近音速的高速飛行突破防空系統的攔截,當攻擊完成後再以低空返回到安全位置後拉起返航。低空突防機動戰術明顯地降低了被對方傳感器發現的概率和減少了飛機在防空系統中暴露的時間,顯著地增加攻擊機的戰場生存能力的同時,也使攻擊機更加依賴傳感器探測目标并降低機載導彈武器的有效射程。
低空突防戰術的使用同時降低了地面防空系統和攻擊機的反應時間,增加了攻擊飛機對地作戰的難度。雖然持續的低空突防對飛機的作戰效能要造成不利的影響,但是飛機生存力的提高仍然使采用低空突防的戰術具有很強的吸引力。
低空突防是狂風IDS的主要戰術,但也因此在海灣戰争中遭受損失。
生存設計
狂風在設計中需要利用低空高速突防的手段執行對地攻擊任務,因此在結構設計上對飛機生存性進行了特殊的考慮。狂風的機翼和機身内部的油箱都采用了自封閉的防爆設計,飛機上的各活動控制面都采用液壓控制,在飛機控制系統的液壓管路上采用了間斷閥,在液壓管路出現洩漏時可以切段故障管路,飛機上的2台液壓系統由2台由發動機分别驅動,并且可以在必要時用1台發動機同時驅動2套系統。飛機上安裝的2台發電機互為備份,單台發電機就可以滿足電力供應。多餘度的破損安全設計使狂風的可靠性和戰場生存能力都較好。
飛控系統
狂風在采用地形回避技術進行持續低空高速突防時,飛機的飛行姿态變化十分劇烈,而依靠飛行員的人工控制根本無法滿足飛機安全飛行的要求,這就必須使飛機具備一個在計算機控制下的先進飛行控制系統。隻有将飛行控制系統與機載導航系統和相關傳感器交聯,通過構成一個全自動化的飛行控制和低空突防系統,才有可能保證狂風戰鬥轟炸機在執行低空高速突防作戰任務時的飛行安全性要求。狂風戰鬥機采用了先進的四餘度電傳操縱和與之綜合的自動飛行控制系統,這套電傳操縱系統具有三餘度的控制增穩能力(CSAS)。采用電傳操縱系統的狂風具有很高的操縱精度,尤其是當飛機在60米高度進行低空高速突防作戰時,高精度的操縱系統與地形跟蹤系統配合是綜合飛行安全性和突防可靠性的保障。
性能數據
衍生型号
對地攻擊型(IDS)
對地攻擊型(IDS)基本型。裝備英、德、意、沙特空軍及德國海軍。主要任務是對地攻擊,同時兼顧偵察、空戰和電子對抗等任務。1980年交付英、德、意空軍使用,1986年3月至1987年10月交付沙特空軍的訂貨。共生産736架。
主要裝備三國的空軍及德國海軍,生産了795架,為“狂風”的基本型,兼有空戰能力。1973年12月原型機試飛,1979年7月生産型試飛。1980年陸續交付英國、德國、意大利空軍使用,各國裝備總數分别為199架、324架和84架;1986年3月開始交付沙特阿拉伯空軍,直至1987年10月,共交付48架。對地攻擊型共生産了736架,其中有一部分是為改成電子戰及偵察型而生産的。英國空軍使用的對地攻擊型編号為“狂風”GR Mk.1,但中期交付是經改進的飛機,其編号為GR Mk.4,主要改裝了更先進的電子設備,于1991年末首次試飛。“狂風”對地攻擊機無論是在晝間、夜間和複雜天氣條件,也無論是以高速或低速飛行,它都投放各種精确武器。其擁有的高精度攻擊武器和精确導航系統,可保證它有效攻擊隐藏在濃霧中的目标,或者有效攻擊那些以高速飛行的低噪音和低振動強度的目标。機上有先進的地形自動跟蹤系統,可保證飛機在低空以跨音速突防。地形測繪和地形跟蹤雷達由美國得克薩斯儀表公司研制,批産由英國費倫第公司和馬可尼公司負責。
