IDF戰斗機(英文:Indigenous Defence Fighter),又稱自制防御戰機,別稱“經國”號戰斗機,是中國臺灣在美國技術協助下設計研發的一種輕型超音速噴氣式戰斗機,具備視距外作戰能力,針對目標為解放軍大量裝備的殲-7、殲-8戰斗機和對地攻擊飛機,力求在質量上取得優勢。
1982年5月31日正式提出研制IDF的研究報告。同年的12月作出研制IDF的決策。1983年開始IDF的全面研制。1988年12月10日第一架IDF原型機出廠。1989年5月28日首次飛行。1992年4月第一架生產型機交付軍方,臺軍開始建立改裝中隊。至1999年9月止,IDF戰機生產完畢,共生產了131架(包括一架損耗替換機),該年底全部服役。
IDF配備2臺TFE1042渦輪風扇發動機,機身長14.21米,高4.65米,翼展9.46米,最大飛行速度1.8馬赫,實用升限11000~15250米,最大航程2780千米,續航時間2小時,起飛滑跑距離約360米,作戰半徑約600千米,載彈量4000千克。飛機的雷達是金龍-53(GD-53)。IDF的武器系統包括一門備彈400發的M61A1機炮,以及臺灣中山科學和技術研究院研制的“天劍”2雷達制導中程空空導彈、“天劍”1紅外格斗導彈和“雄風”2反艦導彈。
IDF配備在臺中清泉崗的3聯隊和臺南市的1聯隊。臺空軍在后續實施了IDF性能提升計劃,發展改進型ADF戰斗機,先后實施了廬山計劃、翔升計劃、翔展計劃、勇鷹計劃等升級方案。
發展沿革
研發背景
臺灣空軍自40年代起,裝備了多代美制軍用飛機。其中戰斗機就包括P-39戰斗機、P-51戰斗機、F-86、F-104戰斗機、F-5等,由螺旋槳戰斗機一直到第三代噴氣式戰斗機。長期裝備美式先進戰斗機,使得僅統轄著2000萬人的臺灣當局,一直在空軍戰斗機層面保持著與大陸間的技術均勢。但負面的影響即臺灣一直缺乏自行研制戰斗機的能力,而且處處受美國武器售臺政策困擾。為此臺灣當局在70年代后力求在美國支持下,最大程度的獨立研制一種較為先進的戰斗機。越南戰爭的經驗表明美國第二代主力戰斗機F-4不足以有效攔截米格-21系列戰斗機。而F-5E的綜合性能尚且不如F-4,F-104戰斗機就更加老舊。臺灣感到現有戰斗機已不能滿足防空需求。
70年代末期的時局背景是,臺空軍現役的F-104、F-5日漸老邁,更新替換的機種一直沒有著落。當時臺方最佳的選擇是美國剛研制成功,先進程度僅次于F-15戰斗機的F-16戰斗機A/B戰斗機,但美方拒絕出售。美國原本還有另外兩種專為出口而研制的低檔戰機F-20虎鯊戰斗機“虎鯊(F-5戰斗機的改進型)和F-16/79(換裝低性能的J-79發動機的F-16),本來臺方“退而求其次"也挺好。但1982年中國與美國簽訂了8·17公報,美方因此暫時停止了向臺售武。同時殲-8高空高速戰斗機研制成功,殲-7系列進入成熟階段。在這種情況下,臺灣當局不得不下決心研制自己的戰斗機。當然美國當局及各大軍火廠商在背地里承諾給予臺方充分技術支援。
臺先進戰斗機計劃1983年展開,戰斗機定名為IDF(Indigenous Defence Fighter 自制防御戰機)。計劃總的目標是研究一種防御性的戰斗機,針對目標為解放軍大量裝備的殲-7、殲-8戰斗機和對地攻擊飛機,力求在質量上取得優勢。總研制計劃稱為“安翔計劃”,內轄四個子計劃,分別是空氣動力學和機體設計的“鷹揚計劃”,先進發動機的“云漢計劃”,飛行控制和航空電子系統的“天雷計劃”,最后是自行研制空空導彈的“天劍計劃”。整個研制計劃最終耗費超過10億美元。
研發過程
研發計劃
鷹揚計劃
臺方選定美國通用動力公司為主要技術支持提供商,主要參與“鷹揚計劃”。當時通用動力公司研制了F-16戰斗機戰斗機,諾思羅普公司則研制了F-20。后者是臺空軍主力戰斗機F5E的母公司。臺方選定了通用動力,這使得IDF在很多方面有模仿F-16的痕跡。臺方與通用動力1985年簽訂的具體協議規定:研發經費及風險完全由臺方負責;美政府同意通用動力公司人員以個人身份來臺,按照F-16的研制模式與經驗參與工作,技術出口許可由美政府分階段核準;美政府和通用動力公司同意,IDF戰斗機盡量采用F-16零部件;相關軟件設計第一階段由通用動力公司負責,再就臺方維護能力轉交臺方,第二階段再臺方依臺方航空武器系統自行深入發展。從上述條約可以看出,IDF從根本上來說是美國援助的成果,臺方在其中起的是輔助作用。臺方唯一真正的獨立研制內容是相關軟件開發的第二階段。
云漢計劃
