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F-5 Plus重装上阵——以色列F-5“虎”式战斗机终极改进型
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2022.11.05 江苏

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经常听说“物有所值”这个词,而以色列最新研制的超级F-5——F-5plus应该说是“物超所值“了。F-5plus刚一问世,就被美国人不无嫉妒地称为F-5'比斯”。众所周知,战斗机的升级换代进入21世纪后竞争日益激烈,发展中国家在财政紧缩的情况下仍然要尽量保持其国防战备能力,因此战斗机升级市场急速发展。

世界公认的战斗机改进专家——以色列航空工业集团(IAl)联合航电专家艾尔塔电子工业公司(Elta),运用其独特的航空技术把那些看上去十分落伍的飞机改装成非常现代化的军用飞机。

图示:作为以色列的国有企业,IAI不但是以色列本国的支柱性国防供应商,也持续向全球输出着各种军事装备与技术,甚至在一定程度上塑造了以色列的国际形象。

IAI根据智利空军的要求对F-5E战斗机进行了彻底的改装。智利空军拥有12架F-5E单座战斗机,后来又买进了2架F-5F双座战斗机,编成智利第7飞行大队第1中队,驻防于安托法加斯大。智利希望以色列把F-5E的潜力发挥到极限,于是以色列拿出了F-5终极改进计划:F-5plus。现在智利第7飞行大队的所有战斗机都升级改装成性能先进、外表精悍的F一5plus。

以色列F-5战斗机是基于美国援助盟国的需要而研制的,其技术指标与苏制米格-21战斗机相当。

原型

F-5是美国诺斯罗普公司研制的一种双发轻型战斗机。作为美国的军援战斗机,F-5系列装备过30多个国家或地区的军队(美国空军未装备)我国台湾省也装备了相当数量,但它们并未受到太多重视。

诺斯罗普F-5,经典第二代超音速战斗机,专注外贸,图片是瑞士十字军飞行表演队的F-5,瑞士一共引进了54架。

在很多人眼里,F-5只是美国为了援助其盟友和开发第三世界战斗机市场而研制的一种性能上接近米格一21的低档战斗机。F-5的历史最早可以追溯到20世纪50年代。1954年美国诺斯罗普公司的一个小组考察了北约和东南亚一些国家的防务后认为,应该研制一种廉价、易于维护、并具有短距起降能力的轻型超音速战斗机,1955年开始设计,并被赋予了一个公司编号N156。

N156有多种方案,最终为N156F。另外有一种与其相似的双座高级教练机,编号N156T。这两种方案提交给美国军方后,首先被海军否决,空军最初也对这种低档战斗机不感兴趣,但是后来打算用一种新的教练机更换T-33,于是N156T方案被选中,并于1956年开始设计,军方编号T-38。

美国空军T-38“禽爪”喷气式教练机

N156F虽未受到重视,但诺斯罗普公司仍然决定继续这个项目。后来空军终于意识到N156F的价值,打算用它来援助盟友中那些国力相对较弱或者不愿承担高额空军费用的国家。1958年N156F被赋予了一个很政治化的名称——“自由战士”并开始制造原型机。1959年7月30日N156F的原型机首飞。1962年,经过竞争美国国防部宣布N156F被军援计划选中。1962年8月9日N156F正式被赋予F-5A的编号,双座教练型机称为F-5B。

试飞中的 N-156F

1965年,在越南战争中由于重型战斗机维护起来很麻烦,美国空军一度考虑过采用相对简单便宜的F-5。为此,一批F-5A经过改进后进入越南进行实战测试。空军本打算把自己装备的单、双座F-5赋予F-5C/D的编号,但这项计划在测试结束后就取消了,F-5C/D没成为现实。

1968年美国空军宣布国际战斗机计划(IFA)作为F-5的后继者,要求其空战能力更强一些,主要对手就是米格-21。有8家公司参与了竞争,最后诺斯罗普公司用J85-GE-21发动机改装的F-5A-21获胜。经改进的飞机最后编号为F-5E,绰号“虎”Ⅱ。F-5E于1972年8月11日首飞成功,1973年服役。F-5F是F-5E的双座教练型。

