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幻影4000戰斗機
來源:互聯網

幻影4000戰斗機(英語:Mirage 4000)是法國達索飛機制造公司研制的一款雙發重型制空戰斗機,是世界上第一架采用全復合材料、內置油箱式垂尾的戰斗機,主要任務是防空截擊和對遠距目標實施攻擊。

1975年底,法國達索公司提出了2個全新的采用SNECMA M-53發動機的方案,項目名稱為“蒼鷹”,其中一個方案為雙發,即幻影4000。1977年12月,幻影4000戰斗機的原型機No.01/F-ZWRM完成。1979年3月9日,它在法國伊斯特斯完成首飛。同年9月,幻影4000戰斗機在圣-克勞德首次對外公布。之后,因價格昂貴而一直沒有訂單,只生產了2架。1987年,達索飛機制造公司將其再次展示于巴黎-布爾歇國際航空航天展覽會。1995年,它成為巴黎勒布爾熱博物館的永久展品。

幻影4000戰斗機在設計和制造中采用了有限元計算法、計算機輔助設計制造、碳纖維復合材料、電傳操縱飛行控制系統、放寬靜穩定度等技術,采用2臺M-53系列發動機和RDM脈沖多普勒雷達。機長18.70米,翼展12米,機翼面積73平方米,最大平飛速度2443千米/小時,最大巡航速度956千米/小時,實用升限19000米,作戰半徑(帶副油和偵察吊艙)1850千米,最大起飛重量32噸。機載武器有2門30毫米航空機炮,射速為1800發/分。機身外有11個外掛點,制空時可掛空戰用的中距和近距空空導彈;對地攻擊時可掛各種炸彈、空對地導彈火箭彈等,也可掛偵察吊艙。飛機的最大載彈量為8000千克

發展沿革

幻影4000戰斗機是法國達索飛機制造公司內部企劃、將原先之幻影2000戰斗機機體擴大以容納兩具M53-P2發動機,鴨翼布局。最后沒有任何國家采用,80年代計劃取消。

研制背景

法國空軍研制和裝備雙發噴氣戰斗機的數量很少、類別也不多。最初是英國格洛斯特公司的第一代噴氣戰斗機——流星,之后的20世紀50-60年代,法國空軍的主力戰斗機都是單發的幻影系列,只有空軍戰略威懾部隊的“幻影IV”轟炸機采用雙發布局。其間,國營南方航空公司研制了雙發的SO-4050白頭海雕(Vulture)噴氣轟炸機,并在此基礎上改進研制了SO-4060超級禿鷹參加法國空軍戰略轟炸機的選型,但由于SO-4060超級禿鷹的研制周期超過了法軍方的要求而被淘汰出局。

隨后,法國空軍英國合作進行了一些項目的開發,其中就包括AFVG(英法聯合研制變后掠翼飛機 Anglo-French Variable Geometry),當時正值可變后掠翼大行其道,英法顯然也想研制自己的變后掠翼戰機,但合作研制項目在1967年6月被取消,英國轉而與德國和意大利合作研制狂風戰斗轟炸機。而法國則埋頭于幻影F1戰斗機的研制。

其實,法國空軍早在1963年就提出了新型超音速雙用途戰機的性能指標,其中要求高空最大速度2.5馬赫,持續最大速度2.2馬赫。達索飛機制造公司根據法國空軍的要求在“幻影III”的基礎上先后準備了4個備選方案,分別是幻影IIIT(幻影III換裝新發動機)、幻影IIIV(垂直起降型)、幻影IIIG/G8(可變后掠翼型)和幻影IIIF(固定后掠翼型)。其中幻影IIIG/G8有幾架原型機被制造出來,裝有2臺阿塔9K-50發動機。在1971年5月8日完成首飛。它的測試報告充滿了“優異的性能、變后掠翼的成功表現”等等溢美之詞。而幻影IIIG8在1973年7月13日創下的2.35馬赫的飛行極速仍然保持著歐洲國家(除俄羅斯外)軍用飛機的速度記錄。但是它沒有能夠開上生產線,原因顯而易見,雖然可變后掠翼在機動性和任務彈性上占有無可比擬的優勢,但在當時技術條件下,可變后掠翼所需的液壓系統太復雜,飛機為此付出的重量代價也太大了,而且制造成本高昂。最終,進入法國空軍服役的是單發的固定后掠翼戰斗機——幻象F1型戰斗機