在發動機“云漢計劃"方面,IDF計劃選擇了與美國蓋瑞公司合作研制TFE-1042-70發動機的計劃。臺方曾經非常渴望能得到當時極度先進的美國F404渦輪風扇發動機,但是因為8·17公報的關系,美國極力壓制對臺軍售技術水平,F-404的夢想也就泡湯。另外在初期的“鷹揚"計劃中,曾計劃仿制以色列“幼獅"戰斗機及其J-79發動機。J-79是美國F-4幽靈II戰斗機的發動機,在當時性能已經比較落后,推重比僅1:4.5。因此美政府一批準蓋瑞公司與臺方合作,臺方即放棄了原計劃,轉向了推重比達1:6.95的TFE-1042發動機。該發動機直徑604.52mm,長3.4米,重603.3千克,最大推力2732.94千克,加力推力4195.8千克。其實TFE1042-70的推力還是較小,甚至部分采用了50年代的離心式壓氣技術,不適合戰斗機使用。這直接導致了IDF推力不足,最初的單發布局也改成了雙發。TFE-1042-70可稱道之處是其數字式控制系統,加速性能較好,由慢車到最大推力的時間為5秒。
最后研制成功的IDF戰斗機滿載燃油、無外掛時凈重86184至9072千克,這樣兩臺TFE-1042-70能使IDF整機推重比上到0.925。因為IDF主要用于對空防御作戰,一般只攜帶重量不大的空空導彈,總的來說,推重比還是比較夠的。“云漢計劃”至此基本完成。
天雷計劃
“天雷計劃"產生了IDF的機載雷達“金龍-53”(GD-53)型。實際上該雷達是美國APG-67脈沖多普勒雷達的改進型。該雷達有15種工作模式,包括八種空對空模式,七種空對地模式,有超視距空戰能力。對空最大搜索距離為148千米,對地最大搜索距離為67千米,對5平方米目標的搜索距離40到50千米。上述指標優于解放軍的殲-8II所采用的雷達。IDF的航空電子系統包括多功能平視顯示器,兩臺多功能顯示器,H423型激光陀螺慣性導航系統,雷達警告接收機,以及電子對抗裝置。飛機控制系統采用美國愛理德-西格諾公司本迪克斯分公司的三余度數字式電傳線控系統,采用模塊設計,由三臺計算機控制,尺寸小,全重僅20多千克,維修方便。操縱系統為類似F-16戰斗機的雙桿式,座艙右側為操縱桿,左側為推力桿,飛行座椅向后傾30度,以提高飛行員抗過載能力。
天劍計劃
*天劍計劃"為IDF提供了天劍-1近距格斗空空導彈和天劍-2中距空空導彈。前者相當于AIM-9L/M“響尾蛇”導彈,具有全向攻擊能力;后者相當于AIM-120,主動雷達制導,射程為70千米。由于具有主動雷達制導能力,是臺軍相對于解放軍最具有優勢的空戰武器。另外IDF上還裝有一門M61A120mm“火神”加特林機槍炮,安裝在左邊條根部,備彈400發。共有8個外掛點,兩個翼尖掛架能掛“天劍"-1,兩個機身腹部串列掛架可掛2枚“天劍"-2,或一枚“雄風”反艦導彈或一個1250升副油箱。左右機翼各有兩個翼下掛架,外側可掛空空導彈或反艦導彈,內側可掛副油箱。可掛載的其它武器有LAU-3A,70mm“九頭蛇”火箭彈19聯裝發射器、CBU-55/B油氣子母炸彈20集束炸彈、激光制導炸彈、ACM-65“小牛”空對地導彈。
構型變化
在第二階段中,航發中心和通用動力分別提出了一些氣動構型方案,這些方案較多,總體而言經歷了兩個過程。第一個過程始于“鷹揚計劃”的最初幾年,主要是臺灣分別在F-104、F-5的基礎上發展出的構型和自行設計的構型。這一過程中出現了無尾布局、正常布局、鴨式布局、雙垂尾+邊條正常布局等方案。后來航發中心主要傾向于雙垂尾+邊條正常布局(即C構型),最終IDF采用了這一相對保守的邊條翼布局。第二個過程是通用動力加入以后,這一過程主要存在三個氣動外形系列,即C構型的延續系列、采用單/雙垂尾的無尾三角翼布局40X系列、采用正常布局的30X系列,后來通用動力經過技術分析后將40X系列和30X系列整合成G構型。到了合作第二階段的后期,問題焦點集中在航發中心 C2構型與通用動力G4構型的爭論上。后來航發中心同意通用動力的意見,設計方案向 G4構型靠攏,但將G4構型的兩側進氣改為類似C2構型的肋部進氣。
1984年8月通用動力技術人員來到航發中心,檢驗第二階段的工作成果,并準備進入第三合作階段。而此時美國出于政治考慮和對市場的保護也暗地對臺灣自研戰斗機作了技術限定,即航程不可超過F-5戰斗機,對地攻擊能力不能超過F-16戰斗機。該戰斗機計劃此時被命名為LWDF計劃,即輕型防御戰斗機計劃。美國此時的限制可謂造成IDF戰斗機先天不足的根源所在,對航程的限制直接限制了飛機的內部空間大小,這使得飛機的航程永遠不可能得到明顯改善;而限制對地攻擊能力則限制了飛機的掛載能力設計進入第三階段后,航發中心派遣工作人員前往美國福和市,在通用動力附近設辦公場所,在G4型機的基礎上開始具體的設計。在美國“鷹揚”被翻譯作Soaring Eagle,因此飛機的設計編號便根據SE-1、SE-2的次序排列下來。在美國的設計工作主要就是最后確定飛機的氣動外形。由于飛機的氣動外形設計需要大量的計算以及各種風洞試驗,而臺灣不具備這些條件,因此必須在美國開展。
原型機階段
第一架原型機
