本文主要介紹美國著名的F-15“鷹”式戰鬥機,全文約5100字。
想必軍迷對美國F-15“鷹”式戰鬥機都不陌生。網絡上關于F-15戰鬥機的資料十分豐富,也有很多精彩的文章和故事。本文從發展概況、主要特點、型號類別、服役狀況、實戰應用、機史轶事和基本性能等方面,對F-15戰鬥機做一個簡要的全景描繪。大部分內容摘自國外和國內的各種公開信息,特別對衍生型號和數據部分做了一些考證。篇幅有限,也可能有一些錯誤,軍迷朋友斧正。
F-15“鷹” Eagle
發展概況
F-15“鷹”(Eagle)是美國麥克唐納·道格拉斯公司(McDonnell Douglas,現並入波音公司)1970年代初爲美國空軍研制的雙發重型超聲速制空戰鬥機,主要用于奪取戰區制空權,同時兼具對地攻擊能力,是美國空軍的主力戰鬥機。
1960年代中期,鑒于越南戰爭的教訓,美國空軍開始考慮研制替代F-4“鬼怪”II等上一代戰鬥機的新型戰鬥機,後來發展爲著名的F-X戰鬥機計劃。
1965年10月,美國空軍發布規格說明書開始招標,並于1968年9月再次修改招標文件提出新的需求,將F-X命名爲ZF-15A。
1969年12月,美國空軍最終選定麥·道公司的方案並將其作爲主承包商,簽訂了制造20架原型機的合同,其中兩架爲雙座教練機,三架爲靜力試驗用機。
F-15的娘家定妝照
原型機試飛照片
1972年7月27日,第一架原型機YF-15F-1首次試飛。1974年9月,首架生産型F-15A試飛,同年11月開始交付美國空軍,1976年1月交付蘭利空軍基地戰鬥機聯隊。
1981年美國空軍招標雙重任務戰鬥機,後于1984年選中F-15的重大改進型F-15E“攻擊鷹”戰鬥轟炸機。1986年12月11日,F-15E的原型機首次試飛,1988年4月開始交付美國空軍。F-15系列不斷改進衍生,各型共生産1520余架。
F-15的綜合性能比它以前的任何一種戰鬥機都要優秀。雖然服役至今已有幾十年,但它的潛力至今沒有被發揮殆盡,優美流線的外形,良好的可靠性和適用性,加上驕人的戰績,使F-15始終是美國空軍的絕對主力,“美利堅之鷹”的稱號實至名歸。
主要特點
F-15C 四視圖
F-15采用雙發雙垂尾,兩側進氣,固定式上單翼氣動布局。機翼采用大後掠角切尖三角翼,沒有前緣機動襟翼,翼尖選用固定彎度的錐形扭轉設計。全動式水平尾翼安裝在向後延伸的尾撐上,帶有鋸齒形前緣,以提高大迎角下的氣動效率。大面積雙垂直尾翼可滿足高速飛行和機動需要。
巨大的進氣道,這張照片清晰地顯示出進氣道的變截面設計,兩個進氣道處于不同狀態
進氣道清晰的內部結構
進氣道采用可調節外壓式四波系超聲速進氣道,可根據飛行狀態自動匹配進氣口截面,達到更好的飛行適應性。進氣道兩側上沿設有凸出的整流罩,起到翼根整流作用,在大迎角時産生渦流,可推遲機翼失速和提高尾翼效率。整流罩結構經翼根向後延伸,形成尾撐,安裝水平尾翼和垂直尾翼。
飛行控制系統爲雙重體制,一套爲傳統液壓控制,一套爲模擬線傳操縱的自動控制增穩系統。
突出的氣泡形座艙,飛行員視野極佳
大修狀態的F-15,機體表面艙口全部打開,金屬結構完全呈現
機體爲全金屬半硬殼式結構,機身分爲前、中、後三段。爲減輕結構重量,大量應用钛合金,比例達26%,鋁合金材料比例約占37.3%,複合材料較少只有2.2%。
鋁合金結構前段包括機頭雷達罩、座艙和電子設備艙。大型氣泡式座艙,整體式風擋,座椅位置較高,飛行員具有極佳的視野,座艙後部預留空間較大。中段是與機翼連接部分,部分采用钛合金結構。後段爲以钛合金結構爲主的發動機艙。後期發展的對地攻擊型進一步強化了機體結構,機身兩側可挂載大型保形油箱。
機體內部油箱示意圖,包括機身油箱和機翼油箱
保形油箱示意圖
可在地面拆卸的保形油箱
