F-16戰隼戰鬥機專題介紹:★☆~龍之天地~☆★:Xuite日誌
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  • 2008-05-10 09:51 F-16戰隼戰鬥機專題介紹
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    基本資料
    乘員:1 (A/C/E), 2 (B/D/F)
    機長:47 呎 8 吋 (14.52 公尺)
    翼展:31 呎 (9.45 公尺)
    機高:16 呎 8 吋 (5.09 公尺)
    機翼面積:300 ft² (27.87 m²)
    空重:18,238 磅 (8,272 公斤)
    載重:15,884 磅 (7,220 公斤)
    最大起飛重量:42,300 磅 (19,187 公斤)
    性能
    最大速度:1,350 mph (2,173 km/h)
    作戰半徑:340 英哩 (547 公里)
    最大高度:50,000 英呎 (15,240 公尺)
    爬升率:50,000 ft/min 15,240 m/min
    機翼載重:lb/ft² (kg/m²)
    推重比:0.91:1
    武器裝備
    機炮:M61火神式20mm機關炮
    火箭吊倉:CRV-7
    空對空:AIM-7AIM-9AIM-120
    空對地:AGM-45AGM-65AGM-88
    反艦:AGM-84AGM-119
    炸彈:CBU-87CBU-89CBU-97
    PavewayJDAM
    Mk 80系列炸彈

     

    F-16戰隼F-16 Fighting Falcon)是美國製造的現代化多功能噴射戰鬥機。原先設計為一款輕型戰鬥機,輔助美國空軍主流派心目中的主力戰機F-15,形成高低配置,後來演化為成功的多功能飛機。F-16是由通用動力公司所發展。於1993年通用動力公司將他的飛機製造事業出售給洛克希德公司,現在為洛克希德馬丁。F-16戰隼的優異的性能是他在外銷市場成功的原因,現在於24個國家服役中。它是現役西方戰鬥機當中產量最大也可能是最重要的機種,已經製造超過4000架。儘管美國空軍的訂單已經生產完畢,但是仍然繼續為外銷而生產。

    戰隼的原始設計針對越戰的經驗並且強調視距內纏鬥能力,許多設計像是第一次集中在這架飛機上,包括:側置操縱桿、傾斜座椅以及線傳飛控系統。也是美國第一種有能力進行9g(88 m/s²)過載機動的戰鬥機。F-16的官方名稱是「戰隼」,但飛行員以星際大爭霸戰機之名為其取了綽號「毒蛇」(Viper)。

     
    於伊拉克上空飛行的F-16戰隼式戰鬥機
    於伊拉克上空飛行的F-16戰隼式戰鬥機
    歷史

    發展

    挪威的F-16A
    挪威的F-16A

    F-16的誕生始自於1974年美國國防部提出的一份性能要求書。由於F-4越戰時的空戰表現不佳,特別是在近距離纏鬥的情況下而催生出F-15。有一群相當有影響力的人自稱為戰機黑手黨,其中包括系統分析師皮爾·史百瑞(Pierre Sprey),試飛員查理·邁爾斯(Charles E. Meyers)和飛行教官約翰·包伊得(John Boyd)等人,認為F-15的研發方向並不正確。他們批評F-15的體型太大而且成本太高。在設計上F-15是一架高速攔截機,迴轉半徑較大,並不適用於近距離的纏鬥。戰機黑手黨主張應該要研發一種具備極高運動能力的輕型戰鬥機,同時採購成本低廉,能夠大量部署。這些特性也就成為1971年開始進行的輕型戰鬥機計畫(LWF)。

    輕型戰鬥機的規格為一架標準空戰重量為20000磅(9000公斤)的設計,這個重量僅有F-15的一半。此外非常強調低成本,小體型,航程遠,以及運動性,包含迴轉率和加速率,但是不必追求高速。這架飛機的最佳操作環境是在低於馬赫1.6和40000英尺(12000公)尺以下的高度。兩家公司在概念設計階段脫穎而出:通用動力的YF-16與諾斯羅普的YF-17眼鏡蛇。