第一架原型機10001(在漢飛公司內通常以其建造編號稱為A-1)于1988年12月10日在漢飛公司舉行的儀式上下線,儀式由李登輝主持,該飛機正式命名為“經國”,以紀念蔣經國。臺灣地方防務部門隨后將其命名為F-CK-1,其中F代表戰斗機,CK代表經國(CK是經國的威妥瑪拼音“Ching-kuo”的縮寫),1代表第一架臺灣產戰斗機。
為了準備首飛,漢翔公司于1989年1月9日至19日進行了首飛準備評審(FFRR),期間發現了123項需要改進或進一步澄清的問題,其中大部分都與數字飛行控制系統(DFCS)有關。在解決這些問題后,漢翔公司將首飛日期定為1989年5月28日,代號為“Jen Yang”的演習。在F-5F5391和AT-30825充當伴飛飛機的情況下,IDF10001在漢翔公司試飛員吳康明上校的駕駛下于1021時首次成功起飛。雖然首飛計劃持續一小時,但由試飛員吳康明發現飛機有飛行員誘發震蕩(PIO)的趨勢,較早發現該征候并正確地做出了反應,首飛被迫提前結束。IDF10001于1043時安全著陸,結束了歷時22分鐘的首飛。1989年10月29日1號,原型機10001A-1在臺中清泉崗起飛時鼻輪折斷,滑出跑道,試飛員平安。
第二架原型機
10002A-2是單座飛機,采用藍白紅配色方案。1989年9月27日開始試飛的,主要進行結構載荷評定試驗,測試過載一直到9g的應力載荷。1991年07月12日2號原型機10002A-2在臺中外海試飛時失事,試飛員殉職,在該機墜毀時大部分試驗已完成。經過調查和分析,A2號機失事的原因是馬赫1時飛行員拉桿引起襟副翼震動,進而導致全機顫振,隨后右平尾發生斷裂并脫離機體,導致飛機失控進入螺旋墜毀。
襟副翼震動的癥狀實際上早在飛機處于風洞試驗的時候就已經發現,當時就預測該現象可能會導致顫振發生。為了節省經費和保證進度,很多問題都被放到飛機制造的時候再解決,于是這樣一個本來可以避免的問題最終導致了嚴重的后果。A2號失事后,中國航空發動機集團中心就此問題展開研究,一方面通過加強襟副翼的剛度(使用復合材料制造、上下加裝加強肋條)來解決震動問題,另一方面對平尾采取了切尖、下偏的處理方法,并且使用復合材料來制造,從而解決了可能存在的顫振問題。
第三架原型機
10003 A-3是單座飛機,采用藍白紅配色方案。1990年1月10日首飛,該機的進氣道作了修改,主要用以高空、武器發射和外掛投放飛行品質試驗。
第四架原型機
第四架原型機10004 B-1,是雙座飛機。它也是唯一一架涂有迷彩的原型機。1990年7月10日首飛。
制造商AIDC保留了所有三架剩余的原型機,即10001、10003和10004,用于進一步開發。它還保留了F-CK-1A1417,該機在1994年8月31日的一次著陸事故中受損,但已得到修復。這架飛機被用作新系統的試驗臺。
生產交付
1990年10月,10架預生產飛機(6架單座型、4架雙座型)的制造工作開始,并于1992-1993年間交付。在布什政府同意向臺灣出售150架Block 20 F-16A/B后,IDF的擬議生產數量從250架削減至130架,其中28架為雙座型。首批生產的飛機于1994年1月交付給臺灣地方防空部門。10架預生產型IDF于1993年11月22日首次交付給位于清泉崗空軍基地的第3戰術戰斗機大隊第7戰術戰斗機中隊,用于培訓種子教員。第3戰術戰斗機大隊第8戰術戰斗機中隊是第二個接收DF的中隊。它于1994年12月28日服役,并于1995年1月宣布投入使用。第3戰術戰斗機大隊的最后一支IDF中隊,即第28戰術戰斗機中隊,于1995年11月22日服役。第427(第3戰術戰斗機大隊)于1997年4月15日完成改裝過程并取得IOC。
1995年7月4日,F-CK-1A 1408機因燃油系統問題墜毀在海上,IDF的生產因此受挫。大約40架已交付空軍的飛機因燃油系統改造而停飛。生產暫停了六個月。項目結束時,共生產了131架IDF,包括一架損耗替換機。最后兩架生產型飛機1502(88-8134)和1503(88-8135)于2000年1月14日交付。
1998年,IDF的飛機開始輪換回AIDC的17號和18號機庫進行生產后的升級。已公開的升級項目包括馬可尼電子系統公司(現稱BAE SYSTEMS)的組合詢問器/應答器(CIT)、立頓公司改進的雷達告警接收機(IRWRs)以及羅克韋爾柯林斯公司的儀表著陸系統(ILS)。
經國號有兩種型號。F-CK-1A是單座型,F-CK-1B是雙座型。雖然B型用于作戰改裝和訓練,但它仍保留了戰斗能力。臺灣漢翔公司已開發出升級版,命名為F-CK-1C/D。第一架F-CK-1C單座原型機于2006年10月試飛,隨后第一架F-CK-1D雙座原型機于2007年初試飛。兩架飛機均于2007年3月27日在臺中漢翔公司工廠舉行的儀式上進行了展示。在儀式上,陳水扁將新型號命名為“雄鷹”。
整體設計