自主研制

盡管如此,法國空軍尋求雙發戰斗機的興趣并沒有因此而減弱。1976年4月,法國空軍的代表甚至在愛德華茲空軍基地評估了麥道公司的F-15A鷹式重型制空戰斗機。很少有人知曉,曾經有那么一次,法國空軍離F-15戰斗機是如此之近。法國是在60年代退出北大西洋公約組織組織的,這意味著一旦爆發戰爭,它將不能像北約成員國那樣得到其他北約國家的支援,尤其是美國空軍的支援。法國必須憑借一己之力撐起防空傘,空優戰斗機在這種背景下便是必不可少的了。而在上世紀六七十年代,高速、高升限、大航程占據著空戰理念的主流,重型制空戰斗機在越來越廣闊的范圍內證明了其價值。這就是法國在那么一段時期里對重型雙發制空戰斗機如此熱衷的原因。

但是讓高傲的高盧雄雞低頭可不是那么容易的事。法國人最后還是沒有采用美制重型戰斗機達索飛機制造公司再次扛起了法國航空業的大旗,1975年底,達索-布雷蓋公司提出了2個全新的采用SNECMA M-53發動機的方案,項目名稱為“蒼鷹”(goshawks projects)。兩個方案中一為單發,即后來的幻影2000戰斗機;另一個方案為雙發,即幻影4000。兩種方案采用基本相同的氣動外形和內部結構,并重新回到了幻影III后一度中斷的三角翼飛機道路上來。它與幻影III最本質的差異在于引入了電傳飛控系統。

說到幻影4000就不得不提到航空界傳奇人物——馬塞爾·達索。馬塞爾·達索原名馬塞爾·布洛契,1912年進入高等航空制造工程學院就讀,與他同班的同學中就有蘇聯著名航空設計師,米格設計局創始人之一的米哈伊爾·古列維奇。1914年,馬塞爾·布洛契進入法曼公司負責飛行測試工作。隨后他創立了以他自己的名字命名的航空公司,在兩次世界大戰期間成功研制了多種軍用飛機第二次世界大戰期間,馬塞爾·布洛契因為拒絕與德國人合作而被關進集中營,險些命喪于此。1947年,馬塞爾·布洛契改名為馬塞爾·達索,并創立達索·布雷蓋公司,從此成為法國航空工業的旗手。

馬塞爾·達索始終將雙發重型戰斗機視為一個挑戰和機遇的混合物。首先,20噸級的重型制空戰斗機的市場確實存在,其他國家已經在這方面做出了成果,像F-14戰斗機F-15戰斗機和狂風。一些國家,尤其是中東國家對這一級別的戰斗機有著很大的興趣。特別是以色列在1974年引進了美制F-15戰斗機以替換過時的幻影II戰斗機后,沙特阿拉伯也希望有新的戰機可以替換他們老舊的閃電式戰斗機,并與以色列的F-15對抗。如果達索飛機制造公司能憑借雙發重型戰斗機進入國際市場,將打破美、俄(當時的蘇聯)對這個市場的壟斷,其意義非凡。同時,如果出口成功,海外用戶也可以獲得一種可能性,一種不依賴美國或蘇聯的可能性,這已經超越了防務產品出口的范疇,有可能影響到一個國家的外交政策。其次,由于幻影4000實際上和幻影2000戰斗機用的是一個平臺,許多系統都是通用的,這可以大大降低成本和研制風險;最后,達索公司對法國空軍的采購抱有希望,畢竟幻影4000和幻影2000有著很多的相同之處,尤其是都采用同一種發動機——M-53。用幻影4000代替幻影IV擔當法國核威脅力量的可能性也是存在的。因為雙發的幻影4000具備超過8噸的載彈量和很大的作戰半徑。

馬塞爾·達索親自將這兩個方案提交給法國總統。他的建議非常簡單:法國政府幻影2000戰斗機的研制提供經費;達索飛機制造公司布雷蓋公司負責全部幻影4000的開發。達索-布雷蓋公司將動用自身資產研制一架原型機,這架原型機將承擔起技術驗證的任務。1975年9月,馬塞爾·達索宣布達索公司將自行開發一種三角翼飛機、雙發戰斗機,作為幻影2000的放大版本。最初的名稱是“超級幻影三角”(Super Mirage Delta),隨后被命名為超級幻影4000(Super Mirage 4000),它的主要設計目標是中距攔截和超低空突防。原型機No.01/F-ZWRM在1977年12月完成。馬塞爾·布雷蓋在他的1978年版的自轉中寫道:“幻影4000實際上與幻影2000戰斗機相差無幾,本質上屬于同一個項目。但因為它采用了雙發布局,這意味著它擁有更大的有效載荷和更遠的航程。它將成為美國人的F-15戰斗機和F-18的有力競爭者,后兩者同樣也是雙發制空戰斗機。