    輕型戰鬥機計畫在美國空軍當中遭遇非常大的反對聲浪,主要原因在於它會成為與美國空軍最主要的F-15戰鬥機互打擂臺的計畫。為了減少阻力,這個計畫更名為空戰戰鬥機(Air Combat Fighter,ACF)計畫。美國空軍需要一種比較便宜的輕型戰鬥機對抗冷戰對手蘇聯在數量上的優勢,與昂貴的F-15形成高低檔次配合。在此同時,比利時丹麥荷蘭挪威四個國家在尋找替代F-104星式戰鬥機的新一代戰鬥機,他們共同組成多國戰鬥機計畫集團(Multinational Fighter Program Group,MFPG)以尋找適當的候選機種。參與空戰戰鬥機計畫競標的兩架原型機都被他們列入考慮,同時在名單上的還有法國達梭幻象F1瑞典SAAB維京戰鬥機美國海軍在這個階段也開始以艦載戰鬥攻擊試驗機(VFAX)計畫為名尋求一款低成本機種,以便輔助F-14雄貓這種和F-15一樣價格不菲的艦載戰鬥機。美國國會指示美國海軍必須與空軍的空戰戰鬥機計畫選擇同一個機種。當艦載戰鬥攻擊試驗機逐漸演變為一款多用途的飛機時,這項需求也被加入空戰戰鬥機的設計規範當中,以避開與F-15計畫的正面衝突,而且華約方面優勢的裝甲集群也需要加強對地攻擊能力。這是與戰機黑手黨的夢想相違背。

    1975年1月13日美國空軍在空中戰鬥機的競賽中選擇了YF-16,因為它提供更好的效能,而且承諾可以以較便宜的成本製造和維護。它也是用和F-15一樣的F100引擎,而F-16的支持者相信這會幫助他們的計畫。另外也有政治的考量,想要在F-111項目結束後,還能保持與通用動力公司的生意。美國海軍選擇了YF-17的設計發展為F/A-18,因為它的雙發動機設計符合海軍艦載機的較高可靠性要求。這對海洋上空的作戰是必需的。(海軍航母艦載機在海洋中只有航母作為基地。採用單發動機的戰鬥機,一旦發動機故障。戰機很難保證生存。所以強調要以雙發動機保證可靠性。美國空軍主要在陸地上空作戰,沒有如此要求。)

    這架飛機也提供給北約組織的成員,且在1975年巴黎航空展中露臉。多國戰鬥機計畫集團(MFPG)的國家被允許購買348架,並將數個部件生產分包給他們,在比利時完成總裝。

    美国空军雷鸟飞行表演队正在展示梯次编队。在此过程中,F-16战隼式战斗机以平均每小时400英里的速度,相隔18至24英寸飞行。
    美國空軍雷鳥飛行表演隊正在展示梯次編隊。在此過程中,F-16戰隼式戰鬥機以平均每小時400英里的速度,相隔18至24英寸飛行。

    生產

    第一代F-16有兩個次型:A(單座)和B(雙座)。F-16首次試飛是在1976年12月,1979年月給首次移交388戰鬥機聯隊服役。在同一個月份,比利時空軍也收到他們訂購的第一架F-16。F-16是第一個同時被部屬在國內和海外的美國戰機。B型主要單負訓練任務,以加大的座艙來容納第二名飛行員,同時也減少燃料和航電未來成長的空間。一般而言學生都是坐在後方的駕駛艙。

    1980年代,F-16A/B被改善航電與發動機的F-16C/D取代。F-16在他的生產歷史中持續的升級。批次(Block)的改變反應了重大的升級,下面會有介紹。F-16(F-16A第10批次)的機身空重從15,600磅成長到(F-16C 第50批次)的19,200 磅。