IDF的總體設計具有典型的第三代戰斗機的特征,總體布局為翼身融合加小后掠角機翼、單垂尾雙平尾布局,追求機動性的意圖非常明顯。利用邊條翼提高飛機大迎角機動性能,延緩跨音速阻力增長趨勢,減小翼身干擾阻力并提高結構承載能力。在最初的設想中,IDF采用類似F/A-18的雙垂尾布局,后因美國限制改為單垂尾,機動性隨之有一定下降。機體采用全金屬半硬殼結構,僅采用少量復合材料。最大過載9G。
機翼
雖然有通用動力的人作顧問,也提供了F-16戰斗機的設計圖紙作參考,但IDF的機翼設計卻不像F-16,反而和F/A-18類似,采用邊條翼加中等展弦比小后掠角機翼,其機翼1/4弦線后掠角非常小。大迎角狀態下,邊條翼渦流對機翼產生的有利干擾隨機翼后掠角呈駝峰形變化,第三代戰斗機采用邊條翼布局的多結合40度左右的后掠翼,以期獲得最大的有利干擾。
特別的是,IDF的機翼設計直到SE-1方案時都是采用類似F-16的中等后掠翼但在詳細設計階段的SE-5方案中就突然改為現在的設計。推測原因可能有二:一,和臺灣空軍的操作習慣有關。IDF研制時,臺空軍主戰機型是F-5戰斗機/F,其機翼特點和IDF比較接近。相應的,臺空軍對這種機翼特性的了解比較透徹,因此在設計上參考了F-5的特點并不出奇。臺灣有人認為,IDF就是按照第三代戰斗機標準設計的F-5,這種說法還是有一定道理的。二,針對美國人的限制打的"埋伏”。減小后掠角,可以減小誘阻,提高巡航效率,有助于改善IDF的續航能力。
IDF的機翼面積為24.26平方米。這個翼面積相對較小,其選取依據可能有向超聲速性能折中的意味。這樣一來,IDF的翼載明顯偏大,正常起飛翼載即達393千克/米2。不過IDF采用了翼身融合體設計,因此實際上產生的升力并不小。IDF的前緣邊條面積較大,相對機翼面積約10%左右,比F-16戰斗機的比例還大。這種設計比較接近F/A-18,邊條面積的增大有利于提高渦升力,但必須輔以良好的配平能力,否則難以抑制強大的上仰力矩。
IDF的根稍比不大,估算值約4.3左右,根梢比小的機翼,冀尖氣流不易分離,有利于飛機縱、橫向穩定,但同時也造成機翼彎矩大,結構重量增加。IDF原本采用全金屬結構,這種設計對飛機重量無疑有不利影響。IDF結構超重,這也是影響因素之。雖然后來在尾翼和襟副翼上采用了復合材料,但飛機重量依然居高不下。直軸平尾是美式飛機的傳統設計。臺灣空軍原來使用的F-5E就是直軸平尾,F-16也是直軸平尾,應該說,這對IDF的平尾設計提供了很好的參考和借鑒,這種平尾重量輕,受力簡單,對機身結構設計有利。不過如前文所述,由于經驗不足,IDF的平尾曾經帶來過很嚴重的麻煩。
發動機
IDF采用肋部進氣的固定式正激波進氣道。由于有邊條提供預壓,這種進氣道的大迎角進氣效率較好。只是固定式正激波進氣道的高速性能不好,超聲速時阻力大增,發動機推力下降。
IDF的發動機系統是由“云漢計劃”負責研制的。但臺灣從未有過設計渦輪風扇發動機的經驗,為此航發中心仍然采取了與國外合作發展的模式,這樣可以保證進度,降低風險,提高產品可靠性。合作伙伴則選定了美國加雷特渦輪發動機公司(現在的聯信發動機公司)。臺灣自行研制的AT-3教練攻擊機就采用了加雷特的TFE-731渦扇發動機,雙方已有合作歷史,此次為IDF研制發動機,其基型選定為TFE-1042。
TFE-1042的研制始于1978年。當時加雷特和瑞典沃爾沃汽車公司航空發動機公司簽定了一項合作協議:在TFE-731發動機核心機的基礎上,聯合研制一種高性能軍用渦輪風扇發動機,即TFE-1042。加雷特公司負責研制發動機的核心機,而沃爾沃負責研制風扇和加力燃燒室。該發動機實際上是瞄準了當時瑞典“雷”式戰斗機的后繼機項目(即后來的JAS-39戰斗機)后來JAS-39采用單發方案已成定局,小推力的TFE1042毫無意外地輸給了F-404。
此時的TFE-1042就是加雷特和航發中心合作的基礎。1983年4月,雙方各出資1億美元,成立國際渦輪發動機公司(ITEC),聯合研制TFE-1042-70發動機,作為IDF戰斗機的動力。IDF原型機進行了一定改進,風扇增為3級,低壓渦輪減為1級,體積重量增大,涵道比減小,渦輪進氣溫度提高到1204℃,進氣量增加12%。根據協議,臺灣負責制造鈦合金風扇葉片、低壓渦輪、加力燃燒室和機匣,加雷特公司生產發動機燃燒室、高壓渦輪、大部分壓氣機、大量的附件及控制系統,整機在臺灣組裝。
