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“幻影”战机家族全解析(五):不温不火的“幻影”2000

引言

战机的研制是一个系统工程,也是一个不断摸索和改进的过程。达索公司在“幻影”III战机之后,陆续推出了多个后续型号,希望能够消除缺陷、增强优势、提升性能,设计出符合实际需求的先进战机。针对“幻影”III无尾三角翼结构存在的缺点,达索推出了常规后掠翼布局的“幻影”F2、“幻影”G等,经过论证和测试后,最终选择了“幻影”F1方案并投入了量产。

“幻影”2000战斗机

然而受成本等因素影响,“幻影”F1战机的综合性能并不是很突出,和国外先进战机相比仍存在不小的差距。于是达索公司综合多个项目的设计,研发了“幻影”2000战机。该战机回归了“幻影”III的三角翼设计,同时进行了多方面的改进,达到了当时世界主流战机的水准。“幻影”2000服役后,还衍生了“幻影”2000N、“幻影”2000D、“幻影”2000-5等型号,进一步壮大了“幻影”战机家族的实力。

一、“幻影”2000的研制过程:从ACF计划的取消到“小幻影”概念的提出

在上世纪六七十年代,达索公司依托“幻影”III进行了多个战机项目的设计工作。1965年5月,英国和法国联合开展了“英法可变几何”(AFVG)项目的研究。由于设计理念不和,法国于1967年退出。英国保留了这个项目,和德国、意大利一起研制了“旋风”多用途战斗机。达索公司在“幻影”G可变几何原型机基础上,先是研制了双引擎的“幻影”G8战机,后来又发展为固定翼的“幻影”G8A,最终改为“未来战斗机”(ACF)计划。但是该方案的造价过高,于是在1975年被取消。法国空军此时需要的是一种更小型的“幻影”战机,于是有了“小幻影”(Mini Mirage)的概念。

ACF双引擎战斗机

ACF设计图

在设计ACF方案的同时,达索公司也意识到双引擎战机的成本太高,不利于出口,因此计划研制一种更简单、更便宜、更小型的替代方案。达索陆续推出了“超级幻影”III、“超级幻影”2000等提法,最终形成了单引擎的“幻影”2000方案。和ACF相比,“幻影”2000的成本较低,发展潜力较大。于是ACF被取消后,“幻影”2000方案于1975年12月18日得到批准。达索公司积极发展“幻影”2000的另一个原因是,“幻影”F1在欧洲战斗机的竞标中输给了F-16,所以它急需一款新型战机以获得更大的市场。

“幻影”2000原型机首飞

当“幻影”2000方案获准后,原型机在27个月后进行了第一次飞行。虽然是在“幻影”III战机基础上研制的,但是“幻影”2000的改进很多,研制难度依然不小。经过两年多的研发,“幻影”2000第一架原型机在1978年3月10日完成首飞。在1978年夏天举行的范堡罗航展上,“幻影”2000原型机展示了出色的操控能力,在204公里/小时的低速飞行和26度的迎角上也显示了完全的操控能力,这在之前的三角翼战机上几乎是不可能实现的。“幻影”2000改进了“幻影”III系列三角翼战机低速控制性差等缺点,同时保留了低阻力、低雷达截面、高速空气动力学等优点。

“幻影”2000的01号原型机

“幻影”2000原型机的生产车间

在01号原型机之后,“幻影”2000的02、03号原型机分别在1978年9月18日和1979年9月26日推出。04号原型机是达索公司制造的一架演示机。双座型“幻影”2000B原型机于1980年10月11日进行了第一次飞行。第一架生产型单座“幻影”2000战机于1982年11月20日完成首飞,1984年6月正式服役。这架战机实际上仍不具备作战能力,因为它没有安装半主动雷达制导(SARH)导弹和多普勒多功能雷达。“幻影”2000的到来,标志着“幻影”战机家族迎来了一个全新重量级成员。

二、“幻影”2000的技术特点:延续并改进三角翼布局,融入先进技术和装备

根据“幻影”2000的研制背景可以看出,它的设计主要是围绕着两大方面进行的,一个是消除原来三角翼战机的缺陷,另一方面是融入三代机的设备和系统。也就是说,“幻影”2000在气动布局和外观结构方面努力改正传统三角翼的缺点,在性能方面努力赶上世界先进战机的水平。这里还有一个疑问,为什么达索公司没有利用“幻影”F1的后掠翼布局,而是延续了“幻影”III的三角翼设计呢?一个原因是“幻影”F1并不是特别成功,另一个原因是达索在三角翼机型方面的经验更丰富。