    由於數量龐大,F-16參加過眾多的衝突,大部分都是在中東地區。在1981年,8架以色列F-16A參加摧毀伊拉克位於巴格達近郊的奧斯拉克核子反應爐的奇襲。在之後的幾年,在入侵黎巴嫩時,以色列的F-16與敘利亞戰機在眾多場合中交戰只有被擊落一架的紀錄(根據以色列單方面的資料)。F-16在之後也用於攻擊在黎巴嫩的地面目標。在1991年海灣戰爭中,聯軍的F-16也參與了攻擊伊拉克的任務。

    美國空軍現役的F-16主要是第40/42和50/52批次的F-16C。而第25和30/32批次的飛機已經被移轉到美國空中國民警衛隊的單位去了。

    F-35"聯合打擊戰機"(JSF)是未來要取代F-16的機種,擁有稍微改進的效能,最重要的是匿蹤科技,能夠加強在現代戰場上存活能力。

    設計特色

    F-16是一架單引擎,多重任務戰術飛機。他配備有內建的M61 Vulcan機炮,可裝備空對空飛彈。如果需要的話F-16也可以執行地面支援任務。對於這種任務,他能配備多種的飛彈或者炸彈。

    從一開始,F-16是想成為經濟的"workhorse",可以執行數種不同型態的任務以及維持日夜不停的準備。他比先前的那些飛機更簡單和輕便,但是使用先進的航空動力學航空電子系統(包含第一次使用的線傳飛控(Fly by wire,FBW),贏得"電子噴射機"的稱號)來維持良好效能。

    國民兵所用F-16的駕駛艙,機員配有夜視鏡以備觀察領空的客機或飛行物體
    國民兵所用F-16的駕駛艙,機員配有夜視鏡以備觀察領空的客機或飛行物體
    雷鳥表演隊墜機前彈射一刻
    雷鳥表演隊墜機前彈射一刻

    人體工學與座艙視野

    飛行員乘坐在機身的高處,在他們座艙罩的視線看不到之後有維生艙。這個機艙和泡狀座艙罩能夠給飛行員很理想的視野,是在空對空戰鬥時不可或缺的特色,泡狀座艙罩採用無框衍設計,不像一般有框衍座艙罩會影響飛行員視野。坐椅是30度的斜躺,而不是一般的13度,可以輔助飛行員對抗G力。飛行控制桿是安裝在右手邊上,而非傳統的在兩腿之間,用來輔助在高G值時候轉彎。特別要注意的是傳統裝備的控制桿的飛機飛行員必須要換手控制,以便他們可以在座艙罩上拉或推來對抗G力。此外,在飛行員的視野裡有全像顯示的設備(抬頭顯示器)來顯示重要的資訊。

    線傳飛控

    F-16的飛機與飛行員的控制層面之間沒有直接的連線。反之,他的控制輸入都是轉換為對電腦(F-16有四個備份)的數位輸入,然後解譯為最佳的控制變動來實行這些指令。這就稱為線傳飛控系統。它有更快的反應速度,更有效率(當它自動地利用所有控制層面,能夠消除不想要的副作用像是側滑slideslip)),可以產生更平順的飛行,因為電腦可以比人類對於外部的狀況做出更快的回應。更重要的,與飛行指令結合起來,電腦可以在天生就不穩定的飛機,透過不斷的調整控制層面,來保持穩定的飛行。因此儘管F-16是負穩定,但仍使F-16可以飛行。

    負穩定(Negative stability)

    一架負穩定的飛機在缺少控制訊號輸入下,將無法維持穩定的飛行狀態。一般飛機多半是正穩定,換句話說即使在沒有控制下也會恢復穩定飛行的狀態。然而,正穩定會壓抑運動性,因為回覆穩定與飛機運動之間是相互衝突的, 所以一架負穩定的飛機的運動性會較高。隨著線傳飛控系統的運用,使得一架負穩定飛機可以保持穩定的飛行,他的不穩定度則由飛控電腦不斷的檢查。

