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翻新升级

2017-05-08温杰

航空世界 2017年3期
关键词:洛马雷达战斗机

温杰

1月16日,中国台湾地区空军部署在嘉义和花莲基地的各两架F-16A/B战斗机飞抵汉翔航空工业股份有限公司在台中新建的改装中心,开始接受总体结构维修。随后,汉翔公司将在洛马公司改装人员的指导下,进行软件的测试和升级,最终将现役F-16A/B Block 20战斗机升级到F-16V标准。汉翔公司表示,如果满负荷运转,改装中心可以每年升级24架F-16A/B战斗机,如果不出意外,台湾空军现役的142架“战隼”将在2022年5月31日前完成升级。

针对国际战斗机市场的潜在需求,洛马公司结合关键系统和设备的技术成熟水平,正在让老旧的F-16战斗机脱胎换骨,发展成为一种“终极战隼”。此次,洛马公司针对首位用户精心打造的F-16V战斗机不仅大幅提升了远距攻击能力,还显著增强了近距格斗能力,大大超出了台湾空军现役F-16A/B战斗机,甚至优于曾经拟议购买的F-16C/D战斗机,在综合作战效能方面不容小觑。

老旧平台急需升级

早在20世纪90年代初,台湾地区从美国引进了150架F-16A/B战斗机,经过长期装备和使用,其总体性能已经日渐落后,在与中国大陆的空中对抗中已经力不从心。为此,台湾当局从2006年开始提出从美国采购66架全新的F-16C/D Block 50/52战斗机,重新配备一个战斗机联队,但是迟迟没有得到肯定的答复。

2011年,美国多家媒体、参众两院和军火商纷纷发声,极力鼓动当时的奥巴马总统同意对台湾出售F-16C/D战斗机。洛马公司曾经专门委托一家市场公司撰写了一份咨询报告,认为向台湾出售F-16C/D战机可以获利87亿美元,相当于解决8万人一年的就业机会,意在向奥巴马总统施加压力。该公司总裁史蒂文斯甚至宣称:“这不是提升台湾自卫能力,只是保证其防卫能力不下降。”

但是,美国政府面对中国政府的强大政治压力,从战略角度考虑中美关系的大局,多次延期讨论有关出售F-16C/D战斗机的事宜,在美国国会、中国大陆和中国台湾之间寻求平衡,最终决定拒绝台湾当局的要求,转而提出了所谓“翻新改装”方式,为台湾空军升级尚在服役的145架F-16A/B战斗机。台湾“国防部”将这一战斗机升级项目命名为“凤展计划”。

2011年8月11日至14日,在台北航空航天暨防务展期间,美国国防部与台湾“国防部”初步确定了为F-16A/B战斗机实施中期寿命升级的选择方案和价格。时隔一个多月,美国政府就宣布了总额高达58.52亿美元的对台军售计划,其中就包括出售176套有源相控阵(AESA)雷达,用于替换目前F-16A/B战斗机配备的APG-66(V)3机械扫描雷达。为了避免引起中国大陆的强烈反应,美国政府并未一次性公布F-16A/B战斗机升级的完整方案,而是采取了分阶段陆续发布的方式。

2012年2月15日,洛马公司在新加坡航展上首次公布了F-16V方案,立刻吸引了外界的目光。从命名上看,這一型号的后缀出现了大幅度的跨越,从已有的E/F型、计划中的IN型直接跳到了V型,令人有些费解。实际上,此时的V取自蝰蛇(Viper)的首字母,与美国空军的内部传统密不可分。长期以来,F-16战斗机的官方名称“战隼”一直让人们耳熟能详,但美国空军飞行员们早在F-16战斗机服役之初就赋予其“蝰蛇”绰号,意在张扬这种新型作战平台的凶狠毒辣,并一直延续至今。

可见,洛马公司煞费苦心地将这一最新发展方案命名为F-16V型,对内是为了极力迎合美国空军的传统喜好,迫切希望在国内获得数百架F-16战斗机升级的机会,对外则打造成为一个具有高端配置的商业品牌,满足一些国家增强空中优势的迫切需求,力求将F-16战斗机的作战性能提升到一个新的水平,推动现役作战平台的的改进与升级。