F-15在同代戰鬥機中設計年代更早,因而氣動設計相對保守,但結構重量輕,發動機推力大、推重比高,機翼面積大,具備較高的整機推重比和較低的翼載荷,能量機動優勢明顯,而且具備良好的擴展性和發展潛力,是同代制空戰鬥機中的佼佼者。
型號類別
F-15A:早期生産型,1972年至1979年共生産385架,包括18架測試用機。
裝備美國空軍假想敵部隊的F-15
F-15B:雙座教練型,具備F-15A的全部作戰能力,但沒有AN/ALQ-135電子幹擾設備,主要同于飛行員培訓。1972年至1979年共生産60架,包括2架測試用機。
F-15C:改進型,1979年2月首次試飛,1979年至1985年共生産488架。外形與F-15A基本相似,做了部分改進,主要包括:內側機翼的前部和後部都擴大成整體油箱,內油容量增加約900千克,還可在進氣道兩側加裝保形油箱;後期大部分換裝F100-PW-220發動機,響應更快,油耗降低;雷達換爲改進型AN/APG-63雷達,後期換裝AN/APG-70雷達,2000年開始,美國空軍現役F-15C逐步換裝AN/APG-63(V)2/3有源相控陣雷達;電子設備方面改裝數字式中央計算機和過載報警系統等,座艙內增加一個顯示器。
1985財年生産的F-15C
一架來自美國空軍67戰鬥機中隊的F-15C正在接受空中加油,加油機爲909空中加油機中隊的KC-135R
F-15D:雙座教練型,外形與F-15B基本相同,具備F-15C的全部作戰能力,同樣可加裝保形油箱。1979年至1985年共生産92架。
裝備美國空軍假想敵部隊的F-15D
F-15J:日本根據生産許可證生産的F-15C,性能相當,換裝了部分日本自行生産的航空電子設備,1981年至1997年共生産165架,其中首批2架爲美國生産。
F-15J視圖
日本航空自衛隊的一架F-15J
F-15DJ:日本根據生産許可證生産的F-15D,1981年至1997年共生産48架。
F-15E:全天候對地攻擊型,1986年12月11日首次試飛,1988年4月開始交付,1985年至2004年共生産236架,保留了F-15C/D的全部空戰能力,重點突出了對地攻擊能力。改進包括:重新設計約60%的機體結構,部分結構做了加強;換裝推力更大、可靠性更高的F100-PW -220/229發動機;進氣道兩側保形油箱作爲標准配置,增加6個挂點,可挂載更多的彈藥和設備;雷達升級爲更先進的AN/APG-70雷達;重新設計了座艙,後座飛行員爲武器官,專門負責操作武器系統,艙內安裝了四個多用途顯示器;機腹可挂載對地攻擊吊艙,從而具備全天候對地攻擊任務。
一架打開發動機加力起飛的F-15E
一架挂滿小直徑炸彈的F-15E,可見其驚人的挂載能力和對地打擊能力
F-15S/MTD:F-15B基礎上改裝的短距起飛/精確著陸技術驗證機,1988年9月首次試飛,采用三翼面布局(鴨翼是經過修改的F/A-18的水平尾翼),換裝數字式電傳飛行控制系統,發動機爲F100-PW-220,但改用二元矢量噴口,主要用于驗證飛機在短距起降和實用推力矢量控制時起飛著陸和空戰機動的性能。
F-15S/MTD試驗機,可見尾噴口與衆不同
F-15ACTIVE:F-15B基礎上改裝的主動控制技術驗證機,三翼面布局由F-15S/MTD 直接改裝而來,加裝了功能強大的研究計算機,發動機推力加大,換裝新的軸對稱推力矢量噴口,這是與F-15S/MTD 在外觀上最主要的區別。
F-15ACTIVE試驗機,尾噴口結構又有所不同
F-15I:F-15E基礎上出口以色列的型號,1997年11月交付,共25架,裝備了以色列自行生産的戰術電子戰系統,具備F-15E的全部功能。
F-15K:F-15E基礎上出口韓國的型號,使用F110發動機,換裝部分韓國航空電子設備,分兩批共訂購60架。
F-15SG:F-15E基礎上出口新加坡的型號,使用F110發動機,具備F-15E全部作戰能力,分兩批共訂購40架。