法國空軍計劃購買5架預生產型,組建一個實驗中隊,以防止可能出現的因為沒有國家訂貨而導致的對出口的影響。

飛行測試

幻影4000的原型機在圣-克勞德(Saint-Cloud)的原型機車間完成組裝。它的各個系統部件由達索飛機制造公司布雷蓋公司的不同部門提供。圣-克勞德工廠制造機身,布倫(法國北部港口城市)的工廠生產機翼;比亞里茨(法國西南部城市,位于西班牙邊界附近的比斯開灣)的工廠制造垂尾;Argenteuil和Seclin制造機械系統。還有一些二級承包商參加了幻影4000項目:Messier-Hispano-Bugatti研制起落架;Auxilec提供發電機

1978年9月,幻影4000在圣-克勞德首次對外公布。1979年3月9日,幻影4000原型機在法國伊斯特斯完成首飛,幻影2000戰斗機已經在此一年前首飛成功(1978年3月10日)。1979年是這是達索飛機制造公司研制出第一型戰斗機的30周年紀念——1949年的2月,達索公司設計的第一型噴氣戰斗機颶風式戰斗機上天——吉恩·瑪利·薩格特駕駛幻影4000原型機在首次試飛中就跨越了馬赫1,幻影4000的首飛成功這是達索公司發展史上里程碑式的成就,和幻影F1、幻影2000以及陣風戰斗機的誕生一樣。它是達索公司研制的第一型三代重型制空戰斗機。

1980年航展上,達索的“幻影 4000”重型戰斗機,在飛行表演中夾帶著巨大噪音從觀眾頭頂呼嘯而過,接著又完成了一個極小半徑轉彎,它那精彩的表演不但技驚四座,而且還壓倒了同場競技的對手們——美國通用動力的 F-16戰斗機B、麥道公司的 TF-18A、F-15B 和英國牽頭研制的“狂風”F2。

1980年底,幻影4000原型機已經飛行了大約100小時。

項目中止

1992年10月23日,法國勒布爾歇航空博物館迎來了一位新居民。這位新居民有著非常著名的氣動外形,讓人一看到它就能立即聯想到常盛不衰的幻影家族。博物館幽暗的光線給這架外形優美的飛機的發展項目打上了一個并不優美的句號,它就像高山上的雨滴,像掠過草原的微風,消失在法國航空史的長卷里。它的消失代表了高盧人獨立研制重型制空戰斗機夢想的終結,它就是達索飛機制造公司的幻影4000戰斗機。

技術特點

幻影4000和幻影2000戰斗機使用相同的發動機航空武器系統,但與后者相比,它的全長增加了20%、翼展增加33%、翼面積增加80%、最大起飛重量更從17.5噸增加到32噸,是一款標準的重型制空戰斗機。

但幻影4000并不是幻影2000簡單的放大,兩者之間有值得注意的差異。除了雙發和單發的區別外,幻影4000還在進氣道兩側增加了一對固定式前翼而非幻影2000的小型條板翼,它們可以有效改善高迎角條件下的氣流并使飛機獲得更大的機動性(這個成果顯然幫助了幻影2000的后期改進型,幻影2000-5戰斗機就采用了固定鴨翼)。

幻影4000在設計和制造中采用了有限元計算法、計算機輔助設計制造、碳纖維復合材料、電傳操縱飛行控制系統、放寬靜穩定度等新技術。放寬靜不穩定性,加上優良的電傳飛控系統這使它具備了比它的小兄弟幻影2000戰斗機更優良的機動性。幻影4000在研制階段廣泛采用了計算機輔助設計(當時,這項計劃剛剛開始被運用于航空領域),它被設計成很容易在前線機場維修和維護。

“幻影”4000是法國達索飛機制造公司自己投資研制的單座雙發多用途戰斗機,主要任務是防空截擊和對遠距目標實施攻擊。“幻影”4000是單機翼,與“幻影”2000相比加大了垂尾,采用了在“幻影”2000上使用的電傳操縱、放寬靜穩定度復合材料等新技術。與幻影2000戰斗機平行發展。1979年3月原型機首次試飛,后因無訂貨而停飛。1986年又復飛,為下一代戰斗機陣風戰斗機(Rafale)試飛三角翼飛機鴨式翼布局在紊流條件下的科目。據估計,“幻影”4000從研制到開始批量生產的研制經費約需50億太平洋法郎,該機1983年預計的單價是3000萬美元。