改装计划正式启动

从研制过程来看,F-16V战斗机的问世很大程度上依赖于中国台湾地区的“凤展计划”。2014年初,美国空军在防务预算削减的情况下,为了保证F-35A战斗机的采购资金,不得不放缓升级现役装备的步伐,最终取消了原计划提高F-16战斗机作战效能的“作战航电设备拟定扩展套件”(CAPES)项目,只保留了“服役寿命延长计划”(SLEP),以维持现有作战能力。

这一突如其来的决定直接影响到参与这一升级项目的新加坡和台湾等国家和地区。与新加坡空军并不急于为F-16C/D战斗机升级相比,台湾空军的“凤展计划”则处于进退两难的尴尬境地,几经努力争取到山姆大叔原本为自家准备的上等“佳肴”,怎能轻易放弃,只好硬着头皮为美国空军“接盘”,赶快掏钱“埋单”。最终,台湾空军成为了F-16V战斗机的启动用户。

2011年9月21日,美国政府宣布的对台军售计划总价值达58亿美元,为台湾升级现役145架F-16A/B型战斗机。除了前面提到了一些主要系统和设备外,还包括相应的精确打击弹药和有关训练项目。次年7月,汉翔公司与洛马公司签署了一项协议,将在后者的协助下完成F-16A/B战斗机的相关升级工作。

2012年10月1日,美国政府授予洛马公司一项价值18.5亿美元的合同,开始为台湾空军升级145架F-16A/B战斗机。据当时洛马公司公布的消息,这项升级计划将基于F-16V构型,包括换装AESA雷达、嵌入GPS的惯性导航系统、换装ALQ-213电子战设备和其他的航空电子系统,从而将台湾空军的F-16A/B战斗机全面升级为最先进的多用途攻击平台。

2014年12月初,诺格公司在合同签署后的16个月内,按时向洛马公司交付了首部APG-83雷达。随后,“凤展计划”最为关键的火控系统升级工作正式启动,洛马公司开始在爱德华兹空军基地为两架F-16战斗机改装新型火控系统。

2015年10月16日,洛马公司试飞员保罗·兰德尔驾驶第一架F-16V战斗机在位于沃斯堡的美国海军航空站完成了首次飞行,成为F-16系列战斗机持续改进与发展的又一个重要里程碑。作为“战隼”家族的最新成员,该机在首飞中第一次配备了AN/APG-83型雷达,并加装了一具中央操作显示器(CPD),将态势感知能力提升到一个全新水平,有助于大幅度提升作战效能。

从洛马公司公布的首飞图片来看,这架F-16V战斗机隶属于美国空军爱德华兹空军基地第412测试中队,但该机实际上是台湾在当年“和平凤凰”计划中采购的第一架F-16A战斗机。当时,台湾空军根据飞行员训练交流计划,直接将12架F-16A/B战斗机留在了美国,其中10架编入美国空军第56战斗机联队第21战斗机中队,平时存放在卢克空军基地,而另外两架留在了爱德华兹空军基地,用于改装测试和战术发展,包括此次改装为F-16V战斗机的6601号。

全新雷达性能出色

据洛马公司负责F-16业务发展的兰迪·霍华德介绍,F-16V战斗机在首飞中采用的APG-83雷达与F-35战斗机上配备的AN/APG-81雷达具有95%的通用性。对此,霍华德的前任比尔·麦克亨利则将APG-83雷达形容为F-16V战斗机的“核心和灵魂”。

从国际战斗机市场来看,AESA雷达已经成为当今先进战斗机的标准配置。为了避免现役F-16战斗机逐渐落伍,洛马公司提出了一种创新的解决方案,以较低成本将第五代战斗机的这一关键技术移植到F-16战斗机上,从而实现在更远的距离上及时地发现和跟踪更多的空中目标。