“幻影”2000C型战斗机

首先来看一下“幻影”2000的气动布局和结构设计。和之前的“幻影”III相比,“幻影”2000的三角翼结构发生了重大变化,虽然两者在外观方面很相似,但实际上很多细节都进行了调整。“幻影”2000采用了低置的弧面薄三角翼,前缘后掠角58度,两侧进气口后上方设置了一对小型扰流片,机翼上安装了升降副翼,有利于飞行控制。“幻影”2000是第一架在设计中加入了放宽静稳定度和电传飞行控制系统的法国战斗机,它的升力中心点在它的重心前面,增强了机动性,电传飞控系统提高了敏捷性。这些改进弥补了三角翼布局的固有缺陷,发挥了三角翼的优势,大大提高了“幻影”2000的飞行性能。数据显示,“幻影”2000战机在正常起飞状态下的翼载荷为264千克/平方米,瞬间盘旋能力可达30度/秒,翻滚速度超过270度/秒。

“幻影”2000的起落架

“幻影”2000采用了可伸缩的前三点式起落架,包括两个前起落架和一个主起落架,均可通过液压装置回缩,前起落架向后、主起落架向内收入机身内部。起落架配备了减震器,前起落架安装了电动液压转向装置,可以左右转动45度。机尾下方可安装跑道制动钩或制动伞整流罩,驾驶舱前面有一个固定的可移动加油探头。

双座型“幻影”2000的驾驶舱

“幻影”2000的驾驶舱较小,没有气泡罩,有单座型和双座型。飞行员通过一根中控杆和左手油门来驾驶飞机,结合了HOTAS飞行控制系统,配备了马丁-贝克Mk10零-零弹射座椅。单座型“幻影”2000战机的仪表面板由一个六分仪VE-130抬头显示器控制,它的下方是VMC-180多功能彩色下视显示器,左下角是一个存储管理面板,上面是导航仪器和高度计,驾驶舱左侧是通信设备控制设备。“幻影”2000的座舱内还安装了一个VMC65单色CRT显示器,主要用于电子对抗设备。

“幻影”2000的座舱内部

其次来了解一下“幻影”2000的航空电子设备。早期的“幻影”2000C战机配备了萨基姆ULISS 52惯性导航系统(INS)、TRT无线电高度计、达索电子2084型中央数字计算机、Digibus数据总线、大气数据计算机、AP605数字式自动驾驶仪。通信设备包括LMT NRAI-7A IFF应答器、IO-300-A标记信标接收器、TRT ERA 7000 V/UHF收发器、TRT ERA 7200 UHF或EAS安全语音通信系统等。敌我识别系统主要由NR-AI-7A敌我识别应答器、NR-AI-11敌我识别询问译码器组成。“幻影”2000还搭载了雷达告警接收机(RWR)和机内电子对抗系统(ECM),能够自动投放箔条和曳光弹。

RDM雷达

在雷达系统方面,早期交付的“幻影”2000C搭载的是汤姆逊-CSF研制的RDM多功能多普勒雷达。这是一种X波段雷达,包括一个雷达天线、一部单脉冲频率捷变发射器和一个多普勒信号处理装置。RDM雷达拥有多种模式,除了对空中目标进行远距离探测和跟踪外,它还可以为空空导弹照射目标,投放空地武器,进行地面测绘和地形回避,还可以探测、跟踪和攻击海上目标。

之后生产的“幻影”2000战机换装了更先进的RDI多普勒脉冲雷达,它同样是一种X波段雷达。该雷达包含12个外场可更换单元和11种工作方式,可以执行连续跟踪、导弹制导、自动锁定、敌我识别、地图测绘、地形回避、多普勒波束锐化、空地测绘、等高线测绘等任务。RDI雷达重255千克,天线直径674毫米,对RCS值5平方米的目标的最大探测距离为100千米。

RDY雷达

改进型“幻影”2000-5战机搭载了RDY多目标多普勒雷达,于1995年开始服役。RDY雷达采用双功率脉冲多普勒机制,拥有高中低三种脉冲重复频率,可满足迎头、尾追、上视、下射等不同要求。该雷达对空中目标的最大探测距离为115千米,对地/对海的探测距离可达150千米。RDY雷达的分辨率高,抗干扰能力强,可同时跟踪8个空中目标并攻击其中的4个。