IDF遭到指責最多的就是發動機,TFE-1042--70單臺加力推力42.08千牛,這一推力對于正常起飛飛重量9.5噸的戰斗機而言明顯偏小。TFE-1042-70被攻擊的另一個原因是它是由加雷特公司的民用TFE-731發展而來。但如果僅僅因此而對TFE-1042-70作出武斷的結論(實際上TFE-731也裝備了軍用飛機)認為該發動機不適合戰斗機使用,是不科學的。實際上,TFE-1042是根據美國軍隊標和軍用發動機設計規范設計出來的,美軍也賦予其F125的編號。TFE-1042-70真正的問題在于它使用的離心式高壓壓氣機。這種壓氣機通常見于早期的噴氣發動機,后來主要軍用發動機逐漸過渡為軸流式壓氣機。離心式壓氣機的問題在于直徑比較大,這在很大程度上限制了這種發動機的推力,因為戰斗機要求發動機盡可能細一些以降低阻力。當然,TFE-1042-70也有值得稱道的地方:采用全權限數字電子發動機控制系統,提高了反應速度和燃油效率;瞬態特性好,由慢車到最大推力只要4秒時間,到最大加力推力是5秒,根據臺灣飛行員反映,IDE戰斗機加速比幻影2000戰斗機還快,這對于保證IDF的空戰格斗能力是非常有利的。
航電系統
IDF的主要航電設備包括:金龍-53(GD-53)多模脈沖多普勒雷達和霍尼韋爾H423激光慣導系統,該系統為火控系統提供攻擊所需導航資料,因為采用先進的激光陀螺,地面陀螺對準時間大幅縮短,可以滿足緊急起飛攔截的需要,座艙顯示設備包括兩個多功能下顯和平顯,能顯示導航、通信、雷達和武器信息等。此外IDF還裝備有利頓公司ALR-85(V1)威助告警系統、崔可公司的ALE-47無源干擾系統,后者能以全自動、半自動和手動三種工作方式投放M-206、MJLI-X型熱誘餌彈和RR-129/AL、RR136/AL、RR-170/AL型箔條彈,三種箔條彈可覆蓋2-3、4~6、8~10和10-20GHz等頻段。90年代IDF末期敵我識別系統升級,采用與F-16同型號的APX-113(V)先進敵我識別系統。GD-53原型是通用電氣為F-20虎鯊戰斗機研制的AN/APG-67型脈沖多普勒雷達。GD-53工作于X波段(9.7-9.9GHz),采用全波形(高、中、低 PRF)設計。天線尺寸為279毫米x711毫米,掃描范圍:方位±60°,俯御±60°。探測距離比AN/APG-67略低,對RCS(雷達反射面積)=5半方米的目標上視距離72千米,下視距離39千米。其突出特點是維修簡便,可靠性高,平均故障間隔時間(MTBF)235小時(設計值)。
GD-53具有15種工作模式,其中空對空模式7種,空對地/海模式8種。空空模式包括:上視邊測距邊掃描(RWS)、下視邊測距邊掃描、速度搜索、邊跟蹤邊掃描(最大跟蹤目標數量10個,但掃描范圍縮小,且由于掃描體制特點使之跟蹤不太穩定,BWS模式下容易丟失目標)、格斗模式(雷達的截獲距離為152米-18.5千米,包括3種子模式:平顯掃描、垂直掃描、孔徑/直接瞄準模式)、單目標跟蹤、自動截獲。空對地/海模式包括:實波束地形測繪,高分辨多普勒波束銳化地形測繪、SAR地形測繪、畫面“凍結”、對地面動目標顯示與跟蹤、空/地測距、信標模式、對海面動目標顯示與跟蹤。不難看出,GD-53具有比較完善的對空/對地功能,與美國戰斗機同類產品非常類似。
總的來說,GD-53雷達的性能在80年代的輕型脈沖多普勒雷達中還是不錯的,但是進入90年代后和世界先進水平相比已經明顯落后,特別是信號處理能力方面,所以才有后來的IDF航電系統升級計劃。
武器系統
IDF的武器系統大部分采用現役武器,但空空導彈系統是全新研制的,即“天劍計劃”。"天劍計劃”包括兩種導彈,即“天劍1(TC-1)紅外制導近距格斗導彈和“天劍”2(TC-2)主動雷達制導中距導彈。其用意非常明顯:由于從美國的采購渠道有可能中斷,因此必須利用IDF研制的契機,提高自行研制先進導彈武器的能力。TC-1導彈是以美制AIMM-9P(美國空軍AIM-9J的專用出口型)為基礎研制的,當時臺灣空軍已經裝備了大量該型導彈,對其有相當程度的了解。TC-1外形尺寸比原型彈有一定變化,長2.87米,翼展0.64米,彈徑127毫米,重量略微增大到90千克。仍然采用11千克破片式戰斗部,裝激光近炸引信。其主要改進集中在動力和導引頭方面:采用了性能更好的火箭發動機,射程更遠(最大射程17千米,有效射程8千米):導引頭則采用了制冷銻化銦光敏元件,性能明顯優于AIM-9P的pbs光敏元件,達到了第三代格斗導彈的標準,具備了全向攻擊能力這也是一般認為該導彈性能和AIM-9L相當的主要原因。1986年5月,TC-1號彈由F-5F試射成功。1987年,TC-1究成全部飛行試驗:1992年11月12日,IDF首次試射TC-1導彈成功
TC-2的發展原本帶有探路的意思。實際上從“安翔計劃”之初,IDF的主要超視距武器都是瞄準美制AIM-7"麻雀”導彈。但美國的態度始終猶疑不定,因為當時中美關系升溫,如果貿然向臺灣提供超視距導彈必然遭致北京強烈反對。在這種情況下,TC-2的地位驟然提升,成為IDF的首選超視距武器。由于保密問題,公開的TC-2數據相當少,目前僅知道:該彈彈長3.6米,翼展0.75米,彈徑203毫米,彈重190千克。TC-2采用無線電近炸引信和30千克高爆破片戰斗部,其制導方式為初段慣性制導+中段指令制導+未段主動雷達制導,具有發射后不管能力,最大飛行速度M4,有效射程70~80千米,臺灣方面資料稱最大射程超過100千米。目前公開資料評價該彈與美制AIM-120A相當,不過根據該彈的重量和尺寸來看,它的攻擊區應該小于AIM-120A。1992年11月,TC-2號彈完成冷發射試驗。1993年6月7日,TC-2試射成功。
