出色的對手——F16戰隼

F-16最初是由美國通用動力公司研製的一款單引擎空優戰鬥機。 自1976年以來,F-16已經建造了4600餘架,是世界上服役數量最多的固定翼戰機之一。 至今已經發展出了十餘種主要衍生型號,並依然活躍在一線領域。 作爲世界上最知名的第四代戰鬥機之一,從首飛開始,已經度過了48個年頭。 面對日益複雜的對抗環境,F-16是否仍具備一流的作戰能力? 下面就讓武器沙漏爲你一探究竟,讓我們一同走進F-16,戰損多用途戰鬥機。 在1960年代初期,美國空軍飛行員約翰伯·伊德與數學家托馬斯·克里斯蒂通過對當時美國和蘇聯戰鬥機性能參數的研究, 提出了能量機動性理論,將推力、重量、阻力和機翼面積等因素之間的關聯性形成了一個量化模型。 根據能量機動性理論,過重的機身會削弱飛機的機動性。 約翰伯·伊德由此提出輕型戰鬥機的空重應當小於9.1噸, 以此基礎進行設計的戰機將更容易獲得高推重比和高機動性的能力。 根據當時的實戰經驗,戰機之間進行近距離纏鬥的幾率更大, 機動性更優秀的戰機將在空戰中獲得顯著的優勢,短程空對空武器和機炮也變得至關重要。 然而在能量機動性理論被廣泛認同之前,美國空軍的研究方向幾乎完全相反。 在1963年,美國空軍發起了名爲預測項目的研究計劃, 該計劃認爲在美國空軍未來使用的戰鬥機型應具備遠程高速性能, 配備先進的雷達系統,並使用超失距武器進行攻擊。 這種設想雖然具備一定的預見性,但是在實際應用中產生了許多問題, 受到客觀因素的限制,整個研究方向涉及的領域開始變得繁雜, 大量的新技術和新設備需要開發僅新型的發動機, 雷達,導航和武器系統也需要耗費大量的資金和時間, 如何將所有的科研成果整合到一架成型的戰機之中, 也是一項艱鉅的考驗,由於涉及的領域衆多, 導致預期成本不斷攀升,最爲嚴重的是, 機身的設計重量也變得越來越大。 針對新型空中優勢戰機的需求, 美國空軍於1965年啓動兩個戰機研究項目, 最初的項目是代號FX的雙引擎版本, 由於造價十分高昂,無法大規模量產, 隨後又啓動了代號ADF的輕型版本。 儘管沒有受到足夠的重視, 約翰伯伊德依然沒有放棄自己的想法, 不僅如此,在1960年代後期, 約翰伯伊德還聚集了一批能量機動性理論的堅定支持者, 這批人後來被外界稱爲戰鬥機黑手黨, 這其中的大部分人士任職於美國空軍, 或從事武器研究工作。 在1969年,約翰伯伊德和他的支持者獲得了一定的資金, 用於驗證能量機動性理論的實用性, 美國通用動力公司和諾斯洛普公司 分別獲得了一份價值4萬9千美元和10萬美元的研究合同, 用以設計出一種完全基於能量機動性理論的小型低阻力輕量化戰鬥機。 在1971年,約翰伯伊德出任了美國空軍原型研究小組的成員, 該小組將爲美國空軍發掘具備潛力的機型設計和研發概念。 作爲主要的小組成員,約翰伯伊德提出了六個提案, 其中兩個提案獲得了資金支持, 其中一個提案就是對未來影響深遠的輕型戰鬥機計劃。 正式的徵求建議書於1972年初發布, 美國的呼音公司、通用動力公司、洛克希德公司、 洛斯洛普公司以及沃特公司做出了回應。 在輕型戰鬥機計劃發佈之初, 美國空軍並沒有採購勝出方案的計劃, 整個研發項目的未來也並不明朗。 美國空軍參謀部很快做出了選擇, 美國通用動力公司和洛斯洛普公司的設計進入了決賽圈, 兩者分別獲得了3790萬和3980萬美元的研發合同。 通用動力公司將生產YF-16原型機, 洛斯洛普將生產YF-17原型機。 