狂風戰斗機(Tornado)是由英國、德國和意大利聯合組成的帕那維亞飛機公司研制和生產的雙座、雙發變后掠翼超音速戰斗機。主要用于近距空中支援、戰場遮斷、截擊、防空、對海攻擊、電子對抗和偵察等。
該機于1970年開始研制,1972年完成結構設計,1974年8月首飛,1974年9月命名為“狂風”,1979年正式服役。該機為串列雙座,兩側進氣,正常式布局,全金屬結構,機翼為變后掠翼,帶全翼展襟副翼及前緣縫翼,鋁合金整體加強蒙皮,尾翼為全動升降副翼,內置式方向舵,采用電傳操縱系統,裝2臺RBl99-34R渦扇發動機,單臺靜推力為38.7干牛,加力推力為66.0干牛。該機有三種型別,對地攻擊型(IDS),主要裝備三國的空軍及德國海軍,共生產了795架,其中包括改裝了電子設備的電子對抗和偵察型(ECR),電子對抗及偵察型主要裝備于德國和意大利空軍,防空型(ADV)是在對地攻擊型的基礎上發展而來的,與對地攻擊型相比,防空型加長了機身,換裝了推力更大的發動機。
狂風IDS戰斗轟炸機和狂風ADV防空戰斗機的裝備使歐洲國家第一次擁有了可以和美、蘇相似的戰術空中打擊力量,狂風ECR的裝備也使歐洲國家在很大程度上擺脫了對美國空軍戰術電子戰機的依賴。狂風的發展過程不但是作戰飛機國際合作上的成功典范,也是歐洲國家聯合發展高性能作戰飛機的重要里程碑。狂風系列飛機的發展和裝備對英國、德國和意大利來說,無論是在軍事上還是在技術上都具有十分重要的意義。
發展沿革
研制背景
狂風戰機是受美蘇冷戰中軍事對峙的產物,歐洲國家在20世紀60年代末開始將作戰思想由全面核戰爭的“大規模報復”戰略,改變為以常規武器為主,核武器為后盾的“靈活反應”戰略,對具備縱深打擊能力的高性能戰術強擊機的需求最為迫切,而且西歐國家經過了第二次世界大戰后的發展,經濟和技術都已經從戰后的一片廢墟上得到了基本恢復,需要在美國之外發展自己的空中打擊力量。它的研制主要用來代替F-4、F-104戰斗機、“火神”“坎培拉”“掠奪者”等戰斗機和戰略轟炸機,執行截擊、攻擊等常規作戰任務。
剛開始,英國、德國、加拿大、荷蘭、比利時和意大利6國聯合,在1968年7月17日開始了多用途戰斗機的發展論證。因為在作戰要求上存在的分歧,加拿大、荷蘭和比利時陸續退出了發展計劃,剩下的英國、德國和意大利政府在1969年3月26日,確定了由英航宇、德國宇航和意大利阿萊尼亞飛機公司共同組成了帕那維亞(PanaviaAircarft GmbH)飛機公司,用以專門進行多用途戰斗機的研發工作,英航宇(BAe)和德國宇航(MBB)各占42.5%,意大利阿萊尼亞飛機公司負責余下的15%,為多用途戰斗機項目發展組成的帕那維亞飛機公司在1969年5~9月進行了飛機的初始方案論證,并選用R B199三轉子加力式渦輪風扇發動機作為動力。
研制歷程
受當時三國航空技術水平的限制,在設計多用途戰斗機時還無法保證在一個機體上同時滿足制空和對地攻擊的雙重任務要求所以被稱為多用途戰斗機的新機是按照一機多型的方法來研制的。帕那維亞飛機公司最初的設計方案分為是以對空作戰為主的“帕那維亞100”型單座戰斗機和以對地攻擊任務為主的“帕那維亞200”型雙座戰斗轟炸機。
其中,“帕那維亞100”型戰斗機的設計目標是用來執行奪取戰區制空權的任務,主要的技術性能要求是具備高空、高速的飛行性能,具有較好的機動性和加速性以滿足對空作戰的要求,在保證對空作戰的同時還具備短距離起降能力并可以執行對地攻擊任務。“帕那維亞100”型戰斗機在設計上可以被認為是按照一種綜合作戰能力超過美國F-4E/F“鬼怪”戰斗機,并以取代在英國和德國空軍中服役的F-4E和F-104戰斗機為目的的機種。
但在設計過程中發現,“帕那維亞100在對空作戰能力上比F-4E提高幅度有限,而單座的設計又使該機無法很好的滿足對地攻擊的任務要求,為了集中研制力量和降低飛機的研制與使用成本,三國決定取消單座的帕那維亞100”戰斗機發展計劃,以集中力量研制性能更完善的“帕那維亞200”型戰斗轟炸機。
1970年7月,“帕那維亞200”型原型機的設計正式開始,1972年8月,英國皇家空軍提出多用途戰斗機應能執行的6類作戰任務如下:(1)近距空中支援(CAS)/戰場遮斷(BAI);(2)空中遮斷(AI)/反航空兵作戰(CA),(3)空中優勢;(4)截擊/防空,(5)海上攻擊,(6)空中偵察。面對上述作戰任務,相繼發展了對地攻擊-IDS(interdictor Strike Version)空中優勢及防空--ADV(Air DefenceVari-ant)和電子戰/偵察--ECR (ElectronicCommbat&Reconnaissance) 三種類型。
對地攻擊-IDS
帕那維亞飛機公司在多用途戰斗機項目中以狂風F-104戰斗機為主要發展目標,主要是因為參加研制的三個國家對戰斗轟炸機都具有很迫切的要求,是因為參加研制的三個國家對戰斗轟炸機都具有很迫切的要求,對地攻擊作戰在這三個國家的空中作戰模式中都具有極其重要的作用。該機也成為多用途戰斗機項目中的基礎平臺,英國皇家空軍需要的防空戰斗機在高速性能、載荷條件和航程上與戰斗轟炸型有很多相似之處,加上擔負防空作戰任務的“狂風”ADV戰斗機在雷達和機載航空武器系統研制上遇到了困難,使研制的重點不得不首先放到了技術難度較低的殲擊轟炸機型上。