诺斯罗普公司共生产了1871架F-5系列战斗机,加拿大、荷兰、西班牙、韩国、瑞士等国家和台湾地区授权生产了776架。1987年F-5E在美国停产,不过后又用多余的散件装配了一些,最后一批在1989年交付。F-5实际上是一种成功的机型,在许多细节上体现了美国的飞机设计制造经验,而且美国海军的TOPGUN中队也长期使用F-5来作为假想敌战斗机,其性能比一般人的想像要好得多。

台湾地区持证自行生产的F-5E“虎”式战斗机

F-5战斗机只用于对外援助和军售,美自身并不装备,但有些空军假想敌部队和研究机构为测试与研究有少量装备

F-5虽属低档战斗机,但机动性能相对于同时代的战斗机来说并不逊色。F-5为了获得较好的机动性能,采取了一些在当时比较先进的气动手段,比如机动襟翼和后缘襟翼联动,和当时流行的变弯度机翼,从而改善了飞机在亚音速情况下的起降、机动和巡航性能。

F-5系列都装备两门20毫米M39型航炮,在对空作战时可以携带AIM-9导弹。其机头下垂,座舱视野开阔,下视视角11°,比米格-21大3.3°。飞机外形尺寸较小,发动机尾烟清洁,在格斗中的目视目标非常小,不易被对方飞行员发现。虽然F一5的外形尺寸较小,但座舱比较宽大,使飞行员不感到局促。仪表布局也比较合理,使飞行员可以集中精力注意舱外的情况,体现了美国武器对人机工程的一贯重视。F-5和主要对手米格-21相比,空战机动性能相当,而对地能力和作战半径远远超出,可靠性和可维护性也要优于苏式战斗机。客观地说,其综合性能超过米格-21。

F-5机头安装的20毫米M39型航炮

F-5的重大改进型F-20“虎鲨”。美军本打算以它来更新盟国战机,不料盟国都看上了F-16,F-20就只有束之高阁

F-20“虎鲨”的座舱颇为现代化。

改进

以色列F-5plus战斗机以F-5E单座战斗机为原型,在位于本古里昂机场的沙汉姆飞机保养和升级工厂里进行改装升级。该厂是IAl的子公司。F-5plus计划的终极目标就是以现有的机身为基础改装出顶级的战斗机。实际上以色列把改进的重点放在了航电和火控系统上,战斗机内部的航电装置被改进一新,而机身只作了小范围改进,发动机更没有作任何改进。

F-5E战斗机的座舱

IAl自称F-5plus比当时服役的F-5系列其它所有飞机先进半个世纪。主要改进地方在于加装了MILSTD1553军用数据链的控制系统、新型的雷达和多功能座舱显示系统。雷达是艾尔塔(EIta)公司的EL/M-2032B,可以切换成空中防御模式、空对地作战模式以及空中侦察(绘制地图)模式。尽管缩小了雷达的体积和减轻了重量,但雷达的性能丝毫没受到任何影响。

智利空军装备的F-5E战斗机。F-5plus就是在它的基础上进行的改进。

以色列艾尔塔(Elta)公司研制的EL/M-2032B需达

以色列自己研制的Ⅲ-S数据处理系统可以将飞机所有系统的数据集合起来,并显示在座舱战术数据显示器上。这样的配置相当先进,就是美国也只有少数战斗机飞行员才拥有这样的集合式座舱战术数据显示器。F一5plus的座舱还装有一台前端辅助微处理器,用于加速航空电子系统的运行。在辅助微处理器的上方装有El一Op平视显示器,飞行员可“手不离杆”地进行显示数据的操控,平显配有标准的空对空、空对地和导航/进场模式。发射导弹、机枪瞄准和轰炸都由计算机进行。连续计算命中点(CCIP)将在一条垂直线的末端以十字的形式在多功能平视显示器(HUD)上清晰地显示出来。

前端辅助微处理器的两边各加装一个多功能显示器。智利空军的多功能显示器是绿色的单显,如果客户需要还可以改成彩色的。飞行员只需一瞥便可从这些多功能显示器上获取各种战术数据,显示器还可以显示飞机系统数据和检查表,所以仪表的数量在F-5plus 上被尽量缩减。