在美國輕型戰鬥機計劃開展以後, 作爲北約成員國的比例時, 丹麥、挪威與荷蘭陸續開始尋求一種能夠替換美國F-10四星式戰鬥機的機型。 到了1974年初,四國與美國簽署了意向協議, 表示會考慮採購輕型戰鬥機計劃的勝出者。 幾乎與此同一時期, 美國空軍也在考慮更換F-4軌觀二型戰鬥機以及F-105戰鬥機。 美國通用動力公司的YF-16原型機在1974年2月完成首飛。 在1974年4月, 美國軍方高層確定輕型戰鬥機計劃將被設計爲多用途戰鬥機型。 以與F-X項目的F-15形成高低搭配。 美國諾斯洛普公司的YF-17原型機於1974年5月首飛。 到了1974年8月, 美國海軍也加入了其中, 將資金投入到了海軍空戰戰鬥機計劃之中。 該機型實際上就是輕型戰鬥機計劃的海軍版本。 在以上三個因素的推動下, 輕型戰鬥機計劃的重要性顯著提升。 美國空軍於1974年正式確定了初步採購計劃。 到了1975年初, 美國空軍將YF-16選定爲輕型戰鬥機計劃的最終勝出者。 而美國海軍則在同年5月選擇了YF-17 作爲F-18大黃蜂戰機的原型機。 確認YF-16作爲輕型戰鬥機計劃的勝出者後, 美國空軍在飛行測試階段採購了六架全尺寸單座版 和兩架全尺寸雙座版。 YF-16也獲得了F-16的正式編號。 量產版的機身長度和機翼面積得到了增加, 尾翼高度被適當降低。 在經過一系列的細節調整之後, F-16比原型機增重了25%。 在輕型戰鬥機計劃早期表示初採購意願的北約四國, 也在1975年與美國簽訂了348架F-16的超級訂單。 當時比利時採購了116架,丹麥採購了58架, 荷蘭採購了102架,挪威採購了72架。 最初,美國授權在歐洲設立了兩條生產線, 一條位於荷蘭,另一條位於比利時。 兩者的配額分別是184架和164架。 此外,挪威和丹麥還建立了零部件加工廠。 在進入1990年代後, 土耳其增加了一條生產線, 分別爲土耳其和埃及提供了262架和46架F-16。 從1990年中期開始, 韓國的本土生產線啓動, 到2000年代中期相繼製造了140架F-16。 F-16已經參加了印度空軍於2018年 發佈的多用途戰鬥機採購競標。 如果F-16勝出, 那麼印度本土也將擁有一條生產線。 F-16的首架全尺寸單座版於1975年投產, 1976年完工,並於同年完成首飛。 全尺寸雙座版的F-16於1977年完成首飛。 首架量產版F-16A於1978年8月完成首飛, 在1979年初被美國空軍接收。 到了1980年,F-16正式獲得戰損的代號, 並於當年10月 進入美國空軍第388戰術戰鬥機連隊服役。 同樣是在1980年10月, 比利時空軍也接收了第一架F-16, 這也令F-16成爲首個同時 被美國本土和海外用戶使用的機型。 F-16原本是美國通用動力公司的產品, 在1993年,通用動力公司將旗下的固定翼軍用飛行器部門 出售給了洛克希德公司。 由此,F-16項目化歸洛克希德公司所有。 1995年,洛克希德公司與美國馬丁·馬利埃塔公司合併, 正式更名爲洛克希德·馬丁公司。 在1990年代,以後的美國本土和國際訂單 大多由洛克希德·馬丁所有。 相關的設計和維護項目 也爲洛克希德·馬丁帶來了豐厚的利潤。 在F-35戰機投產之後,爲了提升產能, 洛克希德·馬丁將原本用於F-16的生產線進行了轉移。 在2017年,F-16結束了長達40年的生產進程, 但是於2019年重新開啓,主要承接國際訂單 以及相關的升級設計。 