“狂風”IDS型的研制工作開始于1970年,原型機原為7架,后增加到13架,最后確定為9架(其中英國制造和使用4架、聯邦德國制造和使用了架、意大利制造和使用2架)。1970年11月開始制造原型機。第1架原型機(D-9591,后來的編號是98+04)是聯邦德國制造的第1架原型機,于1973年11月12日從MBB公司的工廠運到了帕那維亞公司所在地進行地面試驗,1974年8月14日進行了首次試飛,這架飛機主要用于發動機試驗。第2架原型機(XX946)是英國制造的第1架原型機,于1974年10月30日進行首飛,主要用于顫振和氣動試驗。第3架原型機(XX947)是英國制造的第2架原型機,于1975年8月5日進行了首飛。第4架原型機(D-9252,后來的編號是98+05)是聯邦德國制造的第2架原型機,裝備了典型的綜合航空電子系統,于1975年9月2日首飛,用于驗證航空電子系統。首先驗證低空自動地形跟隨,稍后進行了有關武器試驗、數字式自動駕駛儀的試驗和導航及地形測繪雷達的試驗。第5架原型機(X-586)是意大利制造的第1架原型機,于1975年12月5日首飛。1976年10月第9架原型機首次試飛。
遠在預生產型飛機試飛之前的1976年3月10日,三國就批準了IDS型“狂風”戰斗機的批生產計劃,該計劃的啟動時間是7月1日。作為“狂風”的基本型,IDS主要用于對地攻擊。這型飛機在英國使用“狂風GR.MK.1的標識,而在德國、意大利使用IDS的標識。三國使用的IDS型戰斗機的主要區別在于機內的輔助裝置和航空電子設備英國皇家空軍的所有IDS型飛機,除機內的5842L(1285英加)標準載油能力外,在垂尾內還有1個不常使用的551L(121英制加侖)的備用油箱。另一種區別是所使用的電子干擾設備不同:英國皇家空軍的飛機最初在機翼下掛一對“天影”(Sky Shadows)雷達干擾吊艙,后來,右側機翼掛架掛BOZ(對抗分發系統)-107吊艙,左側機翼掛架掛“天影”雷達干擾吊艙。德國IDS飛機的機翼掛架左側掛BOZ-101吊艙,而右側掛Cerberus、亞或IV型ECM(電子對抗)吊艙;最近幾年一些德國飛機使用美國的AN/ALQ-119取代Cerberus,海上飛行的“狂風”可用AjaxECM吊艙取代Cerberus。意大利的飛機使用BOZ-102和Cerberus或EL/M73ECM吊艙。在波斯尼亞上空,意大利的“狂風”在每個機翼下掛BOZ吊艙,估計一個裝箔條,另一個裝熱誘餌彈。
空中優勢及防空--ADV
英國皇家空軍根據防空作戰的要求,在“狂風”IDS戰斗轟炸機研制基本完成之后,就在其基礎上開發了以防空攔截為主要作戰任務的防空型“狂風”ADV (AirDefence Variant)戰斗機。
“狂風”ADV的基本設計與IDS類似,雖然在IDS這種專用戰斗轟炸機的基礎上發展戰斗機顯得有點怪異,但是對于當時的航空技術條件和英國皇家空軍的戰術要求來說,采用IDS的標準發展ADV在技術、戰術和成本上都是比較適合的。
從國土防空的意義上來說,英國皇家空軍防空戰斗機部隊必須有能力在北到冰島,南到直布羅陀,東到北海-波羅的海的廣大范圍內執行作戰任務,這一戰術要求使英國空軍迫切的需要一種擁有先進雷達系統和可以攜帶遠程空空導彈的攔截戰斗機,用來取代載荷不足、航程有限的“閃電”全天候超音速戰斗機和F-4“鬼怪”II。英國本土和鄰近海域的空中威脅主要來自蘇聯超音速轟炸機和蘇-24殲擊轟炸機,這就使英國空軍的防空戰斗機主要的作戰任務是消滅這些笨重的攻擊飛機,而對于與戰斗機進行格斗空戰的重要性要求就相對要低的多。英國面對的空中威脅和面對蘇聯戰術空軍的德國完全不同,特殊的要求使英國皇家空軍防空戰斗機的設計要求很難得到其他兩個合作國家的共鳴,所以“狂風”ADV戰斗機的研制費雖然是由英國獨立承擔,但是因為“狂風”IDS戰斗轟炸機本身的基礎設計就已經在一定程度上考慮到了對空作戰的要求,所以ADV型的改進設計速度很快,“狂風”ADV在1976年3月開始進行細化設計之后,到1979年10月首架原型機就進行了首飛。“狂風”ADV在研制進度上并不比“狂風”IDS慢多少,但是為ADV配套發展的雷達系統的進度緩慢,實用化的“狂風”F2型戰斗機到1984年才進行首飛,1985年交付服役,這個時間比“狂風”IDS要晚了5年的時間。
電子戰/偵察--ECR
“狂風”的電子戰/偵察是由對地攻擊型改型而成,主要是去掉了前機身下的兩門航空機炮,增裝了偵察及電子戰設備,例如,紅外側視系統和“線掃描”4000型偵察系統,紅外成像系統、偵察信息的處理、存貯和發射系統,以及電子對抗和反電子對抗吊艙;該機保留了對地攻擊能力,但采用了新的機載計算機和傳感器系統,裝備了高速反輻射導彈和空對地反雷達導彈。此外,還可掛帶2枚“響尾蛇”空空導彈,以便在需要空戰時使用。英國、德國和意大利空裝備數量分別為30架、35架和16架。
生產歷程
按照計劃,帕那維亞將制造9架原型機和2架靜力和疲勞試驗用機體。其中英國負責安裝4架原型機和2架試驗用機體 (亦說: 02、03、06和08號原型機以及12號和15號預生產型) ;德國MBB公司總裝3架(亦說:01、04和07號原型機及11、13和16號預生產型):意大利總裝2架 (亦說:05和09號原型機及14號預生產型)。首批發動機共研制51臺,其中15臺用于調試,36臺用于原型機。此外,還計劃訂購4架預生產型,但最終生產了9架原型機和6架預生產型機。