    YF-16是世界上第一架在設計上採取空氣動力上不穩定的飛機。他的重心位於全機空氣動力中心的後方,在飛行時會有機頭向上的傾向,而不是如大部分傳統飛機一樣向下。水準飛行時需要由水準安定面讓機尾上揚而非向下,因此水準安定面產生的是正向的升力。由於水準安定面與機翼都是產生正向升力,機翼面積、重量、以及阻力也就減少。飛機時時刻刻是保持在俯仰軸失控的邊緣。這種傾向會被線傳飛控系統擷取和校正,校正的頻率快到飛行員或是外部的觀察者也無法知道發生任何事情。

    生產批次

    F-16CJ
    F-16CJ
    波蘭空軍的服役歡迎典禮
    波蘭空軍的服役歡迎典禮
    F-16c block52構型
    F-16c block52構型
    F-16彩繪機
    F-16彩繪機

    F-16各主要改良型是以按照順序的批次數字作代表,這些編號包含所有單雙座的F-16。多國階段性改良計畫Multinational Staged Improvement Program,MSIP)準備逐步將現役的F-16提升到一個共通標準配備上。

    F-16 A/B

    F-16 A/B一開始配備是 Westinghouse AN/APG-66 脈衝都普勒雷達Pratt & Whitney F100-PW-200渦輪風扇發動機,軍用推力為14,670磅 (64.9 kN),加上後燃器的最大推力為23,830磅(106.0 kN)。美國空軍買了674架F-16A和121架F-16B,於1985年3月全數遞交完畢。

    • 批次1/5/10
      早期的批次編號只是彼此間相對較小的差異。大部分的差異在於後來80年代早期時升級到批次10的設定。生產的飛機共計批次1的94架,批次5的97架與批次10的312 架。
    • 批次15
      批次15是F-16系列第一次重要改變。改變的部分包括較大的水準安定面,進氣道兩側下方的新增掛架,改良版AN/APG-66(V)2雷達,提高機翼下掛架掛載重量上限等等。從這一批次的F-16開始配備Have Quick I型加密超高頻無線電,水準安定面增大30%以抵銷新掛架增加的重量。批次15是F-16系列生產架數最多,共計983架。
    • 批次15OCU
      1987年以降,F-16的生產線開始遞交作戰能力提升(Operational Capability Upgrade ,OCU)標準的批次15機型。改良的部分包括改良與新增數位控制介面的F100-PW-220渦輪扇發動機,發射AGM-65AIM-120AGM-119企鵝飛彈能力,電子反制系統以及座艙儀表提升,改良版電腦與資料匯流排。最大起飛重量上升至37500磅(17000公斤)。包括批次10在內,總共有214架飛機接受這一批提升。
    • 批次20
      以批次15OCU標準為中華民國生產的F-16,總計150架。

    F-16 C/D

    • 批次30/32
      批次30/32是第一批在生產線上可以選擇發動機的次型,飛機可選配傳統的普拉特-惠特尼F100發動機或者是新加入的奇異(General Electric)的F110發動機。批次號以0結尾的使用F110,批次號以2結尾的F100發動機。首批批次號30的F-16在1987年進入服務。主要的改良包括使用AGM-45百舌鳥和AGM-88高速反輻射飛彈(HARM)。從批次30D開始戰機為推力提升的通用電器發動機搭配較大的進氣口,批次32並並不需要同樣的修改。733架批次30/32的F-16共在6個國家服役。
    • 批次40/42(F-16CG/DG)
      批次40/42於1988年服役,這個批次可以使用低空導航暨夜間紅外線標定筴艙LANTIRN)擔負全天候對地攻擊任務。新增加的夜間作戰能力讓批次40/42獲得夜間戰隼的暱稱。改良的部分包含增強與加長的起落架以配合LANTIRN筴艙,提升性能的雷達系統和GPS接收器。從2002年開始,這個批次能夠使用新一代的對地武器,包括聯合直接攻擊彈藥(JDAM)、JSOWWCND以及增強版的EGBU-27炸彈。共計有5個國家採用615架批次40/42。
    • 批次50/52(F-16CJ/DJ)
      第一架批次50/52於1991年遞交,這一批飛機配備改良版GPS接受器/