F-16是一種帶引擎多用途戰鬥機, 相比於以往大多數美式戰機, F-16的機身更加輕巧, 採用了更爲先進的空氣動力學設計, 首次採用了放寬徑穩定性控制技術和電船操控系統。 採用電船控制系統之後, 飛行員與機體各組件之間的操控單元不再直接聯繫, 駕駛員的操作指令將轉換爲數字信號, 由電腦系統優化處理後, 再對具體的機體組件進行操控。 雖然增加了中間環節, 但是實際的反應速度非常迅速。 而且電腦系統可以通過遍佈機身的傳感器, 實時收集機體的狀態, 可以協助駕駛員在穩定的狀態下完成複雜的飛行動作。 在先天不穩定的機身結構中, 尤其需要電船操控系統的輔助。 F16的電船操控系統通常由四臺核心計算機組成, 其中三臺參與常規運行, 第四臺作爲備份使用。 在飛行中, 電船控制系統在每秒鐘會對機體進行數千次的數據收集, 並自動抵消各種細微偏差。 F16在氣動力、外形上具備先天的不穩定性, 也被稱爲不穩定結構。 一架採用正穩定結構設計的固定一飛機, 在飛行員不進行控制操作時, 會趨向於直線水平飛行。 而採用不穩定結構機身設計的固定一飛機, 則時刻處於失控的邊緣。 作爲世界上首架採用了不穩定設計的戰鬥機, F16實現了良好的穩定性和優異的機動性。 在操控性能得到提升的同時, 與上一代機型相比, F16的製造成本卻相對得到了降低, 而且整體的維護也更加簡單, 在無需複雜操作的情況下, 便可以開啓大部分維修面板。 F16的機身材料大量採用了複合金屬, 在保證強度的同時, 也在一定程度上降低了機身重量。 F16的設計初中是一款空優戰鬥機, 在不斷地升級之後, 增加了對地攻擊的能力, 定位也逐步轉變爲多用途戰鬥機。 F16採用了炮裝艙罩, 使用了一體化無框沿設計, 能夠爲駕駛員提供360度的視野, 艙內的操作結構和控制面板也進行了優化設計, 飛行員座椅的傾斜角度爲30度。 而非一般戰鬥機的13到15度, F16的飛行控制崗位於右手一側, 而非設置在兩腿之間, 駕駛員可以通過控制桿上的控制按鈕, 來收放油門和相關的飛行控制, 這些設計, 一方面是爲了增強駕駛員的操作便捷性, 另一方面也力圖減少在進行高機動動作時, 高G值對飛行員產生的影響。 F16擁有一個抬頭顯示器和兩個液晶顯示器, 駕駛員左側的主飛行顯示器, 通常反饋雷達和地圖信息, 右側的顯示屏通常顯示發動機、 起落架、機翼、燃油和武器狀態。 較爲先進的P4還可以選擇頭盔瞄準系統, 機頭後方的進氣口也是F16比較具有代表性的設計, 在增大進氣量的同時, 也儘可能地減少空氣阻力。 F16的另一大特點是可靠性較高, 美國空軍最初的設計要求是, 機體的結構壽命能夠達到4000飛行小時, 而F16的實際結構壽命能夠達到8000飛行小時, 相對堅固的結構設計, 也令F16在承擔多用途作戰任務時更加遊刃有餘。 F16AB最初配備的是美國西歐公司提供的 ANAPG-66型多普勒脈衝雷達, 具備4種空對空和7種空對地作戰模式, 發展到了F16CD型, 逐步更換爲ANAPG-68型雷達。 APG-68是APG-66型的改進版本, 具備更大的搜索範圍和更大的分辨率, 具備20餘種操作模式, 能夠針對空中、陸地和海上目標進行搜索和跟蹤, 並提供地形測繪和移動目標篩選等功能。 隨着F16的迭代升級, APG-68型雷達也在不斷進行改進, 主要的改進方向包括增加與新型電子吊艙的兼容性, 匹配更多的武器類型, 擴大搜索範圍,提高搜索精度等等。 