氣動布局

幻影4000的機身采用半硬殼式結構。

門型制動片位于機身兩側進氣口,機翼前緣上方。起落架由Messier-Hispano-Bugatti公司提供,鼻輪為雙輪,主輪為單輪式。兩側進氣道裝有半圓錐型進氣道調節錐。飛機的機身、舵、升降副翼、機翼、垂直尾翼、固定前翼都廣泛運用了硼和碳纖維復合材料。而且,幻影4000是世界上第一架采用全復合材料、內置油箱式垂尾的戰斗機。其垂尾由碳纖維復合材料制成,有內藏式油箱,加上機身和機翼內的油箱,幻影4000的燃油攜帶量是幻影2000戰斗機的三倍。加上其具備空中加油能力,作戰半徑比其他幻影家族的飛機都要大的多。由此帶來的任務彈性也是重型制空戰斗機與輕型多用途戰斗機之間的重要區別。達索飛機制造公司本以為這個特質可以打動法國國防部,使法國空軍建立起與美國空軍相似的高-低搭配的作戰模式(也就是說仿照美國空軍以F-15戰斗機執行奪取制空權的任務,加上數量更大的F-16戰斗機輔助作戰并執行對地攻擊等其他任務),將幻影4000與幻影2000搭配使用。但很顯然,法國空軍沒有認同馬塞爾·達索的理念。

幻影4000的座艙采用氣泡型設計,擁有無可比擬的優良視野。座艙內安裝了馬丁·貝克MK10彈射座椅,同樣的座椅也安裝的幻影2000戰斗機上。

液壓系統來自Messier-Hispano-Bugatti公司,壓力值為280巴(4000磅/平方英寸)。它由4個先進的液壓泵驅動,采用了輕量的鈦合金管道。幻影4000還裝備了2臺Auxilec發電機。在座艙后部就是1臺透伯梅卡公司的燃氣渦輪。

動力系統

兩臺法國國營航空發動機研制公司的M53渦輪風扇發動機,單臺加力推力95.10千牛。可以提供超過1的推重比(無外掛情況下)——這在當時同級別戰機中是最高的,如果它能正式服役的話,其性能堪與F-15戰斗機和蘇-27戰斗機相比。

航電系統

幻影4000原型機飛機上沒有安裝雷達,但是它的機鼻整流罩直徑擴大了,這使它可以安裝功率更大的雷達天線。可能采用的雷達是和幻影2000一樣的由法國湯姆遜公司CSF公司提供的RDM脈沖多普勒雷達,但是雷達天線直徑可達到80厘米(31.5英寸)。RDM多功能多普勒雷達由湯姆遜-CSF無線電公司研制,1983年開始裝備幻影2000戰斗機的對地攻擊型。RDM雷達由頭錐組件(包括8個LRU)、整流罩和外殼組件、控制板和連續波照射器等部分組成。RDM雷達工作狀態有空對空、空對地和空對海3種狀態。在空對空狀態又分為高空和低空兩種分狀態。采用倒置卡塞格倫天線。執行截擊任務的機型可使用更先進的RDI脈沖多普勒火力控制雷達,該雷達為X波段,同樣由湯姆遜-CSF無線電公司研制。該雷達可以配合超級馬特拉-530D中距空空導彈使用。工作狀態包括空空:全高度搜索、邊掃邊跟、遠距離連續跟蹤、導彈制導、自動鎖定(近距格斗)、敵我識別。空地:地圖測繪學、地形回避、等高線測繪、空地測距、多普勒波束銳化等。

幻影4000的其他航電設備包括1個數字式自動駕駛儀、多模式顯示器、1套薩杰姆公司(該公司民用電子設備分部現在正與中國波導股份合作,生產波導手機)的Uliss-52慣性導航系統、1臺克魯澤特80型大氣數據計算機、1臺法國湯姆遜公司CSF VE-130 HUD和1套數字化自動武器發射系統。

機載武器

兩門30毫米“德發”航空機炮;有11個外掛點,制空時可掛空戰用中距和近距空空導彈;對地攻擊時可掛各種炸彈、空對地導彈火箭彈等,也可掛偵察吊艙,最大外掛載荷8000千克

性能數據

翼展12.00米

機長18.70米

機翼面積73.00米2

主輪距4.36米

前主輪距6.90米

重量及載荷

總重(機內滿油,無外掛)17000~18000千克

最大外掛重量8000千克

作戰重量16100千克

作戰翼載荷2.16千牛/米2(220千克/米2)

裝兩臺SNECMA公司的M53渦輪風扇發動機

推力2×64.3千牛(2×6500千克)

