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“超级大黄蜂”靠什么全面占据美军航母甲板?

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最近,美海军取消了海军战术示范(TACDEMO)团队的航展安排,旨在腾出相关人员,用于培训“超级大黄蜂”的飞行员。自2019年初美国海军的F/A-18C/D全部退役后,“超级大黄蜂”成为绝对主力。大部分联队为清一色4个F/A-18E/F舰载战斗攻击机中队(VFA),承担对面打击、舰队防空、护航、侦察、防空压制和伙伴加油等多样化作战任务。

续命成功的“超级大黄蜂”

F/A-18E/F“超级大黄蜂”,是在F/A-18C/D“大黄蜂”中型舰载多用途战斗机基础上,放大改型发展的三代半重型舰载多用途战斗机。该机原定生产563架后于2014年停产,但由于面临舰载战斗机数量短缺问题,且F-35C进度拖延,美国海军决定自2016年重新开始采购F/A-18E/F,至2024年采购总数将达到714架,Block III型采购将延续到2024年以后。 

F/A-18E/F

“超级大黄蜂”能够从过渡性角色晋级主角,除了后冷战时代的机遇外,其本身拥有的强大作战能力是主要原因。

总体设计。F/A-18E/F的改进方式是放大机体,提升航程和着舰带回载荷,采取RCS缩减措施达到准隐身效果,换装先进任务系统提升感知、杀伤、协同等能力,以及通过换装台架推力达98kN、推比9级的F414发动机保持飞行性能,最大起飞重量提高到30吨。

该机沿用F/A-18C/D带大边条和外倾双垂尾的正常式气动布局,全机长度增加1.28m,翼展增加1.43m,机翼面积增加25%达到46.5㎡,从而使机内载油提高33%,任务半径提升32%,翼下增加1对挂点,达到11个外挂点。在总体不变的前提下,做了大量细节调整,边条由S形改为哥特式,单级斜板进气道改为捕获面积扩大18%的CARET进气道,取消了减速板,改由舵面组合偏转产生“虚拟减速板”效果。

F/A-18E/F Block II 和 Block III

任务系统分阶段改进。F/A-18E/F任务系统采取渐进发展。Lot21~25为Block I状态,大部分任务系统设备与F/A-18C/D相同。此后至今生产的为Block II状态,任务系统进行了大改,采用开放式架构,以1Gbps速率的FC-AE光纤通道组成骨干交换网,连接基于PowerPC G4处理器的先进任务计算机(AMC)、任务传感器和座舱显示器。作战飞行程序(OFP)采用C++语言编写,引入了多传感器数据融合技术,可对数据链、传感器和敌我识别的信息进行融合处理。

Block II状态采用AN/APG-79有源相控阵雷达,代替了沿用的AN/APG-73机扫雷达,综合防御电子战系统(IDECM)持续升级,AN/ALQ-214先进干扰机代替了AN/ALQ-165机载自卫干扰机,AN/ALE-55光纤拖曳诱饵代替了AN/ALE-50。                 

F/A-18E/F的“超级”战斗力

F/A-18E/F着力提升了作战半径和带回载荷,基本保持了F/A-18C/D既有机动能力,并在低速大迎角机动这一传统特长上更上一层楼。在携带2个副油箱+2枚AIM-9近距空空导弹+4枚Mk83低阻炸弹+前视红外/低空导航吊舱的构型,高-低-低-高遮断任务剖面的作战半径从F/A-18C/D的325海里(602km)提高到423海里(783km)。着舰带回载荷则由F/A-18C/D的7156磅(3246kg)提高到9494磅(4306kg),增加约1吨带回载荷可以减少作战任务中因着舰重量限制而丢弃高价值制导武器的现象。 

F/A-18E/F在航展上表演低速大迎角机动

舰队防空任务方面,在150海里(278km)半径的阵位上保持战斗巡逻(CAP)的时间和武器载荷,决定值班出动架次需求和可拦截的威胁数量。F/A-18E以5枚AIM-120+3个副油箱+1个前视红外成像吊舱的构型,巡逻时间可达1.92小时。与之相比,原承担舰队防空任务的F-14D以2枚AIM-54+2枚AIM-7+2枚AIM-9+2个副油箱的构型,巡逻时间为1.91小时。F-14D多挂1枚导弹,但由于3类导弹射程覆盖有显著差异,在使用灵活性和持续交战能力反居劣势。

IRST吊舱

隐身能力。F/A-18E/F作为一种“准隐身”葡京赌场网址,对机上的散射源做了细致的处理,对航行灯、座舱盖、风挡等进行了表面金属化处理,对常开/不常开口盖采取不同的导电密封处理,不支持塑形密封剂的部位如边条边缘则使用导电胶带。在常开口盖缝隙的前方、进气道唇口和管道、排水孔、舵面铰链、挂架和副油箱等部位涂敷吸波涂料(RAM),其中排水孔等周围采取钻石形涂敷,挂架上方和前端作多层涂敷。在前起落架舱门的前后缘使用弹性传导衬垫,主起落架舱门则用RAM包裹边缘。舵面边缘的散射通过在边缘嵌入吸波封套处理,风挡格框后缘通过称为”后弧终止带”的层状吸波材料处理。对舱盖机身结合部、边条机身结合部等外形不连续处,使用导电倒角封条处理。