到了F16EF, 核心雷達更改爲由美國諾斯洛普格魯曼公司提供的 ANAPG-80型主動箱位陣列雷達。 在2020年,爲了延長F16的服役年限, 美國空軍已經授權諾斯洛普格魯曼公司提供改進型的 APG-83型雷達。 F16最初採用的動力單元, 是來自美國普惠公司的F100系列加力渦扇引擎, 經過不斷的改進, F100系列從基礎的PW-200型, 衍生出了PW-220,PW-220E, 以及PW-229型渦扇引擎, 除了普惠公司外, F16的另一家發動機供應商, 是美國的通用動力公司。 原本普惠公司是F16唯一的指定供應商, 但是美國空軍對普惠的遲緩反應感到擔憂, 隨即選擇了通用動力公司與普惠展開競爭, 角逐F16的發動機研製項目。 這段歷程也被稱爲發動機大戰, 其結果就是通用動力與普惠共同參與, 發動機配額的分配。 而美國空軍既在良性競爭中節省了大量的資金, 也間接促進了產品質量的提升。 通用動力公司提供的產品線爲F110系列, 在發展過程中衍生了GE100,GE129和GE132型, 目前GE132型是F16戰機發動機序列的最新型號。 早期的F16以空對空導彈爲主要武器, 主要配備美國響尾蛇和麻雀空對空導彈, 在不斷的改進之後, F16的武器類型也變得多樣化, 可以攜帶多種空對空、空對地導彈、 航空炸彈和火箭彈, 還可以掛載電子對抗、導航和瞄準吊艙, 也可以配置武器吊艙和副油箱。 F16的機翼下方分佈了6個掛點, 一間擁有2個掛點, 機身下方擁有1個掛點。 除了制導武器外,F16在駕駛艙左側 還內置了一門20毫米口徑機炮。 F16能夠配備的武器類型非常豐富, 共擁有9個武器掛點和2個專用的傳感器掛點, 承載能力在7.7噸左右。 除了一門機炮和選配的火箭彈吊艙外, 在空戰格鬥武器方面, 主要配備了麻雀和響尾蛇導彈, 以及M120先進中程對空導彈部分出口型號, 還配備了以色列巨蟒四型和五型導彈。 美國M7麻雀導彈於1956年投入使用, 目前是美國雷神公司旗下的產品, 單發成本在12萬美元以上, 主要的現役版本爲麻雀M。 麻雀M於1980年代初期投產, 增強了抗干擾能力, 具備在惡劣氣候環境下識別目標的能力, 提升了對海上和陸地低空目標的攻擊力, 最大射程在50公里左右, 急速約4馬赫。 M9響尾蛇導彈於1956年投入使用, 目前是美國雷神公司旗下的產品, 單發成本在60萬美元以上, 較爲先進的版本爲響尾蛇X, 於2003年正式投入使用。 響尾蛇X採用了全新設計的搜索和制導系統, 彈體的結構設計得到優化, 發射程序能夠與頭盔瞄準器兼容使用, 最大射程在26公里左右, 急速約2.5馬赫。 M120先進中程空對空導彈, 也被稱爲阿姆拉姆導彈, 目前是美國雷神公司旗下的產品, 單發成本在100萬美元以上, 是美國空軍較爲先進的空對空武器之一。 M120是一款超視距對空導彈, 具備發射後不離的能力, 內部搭載有主動雷達設備, 慣性導航元件和計算機處理系統。 M120的射程分爲三個區間, A型B型和C型的早期P次射程在50公里左右, C型的後期P次射程在105公里左右, D型的射程約160公里, 急速約4馬赫。 巨蟒系列導彈, 是以色列拉斐爾先進防禦系統公司的產品, 部分出口型的F16採用了這一系列的導彈, 主要的型號爲巨蟒4型和巨蟒5型, 巨蟒4型於1990年代投入使用, 主要由以色列和智利的F16採用, 射程約15公里, 急速在3.5馬赫左右。 