F-117A“夜鷹”
F-117A“夜鷹”
F-117A是美國前洛克希德公司研制的隱身攻擊機。是世界上第一種可正式作戰(zhàn)的隱身戰(zhàn)斗機F—117。而它本身的初步解密也僅僅發(fā)生在不久之前，設(shè)計卻始于70年代未。 1981年6月15日預(yù)生產(chǎn)型飛機在絕對保證秘密的情況下試飛成功，1982年8月23日向美國空軍交付了第一架飛機，F(xiàn)-117A服役后一直處于保密之中，直到1988年11月10日，空軍才首次公布了該機的照片，1989年4月F-117A在內(nèi)華達州的內(nèi)利斯空軍基地公開面世。
1. "海弗蘭"計劃
本世紀60年代末、70年代初是美國軍用飛機(尤其是戰(zhàn)斗機)發(fā)展的高峰。目前美國空、海軍現(xiàn)役的主力戰(zhàn)斗機，差不多都是那時候研制的，例如F—14、F—15和F—16戰(zhàn)斗機均為70年代初問世，只有F／A—18稍晚一點。美國人發(fā)展軍用飛機，往往始一種新型號出現(xiàn)后，馬上就開始考慮它的后繼機，有時甚至還要提前。隱形戰(zhàn)斗機的研制就是從那時候開始萌芽的。后來，美國國防部高級研究計劃局提出了一個稱之為“海弗蘭”的隱形戰(zhàn)斗機研究計劃，要求有5家主要合同商參加。起初，洛克希德飛機公司并未被列于這5家之列。原因是說該公司缺少現(xiàn)代戰(zhàn)斗機的設(shè)計經(jīng)驗。實際上，洛克希德是一個老牌的飛機公司，創(chuàng)始于1916年，先后研制出P—38、 F—80、 F—104、 C—130和SR—71等一系列優(yōu)秀軍用飛機，有些甚至是世界名機。近年來，雖然沒有再搞戰(zhàn)斗機的研制，但一直在獨立地進行隱形技術(shù)的研究。由于洛克希德具有實力，而且在隱形飛機的研究上先行了一步，因此經(jīng)過努力，終于被擠進了“海費蘭”計劃，并最后在原型機的競爭中獲勝。“海弗蘭”計劃始于70年代中期，先搞了兩架小型原型機進行可行性試驗。這兩架小型原型機也叫“海弗蘭”，裝兩臺發(fā)動機，采用奇特的多面體外形。這種外形設(shè)計的依據(jù)，主要來源于一個計算飛機雷達反射截面積(RCS)的數(shù)學(xué)模型。因為計算雷達反射截面積，平面外形比曲面外形要容易些。沒想到這一數(shù)學(xué)模型真的得到了應(yīng)用。
“海弗蘭”原型機的放大型就是F—117A，1978年由洛克希德“臭鼬工廠”開始研制。研制工作進展順利，1981年6月首飛成功。1983年10月進入托諾帕試飛基地的第4450戰(zhàn)術(shù)大隊服役(現(xiàn)為第37戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機聯(lián)隊)。美國空軍共訂購59架，現(xiàn)已全部交付，并無后續(xù)采購計劃。59架中有4架分別于1982年、1986年和1987年及1997年墜毀。59架F—l17A飛機總耗資將達66億美元，計劃價格為1．112億美元。
2. F-117A隱形措施
在F-117的設(shè)計中，其外形的設(shè)計已不能僅從常規(guī)氣動力(如升力和阻力)角度來考慮，而必須把外形與隱形聯(lián)系起來，盡可能做到二者統(tǒng)一。前據(jù)介紹F—117A飛機的RCS值只有0．001、0．01平方米(沿方位BCS值)，比一個飛行員頭盔的RCS值還要小。如此小的RCS值，部分是由于F—117A采用了各種吸波(或透波)材料和表面涂料，但更主要的是由于它采用了獨特的多面體外形。
比如，一般來說地面雷達和機載雷達的探測角大都處于飛機軸平面的正負30度范圍之內(nèi)，所以設(shè)計師們把F—117A大部分表面的傾角都設(shè)計成大于30度，這樣就可以將雷達波偏轉(zhuǎn)出去，而避開輻射源。設(shè)計師還把F—117A機身表面和轉(zhuǎn)折處設(shè)計成使反射波集中于水平面內(nèi)的兒個窄波束，而不是象常規(guī)飛機那樣全向散射。這樣就能使兩波束之間的“微弱信號”與背景躁聲難以區(qū)別。這種波束很窄，以致于雷達不能夠得到足夠連續(xù)的回波信號，而難以確定是飛機目標，還是瞬變噪聲。在對待一些小部件的設(shè)計上，設(shè)計師也作了周密考慮。如座艙蓋接縫、起落架艙門和發(fā)動機維修艙門，以及機頭處的激光照射器邊緣都設(shè)計成了鋸齒狀嵌板，并讓這些鋸齒邊緣與上述某窄波束方向垂直，這樣其反射汲就不會形成另外的波束，而與該窄被束方向一致。