进气道不仅进行了管道弯曲设计,而且在发动机风扇前安装了一个风扇形的吸波导流体遮挡发动机。雷达舱内,有11块EMIS III型电磁干涉屏蔽罩永久安装在雷达天线硬件表面,在执行作战任务时可加装12块安装在雷达舱壁上的屏蔽罩。此外SUU-79挂架还可以配装一套低可探测组件。 

F/A-18E/F的任务系统能力

雷达能力。AN/APG-79是较新一代的有源相控阵雷达,T/R组件“砖块”结构小型化到紧凑的四封装“瓦片”结构,使天线阵面重量降低到95磅(43kg)。美国尚未公开其具体性能情况,甚至多数公开照片对天线进行了模糊处理,只在F/A-18E/F的宣讲材料中,称其探测距离达到AN/APG-65/73等传统机械扫描雷达的2~3倍。

空对空ISAR成像

目前AN/APG-65的性能已被公开,在1982年洛克希德公司向空军提交的SR-71I远程截击机提案中,指出将AN/APG-65改为放大的32英寸天线,可以达到对25㎡目标100海里的探测能力,换算到F/A-18配备的26.625英寸天线,对标准的5㎡目标探测距离约56海里。这与1983年国防分析局可靠性案例报告给出对2㎡目标45海里是完全一致的。按照“2~3倍”则AN/APG-79雷达的下限是206km,实际必然超过了F-14所具有的115海里探测能力,是美国海军有史以来性能最强的机载火控雷达。

除了探测威力上的跃进,有源相控阵还带来巨大的使用灵活性,具有在一个工作模式中同时进行空空和空面搜索、跟踪的能力,并能轻松地在扫描图形外保持多目标跟踪。由于空前的使用带宽,使AN/APG-79雷达“兼职”充任一定频带范围内的高增益电子支援和和高功率电子攻击的角色。

ISAR传感器

光电传感器能力。F/A-18E/F没有内装的光电传感器,但可以挂载多种光电吊舱执行任务,主要是AN/ASQ-228先进前视红外瞄准吊舱(ATFLIR)和安装在机腹副油箱前段的IRST。

ATFLIR原本是用于对地面目标探测、识别、瞄准和激光制导武器照射的吊舱,其研制目标是15000m以上高空标定斜距48km以上的地面目标。该吊舱综合了640 x 480像素中波红外传感器、白光摄像机,激光器有2个波长分别用于测距和照射。ATFLIR的成像探测能力超过40海里(74km),由于其探测距离远,成像清晰,也被用于空对空目标探测、瞄准和识别,美军在叙利亚战场广泛使用了ATFLIR识别叙军和俄军葡京赌场网址。                 

即使ATFLIR本身有很强的对空探测能力,美国海军仍然快速研制采办了专用于空空远程反隐身探测的IRST系统,别出心裁地改装了机腹副油箱,在其前端安装移植自F-14D的IRST21长波红外传感器。目前没有公开IRST21的探测距离,合理的推测是显著大于ATFLIR,也大于AN/APG-79探测隐身葡京赌场网址的距离,目前美国空军也使用该传感器开发出“虎眼”、“军团”等吊舱,用于供F-15C/E葡京赌场网址进行反隐身探测。

目标识别能力。F/A-18E/F具有丰富的目标识别手段,其中最基本的是AN/APX-111先进敌我识别器(AIFF)。AN/APX-111在机头上安装电扫“小鸟”询问天线,具有较好角分辨能力。目前该系统已经升级了模式5,包含2级能力,第一层级在原有询问应答信息中增加平台识别编号( PIN )和带有命令攻击意图的杀伤性询问信息;第二层级位置报告中将包含纬度、经度、高度、平台识别编号、国家代码和任务代码等信息,能够显著提升目标识别能力。 

AN/APG-79雷达

在应答式敌我识别的基础上,AN/APG-79雷达还具有非合作识别(NCTR)能力。NCTR技术是在AN/APG-63雷达上首先验证和部署的,使F-15C成为海湾战争期间唯一可以不受目视识别交战规则限制进行超视距交战的战斗机。目前美国仍未解密其实际使用的NCTR是何种方式,根据公开资料可能有喷气发动机调制信号(JEM)、对一维距离像或者ISAR成像的数据库匹配等方式,这些技术目前已经在欧美先进机载雷达上广泛使用。

除雷达NCTR外,F/A-18E/F还具有使用ATFLIR吊舱进行光学NCTR的能力。2017年在叙利亚击落Su-22过程中ATFLIR吊舱拍摄的视频,展示了目标识别,导弹遇靶过程,及坠落的残骸。