M53发动机

接下来介绍一下“幻影”2000的动力系统。“幻影”2000战机搭载的是M53系列发动机,该发动机本来是为ACF战斗机项目研制的。前期生产的37架“幻影”2000战机搭载的是斯奈克玛M53-5发动机,后来生产的“幻影”2000战机换装了M53-P2低旁通比涡扇发动机。M53-P2发动机很特别,是单轴式涡轮风扇发动机。该发动机由12个可更换模块组成,净推力64.3千牛,加力推力95千牛。

M53发动机的性能落后于同时期的美国发动机

与同时期的美国战斗机发动机相比,M53-P2的推力要小很多,推重比也较低,这在一定程度上影响了“幻影”2000的飞行能力。它的进气口装有可调节的半圆锥形中心体,为高效进气口提供倾斜的压力冲击,但是在大迎角情况下容易产生紊乱气流,影响进气效率。“幻影”2000的内部燃料容量是3978升,部分型号是3904升,机翼可挂载1700升的副油箱,机身中心线可挂载1300升的副油箱。

挂载Matra超级530D空空导弹的“幻影”2000

最后来看一下“幻影”2000的武器配置。该战机的固定武器是内置的两门DEFA 554型30毫米旋转式航空机炮,每门备弹125发,射速可选择每分钟1200发或1800发,初速约810米/秒。“幻影”2000设置了9个外挂点,每侧机翼上有2个,机身下有5个,最大有效载荷6.3吨。机翼外侧挂架可载重300千克,可携带Matra“魔术”II短距红外制导格斗导弹,机翼内侧和机腹挂架载重量较大,可挂载Matra超级530D中程半主动雷达制导空对空导弹。超级530D导弹的最大射程为40千米,最大速度4马赫,具备全天候、全方向作战能力。

“幻影”2000还可挂载“宝石路”系列激光制导炸弹

不同型号的“幻影”2000战机可以根据需要挂载不同的武器,包括AIM-9空空导弹、“米卡”中距空空导弹等,还可以携带AM.39“飞鱼”反舰导弹、AS-30L激光制导导弹、ASMP战术核巡航导弹等武器,以及Mk.82、Mk.83、Mk.84航弹、BAP100毫米反跑道炸弹、BAT-120毫米战术支援炸弹、250千克或400千克组合炸弹、BELUGA子母弹、玛特拉68毫米非制导火箭吊舱等。其中“飞鱼”导弹是一种反舰掠海导弹,搭载了AD-AC制导装置和TRT无线电高度表,可以在掠海高度进行自主式制导。AS-30L导弹采用ARIEL激光制导,弹头重250千克。

三、“幻影”2000的主要型号:核打击型“幻影”2000N和重大改进型“幻影”2000-5

“幻影”2000C单座战斗机

“幻影”2000C单座战斗机是第一款投入量产并进入服役的“幻影”2000。首架生产型“幻影”2000C于1982年11月20日首飞,1984年6月服役。前37架“幻影”2000C战斗机配备的是RDM多普勒雷达,搭载M53-5发动机。从第38架开始,“幻影”2000C采用了改进型M53-P2涡扇发动机,升级版的RDI多普勒脉冲雷达在1987年进入服役。

“幻影”2000B双座教练机

“幻影”2000B是“幻影”2000C的双座教练机,于1980年10月11日进行了首次飞行,法国空军订购了30架。

“幻影”2000E是“幻影”2000出口型的统称,安装了M53-P2发动机和增强版的RDM雷达,还能够携带ATLIS II激光瞄准吊舱。

“幻影”2000N核打击机

“幻影”2000N是核打击型战机,目的是为了取代“幻影”IV轰炸机。首架原型机于1986年2月3日首飞。“幻影”2000N从1988年开始服役,共生产了75架。“幻影”2000N是在“幻影”2000B双座教练机的基础上研制的,配备了Antilope 5雷达,用于地形跟踪、导航和地面测绘等。“幻影”2000N可携带一枚ASMP中程核导弹,也能携带用于自卫的MATRA“魔术”空空导弹。“幻影”2000N不能携带中心线油箱,机翼下可以挂载一个独特的2000升容量的副油箱。第一批30架“幻影”2000N被命名为“幻影”2000N-K1,没有箔条投放系统,在ASMP导弹之前携带的是一对AN-52自由落体核弹。之后生产的44架“幻影”2000N被命名为“幻影”2000N-K2,它们既有核打击能力,也有常规攻击能力,同时具备完全的防御能力。“幻影”2000N的最新升级型号是“幻影”2000N-K3,配备了新型对抗系统,能同时携带ASMP-A核巡航导弹和侦察吊舱。