早在20世纪90年代末,诺格公司就着手为阿联酋空军的“沙漠隼”研制AN/ APG-80先进敏捷波束雷达,使得F-16E/ F战斗机一跃成为中东地区最先进的作战平台。为了巩固自身的地位,诺格公司利用多年来在F-22和F-35战斗机雷达研制工作中所掌握的关键技术,以APG-80雷达为原型推出了SABR全尺寸样机,并在2008年2月的新加坡航展上首次亮相。

在APG-80雷达的基础上,诺格公司主要改进了相控阵天线,并将接收机/激励器/处理器集成为一个部件。为了降低研制成本,研制人员保留了APG-80雷达的大部分软件,其余代码利用了F-22和 F-35战斗机的技术,反过来又为装备F-16战斗机的国家今后换装F-35战斗机提供了一个便利,使二者在未来可以保持更好的协同作战能力。

APG-83雷达设计成为适合于现役F-16战斗机的机头空间,因此无需对机头或机身结构进行任何改进,只需更改相关的接口,就可以满足进当前电源功率和冷却系统的要求,不仅提高了战斗机改装的简易程度,还大大降低了雷达升级工作的成本预算。就具体改装而言,麦克亨利不愿证实APG-83雷达是否安装在一个倾斜面上,只是补充说“SABR雷达是否采取一定角度来安装并不是出于物理方面的原因。”

與现役F-16战斗机配备的APG-68雷达相比,APG-83雷达不仅增强了探测性能,曾经在试验机上实现了在9秒内探测到多达19个空中目标,而且还具有多种工作模式,通过敏捷雷达波束交替实现空对空、空对地和地形跟随等多种模式,使升级后的F-16战斗机具备全天候精确打击能力。它还可以借助于合成孔径雷达(SAR)模式获得高分辨率图像,发现地面上正在行驶车辆。

2009年11月,诺格公司在一架F-16战斗机上改装了SABR原型机,试飞结果表明,该雷达在空对空搜索、空对地跟踪、合成孔径、地面活动目标指示和空对面搜索等5种基本模式方面都达到甚至超出了预期。2013年7月31日,洛马公司为美国空军F-16战斗机的CAPES项目选择了SABR,并正式命名为AN/APG-83型雷达。

2014年12月,诺格公司将首部APG-83雷达正式交付给洛马公司,用于F-16V战斗机的集成测试。从探测距离来看,APG-83雷达比台湾空军F-16A/B战斗机上使用的APG-66(V)3雷达增加了30%以上。

态势感知显著增强

为了更好地融合先进传感器获得的各种信息,F-16V战斗机升级了任务计算机和航空电子系统架构,并优化了驾驶舱的人机交互方式,有效地增强飞行员的态势感知能力,在瞬息万变的空战环境中占据空中优势。

考虑到APG-83雷达捕捉到大量的目标数据,F-16V战斗机需要更强的数据处理能力。为了满足这种要求,洛马公司已经为其换装了一种新型模块化任务计算机(MMC),命名为MMC 7000AH型。与以前的MMC相比,它在尺寸上更小,但借助于高速数据总线,能以更快的速度处理更多的数据。

据洛马公司介绍,7000AH计算机的处理能力提高了一倍,主存储器增加了10倍,预留有更多的插槽,可以更容易地实现硬件升级。MMC 7000AH计算机在一种专门为F-16V战斗机研制的先进架构软件环境下运行,可以每两年升级一次。

为了支持综合化航空电子系统,洛马公司为F-16V战斗机设计了一种高速数据网络,以满足更快的数据处理需求。这种网络集成了一种1Gb互联网数据总线,具有高速输入和输出带宽,可以满足航空电子系统之间的大量数据交换。兰迪·霍华德把新的数据总线形容为高度可靠、易于维护,改进的电磁兼容性和充足的容量可以处理更多的数据。

值得注意的是,该机把F-16战斗机座舱内的两台显示器升级为高分辨率彩色显示器,并在座舱前下方的中间位置加装了一具大型显示器,被称为中央操作显示器(CPD)。埃尔比特系统公司的美国分公司按照人体工程学设计的CPD为飞行员提供了更加舒适的交互方式,可以在显示器上同时显示各种战术图像,提供非常有价值的信息。这样,飞行员可以集中精力应对即将发生的空战,在第一时间锁定潜在威胁,先发制人。