原定1973年12月第一架原型機試飛但由于發動機研制進度拖延,第一架原型機1974年3月才出廠,后又因發動機出現推力不足、油耗高等問題將首次試飛時間推遲到了同年8月才開始試飛。
裝備過程
IDS
“帕那維亞”200型IDS型的原型機于1974年8月首飛,9月,多用途戰斗機的名稱改稱為“狂風” (Tornado)。1976年夏IDS型戰斗機開始按8個批次進行生產。第1批43架飛機(序號為001-043)中包括英國23架德國16架和意大利4架,計劃于18個月內完成。1979年6月第1架批生產飛機出廠,7月10日英國皇家空軍訂購的第1架批生產型飛機首次試飛,7月27日聯邦德國訂購的第1架批生產型飛機首次試飛,1981年9月25日意大利空軍訂購的第1架批生產型飛機首次試飛。1982年1月6日開始向英國空軍交付飛機(另說是80年開始交付使用),7月2日開始向聯邦德國海軍交付飛機,8月27日開始向意大利空軍交付飛機,1983年7月26日開始向聯邦德國空軍交付飛機。1986年3月開始交付沙特阿拉伯空軍,直至1987年10月,共交付48架。對地攻擊型共生產了736架,其中有一部分是為改成電子戰及偵察型而生產的。英國皇家空軍使用的對地攻擊型編號為“狂風”GR Mk.1,但中期交付是經改進的飛機,其編號為GR Mk.4,主要改裝了更先進的電子設備,于1991年末首次試飛。
ADV
ADV型原型機于1979年10月首飛,1984年11月最早裝備英國空軍。
ADV生產了兩個子版本,第一個被指定為F2的飛機包括第一批18架飛機,配備了雷達的臨時版本,其中兩架是雙控教練機版本,并于1984年11月交付。最終的量產版本,命名為F3,于1985年11月投入使用。
ECR
ECR型原型機于1988年8月首飛,1989年開始裝備德國空軍。
英國、德國和意大利空裝備數量分別為30架、35架和16架。
基本設計
機型結構
敘述該機的機身布局、空氣動力學、材料、飛控、隱身性等結構性內容,如是平直翼還是后掠翼、是兩側進氣還是下進氣、有無鴨翼、是涵道尾槳還是同軸反轉、是電傳飛控還是機械飛控等
機體設計
“狂風”采用全金屬半硬殼結構的機體設計,截面尺寸較大的機身具有很大的內部空間,在機身中段上方還有高強度的中央翼盒和轉軸裝置。為了提高對“狂風”電子系統的維護和保養能力,機頭的雷達天線罩可以向側面打開,雷達天線也可以折轉,前機身側面設計有大開口以便對航空電子設備進行檢測。“狂風”的機身設置有大量的檢查口蓋,可以方便在設施簡單的野戰機場對飛機進行地面維護和保養。“狂風”采用上單翼的設計使機身的檢察口蓋大都處在維護人員可接觸位置,在野戰機場使用時不依靠專用保障設備就可以完成飛機維護和作戰中的大部分準備工作。“狂風”IDS長度為16.72米的機身橫向寬度較大,機身下表面形成一個簡單的平面,可以安裝大規格的外掛武器和副油箱。為了在機身下安裝串列布置的“天空閃光”空空導彈和增加飛機內部燃料攜帶量,將機身的長度增加到了18.08米。另外,機身中段設置有可變后掠機翼結構的高強度整體轉軸,貫穿全機的轉軸外側直接與可動外翼段聯接。機身后部上方設置有2塊向上打開的大面積的單片減速板,減速板由復合材料制造。
材料
“狂風”的機體結構以鋁合金為主,部分采用了合金鋼,在高受力的中央翼盒和機翼轉軸部位采用了高強度的缽合金,復合材料應用范圍不大,主要用在機翼固定段的密封帶和減速板上。在結構材料設計和應用上,尤其是從復合材料的應用范圍上看,“狂風”與同時期法國的幻影2000戰斗機有-定的差距,總體結構材料的比例與蘇-24和“飛豹”的基本型并無明顯的差異。
進氣道
在“狂風”的機身兩側,安裝有帶可調節斜板的矩形多波系進氣道,進氣道在飛行時可根據飛行條件的變化自動調節,能夠適應“狂風”在不同速度和高度條件下飛行時的進氣需要。進氣道可動斜面部分的運動由電動液壓裝置驅動,可以根據大氣數據計算機和飛行控制計算機的數據進行自動調節。每側進氣道都有兩個輔助進氣口,以保證起飛和著陸時發動機的供氣需要。“狂風”進氣道的基準面與機身的基準面平行,采用水平的進氣道結構設計可以消除超音速下洗流的干擾,減弱進氣道節流范圍的渦度和失真。進氣道內側的上表面為可調節斜板結構,其中第一個斜面為固定角度結構,第二個斜面相對第一個斜面是可動的,第三個斜面與第二個斜面聯動并與進氣道固定結構較接連接,附面層氣流通過第二和第三個斜面之間的開口從進氣道表面的排氣裝置上排出。“狂風”采用的可調節進氣道在亞音速大迎角飛行時可以使發動機有較好的工作環境,而在超音速時又可以保證發動機有較高的總壓恢復系數和較好的加速性。
歐洲冬季陰冷的氣候非常容易使低空飛行的飛機出現結冰的問題,飛機在野戰條件下停放時機身積冰對于作戰飛機也是很大的問題,地面積冰會影響飛機的作戰準備時間,而空中結冰嚴重則影響到了飛機的飛行安全。“狂風”IDS和ADV因為都需要在歐洲陰冷潮濕的氣候條件下進行部署和作戰,這就使飛機的進氣道必須具備有效的防/除冰系統。故此,在“狂風”的進氣道上采用了獨立的電動防冰裝置,防冰裝置的加熱區布置在進氣道前緣和兩側靠前方的位置。通過電加熱區域的工作,可以使進氣道上的積冰脫落時的面積不大于150x25毫米,落冰的厚度不超過7毫米,除冰系統加熱后脫落進入進氣道的冰塊體積可以被發動機所承受,發動機的性能也不會因此降低。“狂風”為適應北歐陰冷氣候所設置的防冰系統循環工作周期為128秒,一個循環周期就可以將地面停放時積累在進氣道上的冰體清除,保證“狂風”在極端惡劣氣候條件下的快速出動準備要求。進氣道除冰系統還可以連續15分鐘抵抗空中最大結冰狀態,保證“狂風”可以從結冰區安全脫離,這個裝置對“狂風”系列飛機的作戰準備和飛行安全都有著十分重要的作用。