巨蟒5型是目前以色列最爲先進的對空武器之一, 是一種超視距空對空導彈, 射程在20公里以上, 急速約4馬赫。 在對地攻擊武器方面, F16可以搭載多種航空炸彈, 以及聯合直接攻擊彈藥, AGM-154聯合戰區外武器, AGM-65小牛導彈, 以及AGM-158聯合空對面戰區外導彈等等。 聯合直接攻擊彈藥, 是由美國波音公司研製的一套航空炸彈配件, 裝備在傳統的航空炸彈上之後, 將轉變爲精確制導炸彈, 配件中的核心裝置爲GPS系統和慣性導航元件, 能夠在惡劣的天氣環境中使用, 能夠與美製馬克84和馬克83等系列的航空炸彈搭配, 彈體重量主要分爲227公斤, 454公斤和907公斤三個級別。 AGM-154聯合戰區外武器, 由美國雷神公司製造, 主要分爲A型,B型和C型, 單發成本分別在28萬、48萬和72萬美元左右, AGM-154A型搭載了極速彈頭, B型配備了反裝甲彈頭, C型配備了穿透力更強的聚能彈頭, 彈體的重量接近500公斤, 最大射程在130公里左右。 AGM-65小牛導彈於1970年代初期投入使用, 目前是美國雷神公司旗下的產品, 是西方國家服役時間最長的精確制導導彈之一, 能夠針對裝甲目標、防禦攻勢、水面艦艇等固定和移動目標進行打擊, 最大射程在22公里以上, 極速約每小時1150公里。 AGM-158聯合空對面戰區外導彈, 是美國洛克希德·馬丁公司研製的一種空射續航導彈, 於2004年開始投入使用, 量產版的成本在80萬到135萬美元左右, 標準版的射程在370公里以上, 增程版的射程超過1000公里。 在反艦武器方面, F-16可以發射美國魚叉反艦導彈和企鵝反艦導彈, 魚叉反艦導彈目前是波音公司旗下的產品, 單位成本在70到120萬美元左右。 AGM-84是魚叉反艦導彈的空射版本, 射程在220公里左右, 急速約0.7馬赫, 是美國空軍主要的反艦武器之一。 AGM-119企鵝反艦導彈, 由挪威康斯堡國防與航太公司研製, 射程在34到55公里左右, 具備掠海飛行的能力, 急速能夠達到高壓音速水平。 企鵝反艦導彈的空射版本主要由挪威空軍使用。 除了各類常規武器外, F-16也具備攜帶投擲型核武器的能力, 包括美國的B61戰術核彈, 以及B83核彈等等。 F-16發展到現在, 已經經歷了衆多的型號和批次。 YF-16爲原型機階段的代號, F-16AB爲早期版本, 其中F-16A爲單座版, F-16B爲雙座版。 F-16AB的第一和第五批次之間的差異較小, 在D10批次進行了一定的升級, 到了批次15, F-16系列應用了比較重要的改進。 主要的改進項目包括增大水平安定面, 增加武器掛點和負載能力, 採用改進型的雷達和無線電設備等等。 批次15也是F-16系列產量最多的批次之一, 量產數量達到980餘架。 從1987年開始, 有210餘架批次10和批次16的F-16, 被進行了作戰能力提升, 升級到了批次15CU的標準。 主要的改進項目包括增加武器兼容性, 改進動力配置,提升人機交互界面, 改良機內線路佈局等等。 部分F-16AB已經升級到了批次20的標準, 其綜合性能大致相當於中期批次的F-16CD。 F-16CD系列於1984年投產, F-16C爲單座版, F-16D爲雙座版。 