導航/攻擊計算機來自英國利頓公司的德國子公司。有強大的火力,最大載彈量達9000千克,占最大起飛重量的三分之一。該機裝有2門27毫米口徑“毛瑟”機炮,可各備彈188發。還設有7個外挂架,機身下3個,兩翼下各2個。根據不同任務,這些挂架可挂帶多種武器,如:用于對地攻擊可挂帶AS.30、“小牛”、GBU-15“海鷹”和“鸬鹚”等空對地導彈;專門用于攻擊地面雷達等設施的ALARM和HARM反輻射導彈;LAU-51A和LR-25火箭發射器;JP233反機場跑道子母炸彈、“鋪路”激光制導炸彈、“靈巧”炸彈、各種集束炸彈、減速炸彈、MK.83炸彈,及燃燒彈、照明彈等。需要時,機身挂架也可挂帶核彈。用于對空作戰,則可挂半主動雷達制導的“天空閃光”中距空對空導彈,以及AIM-9L“響尾蛇”和“麻雀”等空對空導彈。
2002年7月意大利空軍與帕那維亞集團簽署了價值4500萬美元的合同,改進意大利的IDS型,計劃稱為實施中期壽命改進(MLU)。改進将綜合GPS、激光制導炸彈及防區外武器,包括“風暴影子”。無線電、雷達高度表及戰術空中導航“塔康”系統也将改進。預計2004年完成。
改進型(FULL MLU)改進計劃也在研究之中。此外,“金牛座”(Taurus)撒布器也在裝備之列,射程350千米,可攜帶450千克彈頭,有末制導頭。德國将在2004~2009年采購600枚,瑞典仍在決定是否進行采購。2003年3月,英國皇家空軍的“狂風”在對伊拉克的“震懾”行動中,首次使用了“風暴影子”。
防空截擊型(ADV)
在基本型IDS基礎上發展的防空截擊型。裝備英國和沙特空軍。1985年開始交付使用。ADV型總共生産197架。與基本型相比,具有更好的爬高率和加速性能,能攜帶更多的電子設備,内部燃油量也增加了10%。
1979年10月原型機開始試飛,1984年3月生産型首次試飛,總共生産了197架。英國和沙特阿拉伯空軍各裝備173架和24架,分别于1985年和1989年開始交付。
防空型具有很好的加速性,它不僅體現起飛後能很快加速到高亞音速,而且在高空也能很快加速到音速的兩倍;爬升性能好,從起飛爬升至近10000米高度,僅約2分鐘;具有較大作戰範圍和較長的留空時間,可在距基地約550公裡處作戰巡邏兩個小時以上,英國空軍裝備的該型機,能飛赴英國國境外的空域執行攔截任務;機動性好,轉彎角速度快,具有較好的空戰機動能力。設計賦予它這些性能特點,主要是為防範當時蘇聯的圖-20和蘇-24一類飛機。該機結構有80%與對地攻擊型相同。
主要改動是機頭加長了48.8厘米,以容納“獵狐手”空對空新型截擊雷達。該雷達不僅能探測到185千米距離的目标,而且還能同時跟蹤多個目标;主要機載設備還包括多功能前視,地形跟随/測繪雷達、三軸數字式慣性導航系統,防空型裝有多功能脈沖多普勒雷達、無線電/雷達高度表、自動駕駛儀飛行導引儀、雷達告警接收設備和主動電子對抗設備;機翼固定段前緣向前延伸,使前緣後掠角從印度增加到67度,并取消了前緣襟翼;中、後機身加長了71.12厘米,以便使機腹能串挂成對的半埋入機腹的4枚“天空閃光”導彈,同時也增加了多帶電子設備的能力,内部也可多裝10%的燃油。此外,還去掉了前機身左下方的27毫米口徑“毛瑟”機炮。
“獵狐手” 機載截擊雷達英文名Foxhunter,最初的62架ADV裝備W型,最後的46架裝備的是AA型,其他80架裝備的是Z型,沙特的24架裝備的是AA型。馬可尼-埃利奧特公司是該雷達的主承包商,費倫第公司負責掃描器部分。1976年馬可尼公司開始研制。由倒置卡塞格倫天線、相幹行波管發射機、接收機、信号數據處理機、控制裝備和電源裝備組成。對“逆火”、“擊劍手”等中型目标搜索距離180千米以上。