翼面設計
在“狂風”確定基礎設計的70年代初期,要使飛機平臺保證在200公里/小時到M2的整個速度范圍內都具有良好的飛行性能,同時解決飛機在短距離起落、大航程、高空超音速和低空高速度突防的任務要求在氣動結構上產生的矛盾,在技術上唯一可以滿足要求的就是采用可變后掠機翼。
“狂風”在翼面設計上采用了當時殲擊轟炸機上流行的可變后掠角的上單翼,大面積的單垂尾和低置平尾。變后掠翼角度變化范圍是25度到68度,機翼后掠角在飛行員的控制下可進行無級調節。“狂風”IDS的機翼可動部分控制機構不具備與F-14類似的與飛行控制系統綜合后自動調節機翼后掠角的能力,而在英國發展的“狂風”防空型上則安裝有自動機翼后掠控制(ASW)和與機翼角度控制綜合的自動機動控制(AMDS)系統,可以通過飛行控制計算機自動控制機翼角度的變化,這一設計使“狂風”防空型在機動性上比“狂風”對地攻擊型有了明顯的提高,變后掠機翼系統在結構和技術標準上與F-14基本相當,比蘇聯發展的米格-23戰斗機、蘇-17攻擊機和蘇-24系列戰術飛機上的變后掠翼系統要先進和完善的多。“狂風”的機翼固定段前緣有60度的后掠角 (防空型提高到67度),活動翼面前緣安裝有3段式前緣縫翼,在后緣安裝有4段式雙縫襟翼。因為變后掠翼的結構限制,在“狂風”飛機的機翼可動段上沒有設置進行滾轉控制的副翼系統,飛機的橫滾操縱在小后掠角的時候依靠機翼上表面的擾流片來操縱,這個擾流片在飛機降落時還可以作為減速板使用,而在飛機大后掠角飛行時低置平尾在飛機進行大迎角機動時處于較小的機翼下洗流場之中,將可以提供較好的安定性和有效的消除機動過程中的上仰力矩。殲擊轟炸機在作戰中采用低空高速突防戰術時,因為飛機在突防過程中需要頻繁的進行劇烈機動以保證根據地形起伏環境來進行定高度地形跟隨飛行。戰斗轟炸機將平尾設計在機翼的后下方位置可以增加最大升力系數時的縱向安定性,并且可以有效的減輕或消除大過載時由機翼尾流沖擊平尾產生的抖振。“狂風”安裝位置較低的全動平尾系統可以完成飛機俯仰操作和機翼大后掠角時的滾轉操縱,水平位置低于主翼的全動平尾可以保證在飛機帶迎角的飛行姿態時,平尾控制面不會進入機翼強下洗氣流范圍之中,可以提高“狂風”在飛機姿態迅速變化時的控制效率和安定性,有利于“狂風”在超低空突防時的飛行穩定性和飛行安全,更加適應低空突防的性能要求。“狂風”飛機上安裝的大面積垂尾使飛機在執行高速攔截或在大負荷低空突防任務中,都具有很好的方向安定性,在垂尾上方還安裝有電子對抗系統的非金屬天線罩。
動力系統
發動機
RB199是由英國、德國和意大利合作研制的高推重比加力渦輪風扇發動機,作為狂風戰斗戰略轟炸機配套動力系統的RB199在1969年開始設計, RB199的原型發動機1974年裝在狂風原型機上進行飛行驗證,實用型RB199到1980年開始隨狂風飛機的交付開始服役。RB199渦扇發動機主要裝備了狂風IDS/ADV等系列改進型,RB199 MK103裝備狂風IDS/GR. MK1,推力增強的RB199 MK104裝備狂風ADV/F MK1/MK3,RB100 MK105計劃裝備狂風ECR電子支援飛機。RB199取消噴口反推力裝置后的RB199 MK104D還作為EAP和EFA使用的EJ200完成前的過渡動力裝置。
狂風在短距起飛時需要發動機滿足短時間內快速達到最大加力推力,執行低空高速突防和巡航時需要持續穩定的軍用推力,在規避防空火力和飛機進行大載荷機動時要保持較大的剩余推力。RB199為了滿足狂風執行不同作戰任務時對發動機所提出的要求,采用三轉子結構的RB199對于操作變化的響應速度快,并且采用了高增壓比、高推重比、高渦輪前溫度的“三高”措施,綜合各種先進技術后的RB199發動機推重比可以達到7.93的高指標。
RB199屬于比較少見的無進口導流葉片的三軸加力渦扇發動機,但是因為狂風在發動機與進氣道是設計上進行了細致的考慮和充分的試驗,因此RB199的進-發匹配工作經實際使用證明是成功的。RB199發動機在狂風飛機上不但能夠經受低空持續飛行的氣流干擾,而且發動機的油門可以在電子控制系統的輔助下進行自由調節。
狂風ADV需要比IDS有更大的發動機推力來滿足超音速攔截的要求,而且在改進設計中狂風ADV增長的機體也有足夠的空間容納更大體積的發動機,為狂風ADV改進設計的RB199MK-104 在保持MK103基本設計的基礎上,將加力燃燒施加長14英寸以提高發動機加力推力和降低耗油率。
反推力裝置
美蘇冷戰期間歐洲地區高密度的遠程打擊力量使戰區范圍內任何機場都沒有真正安全可言,即使是再好的偽裝手段和再堅固的堡壘也無法隱蔽目標明顯的機場跑道,既然事實已經證明短距/垂直起降機在性能上無法滿足要求,那么保證戰術飛機具備可靠的短距離起降能力則是冷戰對抗雙方共同的觀點。
“狂風”IDS殲擊轟炸機在設計上非常重視作戰條件下的短距離起降能力,可變后掠翼機翼在當時是兼顧飛行速度和起飛距離的基本措施,而沉重的“狂風”在短跑道的著陸要求單純依靠變后掠翼的作用是不夠的。發動機反推力裝置是“狂風”設計中為戰術靈活性和戰場生存所選擇的重要特征,設計要求是“狂風”在著陸時的滑跑距離不能超過無外掛起飛的距離,因此“狂風”利用了當時在民用飛機上廣泛采用的背角無齒蚌式反推裝置。