首個版本是批次25, 對駕駛艙、航電設備、雷達組件進行了改進, 並增加了武器兼容性。 F-16CD型號是首批可選擇動力單元的機型, 批次以零結尾的F-16CD, 選擇了新加入了通用動力公司的F-110型發動機, 而批次以二結尾的F-16CD, 則沿用了普惠公司的F-100系列發動機, 除了發動機的不同, 以及進一步增強了武器兼容性版。 批次40和42突出增加了夜間作戰能力, 批次50和52增加了頭盔、瞄準器的能力, 批次50D和52D增強了壓制防空系統的能力。 專門以雷達系統作爲攻擊目標, 大部分的F-16CD將統一到批次50和52的標準。 F-16EF是F-16系列目前較爲先進的版本, 典型的外部特徵是增加了薄型油箱, 採用了改進的雷達系統和航電設備, 配備了動力更強勁的動力單元。 除了可以發射F-16CD、批次50和52版本所有的武器單元外, 還可以兼容部分出口國使用的武器型號。 除了以上的版本外,F-16還包括少量的伊拉克版本, 代號F-16IQ,以色列版本, 代號F-16I,日本三菱重工的自制版, 代號F-2A和F-2B, 以及韓國授權生產的版本KF-16等等。 此外,還有一定數量的F-16充當着美軍內部假想敵角色。 美國空軍和波音公司還曾測試了一架代號QF-16的無人駕駛版F-16。 洛克希德、馬丁比較重視的兩個出口版本, 分別是F-16IN和F-16B。 F-16IN是洛克希德、馬丁公司專門爲參加印度空軍的多用途戰鬥機採購計劃, 而提供的一種概念機型。 該機型基於F-16EF P-4-60版本, 應用了較爲先進的航電系統和動力單元, 但是最終落選。 F-16B是洛克希德馬丁推出的最新升級版本, 可以在現役F-16機型上進行升級。 巴林是首個確認採購F-16B的用戶, 其版本是F-16E P-4-70和72。 在印度重啓多用途戰機採購計劃之後, 洛克希德、馬丁已經向印度提交了F-16E P-4-70版本, 參與競標,並重新命名爲F-21。 除了意大利和挪威已經先後退役了F-16戰機外, 世界上仍然有20多個用戶將F-16作爲主力戰鬥機使用。 目前擁有F-16數量最多的使用者是美國。 截至2021年, 美國空軍和空軍國民警衛隊總計擁有的F-16數量在930架左右, 其中包括770餘架F-16C和150餘架F-16D。 除此之外,美國海軍也擁有數十架F-16充當假想敵訓練使用。 以色列空軍是F-16的第二大用戶,總計採購了360餘架, 早期採購了70餘架F-16AB已經退役, 剩餘型號主要爲F-16CD以及F-16I。 F-16的第三大用戶是土耳其,總計採購了270架, 由美國授權在土耳其本土製造。 埃及空軍的採購數量爲240架, 其中大部分爲F-16CD標準,少量爲F-16AB。 其他的使用者還包括荷蘭、韓國、希臘、比利時、阿聯酋、巴基斯坦、 新加坡、丹麥、約旦、泰國、波蘭、智利、巴林、葡萄牙、摩洛哥、 伊拉克、印尼、委內瑞拉、阿曼、羅馬尼亞、斯洛伐克和保加利亞等等。 其中大部分出口型都屬於F-16CD標準。 但是生產批次不同,年代各異,少數爲早期的F-16AB型和較新出現的F-16B。 目前,阿聯酋是F-16EF版本的唯一使用者。 儘管機齡已經普遍偏大,但是F-16依然活躍在一線領域。 美國空軍的F-16將在2025年達到預定使用壽命。 目前,美國已經計劃通過升級和維護工程,令F-16至少可以繼續活躍到2040年代。 以上是本集的全部內容。