模式包括空對空搜索、自動跟蹤、瞄準、空對地測距、地形測繪等。英國空軍的防空截擊型有FMk2和FMk3兩種編号:前者于1984年至1985年間交付,共生産了18架;後者于1986年開始交付,共生産了155架。與FMk2相比,FMk3換裝了功率更大的發動機,并裝有機翼自動後掠系統(AWS)和自動機動系統(AMDS),可自動控制機翼掠動和襟翼、縫翼的運動。以後他們又按FMk3的标準對FMK2型機進行了改進,但發動機不換,改進後的編号為FMK2A。“狂風”FMK2機身下有4個半埋式挂架,每個挂1枚“天空閃光”中距空對空導彈,機翼下挂架是1500升副油箱的專用挂架。這個挂架過渡梁的肩部内側可挂1枚“響尾蛇”導彈。
典型的火力配置是1門機炮和6枚空對空導彈,包括4枚“天空閃光”中距導彈和2枚“響尾蛇”導彈。“狂風”FMK3機翼下增加了兩個挂載“響尾蛇”的挂點,使挂載的導彈數量增加到8枚。在中期改進計劃中将增加挂載AIM-132近距空對空導彈(ASRAAM)和AIM-120先進中距空對空導彈(AMRAAM)的能力。電子戰及偵察型(ECR)由對地攻擊型改型而成。主要改進是去掉了前機身下的兩門機炮,增裝了偵察及電子戰設備,例如,紅外側視系統和“線掃描”4000型偵察系統,紅外成像系統、偵個信息的處理、存貯和發射系統,以及電子對抗和反電子對抗吊艙、該機保留了對地攻擊能力,但采用了新的機載計算機和傳感器系統,裝備了HARM高速反雷達導彈和空對地反雷達導彈。此外,還可挂帶2枚“響尾蛇”空對空導彈,以便在需要空戰時使用。
英國、德國和意大利空軍裝備數量分别為30架、35架和16架。
狂風ADV的航程和飛行速度非常适合攔截蘇聯遠程轟炸機的任務要求,狂風ADV和F-14雖然的是用來對抗攜帶超音速導彈的蘇聯轟炸機,但是狂風ADV攔截轟炸機使用的機載武器隻是半主動中程空—空導彈,缺乏美國海軍F-14擁有的“不死鳥”這樣的遠程導彈武器。
由對地攻擊型改型而成,裝備法國空軍35架,意大利空軍16架。該型取消了兩門機炮,但保留了對地攻擊能力。裝高速反雷達導彈(HARM)和空中發射反雷達導彈(ALARM),電子對抗/反電子對抗吊艙及新的座艙顯示裝置。機上還裝有紅外成像系統。該型于1990年5月開始交付。
服役動态
裝備情況
“狂風”(又譯“旋風”)是英國、 德國和意大利共同研制的雙發雙座變後掠翼多用途戰鬥機。現有兩種類型:對地攻擊型(IDS)和防空型(ADV)。
對地攻擊型是基本型,裝備英國、德國、意大利3國空軍和德國海軍航空兵,其主要任務是對地和對海攻擊,同時兼顧空戰、偵察和電子對抗任務。
該型優點是速度範圍寬,起落滑跑距離短,能以60米高度超低空突防;電子設備先進,可以全天候作戰。但缺點是使用維護比較複雜,價格較貴。1987年該機訂貨已達930架。
英國空軍裝備300餘架,德國空軍裝備200多架,意大利空軍裝備60餘架,另出口沙特阿拉伯、阿曼等國家。1980年的出廠價格是2800萬馬克。
海灣戰争
1991年1~2月,英、意及沙特空軍共有86架“狂風”戰鬥機參加了海灣戰争,主要用于對伊拉克機場及縱深地面目标實施攻擊。戰争期間,“狂風”戰鬥機共出動了2400架次,炸毀了伊拉克35個大型機場和60個小型機場。在突擊機場時,通常是超低空進入,先後投下裝有炸彈和延時地雷的JP233反跑道子母彈。在戰争初期由于實施低空投彈,被伊拉克密集的防空火力擊落8架。海灣戰争開始後10天,英國空軍就損失“狂風”戰鬥機6架。這主要是由于“狂風”戰鬥機執行的是超低空轟炸攻擊任務,出動的次數多,強度大,攻擊的又是伊空軍機場等重要目标,這種目标均配置有較強的防空火力,尤其是有大量的肩射和低空防空導彈,加之“狂風”戰鬥機在沙漠地區缺少地标的條件下飛行,又不宜使用60米左右的最佳高度實施突防,而在100米以上的高度飛行易被肩射和低空防空導彈擊中 。