發動機推力不平衡會產生危及飛機著陸安全性的推力差異,因此“狂風”采用雙發動機的設計特點對反推力裝置的可靠性有很高的要求,電子控制系統可以隨時監控反推力裝置的工作情況,雙發反推力裝置的遮流板打開速度和角度出現不同步則可以在0.5秒內迅速收回。采用反推力裝置使“狂風”在著陸滑跑距離上大幅度縮短到600米以內,甚至比體積遠小于它并同樣有較好著陸能力的“美洲虎”還要好,這樣好的著陸性能作為遠程重型戰術強擊機來說是極其有利的,反推力裝置在戰場生存能力上的收獲遠大于在重量和成本上的付出。
武器系統
機載武器
狂風ADV的機載固定武器只有機身右下側的1門27毫米航空機炮,延長的機身下可以采用半埋方式外掛4枚空空導彈,機身下并排串列掛載的空空導彈的方法與F-4“鬼怪”II類似,在機翼下掛點上還可以掛載自衛用紅外格斗彈,經過現代化改進后能夠掛載AIM-120和AIM-132先進短程空對空導彈先進格斗空空導彈。
狂風IDS的機身和機翼掛點可以掛載副油箱(機身油箱1500升、機翼油箱2200升),狂風ADV因為機身外掛點調整后無法掛載副油箱,但是機翼下的4個掛點都可以掛載大容量的副油箱。電子戰改進型狂風ECR保持了狂風IDS的插件載荷和對地攻擊能力,通過改進電子系統和加強電子偵察與干擾吊艙的攜帶能力,更有利于機載HARM、ALARM反輻射導彈對地面雷達系統的攻擊,有效提高了狂風ECR獨立執行反雷達作戰和伴隨支援方面的作戰能力。
掛載兩枚ALARM反輻射導彈和12枚硫磺石導彈的狂風GR4,狂風平坦的機腹可掛載大型對地武器,彌補的機翼掛架的數量不足。
外掛武器
對地攻擊型IDS
對地攻擊型裝兩門 27毫米“毛瑟”機炮,備彈量 2×180發。外掛架共 7個,機身下3個,翼下每邊各2個,能攜帶多種武器,主要有 :“響尾蛇”、“天閃空對空導彈”、“麻雀”等空空導彈; AS.30 、“幼畜”、 GBU-15模式制導滑翔炸彈15 、“海鷹”、“鸕鶿”等空 - 地導彈; ALARM或 HARM反輻射導彈; MW-1多用途武器,JP233低空戰場攻擊武器 “鋪路”激光制導炸彈、照明彈、 MK83 和其他 454千克炸彈;LAU-51A 和 LR-25火箭發射器;還可掛電子對抗吊艙。此外,機身掛架可帶 1500升副油箱,內翼掛架可帶 2250 升副油箱,機身掛點上可帶核彈。
狂風IDS在對機場進行攻擊的時候,通常使用專門研制JB233反跑道子彈藥布撒器,每個JB233反跑道子彈藥布撒器重量為2500公斤,內部攜帶兩種彈藥,一種是在彈箱后部的30枚SG357反跑道子炸彈,另外一種是215枚帶有延時引信的HB876小型殺傷地雷,每架執行反跑道任務的狂風在機身下部攜帶2具JB233反跑道子彈藥布撒器,可以在跑道上一次投下60枚反跑道炸彈和430枚地雷,不但可以在跑道上形成密集的彈坑,徹底破壞跑道的道面,還可以用大量的地雷來干擾對跑道的修復工作。
德國空軍的狂風IDS還可以使用多用途的MW-1集束炸彈箱,MW-1子母彈箱空重1200公斤,彈艙內部有224個彈筒,滿載的MW-1彈箱的重量可以達到4700公斤。在MW-1子母彈箱內部的彈筒內可以分別使用KB44雙用途子彈藥、MIFF反坦克地雷、MOSPA、MUSA殺傷地雷、STABO反跑道炸彈和具備打擊堅硬掩體能力的ASW反掩體破壞彈,通過燃氣控制子彈藥彈射器可以使子彈藥散布范圍控制在最大2500米×500米,最小200米×50米之間。如果MW-1全部裝載KB44雙用途子彈藥時最多可以裝載4704枚,能夠對彈藥密集散布范圍內的暴露裝甲目標和軟目標造成密集的殺傷區。但是WM-1存在和JB233一樣的問題,就是只有在低空使用時的效果才比較好,這個缺陷在海灣戰爭中給狂風帶來了較大的損失。
狂風IDS采用的突防手段仍然是利用地形跟蹤進行長距離低空高速突防,機載對地(坦克、機場等面積目標)攻擊武器以常規炸彈為主。
防空型ADV
一門 27毫米“毛瑟”機炮裝在前機身的右下方。4 枚半主動雷達制導的“天閃空對空導彈”中距空空導彈半埋式成對串掛于機腹下,每個內翼掛架均可掛 1 ~ 2 枚AIM-9L“響尾蛇”導彈,4個翼下掛架均可帶副油箱。可以攜帶AIM-120 先進中距空空導彈 (多達 6 枚) 及先進近距空 - 空導彈 (可帶4 枚)。
電子戰型ECR
除了去掉兩門航空機炮外,保留其余的對地攻擊能力,并可攜帶兩枚“響尾蛇”空空導彈。
航電系統
狂風戰斗轟炸機是串列雙人座艙設計。采用一型多用設計思想的狂風按照任務要求采用不同的雷達火控系統,這是因為歐洲國家在設計狂風的時候沒有具備可靠地形跟隨功能的機載雷達系統,因此狂風IDS通過從美國引進雷達系統來滿足F-104戰斗機的雷達要求。上世紀80年代初期的機載多功能火控雷達的性能遠不夠完善,就是當時的美國號稱多功能的AN/APG-65/68/70也算不上真正的多功能,美國空軍采用多功能雷達的F-16C/F-15E和海軍的F/A-18在執行對地攻擊任務時,都需要外掛導航吊艙來彌補機載雷達地形跟蹤能力不足的缺陷。歐洲國家當時所能夠獲得的雷達系統在技術性能上遠不如美國,所以不可能將狂風IDS的低空地形跟隨與狂風ADV中距攔射功能集中到一套系統中,因此狂風IDS和狂風ADV采用了完全不同的兩套雷達系統來滿足各自的作戰要求。
IDS型
