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2012年6月13日 星期三

武器大觀─F-16系列


F-16戰隼戰鬥機

 中華民國空軍F16戰鬥機

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4,500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9G88 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)。




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197612月,1979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-16F-16是第一個同時被部屬在國內和海外的美國戰機。B型主要擔負訓練任務,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前方的駕駛艙。
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-16F-16A10批次)的機身空重從15,600磅成長到(F-16C50批次)的19,200磅。
F-16很快的受到許多國家的注目,並且成為購買戰機的首選之一,而F-16也外銷到中東、歐洲、亞洲的美國盟邦,故有「國際戰鬥機」之稱。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19818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海灣戰爭中,聯軍的F-16也參與了攻擊伊拉克的任務。
後來因為九一一事件爆發,美國小布希政權為了對付基地組織與其勾結的阿富汗塔利班政權,開始發動在阿富汗的軍事行動;而美國的F-16則被派遣到阿富汗、巴基斯坦吉爾吉斯塔吉克烏茲別克等國的據點。
美國空軍現役的F-16主要是第40/4250/52批次的F-16C。而第2530/32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,以及重直起降功能,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 wireFBW),贏得"電子噴射機"的稱號)來維持良好效能。

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。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,因為恢復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,這就是所謂隨控佈局飛機
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。水平飛行時需要由水平安定面讓機尾上揚而非向下,因此水平安定面產生的是正向的升力。由於水平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-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 ProgramMSIP)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 脈衝都卜勒雷達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674F-16A121F-16B,於19853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。生產的飛機共計的批次194架,批次597架與批次10312架。
  • 批次15
    批次15F-16系列第一次重要改變。改變的部分包括較大的水平安定面,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,水平安定面增大30%以抵銷新掛架增加的重量。批次15F-16系列生產架數最多,共計983架。
  • 批次15OCU
    1987起,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渦輪風扇發動機,發射AGM-65小牛空地飛彈、AIM-120先進中程空空飛彈與AGM-119企鵝導彈能力,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
    為美國在1991年至1997年為中華民國空軍生產的F-16,機體與航電以批次15OCU為基礎設計,機翼與機尾為Block52的混合機型,總計150架。

F-16 C/D

  • 批次25
    批次25F-16C首度於19846月飛行,於同年9月進入美國空軍服務。這架飛機使用WestinghouseAN/APG-68雷達,擁有精確的夜晚攻擊能力,配備有Pratt & Whitney F100-PW-220E 渦輪和數位控制介面。美國空軍是這個批次機型唯一的使用者,總共遞交了209架。
  • 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30F-161987進入服務。主要的改良包括使用AGM-45百舌鳥和AGM-88高速反輻射導彈(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30/32F-16共在6個國家服役。
  • 批次40/42F-16CG/DG
    批次40/421988服役,這個批次可以使用低空導航暨夜間紅外線標定吊艙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吊艙,提升性能的雷達系統和GPS接收器。從2002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50/52F-16CJ/DJ
    第一架批次50/521991遞交,這一批飛機配備改良版GPS接受器/慣性導航系統。同時每一架都可以使用頭盔顯示器控制具有高偏離瞄準線攻擊能力的空對空導彈。其他可能攜帶的武裝包括:魚叉反艦飛彈聯合直接攻擊彈藥JDAM)、JSOWWCMD等。批次50使用F110-GE-129發動機,批次52則是使用F100-PW-229發動機
  • 批次50D/52D 野鼬機是擔任壓制防空系統SEAD)的新款野鼬機。機上可以攜帶AN/ASQ-213高速反輻射飛彈標定系統(HTS),這套系統允許高速反輻射飛彈採用已知距離模式達到較大的射程與較高的精確度。除此之外還可以攜帶ALQ-119電子干擾吊艙自衛。自從F-4G退役之後,批次50D/52D是現役唯一擔負壓制防空系統的機種。
  • 批次50/52 Plus
    這一批次的飛機配備最新的航電系統,可以使用新的適型油箱。所有雙座型的機背有增加30立方英尺(850公升)體積的機背脊航電艙,這個增加的空間只會增加很少的重量和飛行阻力
  • F-16 統一配備施行計畫(CCIP
    統一配備施行計畫預備將批次40/42/50/52F-16統一到批次50/52的配備標準,以簡化訓練和維修的負擔。

F-16 E/F

  • 批次60
    F-16C/D 為基礎,可以使用CFP,搭配改進的雷達和航電系統;這個批次只有出售給阿拉伯聯合大公國。發動機是奇異(General Electric)的F110-GE-132,這款發動機改良自F110-GE-129,擁有32,500磅(144 kN)最大推力。與先前的批次主要的差異是諾斯洛普格魯曼公司生產的APG-80主動AESA。批次60能夠使用次50/52所有的武器系統,加上AIM-132先進短程空對空飛彈(ASRAAM)和AGM-84E視距外陸攻飛彈(SLAM)。CFP提供額外的450美製加崙(2,045公升)的燃料,可以提升航程或者是滯空時間。適型油箱另外的優點是空出原先攜帶副油箱的掛架給武器使用。