“幻影”2000D战斗机

“幻影”2000D是一种常规攻击型战机,由“幻影”2000N发展而来。其原型机在1991年2月19日首飞,生产型在1993年3月31日进行第一次飞行,1995年4月服役,生产了86架。“幻影”2000D的主要设计用途是携带常规武器进行远程精确打击,它和“幻影”2000N非常相似,只不过装备的是常规攻击武器。“幻影”2000D也有两种衍生型号,分别是“幻影”2000D-R1和“幻影”2000D-R2。两者之间的区别是“幻影”2000D-R2可以挂载“阿巴斯”和Scalp导弹、ATLIS II激光指示系统和Samir自保护装置,而前者没有这些装备。

“幻影”2000-5战斗机

“幻影”2000-5是“幻影”2000的重大改进型,其首架原型机由一架“幻影”2000B双座型战机改装而来,在1990年10月24日首次飞行。随后一架“幻影”2000C也进行了同样标准的改装,在1991年4月27日进行了首次飞行。生产型“幻影”2000-5于1997年服役。“幻影”2000-5的主要改进是换装了更先进的RDY多目标多普勒雷达和CLDP激光指示吊舱。RDY雷达能够引导4枚“云母”导弹攻击不同的目标。防御系统的改进包括ICMS 2对抗套件和Samir DDM导弹预警系统。ICMS 2在机鼻内整合了一个接收器和相关的信号处理系统,可以探测敌方导弹指挥数据链,并且可以连接到一个新的可编程任务计划和任务分析地面系统。“幻影”2000-5还换装了具有夜视镜的先进玻璃座舱、双联仰视/平视组合显示器等,类似于“阵风”战机。

“幻影”2000-5 Mark 2

“幻影”2000-5 Mark 2是对“幻影”2000-5的进一步改进,主要更新包括用于增程型“米卡”导弹的数据链、附加的Damocles FLIR瞄准吊舱、具有移动目标指示能力的RDY-2全天候合成孔径雷达等。“幻影”2000-5 Mark 2还升级了其他一些航电设备,包括更高分辨率的彩色显示器、一个可选的顶视镜头盔显示器、模块化数据处理单元、具有环形激光陀螺仪和GPS功能的“图腾”3000惯性导航系统、新型综合式内置电子战设备、多通道数字视频与数据记录仪等,还为飞行员增加了一个机载氧气生产系统。进一步的升级计划包括AIDA视觉识别吊舱、MIDS数据链、新的远程传感器、顶视镜E头盔显示器、用于敌我识别和瞄准的红外光学传感器等。

“幻影”2000-9战斗机

“幻影”2000-9是“幻影”2000-5 Mark 2的出口型号,阿联酋订购了32架,包括20架单座型的“幻影”2000-9和12架双座型“幻影”2000-9D。“幻影”2000-9主要用于对地打击,配备了Shehab激光瞄准吊舱和Nahar导航吊舱,增强了RDY-2雷达的空对地模式。另外“幻影”2000-9还安装了一个综合模块化电子对抗系统(IMEWS),在机身下的整流罩内安装了一个低频电波干扰机。在武器系统方面,达索公司专门为“幻影”2000-9研制了一款独特的机腹挂架,能够以双联装方式挂载2枚500磅激光制导炸弹,还可以挂载新型防区外撒布武器。

四、“幻影”2000的服役和出口:“幻影”系列战机的替代者,国际市场表现不温不火

“幻影”2000与“阵风”战斗机

“幻影”2000战机于1984年6月列装,同年法国成立了第一个作战中队。“幻影”2000服役后,逐步取代了之前的“幻影”系列战机,开始成为法国空军的主力战机之一。在1990年代的多次实战行动中,法国空军均出动了“幻影”2000战机。2018年,法国“幻影”2000N战机退役。2019年1月,法国空军一架“幻影”2000D战机在训练中坠毁。“阵风”战机服役后,逐渐取代了“幻影”2000战机

秘鲁的“幻影”2000P战机

和之前的“幻影”III、“幻影”F1等系列战机一样,“幻影”2000也大量出口到了海外,但是它的总体表现并不是特别让人满意,可以用不温不火来形容。第一个进口“幻影”2000的是埃及,该国在1981年订购了16架“幻影”2000M单座战机和4架“幻影”2000BM双座教练机,从1986年开始交付。秘鲁购买了10架单座“幻影”2000P和2架双座“幻影”2000DP教练机,同时还订购了ATLIS II目标瞄准吊舱。1994年,卡塔尔订购了9架单座“幻影”2000-5EDA和3架“幻影”2000-5DDA教练机,1997年开始交付。