除了“天劍計劃”研制的兩型導彈外,IDF的空戰武器還包括:1門M61A1-E2加特林航空機炮,備彈400發:AIM-9P/“響尾蛇”空空導彈。已經裝備的精確空面武器則包括:GBU-10/12激光制導炸彈,AGM-65A/B“幼齋”電視精確制導導彈、AGM-65D/G紅外制導導彈、空射型“雄風”2反艦導彈。此外IDF還可以掛載其它非制導對地攻擊武器:GBU-20"石眼"集束炸彈、MK-82和MK-117炸彈、LAU-60和LAU-69火箭發射巢。另外有消息稱,臺灣已經開始在TC-2的基礎上研制TC-2A反輻射導彈。
改進升級
廬山計劃
“廬山計劃”始于1995年,一直以機密預算支應。2000年底,臺灣防務部門提交了2001年度防務預算計劃,其中提出要研制和發展“隱身戰斗機”的“廬山計劃”引人注目。
"廬山計劃”共包括“IDF戰機衍生型研發計劃”和自行開發新一代輕型戰斗機。計劃包括提升IDF戰機現有發動機的推力、改良航空電子設備,并在機身上涂上隱身涂層等,實際上就是一個IDF戰斗機的中期改良計劃。
IDF戰斗機的生產任務結束后,當時已經改為漢翔航空公司的航發中心就沒有多少業務可做了。漢翔公司成立的本意是依靠已經掌握的航空技術,在滿足軍用機需求的同時去爭取國際民用航空市場。但航空工業是一項需要長期投資和政府扶持的行業,臺灣主要轉向外購飛機后,漢翔公司就無法順利發展了,在這種情況下大批技術人員流失,航空科研的能力被大幅度削弱,有不少臺灣的航空技術人員前往韓國參與T-50“金鷹”教練機的設計。像70年代末那樣能夠逼著臺灣自行研制飛機的環境已經不復存在,多年來臺灣的航空工業不但在技術上沒有進一步的實踐和積累,反而有所削弱,以當時漢翔的技術實力想搞新型戰斗機實在是很困難了。即便是IDF還有些許可供發掘的潛力,漢翔公司也難以實現。
到2002年為止已耗費近20億元。由于臺灣軍方以機密為由,外界始終無法知曉計劃的內容和進度,直到2002年8月才得以曝光——“耗費巨資一無所成”。廬山計劃”的最大敗筆在涂料和涂裝的面積。中山科學院用的涂料是磁性吸波材料,以世界水準來看,這種材料算是上一代技術。性吸波材料的缺點在太重、全機涂料需增加1.5噸的重量,這不是E-CK-1所能負荷的。中山科學院想出一變通方法:只將飛機做部分涂裝,以有效減少重量。試飛的F-CK-1因此是有在機翼前緣涂有偽裝涂料。這塊區域經過雷達波照射是最容易反射的,中山科學院雖然取巧,但也是有數據做根據。這種涂法用來測試,只要條件固定,也許可以過關。但如果用于實際戰斗,可能會露出太多破綻,全機涂裝的好處是作任何角度都不易被偵查到、但部分涂裝只有在一定的角度下才有效。
翔升計劃
“翔升計劃”,于2001年8月由臺灣省防務部門核定完成建案,該計劃總預算70億新臺幣,自2001年起分7年編列。臺軍將利用2架現役IDF戰機進行改進與飛行測試:編號10005的單座和編號10006的雙座原型機各一架,并且分別在2006年10月和2007年3月15日試飛成功。“翔升”計劃進展總的來說比較順利,到2007年底其主要工作已經結束。
“翔升計劃”的執行目標,主要是著眼于IDF戰機雷達系統的電子對抗能力(ECCM)提高、空對空與空對地攻擊能力的提升、強化飛行員對飛機與戰場環境的感知與處理能力、簡化后勤維修、延長使用壽命等。因此計劃中將對IDF戰機的雷達系統、航電/導航/通信系統、飛控系統等進行較大的改進。
雷達系統
IDF現裝備的GD-53雷達系統,當初是以美制APG-64(V)雷達為基礎,加上部分APG-66元件發展而來,其由天線、發射機、控制器、信號處理器及電源等5個可更換單元構成。改進后的GD-53雷達則將精簡為:天線、發射機及雷達資料處理器等3個可更換單元,其中雷達資料處理器是由原控制器、信號處理器及電源組件整合而成。
改進后的GD-53雷達,除可大幅提升雷達完善率與操作可靠性、簡化維護程序、減少維修工時、有效解決零部件停產(58項)問題、提高戰機戰備率與出航率外:還將解決現有雷達系統處理速度及數據存儲量不足的問題,提高運算性能,并預留未來新增模式/功能的改裝空間。改進后的GD-53雷達,其操作模式改進項目包括:多功能雷達模式(CRM,對地/對空交互模式);跟蹤目標吉區指示器(NOTCH ZoneIndicater);多目標追蹤模式(TWS)自動掃描調整;搜索目標絕對高度顯示;搜索目標速度向量顯示;增加飛行軌跡記錄儀及故障診斷系統。
航電系統