F-16V

  • F-16VF-16家族最新改進型,不但安裝AESA主動相位陣列雷達,並且配備新的任務電腦與改良的座艙介面。洛克希德馬丁業 務發展部門副總裁史坦李吉表示,F-16V的作戰能力相當於阿拉伯聯合大公國的F-16EF-16 Block 60),並將成為各國正式取得第五代戰機前的最佳過渡機種。F-16V的「V」,則是取自於飛行員們最早對F-16的暱稱:「Viper(毒蛇)」。

其他衍生型

  • F-16/79 - F-16A為基礎基礎,使用設計已過時的J79渦輪噴射發動機的外銷版 以回應吉米·卡特總統欲藉著出售性能降低版的武器達到的限縮武力擴張政策。但是這個政策實際上在執行的時候遇到許多困難,也有不少例外的情況。卡特總統在他的任期晚期也放鬆此一政策,最終在雷根總統手上廢除了此一政策,自始至終沒有一架此型機被售出。
  • F-16/101 - 利用F-16A的機體修改之後,採用改良自B-1A轟炸機預定使用的奇異F101渦輪扇發動機的試驗計畫。通用電子計算把這款發動機改為供戰鬥機使用,然而並未受到F-16採用。
  • F-16ADF - F-16A批次15專門為美國空中國民兵提升性能,執行戰鬥機攔截任務(因此名稱加上空中防衛戰鬥機(Air Defence FighterADF)的縮寫)。自1989開始,一共有270架經過結構與航電升級,並且在駕駛艙的前下方加裝一具探照燈,提供夜間目標辨識能力。
  • F-16I - 專門為以色列生產的航電升級版F-16。機上的航電系統大量採用以色列自製的組件,此外還有適形油箱以增加航程。
  • F-2A/BFS-X - 日本三菱重工生產,以F-16為基礎,與洛克希德馬丁合作設計生產的。在談判階段就有許多爭議,試飛時發現機翼的全複合材料結構有裂縫出現,稍後又傳出日本自行設計生產的AESA主動電子掃描陣列雷達發生有效追蹤距離過短以及目標會消失不見等多項問題,加上造價過於高昂。原定生產130架,到2005時日本宣布在生產90架之後將終止生產計畫。
  • F-16XL - 由美國國家航空暨太空總署使用於研究計畫的箭鏃翼版本,稍後加入增強版戰術戰鬥機Enhanced Tatical Fighter)計畫競標,輸給F-15E
  • RF-16C/F-16R - 偵察機F-16,攜帶ATARS筴艙執行偵查任務。
  • F-16中期壽命升級(MLU - 中期壽命升級(Mid Life Update)計畫是為了協助荷蘭皇家空軍、比利時皇家空軍、丹麥皇家空軍、挪威皇家空軍、葡萄牙皇家空軍提升服役中的F-16A/B
  • F-16N - 一共有26F-16C批次30交給美國海軍做為假想敵訓練機種。這一批飛機稍後因為結構發生裂縫的關係而退役。
  • KF-16 - 洛克希德馬丁公司於1990年代授權韓國生產180F-16。其中有2500項零組件與原先的F-16C/D不同。1990年代後期洛克希德馬丁公司與韓國KAI公司合作設計T-50/A-50飛機,這架飛機設計上也源自於F-16。整個計畫耗資22百萬美金,南韓政府已經在2004訂購94架,預期將會有1200架的T-50外銷訂單。
  • F-16 VISTA/MATVNF-16D - 由以色列空軍所提供的一架F-16D Black30給洛克希德公司進行改裝,並用於向量推力試驗之用。