希腊的“幻影”2000EG

1985年3月,希腊订购了36架单座“幻影”2000EG和4架双座“幻影”2000BG,搭载了ICMS 1防御对抗套件,特点是在尾翼顶部有两个小天线。2000年,希腊订购了25架“幻影”2000-5 Mark-2战机,包括15架新造飞机和10架现有“幻影”2000EG的升级。2007年,“幻影”2000关闭了生产线,最后一架“幻影”2000战机在2007年11月23日交付给希腊空军。

印度的“幻影”2000H战斗机

在上世纪八十年代,印度购买了26架单座“幻影”2000H5和4架双座“幻影”2000TH5,1985年开始交付。第一批的第二部分包括10架“幻影”2000H单座战机,搭载M53-P2发动机。后来所有飞机换装了M53-P2发动机,单座型命名为“幻影”2000H,双座型命名为“幻影”2000TH。在1987年至1988年,印度又收到第二批6架单座“幻影”2000H和3架双座“幻影”2000TH。至此,印度共购买了49架“幻影”2000,包括42架单座型和7架双座型。2004年,印度又购买了10架“幻影”2000H,改进了航空电子设备,升级了RDM雷达。

阿联酋的“幻影”2000RAD

1983年,阿联酋购买了22架单座“幻影”2000EAD战机、8架单座“幻影”2000RAD侦察型和6架“幻影”2000DAD教练机,于1989年开始交付。数年后,阿联酋又购买了20架单座“幻影”2000-9和12架双座“幻影”2000-9D,于2003年开始交付。30架“幻影”2000EAD也升级到了“幻影”2000-9标准。特别值得一提的是“幻影”2000RAD侦察机,它没有任何内置摄像头或传感器,保留了空战和对地攻击能力。该机的侦察系统安装在机载电子吊舱中,包括SLAR 2000雷达吊舱、COR2多摄像机吊舱以及AA-3-38 HAROLD望远镜远程光学摄像机吊舱等。

除此之外,还有一些国家和地区装备了“幻影”2000战机,在此不再赘述。

结语

作为“幻影”战机家族的重要成员,达索公司对“幻影”2000的研制和发展寄予厚望,希望能够借助它重现“幻影”III系列战机的辉煌,取得更广阔的市场。作为“幻影”家族的开山之作,“幻影”III的市场表现超出预期,总计生产了1400余架,对于达索公司乃至整个法国来说,这都是一个令人满意的结果。但是随着航空技术的进步,“幻影”III的竞争对手变得愈发强大。于是达索公司推出了“幻影”F1战机,希望它的后掠翼设计能够弥补“幻影”III的缺陷,重新获得市场的认可。然而事实证明,“幻影”F1的性能并没有达到预期,和其他先进战机的差距十分明显

“幻影”2000的性能差强人意

在“幻影”F1之后,达索公司几经摸索,从ACF计划再到“幻影”G再到“小幻影”概念的提出,最终设计出了“幻影”2000战机。“幻影”2000再次延续了“幻影”III的三角翼布局,同时进行了改进,努力消除了不利因素。然而受制于发动机技术的不足,发动机的短板严重影响了“幻影”2000的综合性能。幸运的是,由于全电传操纵系统的应用,“幻影”2000的飞行性能还是差强人意。再加上核打击型“幻影”2000N和重大改进型“幻影”2000-5的服役,进一步丰富了“幻影”2000的机型,拓展了应用场景和任务执行范围,使“幻影”2000在法国空军中的地位变得愈发重要。

“幻影”2000的表现不温不火

然而和“幻影”F1一样,“幻影”2000的市场表现也是不温不火,并没有达到达索公司的期望值,没有能够重现“幻影”III系列战机的热销场景。虽然“幻影”2000也出口了数百架之多,但是和F-16等战机的差距十分明显,“幻影”战机逐渐处于被边缘化的不利境地。从表面来看,“幻影”2000的失利是因为三角翼结构的先天不足和发动机等短板的存在,导致其总体表现不如F-16等战机那么优秀。不过从深层次进行分析的话就能发现,法国航空工业的整体实力无法保证战机性能达到世界顶级水准,才是导致以“幻影”2000为代表的“幻影”战机家族走向颓败的内在原因

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