加力推力2×95.1千牛(2×9700千克

機內總油量是幻影2000戰斗機的3倍

最大平飛速度(高空)約M2.3持續最大平飛速度約M2.2

進場著陸速度260千米/小時

最大爬升率(地平線)18300米/分

爬升時間(到15000米,速度M2)3分

實用升限20000米

最大作戰半徑(帶副油箱和偵察設備艙)1850千米

服役事件

幻影4000 是達索飛機制造公司設計的 F-15級別的戰斗機,最初由沙特阿拉伯投資,原型機于 1979 年首飛。但美國同意向沙特出售 F-15 之后,幻影4000 因失去資金來源而被取消,最終沒有進入服役。

1992年10月23日,法國勒布爾熱航空博物館迎來了達索公司的幻影4000戰斗機。

印度空軍欲采購幻影4000

據《印度斯坦時報》2012年12月報道,印空軍方面已經初步選定法國達索公司生產的“幻影4000”戰斗機作為未來奪取空中優勢的新型戰機。2005年3月,印度空軍決定從國外采購126架多用途戰斗機,以啟動“空優戰機”項目,并向4個國家發出了招標意愿書,法國的“幻影2000-5戰斗機”、俄羅斯的米格-29M2、美國的F-16“戰”和瑞典的“鷹獅”都曾是印度軍方考慮的重點對象。但從情況看,似乎“幻影 4000”戰斗機將拔得“頭籌”。對于印度這項戰機采購案,外界給予了較高關注。近期,美國加大了對印度的戰略投資,首次同意向印度出售F-16“戰隼”或F/A-18E“超級大黃蜂”戰斗機。與此同時,印度和俄羅斯具有傳統且深厚的軍事合作關系,印度空軍的主力戰機也以俄制戰機為主。因此不少媒體預測美俄將最終競爭印度戰機市場。但為何印度最終傾向選擇法國的“幻影4000”戰斗機。

對購買美國戰機,印度存在諸多顧慮。在現代高技術條件下,戰斗機已不是單純的武器,而成為一種作戰平臺。除本身的飛行性能外,戰斗機在戰場上能否奪取制空權也在于搭載何種裝備。像美國的F-16戰斗機就是因為裝備了先進的機載雷達系統、空空導彈、對地攻擊彈藥等才能“稱雄”。但美國在對外出售戰斗機時卻不會搭載最先進的裝備,即使美國防部有意出售,也難以突破美國會設置的有關高技術裝備出口限制。另外,美政府也常利用軍貿作為對外制裁的手段。當前美印軍事合作關系還處于初級階段,未來走向不甚明朗。若印度購買F-16戰斗機,而未來美印之間發生矛盾導致兩國關系趨冷,印度空軍就很難獲得維持戰機戰斗力的零配件。

同樣,俄印兩國雖然保持著密切的軍事合作關系,但如果印度過于依賴俄羅斯,則可能使自己在政治、外交、軍事等各個層面受制于莫斯科,無法發揮自己“大國”的獨立作用。所以,印度在購買俄羅斯戰機上仍有顧慮。

綜合來看,法國戰機確實是一個好選擇。首先,法國“幻影4000”的性能不比美俄戰機差;其次,印度空軍已經裝備了大批“幻影2000戰斗機”,比較熟悉法國戰機的配置,容易培訓飛行員;再次,法國對外軍售政策對印度不會造成任何限制,法國明確將軍火出口定為一項基本國策,從而彌補本國武器需求有限的不足,維持獨立國防工業的發展。

法國政府官員曾在公開場合宣稱,法國軍火出口政策是“沒有政治條件”的,這十分符合印度的胃口,也使日后戰機的升級和維護不會受到限制。因此,印度對法國的戰機情有獨鐘。

總體評價

幻影4000戰斗機,法國達索飛機制造公司獨立開發的雙發重型制空戰斗機,1979年3月9日首飛,在試飛期間,幻影4000顯示出來的性能完全能與F-15匹敵。但是,由于采購單價太高、政府訂購不足、出口不利等原因,使得幻影4000戰斗機計劃破滅,最終于1995年運往巴黎,成為勒布爾熱博物館的永久展品。

參考資料 >

Dassault Mirage 4000: The Futuristic Fighter Plane France Almost Flew.national interest.2024-11-19

法蘭西重型制空戰斗機之夢-幻影4000戰機始末.新浪網.2024-11-01

性能出色一樣沒用,幻影4000生不逢時,冷戰剛落幕就被投入冷宮中.烽火雜志.2024-11-19

[科普中國]-幻影4000戰斗機.科普中國網.2024-10-08

法蘭西重型制空戰斗機之夢.新浪網.2024-10-08

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