中華民國

中華民國空軍使用美國系統的飛機許多年,自1970年代F-16進入美國空軍服役之後,在每年的美華軍售會議上,皆出現向美國要求採購F-16的提案。在卡特政府執政時期提出的F-16/79計畫針對的潛在使用國家之一就是中華民國,但中華民國空軍因817公報的限制美國多次否決F-16的出售許可。
到了1980年代後期,當時中華民國空軍現役F-104戰機因為接近壽命終期,妥善率偏低,除了嚴重影響空防任務之外,也造成多起墜機意外和飛行員的折損。當郝柏村訪問法國之後,達梭公司同意出售幻象2000-5戰鬥機60架,中華民國空軍方面並且保留後續60架戰機的採購選擇權,一般相信,這個出售案給予美國政府某種程度的衝擊。1992前美國總統老布希在尋求連任的過程當中突然宣布同意出售中華民國150F-16戰機,包括120F-16A30F-16B,總金額達到60美金。這個採購計畫命名為「和平鳳凰」。
雖然當時通用動力公司在德州的生產線已經是以F-16C/D為主,而且這也是中華民國空軍的首選,然而通過批准出售的是以批次15OCU的後期型的機身為基礎,搭配當時歐洲四國正在進行中的中期壽命升級(MLU)計畫的航電設備,以及普惠公司的F100-PW-220發動機,成為新的批次20 F-16
21世紀,陳水扁政府為了使國軍有效取代服役有三十餘年的F-5戰鬥機,多次向美方爭取購入F-16C/D型以提升國軍戰力,但受到中共政府多次阻攔。
20110922日,美國政府同意最新對臺軍售案,全面提升F-16A/B Block 20 戰機性能。包括換裝 AESA 主動電子掃描陣列雷達、JHMCS 聯合頭盔瞄準系統、AIM-9X 響尾蛇空對空飛彈、AN/ALQ-213電子戰管理系統、JDAM 聯合直接攻擊彈藥、Have Glass II 電磁波吸附塗層,以及計畫研究換裝F100-PW-229 EEP發動機。而美國部分參議員與眾議員則希望歐巴馬當局批准F-16C/D對台軍售案,一方面可以滿足中華民國的要求,二方面可以讓即將關閉的F-16 生產線延長一段時間,解決美國嚴重的失業率;後來就美國官方的說法,美方並未排除日後售台F-16C/D的可能性,此一說法就是先將國軍F-16A/B增 強某種程度的戰力,儘量達到平衡解放軍威脅的程度。

F-16相關資料

飛機外型與發動機

  • 乘員: 1 (A/C/E), 2 (B/D/F)
  • 長度: 47 英尺 8 英吋(15.02 公尺)
  • 翼展: 31 英尺(9.45 公尺)
  • 高度: 16 英尺 8 英吋(5.09 公尺)
  • 翼面積: 300 平方英尺(27.87 平方公尺)
  • 空重: 18,238 磅(8,272 公斤)
  • 一般起飛重量: 26,463 磅(12,003 公斤)
  • 最大起飛重量: 42,300 磅(19,187 公斤)
  • 發動機:
    • F-16A/B
      • 批次 1/5/10/15 普惠 F100-PW-200渦輪扇發動機,軍用推力14,670磅(64.9 kN),最大推力23,830磅(106.0 kN
      • 批次 15OCU/20 普惠 F100-PW-220渦輪扇發動機,軍用推力14,590磅(64.9 kN),最大推力23,770磅(105.7 kN
    • F-16C/D
      • 批次 25/32/42 普惠 F100-PW-220E渦輪扇發動機,軍用推力14,590磅(64.9 kN),最大推力23,770磅(105.7 kN
      • 批次 30/40 奇異 F110-GE-100渦輪扇發動機,軍用推力17,155磅(76.3 kN),最大推力28,984磅(128.9 kN
      • 批次 50 奇異 F110-GE-129渦輪扇發動機,軍用推力17,155磅(76.3 kN),最大推力29,588磅(131.5 kN
      • 批次 52 普惠 F100-PW-229渦輪扇發動機,軍用推力17,000磅(75.6 kN),最大推力29,160磅(129.6 kN
    • F-16E/F 奇異 F110-GE-132渦輪扇發動機,軍用推力19,000磅(84.5 kN),最大推力32,500磅(144.6 kN

飛行性能

  • 最大速度: 1,350 英里/時(2,173 公里/時)(2.0馬赫)
  • 作戰半徑: 562.5 英哩(900 公里)
  • 最大升限: 50,000 英呎(15,240 公尺)
  • 爬升率: 50,000 英尺/分(15,240 公尺/分)
  • 翼負荷: 53磅/平方英尺(260公斤/平方公尺)
  • 推重比: 0.91:1

武器裝備

  • 機槍: M61 Vulcan 20mm火神炮
  • 火箭: CRV-7
  • 飛彈:
    • 空對空: AIM-7麻雀中程空對空飛彈、AIM-9響尾蛇飛彈、AIM-120先進中程空對空飛彈
    • 空對地: AGM-45百舌鳥反輻射飛彈、AGM-65小牛飛彈、AGM-88高速反輻射飛彈
    • 反艦: AGM-84魚叉飛彈、AGM-119企鵝飛彈
  • 炸彈: CBU-87集束炸彈、CBU-89集束炸彈、CBU-97PavewayJDAM聯合攻擊彈藥、Mk 80系列炸彈

     

     資料來源:http://zh.wikipedia.org/wiki/F-16

     

     

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