F-15S:F-15E基礎上出口沙特阿拉伯的型號,是F-15E的簡化版,大量采用F-15C/D的航空電子設備,取消了部分電子對抗設備,1995年9月交付,共70架。
F-15SA:F-15S的改進型,出口沙特阿拉伯,換裝了部分新的航空電子設備,包括ANAPG-63(V)3有源相控陣雷達。
F-15QA:F-15E基礎上出口卡塔爾的型號,2016年訂購36架。
F-15SE:F-15E基礎上的隱形改進型,綽號“沉默鷹”。2010年7月首次試飛,並進行了導彈發射試驗。隱形方面的改進包括:垂直尾翼外傾15度,兩側的保形油箱內置彈艙,機體表面塗敷吸波塗料;座艙內安裝整體式大屏顯示器。由于沒有潛在購買客戶而被取消,只生産1架樣機。
F-15SE樣機,可見外觀變化不大
F-15EX:F-15E基礎上的最新改進型,綽號“先進鷹”。改進包括:改進機體結構,大幅增加使用壽命;發動機計劃使用F110-GE-129或F100-PW-229;換裝數字式電傳飛行控制系統,放寬靜穩定度機動性有所增強;強化了電子對抗能力,集成了更完整的電子對抗設備;采用先進的數字化、智能化座艙;大幅提高外挂能力,外挂將達到13噸,可使用新式複合挂架,最多可挂載24枚AIM-120中距空空導彈和4枚AIM-9近距導彈。美國空軍計劃采購80架。
F-15EX的正面視角,與F-15E基本相同,座艙兩側的突出部是一個明顯區別
試飛的F-15EX原型機
服役狀況
F-15系列戰鬥機在美國空軍、空中國民警衛隊和以色列、日本、沙特阿拉伯、新加坡、韓國、卡塔爾等6個國家的空軍服役。
美國空軍最多曾裝備過890余架F-15戰鬥機,目前約有250架F-15C/D和213架F-15E服役。
其他國家裝備情況:以色列空軍43架F-15A/B/C/D,25架F-15I;日本航空自衛隊165架F-15J和48架F-15/DJ,沙特阿拉伯空軍70架F-15C/D,70架F-15S,另外新訂購84架F-15SA;新加坡空軍40架F-15SG,韓國空軍60架F-15K。
實戰應用
F-15戰鬥機幾十年征戰無數,憑借強大的戰力,成爲制衡天空的霸主,服役至今有記錄的戰績是擊落敵機104架。
1979年6月27日,以色列空軍在轟炸黎巴嫩的巴解組織時,遭到敘利亞空軍6架米格-21攔截,爲機隊護航的6架F-15A戰鬥機隨即與敘利亞戰機展開空戰。戰鬥中,一架F-15A使用以色列生産的“怪蛇”3空空導彈擊落敘利亞1架米格-21戰鬥機。這是F-15戰鬥機服役後的第一個空戰戰果。隨後,另有2架F-15分別使用AIM-7、AIM-9空空導彈和機炮,先後擊落2架米格-21戰鬥機。
1982年6月8日至11日,以色列與敘利亞在貝卡谷地一帶進行了一場中東曆史上規模最大的空戰。在E-2C預警機的指揮下,以色列空軍的F-15、F-16等戰鬥機與敘利亞空軍的米格-23、米格-21戰鬥機多次交戰。根據以色列的記錄,在三天的空戰中,F-15共擊落敘利亞31架米格系列戰鬥機,而自身無一損失。
1991年的海灣戰爭中,F-15E作爲對地攻擊的主力發揮了巨大作用。一個F-15E雙機編隊曾創造了30分鍾內投擲16枚制導炸彈,擊毀16輛伊軍裝甲車輛的記錄。2月14日,F-15E甚至依靠“藍盾”吊艙投擲GBU-10激光制導炸彈成功擊毀一架米-24武裝直升機,取得F-15E唯一一個空戰戰果。
環境在變,時代也在變,曾經未嘗敗績的雄鷹也有走麥城的時候。
2018年的1月8日,沙特皇家空軍的一架F-15S在也門領空被胡賽武裝用地空導彈擊落,不久後,胡塞武裝再次發表聲明,已第二次擊落F-15S戰鬥機一架。
在視頻畫面上顯示,胡塞武裝使用了美國FLIR的紅外光電系統對于沙特飛行員駕駛的F-15進行了跟蹤,隨後一枚導彈命中了發射曳光彈並開加力逃竄的F-15。再後面的畫面美軍就不願意看了,有胡塞武裝分子在散落一地的戰機殘骸邊進行慶祝。這個視頻確切地證明了F-15戰機被擊落。F15服役45年以來的不敗神話,被遊擊隊打破。