“翔升計劃”中有關核心航電系統改進的內容包括:座艙顯控、航電軟件、GPS/INS導航系統、UHF/VHF雙頻通訊等。其中座艙顯控主要以集成式彩色顯示系統(ICDS)為主,新系統可利用有限的顯示空間,提供最多、最清楚的信息,協助飛行員遂行戰斗任務,另亦解決了220種零件停產的問題。
主要改進:
換裝掃描/向量式抬頭顯示器(HUD)及前/后座前置式控制面板(UFCP)。以2個彩色多功能顯示器(CMFD)取代原有2具單色多功能顯示器,其中左側的CMFD主要用以顯示雷達訊息,右側的CMED則為水平(戰術)狀態顯示(HSD),另在僅表板中央新增第3個CMFD,作為電子飛行儀表(EFIS)顯示之用。儀表板右上角新增備用電子飛行儀表(STBY EFIS),座艙右側(操縱桿前)以2個電子式發動機顯示系統(EEDS),取代原有6個傳統儀表。彩色顯示處理器(CDP)。彩色座艙攝影系統(CCTVS)。
在航電軟件部分,則以現役IDF戰機航電系統架構為藍本,研制新軟件(包括任務電腦和彩色顯示系統),提供戰場雷達顯示情報、火力武器掛載管理、安全故障管理、機隊任務管理及飛行情況(水平狀態/姿態方向指示儀,HIS/ADI)等綜合顯控訊息。
另全面更新系統架構,采用開放式硬件結構(VME64)及開放式軟件結構(類似美軍戰機),開發先進的模塊化航電高級語言(C/C++)軟件。
飛行控制系統
改進后的IDF戰斗機將以32位飛行控制電腦,取代原有的16位飛控電腦及大氣數據電腦(IADC),以加快運算速度及增大存儲量,并解決85種零件停產問題。另外,飛行操縱軟件也將進行升級。自動駕駛功能的改進,則可提升IDF的低空自動駕駛性能,并使其可自動依設定座標導引轉向。
經過改進的飛行控制系統除可降低高機動空戰的操作限制及提高操控品藏。提升飛行安全性外,也降低了IUF起飛時的機鼻輪抬起速度(卿轉速度),井提高戰機的側風承受能力至55.6公里/小時(鳳迪)降落時期可經高進場落地攻角。將戰機進場速度降低18.5公里/小時,落地面離縮減10%。提升短場起降能力,這些都有效改善了IDF起降時受天氣限制及在跑道受損時的操作能力。
新的武器系統
這方面的資料不多,目前已知的IDF戰斗機與臺“中科院”武器系統整合的內容包括:對天劍-2型空空導彈掛架的改進;與天劍-2A反輻射導彈的整合;與“萬劍”反跑道炸彈的整合;與“青云”油氣炸彈的整合。
翔展計劃
項目提出
2008年2月,新加坡航展上漢翔公司以IDF-Ⅱ的編號展出了“雄鷹”戰斗機的1:10模型,漢翔公司希望F-CK-1C/D能夠在2008~2009年間投入批量生產,同時將臺灣空軍部分現役F-CK-1A/B升級至F-CK-1C/D標準。但是由于多年來臺灣當局一直在尋求從美國購買66架F-16C/D Block50/52戰斗機,加上部分臺灣空軍官員對升級后的“雄鷹”戰斗機能否滿足未來作戰需求持懷疑態度,因此該計劃遲遲沒能得到臺灣當局的批準。
漢翔公司隨后提出了沿用“翔升”計劃技術成果的后續“翔展"計劃,放棄了全新生產F-CK-1C/D的企圖,而專注于對臺灣空現役F-CK-1A/B進行改進升級。盡管這樣,“翔展”計劃在臺灣當局內部仍存在很大爭議,一度還有該計劃被取消的傳聞。但由于當時臺灣求購F-16C/D Block50/52、改進現役F-16A/B Bock20戰斗機的計劃進展不順等原因,改進現役F-CK-1戰斗機重新得到臺灣當局的重視,“翔展”計劃因此獲得轉機。
“翔展"獲批
2008年3月,“翔展”計劃在臺灣“立法院”獲得通過,預算高達120億元(新臺幣下同)。2009年12月初,臺灣空軍與漢翔公司簽訂了為期4年、總金額168億新臺幣(約合5.2億美元)的合同。根據該合同,漢翔公司將在2009~2012年間將對臺灣空軍現役128架F-CK-1A/B戰斗機中的71架(這些飛機隸屬臺灣空軍駐臺南基地的443聯隊)進行改進升級。
實施計劃
2010年9月底,臺灣空軍首批6架F-CK-1A/B飛機(4架單座A型,2架雙座B型)被送到漢翔公司接受改裝,同年底首架完成改進的飛機出廠。2011年6月30日,首批6架完成改裝的F-CK-1A/B正式交付給臺灣空軍。2012年全部71架飛機會改裝完畢。
2018年3月9日,臺軍當天舉行第二批經過改造升級(“翔展二號”)的IDF戰機接裝典禮,此次完成改進的是隸屬于第3聯隊(駐臺中清泉崗基地)的56架IDF。
“翔展"成果
改良后的“經國號”任務計算機、雷達、飛控軟件都升級;部分因制造商歇業而產生商源消失問題的零附件,也都更換。臺灣空軍估計,可增加20年役期。“翔展計劃”的性能提升,著重對地打擊能力。以往“經國號”只能攜帶傳統無導引炸彈,新配屬的“萬劍”空對地導彈,性能與外觀類似美軍AGM-154“聯合遙攻武器系統”(JSOW)導彈。萬劍彈的主體是一枚子母炸彈(集束炸彈),加上火箭發動機、機翼與導航系統,可在遠距之外投射,自行鉆入敵人防空網,飛到目標上空,對地面進行“霰彈槍”式轟炸。臺“中科院”也在研發,將天劍二型導彈改造為追蹤電波發射源的“反輻射導彈”,用于攻擊雷達站。