為了防止雷達波進入進氣口，設(shè)計人員除對發(fā)動機進行了專門處理外，重點對進氣口進行了特殊設(shè)計。進氣口用相距1．5厘米的吸波復(fù)合材料格柵屏蔽起來，以防止雷達波直接照射到具有強反射特性的發(fā)動機風(fēng)扇葉片上。F—l17A的進氣口高約0．6米，完1．5米左右。這么大尺寸的進氣口，一可以繪發(fā)動機提供進氣，二可以提供冷卻空氣。冷卻空氣從進氣口旁路通過，在尾噴口處與發(fā)動機的排氣混合，然后排出去。這樣做，可大大降低發(fā)功機的排氣溫度，減少紅外特征。此外，F(xiàn)—117A還采用了V形尾翼(全動式)、埋入式武器艙、可伸縮的天線等?？傊@一切都是為了減小飛機的RCS值，達到隱形的目的。
3.F-117A設(shè)計特點
F—117A是一種高亞音速的戰(zhàn)術(shù)飛機，裝兩臺F404—GE—FID2渦扇發(fā)動機。幾何尺寸與F—15戰(zhàn)斗機相當。概括起來，F(xiàn)-117A有兩個特點：一是外形奇特，二是機載武器和設(shè)備通用性強。F—117A的外形與眾不同，整架飛機幾乎全由直線構(gòu)成。連機翼和V型尾翼也都采用了沒有曲線的菱形翼型，這在戰(zhàn)斗機的設(shè)計中是前所未有的。對于F—117A的進氣口為“網(wǎng)狀格柵隱蔽”式，尾噴口為沿展向的“開縫”式(也有人稱其為“口琴”式噴口)。沒有采用推力矢量控制技術(shù)。兩側(cè)發(fā)動機短艙—止部裝有輔助進氣口。之所以這樣設(shè)計，美國空軍官員解釋說：由于氣流通過格柵式逃氣口會產(chǎn)生壓降，因此發(fā)動機效率會有所損失，但在大迎角和側(cè)滑飛行的情況下，格柵式進氣口可為發(fā)動機提供均勻的氣流。輔助進氣口只在起飛和復(fù)飛時打開使用。
F—117A可進行空中加油，加油口位于機身背部。全機干凈利索，沒有任何明顯的突出物，除了機頭的4個多功能大氣數(shù)據(jù)探頭外就連天線也設(shè)計成可上下伸縮的。此外，座艙益框架、起落架艙門和炸彈艙的邊緣以及機身后部的平面形狀均做成鋸齒形，這些便構(gòu)成了F—l17A的獨特外形。F—117A的最大重量為23835千克。內(nèi)部武器艙長4．7米，寬1．75米，可攜帶2枚900千克的BLU—109激光制導(dǎo)炸彈，也可帶AGM—88A、AGM—6S空對地導(dǎo)彈和GBU—15炸彈等。這些武器其它多數(shù)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機均可使用。
F—117A的機載設(shè)備也具有很強的通用性，很多都是其它飛機現(xiàn)成或稍加改進就可以：用的東西。其中包括F—16的4余度電傳操縱系統(tǒng)，C—130的環(huán)境控制系統(tǒng)，F(xiàn)—15的剎車裝置，F(xiàn)—15、F—16和A—10的ACES2彈射座椅，以及與其它飛機通用的通信、導(dǎo)航設(shè)備和保障系統(tǒng)箋。就連動力裝置也與海軍的F—18具有較高的通用性；這樣做，既可降低成本、減少風(fēng)險、加快研制進度，同時也儀于維護使用。據(jù)美國空軍官員說，F(xiàn)—117的維修勤務(wù)與F—15及F—16類似。其維修費用也與其它戰(zhàn)術(shù)飛機差不多，只比麥?道公司的F—15戰(zhàn)斗機略離。
在飛行訓(xùn)練方面，F(xiàn)—117A從1983年10月開始裝備部隊以來，已有175名飛行員飛過這種飛機。據(jù)說，凡是飛過F—117A飛機的飛行員都認為該機的起飛、著陸和其它飛行性能都不錯。當然，從另一個角度來看，也可以說F—117A并不是什么都是全新的東西。
4. F-117A的武器裝備