作为改进方案的关键系统之一,F-16V战斗机还将配备“狙击手”先进瞄准吊舱(Sniper ATP),以期进一步提升飞行员的态势感知能力。这种新一代吊舱具有突出的远程识别和图像处理能力、良好的稳定性和适应性,目前已经广泛配备在F-16系列战斗机上,成为空中精确打击战术的一个全新尺度,并被专门列入到“凤展计划”中,对于台湾空军的F-16A/B战斗机来说尤如重新打造了一副“火眼金睛”,可以实现防区外探测与识别。

F-16V战斗机的另一个特点是采用新的通用数据链,具备了融入Link 16战术数据链网络的能力。该机通过加装一个多功能信息分发系统的低容量终端(MIDS-LVT),可以提供实时数据通信、态势感知信息和数字语音,将显著增强飞行员的态势感知能力,使机组人员之间不只是交换飞行、任务和导航数据,而且还可以与预警机实时交换加密的语音指令,直接分享预警机所获得的目标数据,实时快捷地获得包括目标或威胁的电子战场空间图像。

格斗能力不可小觑

从“风展计划”来看,台湾空军始终着力提升F-16A/B战斗机的攻击能力,除了此前从美国获得过AIM-120中距空空导弹外,还借助此次升级计划采购了140枚AIM-9X“响尾蛇”近距格斗导弹,意在增强空中格斗时的杀伤力。

作为“响尾蛇”家族的最新成员,AIM-9X空空导弹保留了体积小、重量轻、成本低和可靠性高的特点,具有出众的作战效能,在正式交付美国空军和海军后就一直成为各国不惜重金引进的空战利器。由于AIM-9X导弹的近距截击包线明显大于目前现役的任何一种空空导弹,飞行员可以通过移动头盔来引导其导引头瞄准大离轴角目标,而这一战术很大程度上依赖于联合头盔提示系统(JHMCS),其最大特点是在目标偏离飞机轴线很大角度的情况下,允许飞行员使用AIM-9X导弹瞄准并锁定敌机。

AIM-9X导弹在动力性能上最重要改进是采用了综合尾翼推力矢量控制系统。该系统由4个喷气导流片组成,导流片与舵面之间采用机械耦合,通过改变发动机的喷气流偏转方向,实现对导弹飞行方向的控制。这种导弹的转弯速率达60~100度/秒,不仅提高了导弹的敏捷性,获得全向格斗所需的大机动过载,还使导弹能在低速状态进行大迎角飞行,最大迎角达50度,可以有效地攻击高机动性的飞机。

AIM-9X导弹的导引头采用了结构紧凑的高性能碲镉汞凝视焦平面阵列,具有很高的灵敏度,可以有效地探测出目标和背景之间的微小温差,形成有关目标的热像,通过对热像的处理可以获得精确的制导信息,具有很强的截获目标能力。因此,新一代“响尾蛇”导弹不仅可以探测发动机喷口气流的红外辐射,而且也可探测飞机蒙皮的红外辐射,真正具备了全向攻击能力。

与此同时,台湾在“凤展计划”中还还要求为F-16A/B战斗机配备JHMCS,为飞行员提供更加优异的空战态势信息,进一步增强F-16V战斗机的近距格斗能力。

作为目前最先进的座舱设备之一,JHMCS可以将目标提示、飞机性能参数等关键信息以图像方式直接显示于飞行员的头盔显示器上,向飞行员精确提示机上对付敌机和地面目标的武器和传感器。在近距空戰中,飞行员可以通过JHMCS观察到各种飞行和探测数据,将注意力保持在瞬息万变的空战环境上,只需通过头部转动来瞄准目标,然后按压控制杆上的发射按钮来摧毁近距目标。

JHMCS的应用极大地简化了跟踪、瞄准、锁定的过程,缩短了发射武器的时间,避免了以往通过机动飞行使飞机与目标成为一直线的陈旧战术,为飞行员提供了“先敌发现、先敌射击”的大离轴角导弹发射能力,从而极大地提高了载机的生存能力。

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