ATFLIR吊舱

协同能力。F/A-18E/F具有极丰富的协同作战能力,不仅是外部传感器与内部传感器的多源信息融合能力,通过MIDS多功能信息分发终端可以使用AIM-120D或AIM-9X Block II实施第三方瞄准的全向协同交战。空面作战方面,既能使用专用数据链传送ATFLIR流媒体视频、使用CDL通用数据链传送SHARP侦察吊舱图像进行空面打击协同,也可用MIDS传递打击图像和目标信息(图像传输时间约13~55s),也包括使用JSOW-C1等网络化使能武器(NEW)进行网络化协同交战。另一种特殊的协同方式是提供AESA雷达的干扰资源,与EA-18G实施协同干扰。

电子战能力。F/A-18E/F战斗机配置的综合防御电子对抗(IDECM)是低成本成熟设备,以AN/ALQ-214接收机/处理器/干扰机和AN/ALE-55光纤拖曳式诱饵(FOTD)为基础,集成了AN/ALR-67(V)3雷达告警接收机和AN/ALE-47箔条/曳光弹投放器等独立系统。 

综合防御电子对抗系统提供三层防御:第一层是压制,阻止、延缓或降级对方的截获及跟踪能力;第二层是欺骗,如果对方已经获取跟踪轨迹并发射了导弹,则将导弹引导偏离载机;最后则用光纤拖曳式诱饵引诱对方突破了第一层和第二层防线的导弹。                 

AN/ALR-67(V)3是世界上第一种采用全数字信道化接收机的雷达告警接收机,曾被称为先进特殊接收机(ASR)。其在四象限各配置一个覆盖低频段到40GHz的集成天线探测器和象限接收机,信号经过滤波、放大,转换到中频后进入数字信道化接收机,在其中产生数字描述“字”,包括信号幅度、到达角、到达时间、频率、脉宽和调制方式等,交由对抗信号处理机(CSP)进行识别和威胁排序。CSP基于PowerPC G4 处理器,其超额的处理能力显著地提高可对抗的威胁密度。AN/ALR-67(V)3具有较好的辐射源定位精度,无需使用AN/ASQ-213 HARM瞄准吊舱就能够获得火控数据发射AGM-88高速反辐射导弹(HARM)。

专门为F/A-18E/F“超级大黄”蜂战斗机设计的ALR-67(v)3结合了很多重要的元素

AN/ALQ-214射频对抗(RFCM)系统,接收AN/ALR-67(V)3提供的威胁信号,产生干扰信号,包括本身的大功率相干干扰和通过AN/ALE-55拖曳诱饵释放的诱骗干扰,后者可对付跟踪干扰源和人在环操纵指令制导威胁。AN/ALE-55内置2个大功率行波管发射机,其功率足以掩护大型运输机,能够在超音速和大机动条件下稳定释放和拖曳飞行,并能通过重新编程适应新的威胁。上一代AN/ALE-50拖曳诱饵就曾在科索沃、伊拉克等战争中成功挽救了多架战机。

AN/ALE-50拖曳诱饵

F/A-18E/F配备 AN/ALE-47干扰投放装置,在机腹下安装4个发射器,总共可携带120发干扰弹,除常规箔条、诱饵外,还可释放GEN-X有源干扰诱饵和MJU-57/B红外伴飞诱饵。 

GEN-X是美国海军装备的第二代抛放式有源诱饵,其尾部有一组折叠尾翼,抛放后维持稳定飞行,弹体内的电池驱动砷化镓MMIC产生单脉冲信号诱骗敌导弹。这种诱饵仅在末端博弈的数秒内起作用,因此需要IDECM系统准确控制抛放时间。                  

MJU-57/B红外伴飞诱饵通过将产生红外辐射信号的烟火剂从喷管喷出产生飞行推力,并通过打开折叠尾翼稳定姿态和延长飞行时间,其亮度、上升时间、燃烧时间和飞行距离进行了优化设计,可适应200KIAS以上速度飞行的载机。 

更上层楼的Block III

目前,该机正在进行Block III改型提升,新的改进将进一步缩减目标特征,提高隐身能力,通过升级雷达并换装IRST Block II在射频和红外两方面实质性提高反隐身能力,同时改进电子战系统(IDECM Block IV)提升生存力,从而在一定程度上获得与F-35C搭配,对抗苏-57等新一代战斗机的能力。

苏-57

通过换装网络化分布式瞄准处理机(DTP-N),加装战术瞄准网络数据链(TTNT)提升了协同和战场感知能力,有利于通过协同交战提升空战效能,尤其是对抗新一代战斗机的效能,同时也更便于使用网络使能武器灵活实施对面打击。

机体平台的主要改进则是加装保型油箱提升作战半径,降低对空中加油的依赖,并延长机体寿命到9000小时,从而改善舰载机联队的运行效率和完好率。Block III的这些改进,就如“超级大黄蜂”本身一样,似乎并不显眼,却实实在在提高了航母战斗群的作战效能。

专栏作者

责任编辑:助理编辑 贾茹

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