F-117A戰(zhàn)斗機的所有武器都掛在武器艙中。武器艙長4.7m、寬1.57m，可掛載美國戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機使用的各種武器，如AGM-88A高速反輻射導(dǎo)彈、AGM-65“幼畜”空對地導(dǎo)彈、907kg口徑的GBU-10/24/27激光制導(dǎo)炸彈、GBU-15模式滑翔炸彈（電光制導(dǎo)）、B61核炸彈和空對空導(dǎo)彈等。
5. F-117A實戰(zhàn)情況
1989年12月20日，美國入侵巴拿馬。為了支援美國防軍別動隊在巴拿馬里奧阿托的空降作戰(zhàn)，空軍首次出動了F—l17A隱形戰(zhàn)斗機參戰(zhàn)。20日消展，英國第37戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機聯(lián)隊的6架F—117A，從內(nèi)華達州的托諾帕基地起飛前往巴拿馬。中途飛行18個小時，經(jīng)過4、5次空中加油，才飛到目的地。當飛機飛過里奧阿托上空時，其中2架F—l17A轟炸了里奧阿托軍營，各投下l枚900千克的激光制導(dǎo)炸彈。這兩顆炸彈并沒有直接扔在兵營內(nèi)，而是投在兵營附近的一片開闊地上。這樣做據(jù)說是旨在使效忠于諾列加將軍的軍隊“驚慌失措，以削弱其戰(zhàn)斗力”，而不是為了消滅他們。另外4架F—I17A，有2架留作備用，2架中途返回基地。美國軍方認為，F(xiàn)—117A的這次行動是成功的，在軍事上，該機的轟炸確實在巴拿馬國防軍中造成了混亂削弱了對方的戰(zhàn)斗力，為美軍突擊隊的空降減少了障礙。另外對飛機而言，經(jīng)歷了一次實戰(zhàn)考驗。美國空軍也認為，這次行動證明F—l17A使用裝在尾翼上的激光制導(dǎo)裝置可精確地轟炸目標。此外，他們還有一種想法，就是利用F—117A的這一次作戰(zhàn)來證實美國在隱形飛機研制上投入大量資金是值得的。而經(jīng)過了海灣戰(zhàn)爭之后，F(xiàn)-117所起的不可磨滅的特殊作用已使它名揚四海。
1989年12月20日，美國在武裝入侵巴拿馬時首次動用了6架F-117A隱身戰(zhàn)斗機。當時預(yù)定攻擊兩個目標，用兩架飛機突擊1個目標，兩架作為預(yù)備隊。它是多國部隊唯一突入巴格達市區(qū)進行攻擊的機群。巴格達被擊毀的目標中，95%是被F-117A飛機用激光制導(dǎo)炸彈擊毀的。
6.F-117使用情況
1980年，美國空軍在內(nèi)利斯空軍基地組建了第4450戰(zhàn)術(shù)大隊，即F—117A隱身戰(zhàn)斗機大隊。并為新飛機征招飛行員和地勤人員。飛行員幾乎全是從戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機部隊招來的，條件是必須要在現(xiàn)有戰(zhàn)斗機上飛行過IO00小時的飛行時間。在最初幾年的飛行訓(xùn)練中，F(xiàn)-117A的飛行員每月飛行訓(xùn)練不到10小時。F—117A是專門用于夜間攻擊的飛機。因此飛行員給它的綽號是“夜鷹”。
在1988年11月之前，飛行訓(xùn)練主要是在夜間進行，他們在太陽落山后30分鐘才能打開機庫門。門在打開前，所有的燈都關(guān)掉，地面工作僅靠閃光燈照明。為此飛行員們需把生物鐘后撥5—8小時。如果在夏季，則晚上9點以后才能啟動飛機，在第2天清晨3點半結(jié)束訓(xùn)練，早晨5點左右才能休息。處于戰(zhàn)備狀態(tài)的飛行員約65％的飛行要在夜間出動，每月還要進行2—3次空中加油訓(xùn)練。顯然長期夜間訓(xùn)練，疲勞成了主要問題。一位飛行員說：“你可以想象把你的生物鐘從5點移到8點的困難，并且是一星期移動2次”。1986年7月11日發(fā)生在貝克斯菲爾德機場附近機毀人亡的事故以及次年的一次事故，都可能是因飛行員疲勞引起的。在第一次事故中，羅斯?馬爾赫少校的飛機撞到山腰上。第二次事故是邁克爾?斯圖爾德少校駕機，于1987年10月14日夜間撞在沙漠地上。當時沒有遇險信號，并且事故調(diào)查沒有發(fā)現(xiàn)機械方面的原因。2人都被認為是極好的飛行員。1989年10月，第4450戰(zhàn)術(shù)大隊改名為第37戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機聯(lián)隊。