勇鷹計劃
“勇鷹”T-5高級教練機研制計劃,由臺灣中山科學院、臺灣地區空軍和臺灣航太工業發展公司AIDC合作研發,研發項目共耗資22億美元。之所以啟動該計劃,首先是為了替代由臺灣航太工業發展公司數十年前研制的AT-3高級教練機,該機一直被視作臺灣中國航空工業集團有限公司崛起的象征和驕傲,但近年來已經性能老舊落后,不能適應臺灣空軍裝備的現役第四代改進型F-16V戰斗機的飛行員訓練班任務。與此同時,臺灣空軍用于保持機隊規模的第三代F-5輕型戰斗機,在歷經多年改進之后,已經“改無可改”再無升級的空間,只能退役。然而大量F-5的退役,意味著短時間內臺灣地區空軍戰斗機總數和機隊規模驟降,現有機隊和飛行員面臨對岸大陸人民解放軍空軍日益頻繁的巡邏和飛行訓練有任務壓力,執行升空攔截和監視任務“不堪重負”,因此必須有新的戰機頂上來。基于這兩方面考慮,臺灣地區空軍決定在同樣由臺灣航太工業發展公司研發的F-CK-1“經國號”輕型戰斗機的基礎上,開發新一代的T-5“勇鷹”高級教練機,一方面在教練機方面全面讓AT-3退休,另一方面則賦予“勇鷹”升力入門級戰斗教練機的功能,使其能夠完美替代F-5,達到“一舉兩得”的功用。
“勇鷹”計劃從2016年展開研制,4年完成實現首飛。根據臺灣方面資料顯示,雖然T-5是在IDF“經國號”的基礎上研制,但機體80%經過重新設計,其中復合材料使用比例超過30%,這已經是個非常高的數字(F-22的復合材料占比是24%,而F-35是36%),另外對翼型、機體結構和電子設備都做了修改。除了承擔教學任務,T-5還能和AT-3一樣作為強擊機使用。當然,臺灣航空工業存在很多技術短板,因此T-5的很多關鍵設備仍需外購,比如發動機來自美國,起落架來自英國。T-5在2019年9月24日下線,2020年6月2日進行滑跑試驗,6月10日首飛成功。
服役情況
服役使用
1994年開始量產,最初生產量為250架,以月產3至5架的速率持續生產五年,但由于已向美,法成功采購到F-16A/B MLU和幻影2000-5戰斗機,IDF定購數量減到130架,首批生產飛機于1994年1月交付給臺灣地方防空部門。IDF總共131架戰斗機服役,包括一架損耗替換機。最后兩架生產型飛機1502(88-8134)和1503(88-8135)于2000年1月14日交付。
2004年11月1日,為了留住經驗豐富的飛行員,臺灣地方防空部門進行了一次重大改組,所有前線戰斗機中隊都升級為戰術戰斗機大隊,而原來的戰術戰斗機大隊則被解散。因此,CCK(清泉崗)空軍基地的第3戰術戰斗機大隊解散。此外,第8戰術戰斗機大隊也同時解散,第427戰術戰斗機大隊中只剩下第7和28戰術戰斗機大隊兩個飛行單位。
臺灣澎湖”天駒部隊”處在空防第一線,從1964年開始實施,早年進駐F-5E戰機,”經國號”戰機成軍后即接手任務。臺空軍每年4月到9月期間,均由臺中市、臺南聯隊輪流派遣”經國號”戰機前進部署在澎湖馬公基地,以戰備轉場方式執行臺灣海峽第一線警戒攔截的”天駒任務”,快速升空攔截解放軍軍機。
飛行事故
參考資料
相關評價
在特定的時間、特定的環境下誕生的IDF,早在設計之初就已經在各種有意無意的“限制”中套上了諸多枷鎖,其沉重程度恐怕不是單憑臺灣自身之力就能夠擺脫的。(航空知識評)
參考資料 >
AIDC F-CK-1A/B 經國本土防御戰斗機./taiwanairpower.2024-06-11
經國(IDF)多用途戰斗機.airforce-technology..2024-06-11
臺灣最新噴氣式高級教練機T-5“勇鷹”首飛,它能挽救臺灣航空工業嗎?..ifeng.2024-06-17
臺“超級經國號”戰機性能提升 加掛遠距導彈.新浪網.2024-05-27
F-CK-1經國號.蘇州市人民防空辦公室.2024-07-03
AIDC F-CK-1“經國”本土防御戰斗機(IDF).milavia.2024-06-11
邱毅爆邱義仁主導“翔展計劃” 將是“鐽震”第二.新浪網.2024-06-11
標準兩次縮水后 臺軍IDF戰機終于全部升級為C/D型.新浪網.2024-07-03
解放軍四大海域執行軍事任務 外交部:美不要輕舉妄動.中華網.2024-07-03
530 Origin DNS Error.新浪網.2024-06-24
臺軍失事IDF戰斗機上兩名飛行員確定死亡.新浪網.2024-06-24
臺媒:澎湖馬公機場一戰機夜間訓練時突發意外爆胎,6個航班受影響,臺空軍致歉.環球網-百家號.2025-04-11
臺媒:臺空軍馬公基地一架戰機降落時剎車系統故障,系一周內該基地第二起事故.環球網-百家號.2025-05-04
臺一戰機再再再發生事故 空中火焰彈意外擊發.臺海網-百家號.2025-05-04