胡塞武裝當時發射了兩枚導彈攻擊F15戰機,分別是R-73導彈和R-27T導彈,就是第2枚R-27T導彈擊落了F-15戰鬥機。從當時發布的視頻畫面中顯示,沙特飛行員在發現了對手發射導彈之後,迅速發射曳光彈,並且讓戰機開加力試圖逃離。不過最終並沒有逃掉,被導彈擊落。
基本性能(F-15C)
尺寸數據
翼展:13.05米
機長:19.43米
機高:5.63米
機翼面積:56.5平方米
機翼後掠角:45°
機翼展弦比:3.02
機翼下反角:1°
重量數據
空機重量:12973千克
正常起飛重量:20244千克
最大起飛重量:30845千克
最大內部燃油:6103千克
最大載彈量:7258千克
飛行性能數據
最大平飛速度:M2.5/2655千米/小時(12192米高度)
巡航速度:915千米/小時
實用升限:19810米
限制過載:+9g/-3g
爬升率:254米/秒
作戰半徑:1240千米
最大航程:3930千米
轉場航程:4630千米(不帶保形油箱)
5745千米(帶保形油箱)
動力裝置
2台普拉特·惠特尼公司生産的F100-PW-100渦輪風扇發動機,最大推力 62.5千牛,加力推力105.9千牛。
後期大部分換裝F100-PW-220發動機,單台最大推力65.3千牛,加力推力105.9千牛。
機載設備
AN/APG-63脈沖多普勒雷達(部分批次換裝了AN/APG-70雷達),AN/AWG-20火控系統,AN/ASN-109慣性導航系統,AN/ASN-108 飛行姿態與方向基准系統,AN/ARN-118“塔康”導航系統,AN/ALQ -119電子幹擾吊艙和戰術電子戰系統(TEWS)等。
武器
機炮:
1門M61A1“火神”20毫米6管機炮,備彈940發。
導彈:
可攜帶4枚AIM-7F/M“麻雀”中距空空導彈,4枚AIM-120中距空空導彈,4枚AIM-9L/M“響尾蛇”近距空空導彈和4枚AGM-88“哈姆”反輻射導彈。
基本性能(F-15E)
尺寸數據
翼展:13.05米
機長:19.43米
機高:5.63米
機翼面積:56.5平方米
機翼後掠角:45°
機翼展弦比:3.02
機翼下反角:1°
重量數據
空機重量:14379千克
正常起飛重量:無數據
最大起飛重量:36740千克
最大內部燃油:9818千克
最大載彈量:11110千克
飛行性能數據
最大平飛速度:M2.5/2655千米/小時(12192米高度)
巡航速度:915千米/小時
實用升限:18290米
限制過載:+9g/-3g
作戰半徑:1270千米
轉場航程:5745千米
動力裝置
2台普拉特·惠特尼公司生産的F100-PW-220渦輪風扇發動機,單台最大推力65.3千牛,加力推力105.9千牛;
1991年後換裝F100-PW-229渦輪風扇發動機,單台最大推力79.2千牛,加力推力 129千牛。
機載設備
AN/APG-70火控雷達,紅外激光跟蹤,“藍盾”吊艙,環形激光陀螺慣性導航系統和三余度線傳操縱系統等。
武器
機炮:
1門M61A1“火神”20毫米6管機炮,備彈512發。
導彈與炸彈:
可攜帶4枚AIM-7F/M“麻雀”空空導彈、8枚AIM-120中距空空導彈、4枚AIM-9L/M“響尾蛇”近距空空導彈和4枚AGM-65導彈。另外還可以攜帶CBU-52、CBU-59、CBU-71、CBU-87、 CBU-89 、MK-20、MK-82、MK-84等炸彈。
與B-2隱形轟炸機比翼齊飛的F-15戰鬥機
一架在阿富汗上空執行任務的F-15E戰鬥轟炸機,照片攝于2007年
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