F—I17A的最大起飛重量約為23800千克，武器載荷約為2270千克，內(nèi)部武器艙可攜帶2故908千克級BLU—109型激光制導(dǎo)炸彈或戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機使用的各種武器。炸彈由安裝在機頭座艙前下部的可控激光照射器提供指示。彈艙長5．18米，寬1．83米。據(jù)稱，該機“具有自衛(wèi)能力”。機頭裝有4個多功能大氣數(shù)據(jù)傳感器，主起落架后部各裝一可拆卸式遠程通信天線，機身兩側(cè)空軍標記后面有一個可拆卸的小六面體，這可能是演習(xí)中用的飛機跟蹤雷達反射器，機上還使用了幾種現(xiàn)有系統(tǒng)或其它飛機用的稍加改動的系統(tǒng)。并裝備精確導(dǎo)航和攻擊系統(tǒng)。飛機表面有幾個齊平安裝的天線，它們可用于威脅告警、通信和衛(wèi)星導(dǎo)航等。另外在機背右側(cè)裝有伸縮式通信天線。在理論上，F(xiàn)—ll7A允許在設(shè)防空間的任何高度飛行，不必進行地形跟隨低空飛行來躲避敵方雷達的探測。不像常規(guī)戰(zhàn)斗機那樣在實施對地攻擊時采取以躲避敵方地面火力為主，以主動攻擊為輔的戰(zhàn)術(shù)。因而它比常規(guī)戰(zhàn)斗機更適合于攻擊地面目標。
較高的高度能使飛行員了解全面情況，提高目視探測能力；并可不借助陪伴飛機的幫助，用激光探測器自己照射目標。常規(guī)戰(zhàn)斗機雖然也有這種照射能力，但無隱身特性，必須以低空進人來躲避雷達，地形地物變化極快時，該功能施展相當困難。較高高度飛行還可提高投放精度，改善垂直投放武器的穿透能力。F—117A一般在7600米高度接近目標。實施攻擊時，為保證精度，至少下降到1000多米的高度(一般高度在600—900米)，飛越山區(qū)時高度較低。武器投放一般是在水平飛行時進行，而不需采用常規(guī)飛機那種低空地形跟蹤飛行轉(zhuǎn)為躍升脫離的投彈方式。據(jù)報道，F(xiàn)—117A在演習(xí)中對紅外目標的攻擊精度為1米左右。
1989年12月20日，為了支援美國陸軍別動隊在巴拿馬里奧阿托的空降作戰(zhàn)，美國空軍首次出動F—117A隱身戰(zhàn)斗機參戰(zhàn)。美國空軍第37戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機聯(lián)隊的6架F—l17A從內(nèi)華達州的托諾帕空軍基地起飛前往巴拿馬，飛行18小時，途中加油4—5次。其中2架F—l17A轟炸了里奧阿托軍營，各投下1枚908千克重的激光制導(dǎo)炸彈。另外4架F—117A，有2架留作備用，另外3架當?shù)弥麄兊哪繕瞬恢档棉Z炸時，中途返回基地。美軍方認為，F(xiàn)—117A的這次行動是成功的，在軍事上，該機的轟炸在巴拿馬國防軍中造成了混亂，削弱了對方的戰(zhàn)斗力，為美軍突擊隊的空降少了障礙。另外對飛機而言，經(jīng)歷了一次實戰(zhàn)考驗。美國空軍認為，這次行動證明F—I17A使用激光制導(dǎo)裝置可精確地轟炸目標。同時也驗證了隱身戰(zhàn)斗機具備對付低強度沖突的能力，既能執(zhí)行常規(guī)任務(wù)，又能執(zhí)行戰(zhàn)略任務(wù)。
在海灣戰(zhàn)爭中，F(xiàn)—117A更是名聲大噪。據(jù)介紹它在“沙漠風(fēng)暴”期間執(zhí)行危險性大的任務(wù)達1271次，而無一受損。在多種參戰(zhàn)飛機中，唯有F—117A承擔(dān)了攻擊巴格達市區(qū)目標的任務(wù)。F—117A的出勤率也很高，按照小隊的任務(wù)計劃，飛行員值班長達24小時，休息8一12小時，再飛兩個夜間任務(wù)。每個飛行員每夜只飛一次任務(wù)，但一架F—I17A則往往每夜要出擊兩次。據(jù)統(tǒng)計，在整個戰(zhàn)爭期間，F(xiàn)—l17A承擔(dān)了攻擊目標總數(shù)的40％，投彈命中率為80—85％。當然F—l17A也不是沒有攻擊失誤的情況，主要原因可能是天氣、煙塵和有關(guān)目標的信息不足所造成的。此外，F(xiàn)—117A并不是完全不會被雷達發(fā)現(xiàn)，因此美軍在使用F—117A時，同時要派干擾飛機與之配合。