狂風IDS裝備的Tornado多用途前視地形測繪雷達系統應用了橢圓形雷達天線面,多用途前視地形測繪雷達在作戰中進行測繪、識別和瞄準地面(空中)目標,同時為機載武器提供目標的距離和角度信息。地形測繪雷達的主要作用方式有:搜索和跟蹤空中目標并進行測距和角跟蹤,地形測繪(寬/窄、快/慢掃描,波束銳化和分解),地面目標的搜索和測距,更新導航數據,地面目標鎖定,等高面測繪(作為地形跟蹤雷達和后備系統),尋地干擾和信標功能。前視地形測繪雷達系統采用了寬帶行波管發射機和平面天線陣,雷達系統依靠脈沖壓縮和頻率捷變技術來對抗電子干擾。
狂風”IDS的地形測繪雷達的綜合性能與美國F—1 11殲擊轟炸機基本相當,對地面目標有比較好的搜索和跟蹤能力,在機載導航系統協作下可以對地面固定和活動目標進行高精度探測。在攻擊目標時,I DS可以采用低空高速直線通過的方式投擲低阻減速炸彈或進行上仰投彈,對干防空火力不強的目標也可以進行俯沖投彈攻擊,而對干戰場上的活動目標可以使用火箭與炸彈給予連續計算彈著點的方式進行攻擊。“狂風”I DS的地形測繪雷達基本上可以滿足執行對地攻擊作戰任務的要求,并且對空中目標也具備基本的測距能力以支持自衛空戰的能力。但由于雷達系統的性能限制使“狂風”IDS的對空作戰能力有限,所以在作戰中,“狂風”I DS需要得到戰斗機和電子戰飛機進行護航和掩護。地形跟蹤系統的任務計算機通過地形跟蹤雷達的掃描結果,在飛機飛行前方虛擬一個類似于滑雪板形狀的理論包線,包線的形狀和角度由飛機的飛行速度、離地間隙和選擇的乘坐品質決定,計算機通過比較地形跟蹤雷達的回波和理論包線自動產生飛機的俯仰操縱信號,操縱信號自動輸入自動駕駛儀和電傳操縱系統。地形跟蹤系統的飛行控制雖然是全自動的,但是修正信號同時也顯示在飛機的平顯系統上讓飛行員對地形跟蹤系統進行監控。地形跟蹤雷達和機載計算機系統可以根據地形條件,將飛機的突防高度設定在距離地面6l米到457米之間,飛機在進行地形跟蹤突防時的最大飛行速度可以達到M1.2。“狂風”I Ds的飛行員在地形跟蹤突防時可以選擇不同的操作品質,采用“硬乘坐”品質的地形跟蹤性能最好,但是“硬乘坐”品質產生的一O.95的垂直加速度要犧牲飛行員的乘坐舒適性,而采用產生一0.5垂直加速度的“軟乘坐”品質的地形跟蹤突防效果相對要差,但是飛行員體力消耗較小。“狂風”IDS的飛行員在低空高速突防過程中可以靈活的選擇不同的操縱品質,采用“軟乘坐”提高飛行員在執行縱深突防任務時的持續飛行能力,而在接近目標時采用“硬乘坐”操縱品質來提高“狂風”IDS的突防成功率。
“狂風”I DS的地形跟蹤雷達在低空飛行時表現非常出色,早期原型機試驗中試飛員多次報告飛機在低空高速飛行時突然拉起,檢查飛行記錄時發現這都是因為航線上突然出現的障礙,地形跟蹤雷達和機載設備在飛行員目視發現之前就采取了規避措施,而飛行員很多時候直到飛機恢復突防高度后也無法判斷問題的原因。
ADV型
在“狂風”ADV戰斗機上,安裝有一部AI一24(AI是“機載截擊”英文Airboardiuter--ception的縮寫)“獵狐”機載火控雷達。該雷達系統的原理樣機在1979年開始進行空中試驗,裝備“狂風”ADV的生產型在1 98 4年開始交付英國皇家空軍。AI一2 4是英國第一部采用脈沖多普勒體制的多功能機載截擊雷達,專門針對歐洲和大西洋的作戰環境而設計。該雷達具有快速連續攻擊多目標的功能,同時能對付高、低具有大交叉角及高機動性的目標。跟蹤目標數目不少于美國AN/AwG一9雷達的24個。“狂風”ADV執行全天候攔截任務時采用“天閃空對空導彈”半主動雷達制導導彈與AI-24配合使用。
AI一24雷達系統采用的是相對沉重和技術略顯落后的倒置卡塞格倫天線,卡塞格倫天線由前方雙曲面反射體和拋物面后反射體組成,脈沖多普勒體制的雷達系統具備較好的下視搜索和跟蹤能力,在采用雷達導引空空導彈時具備連續攻擊多個目標的能力。A1-2 4雷達系統采用的倒置卡塞格倫天線的直徑為8 0厘米,對5平方米反射面積的空中目標有l 85千米的最大探測距離(目標發現概率80%)。雷達可以對抗常規阻塞式和瞄準武電子干擾手段的影響,在遭受電子干擾的情況F還可以根據干擾情況確定干擾源位置,在全天候攔截過程中可以抵抗蘇聯轟炸機機載常規電子對抗系統的影響。此外,AI一24雷達系統可以滿足中距離攔射導彈順序攻擊多個目標攻擊的要求,在近距離格斗空戰中能夠與可離軸的格斗彈配合使用,并且能夠配合平視顯示系統為骯炮攻擊空中目標提供瞄準信息。
“狂風”ADV采用AI一24雷達對大型轟炸機的探測距離可以超過l 5 0千米,但是對半主動雷達制導空空導彈的制導距離只有不足3 0千米,因此“狂風”ADV即使攔截轟炸機也難以實現真正的遠程打擊,這個問題直到“狂風”ADV裝備AI M1 2 0主動雷達制導導彈后才被改變。AI一24雷達天線的體積和尺寸規格遠比I DS上的對地雷達天線大,因此裝備A1-2 4的“狂風”ADV擁有一個明顯LLI DS尖細的雷達天線罩,這也是遠距離上分辨“狂風”I DS和ADV的最明顯特征。
技術特點