狂風IDS使用JP233攻擊伊拉克機場的破壞效果,要明顯超過使激光制導炸彈的美國空軍攻擊機,被狂風IDS攻擊後的機場被破壞的範圍更大,恢複使用的時間也比激光制導炸彈命中後更長。狂風IDS在海灣戰争中損失最集中的階段就是在低空攻擊的時期。
狂風IDS在采用常規低阻炸彈執行低空突防後的攻擊中通常采用上仰投彈的方法,狂風IDS重視上仰投彈時的命中精度是因為在攻擊有防空火力保護的目标時,基本上都要采用低空高速突防的作戰方式來規避防空火力,采用上仰投彈的方式不需要直接飛越目标上空以避免防空火力的殺傷,但是采用上仰投彈方式要取得滿足作戰需要的命中率,現代化的導航系統和雷達火力控制系統是根本的保證。狂風IDS在低空投擲454公斤常規炸彈時通常采用上仰投彈的攻擊方式,就是利用高精度的導航系統與火控系統進行配合,依靠機載雷達和火控計算機确定的瞄準點直接在低空拉起投彈。參加演習的狂風IDS在距離目标7公裡的距離上開始拉起投彈,投下的炸彈大都以接近垂直的狀态落到半徑在50米的目标區中。英國和意大利使用狂風IDS進行的投彈演習也證明,狂風IDS在距離目标4.8~6.4公裡處對一個3米×3米的目标區投擲的7枚炸彈,有4枚炸彈的彈着點将目标覆蓋到了炸彈的有效殺傷範圍之内。
狂風GR4機鼻下方的光點傳感器,左邊是激光瞄準系統,右邊是前視紅外系統。但因為激光瞄準系統的視角受限,所以投擲激光制導武器時一般還外挂吊艙。
目标面積有限和防空保護火力密集使狂風IDS承受了很大的戰鬥損失,不過狂風IDS采用常規武器的攻擊效果在戰術上是非常有效的,而且在高強度中這些戰鬥損失的數量上與總作戰架次相比也能夠接受。狂風IDS用空襲作戰初期的損失換來了将伊拉克機場基本摧毀的整體效果,而随後采用制導炸彈進行中空攻擊的狂風IDS再未遭受這樣大的損失,因此說狂風IDS損失上的問題主要是任務、裝備與戰術不能保證火力圈外打擊的要求,而狂風IDS在設計時就已經做好了承受這一戰術所帶來損失的準備。
科索沃戰争
英國、意大利和德國三國共派遣48架“狂風”戰鬥機參戰,主要對南聯盟機場等重要地面目标實施空襲。
打擊IS
據英國《每日郵報》2015年12月2日報道,在英國議會以397票對223票的比例通過“英國對IS展開空襲”的提案後數分鐘之内,8架英國戰機從英軍軍事基地起飛,對叙利亞境内的IS目标展開空襲。據悉,參與空襲的戰機為2架狂風戰鬥機和6架台風戰鬥機,配備有精确制導的“硫磺石”反坦克導彈和“寶石路”激光制導炸彈。與他們一同行動的還有此前在叙利亞上空收集情報的“死神”無人機,後者也得到授權,将加裝“地獄火”導彈以打擊地面目标。
12月10日,德國空軍的狂風戰鬥機從Jagel境内的空軍基地起飛。兩架德國空軍第51中隊的“狂風”ECR型電子偵察機飛往土耳其參與打擊極端組織。
總體評價
狂風戰鬥機是英國、德國和意大利共同投資發展的雙座、雙發變後掠翼超音速戰鬥機,由英國、德國和意大利聯合組成了帕那維亞飛機公司研制和生産。狂風IDS戰鬥轟炸機和狂風ADV防空戰鬥機的裝備使歐洲國家第一次擁有了可以和美、蘇相似的戰術空中打擊力量,狂風ECR的裝備也使歐洲國家在很大程度上擺脫了對美國空軍戰術電子戰機的依賴。狂風戰鬥機的發展過程不但是作戰飛機國際合作上的成功典範,也是歐洲國家聯合發展高性能作戰飛機的重要裡程碑。狂風系列戰鬥機的發展和裝備對英國、德國和意大利來說,無論是在軍事上還是在技術上都具有十分重要的意義,正是因為狂風戰鬥機的成功才使“歐洲戰鬥機2000”(EF2000)的聯合研制成為可能 。