狂風”在機體尺寸和結構重量方面明顯的要小于F-111戰斗轟炸機和蘇-24,這是因為“狂風”的規格確定主要受到價格和技術上的影響與限制。從價格上來看,因為飛機的尺寸和重量越大價格就越高,準備裝備“狂風”飛機的英國、德國和意大利的經濟實力都很難負擔一種價格高昂的重型飛機的批量裝備。從技術上來看,“狂風”系列飛機是專門為了適應歐洲國家需要所開發的機型,因為要在平臺設計上同時滿足執行對地和對空任務的要求,而參加研制的國家只有RB199這一種中等推力的發動機可以提供給“狂風”使用,發動機推力不足的問題使規格過大的飛機在執行對空作戰任務時的機動性能受到影響。所以“狂風”IDS殲擊轟炸機在機體規格的確定上,對不同的任務要求進行了一定程度的綜合平衡,“狂風”IDS的設計標準又對“狂風”ADV的規格確定產生著直接的影響。雖然被普遍認為“狂風”IDS是與F-111戰斗轟炸機和蘇-24同樣類型的飛機,但是卻在飛機總體設計上表現出“一機多型”設計原則的特點,這些設計原則和性能平衡的結果在“狂風”飛機的結構設計中都有清楚的體現。
基本數據
參考資料
服役情況
1991年爆發的海灣戰爭是“狂風”戰斗機第一次真正在戰場上展示自己的能力,之后“狂風”還參加了波黑戰爭、科索沃戰爭、阿富汗戰爭、伊拉克戰爭等諸多軍事行動,在這些軍事行動中它利用對地攻擊的優勢打擊地面重要目標。
海灣戰爭
由于“狂風”系列以超低空高速突防轟炸見長,海灣戰爭時期,英軍“狂風”戰機部隊主要擔負針對伊拉克空軍機場及縱深地面目標的轟炸任務。1991年1月-2月,共有86架英、意及沙特空軍的“狂風”戰機參戰,共出動2400架次,摧毀了伊拉克軍隊36 個大型機場和 60 個小型機場。在轟炸機場時,“狂風”通常采用超低空突防方式,沿一直線高速飛行,投放反跑道集束炸彈。
盡管戰果頗豐,但由于投彈時無法進行規避機動, 狂風戰機在戰爭爆發的前四天,總共損失三架,到戰爭結束,總共損失8架,可以說,戰爭初期狂風戰機損失慘重。狂風戰斗機在戰爭初期受到的沉重打擊,大多是被地面的單兵式防空導彈擊中了,這種防空導彈是通過追蹤飛機尾噴口的紅外熱源,來追蹤戰機。所以多國部隊吸取了教訓,開始在戰機上裝載熱誘餌彈,在向地面沖擊的過程當中,先把紅外干擾彈誘騙地面防空兵器去追蹤,大大減少了飛機的損失率。所以在42天的空襲作戰中,雖說了多國部隊總共損失了8架狂風戰機,但是這8架戰機幾乎都是損失在剛開始的頭半個月中。
“狂風”服役后參加的第一次實際作戰行動既獲得了肯定又出現了爭論,尤其是英國皇家空軍使用的“狂風”GRl在戰爭初期出現的損失非常顯眼。“狂風”IDs在海灣戰爭中的損失確實要比任務類似F15E多用途戰斗機高的多,不過按照“狂風”I DS參戰的實際情況與作戰目標來看,“狂風”殲擊轟炸機的戰斗損失并沒有超過最初設計時的設想,甚至說“狂風”的攻擊效費比上遠遠的超過了在戰斗中所付出的代價。“狂風”IDS采用的J P2 33子母彈箱在攻擊時必須采用低空飛行的方式,而且“狂風”I DS所攻擊的都是得到防空火力重點保護的機場等關鍵目標。目標面積有限和防空保護火力密集使“狂風”IDS承受了很大的戰斗損失,不過“狂風”I Ds采用常規武器的攻擊效果在戰術上是非常有效的,而且在高強度中這些戰斗損失的數量上與總作戰架次相比也能夠接受。“狂風”IDS用空襲作戰初期的損失換來了將伊拉克機場基本摧毀的整體效果,而隨后采用制導炸彈進行中空攻擊的“狂風”IDS再未遭受這樣大的損失,因此說“狂風”I DS損失上的問題主要是任務、裝備與戰術不能保證火力圈外打擊的要求,而“狂風”IDS在設計時就已經做好了承受這一戰術所帶來損失的準備。
科索沃戰爭
在科索沃戰爭中,英國、德國和意大利3國派遣的48架“狂風”戰機,主要對南斯拉夫聯盟共和國機場等重要地面目標實施空襲。對南聯盟的機場等重要地面目標實施空襲,立下赫赫戰功。
伊拉克戰爭
2003年,英軍派出戰機“狂風”GR4參加了美英對伊拉克的入侵,首次使用新的風暴陰影巡航導彈進行戰斗。與第一次海灣戰爭期間不同,“狂風”部隊在沖突期間幾乎沒有遭受任何損失。唯一的例外是一次美國“愛國者”地對空導彈錯誤地將其中一架“狂風”識別為敵方飛機并將其擊落,導致兩名飛行員死亡。
打擊IS
2014年11月,意大利政府決定將4架“狂風”戰斗機部署到位于科威特的空軍基地,以加入由美國主導的多國聯盟針對極端組織“伊斯蘭國”的打擊行動。據安莎社報道,這4架戰機不掛載武器,意大利國防部長羅伯塔·皮諾蒂在接受當地媒體采訪時說,意大利軍方“應北大西洋公約組織及地方當局的要求派遣的4架‘狂風’戰斗機將在當地執行偵查和情報任務”。意參議院國防委員會主席尼古拉·拉托雷回應稱,這4架戰機“將不會積極參與到沖突之中,它們將嚴格進行情報工作”。
2015年12月2日晚,英國議會授權政府在敘利亞空襲極端組織is,議會表決結束后,兩架“狂風”戰機和一架空中加油機從英國本土飛往阿克羅蒂里基地;6架“狂風”預定也將從英國轉場至這一基地。
2015年12月10日,德國空軍的狂風戰斗機從Jagel境內的空軍基地起飛。兩架德國空軍第51中隊的“狂風”ECR型電子偵察機飛往土耳其參與打擊極端組織。
衍生型號
該機有三種型別,對地攻擊型(IDS),主要裝備三國的空軍及德國海軍,共生產了795架,其中包括改裝了電子設備的電子對抗和偵察型(ECR),電子對抗及偵察型主要裝備于德國和意大利空軍,防空型(ADV)是在對地攻擊型的基礎上發展而來的,與對地攻擊型相比,防空型加長了機身,換裝了推力更大的發動機。
對地攻擊型
對地攻擊型(IDS)是空軍對地角色的關鍵參與者。它在七個掛架上有十三個存儲站,每個機翼2個,機身下方3個,以攜帶各種激光制導炸彈、中程巡航導彈(金牛座、風暴陰影)、反艦導彈、反輻射導彈(AARGM、HARM、ALARM)、JDAM、LJDAM、硫磺、特殊彈藥散布器和外部油箱,還包括保留的傳統常規自由落體/延遲啞彈,其正常外掛布局為兩枚HARM導彈、兩枚AIM-9L導彈,主動電子對抗吊艙。
IDS的外部油箱還擴大了作用半徑,并安裝了可伸縮的飛行中加油探頭。因此,可以飛行以下剖面,以摧毀、破壞或延遲敵人的水面潛力,然后才能有效地對付友軍或資產。
狂風”IDS殲擊轟炸機上安裝了當時幾乎是最先進的機載電子系統,僅電子系統的價格就超過了“狂風”飛機總成本價格的30%。“狂風”IDS型的導航-攻擊系統主要由前視雷達、多普勒雷達和慣性導航系統組成,就是這些先進的電子設備保證了“狂風”IDS具有很強的全天候縱深突防和戰場遮斷打擊能力。
“狂風”戰斗轟炸機無論是在夜間還是晝間的惡劣氣候條件下,都能進行有效作戰。“狂風”系列飛機在采用可變后掠機翼設計和發動機反推力裝置后,作戰條件下可以部署在長度只有900米的硬質跑道上使用(野戰機場適應性還是不如蘇聯戰術飛機),“狂風”在設計上利用了多項當時最先進的航空技術。
在整體設計上采用了技術完善的可變后掠機翼結構和可調節進氣道、在動力系統上應用了先進的RBl99高推重比三轉子渦輪風扇發動機和反推力裝置。機載設備應用了現代化的多余度數字式電傳操縱系統和高精度的自主導航一攻擊系統。較大的航程和有效載荷。配合上先進的機載設備和變后掠機翼的采用。使“狂風”IDS具有極好的低空高速突防作戰的能力和對作戰目標的打擊能力。“狂風”IDS可以用280公里/小時的速度在50 0米內滑跑起飛,利用機翼上的擾流片和機身減速板與發動機的反推力系統共同使用,也可以將著陸滑跑距離控制在400米之內。“狂風”IDS采用的低壓輪胎還能夠在鋪設鋼板的簡易跑道使用。
防空截擊型
英國在保衛大片空域,特別是島嶼北部的具體需求,包括確保具有出色耐力(戰斗空中巡邏)能力的防空能力和現代對峙空空導彈武器。“狂風”ADV的設計指標完全是按照英國皇家空軍擔負北海防空攔截任務來確定的。“狂風”ADV是一種專門的戰斗機版本,略微適應于機動作戰,但具有出色的遠程攔截能力。GEC Marconi FOXHUNTER雷達的使用導致了機身前部的重新設計,該部分變得更加流線型,并且長度為1,36米。對底部進行了修改,以允許安裝四枚Sky Flash雷達制導導彈;出于這個原因,在前輪艙后面插入了一個 53 厘米長的機身附件,從而避免了移動前起落架外殼的需要,并在飛機的左側安裝了可伸縮的加油軟管。為了提高射程和“游蕩”能力,左側加農炮被拆除,以方便安裝一個額外的油箱,允許額外容納約900升燃料。ADV 于 1979年10月27日首飛,而首次生產交付于 1984年3月4日。
電子作戰與偵察型
狂風 ECR(電子作戰和偵察)擁有用于壓制敵方防空系統以及電子和戰術偵察的電子戰設備和武器,同時保留了Tornado IDS的所有功能。這種版本僅在德國和意大利空軍內運行,它是專門為偵察以及定位和壓制敵方防空系統而開發的 ,主要是去掉了前機身下的兩門航空機炮,增裝了偵察及電子戰設備,例如,紅外側視系統和“線掃描”4000型偵察系統,紅外成像系統、偵察信息的處理、存貯和發射系統,以及電子對抗和反電子對抗吊艙;該機保留了對地攻擊能力,但采用了新的機載計算機和傳感器系統,裝備了高速反輻射導彈和空對地反雷達導彈。此外,還可掛帶2枚“響尾蛇”空空導彈,以便在需要空戰時使用。英國、德國和意大利空裝備數量分別為30架、35架和16架。
總體評價
對于許多人來說,英國“狂風”的退役和它們漫長的服務的慶祝都令他們百感交集。這無疑是英國皇家空軍的重大變化。但是,無論如何“狂風”戰斗機在皇家空軍的歷史上都寫下了濃墨重彩一筆。(環球時報 評)
狂風戰斗轟炸機,這是一種中小型可變后掠翼戰斗轟炸機,可以執行對地攻擊任務以及截擊任務。但是以如今的眼光來看,狂風戰斗機的整體能力很有限,屬于接近退役的老飛機。(軍武位次面 評)
參考資料 >
歐洲狂風 “狂風”戰斗機詳解.中國軍視網.2023-12-23
德軍狂風戰機也加入空襲IS隊列.環球網.2023-12-23
挪威戰機緊急攔截俄方轟炸機 英國戰機升空監視.新浪網.2023-12-23
中國航空.中國科普博覽.2023-12-23
“狂風”戰斗轟炸機:歐洲國家聯合研發的高性能作戰飛機.科普中國網.2023-12-23
“歐洲亂流”“三風”兄弟中的一員 無法改變被替代的局面.搜狐網.2023-12-23
Variants.panavia.2023-12-24
圖文:狂風戰斗轟炸機采用串列雙人座艙設計.新浪軍事.2023-12-23
“狂風”(Tornado)戰斗機.中國航空.2023-12-23
謝幕前的最后演出?.新浪網.2023-12-23
先下手為強!英軍在“9·11”事件近30年前險些擊落遭劫民機.新浪新聞.2023-12-23
“狂風”戰機是海灣戰爭中的一員虎將.中國軍事網.2023-12-23
“狂風”戰斗轟炸機:歐洲國家聯合研發的高性能作戰飛機.光明網.2023-12-23
英國最后一架“狂風”戰斗機退役,外媒:標志著一個時代的終結.百家號.2023-12-24
意大利4架狂風戰斗機加入打擊IS武裝.新浪網.2023-12-23
英國“狂風”席卷is大本營.搜狐網.2023-12-23
IDS.panavia.2023-12-24
匪夷所思!德國購買美國F-35,歐洲最強戰機“臺風”難當重任?.百家號.2023-12-24