当飞机处于空对地状态时显示器上显示出目标物体的光电图像;当战斗机处于空对空状态时飞行员左手边的多功能显示器上显示雷达探测到的目标坐标,右手边的多功能显示器上显示战术情况。这些都是F-5plus最先进的地方。

中央计算机将导航系统、雷达告警器和雷达提供的数据综合起来显示在一个显示器上。显示器上还会显示国界线和水域、危险区,主动雷达照射区和飞机回程也都有所标识。然而现在的大多数战斗机飞行员还不得不先低头检查导航显示器、然后再看雷达选定和告警器显示,最后人为地判断和处理收集到的数据。而F-5plus战斗机则将这些数据全部显示在几台显示器上,让飞行员一目了然。这种快速评估战术的优势显而易见——极大程度减少了工作量,提高了效率,飞行员低头的次数也大为减少。

F-5pIus战斗机的座舱安装有多功能显示器,在很大程度上减少了飞行员的工作量,提高了效率。

F-5plus战斗机的座舱安装有多功能显示器,在很大程度上减少了飞行员的工作量,提高了效率。

以色列加装航电系统还有个特点就是“视频验收功能”,即通过INS/GPS数据和计算机进行目标选定工作。这和“空战演练仪”(ACMI)的功能相似,可自动排列目标的威胁顺序给飞行员有益的提示。按以色列的说法,它的安装费用也不昂贵。

F-5plus符合现代战斗机的维护要求,在航电系统中采用了很多现场可更换部件,有效减少了飞机的保养次数。F-5plus仍然采用J-85-GE-21发动机,最大推力15.58千牛,全加力推力22.25千牛。F-5plus的电子对抗设备包括雷达告警器、箔条/红外干扰分配器和外挂的保形干扰系统(CCS)。CCS系统安置在机身或机翼下,可以接受雷达告警信号并产生雷达欺骗信号和噪声干扰信号。系统全重仅23千克。

F-5plus在座舱底部设计了排水口,如果雨天座舱积水,可以自动排水。F-5plus还适当地加大了鼻锥,以容纳上面提到的新型雷达。

F-5plus战斗机从以色列本·古里安机场起飞接受测试。在试飞阶段,机头的20毫米炮被遥测仪器所代替。

F-5plus战斗机从以色列本·古里安机场起飞接受测试。在试飞阶段,机头的20毫米炮被遥测仪器所代替。

试飞

改装完成后,就开始了一系列富有挑战性的试飞了。众所周知,大多数国家的战斗机试飞计划是一步一步进行的,一次测试一个系统,小心翼翼,速度缓慢。而以色列的F-5plus战斗机则是多个系统同时测试。IAI的遥测技术十分精确,遥测发送器安装在样机的机炮舷舱里,在试飞速度下遥测的效果很好。大约50次飞行后,F-5plus在“飞行一调整一飞行”的基础上,经过规范测试就从首飞过渡到正式服役了,这是一个前所未有的速度。

尽管将新型雷达装进F-5机身遇到了一些困难,设计师不得不又重新设计了F-5plus的鼻锥、改进了雷达。试飞结果表明整个系统的性能超规格发挥,令人非常满意!座舱显示器和导航系统一切正常。改进后的新型雷达小巧轻便、一旦满负荷运行就会自动报警,性能十分优秀。

在一次演练中,F-5plus与F-16A搭档对一架1000米高空的“幼狮”战斗机进行正面拦截,F-5plus始终比F-16提前侦察到“幼狮”的行踪。在另一次演练中,在同一高度,F-5plus迎头向F-16飞去,F-5plus总是先于F-16侦察到对方。这证明了以色列雷达的性能,同时也显示了F-5plus雷达的横截面比F-16小得多,因此也更不容易被发现。

作战能力

F-5plus有2个翼尖导弹发射滑轨和5个外挂点,在机腹下可携带一个1041升副油箱,还可在机翼下各带一个。当它携带3个副油箱和2枚“响尾蛇”导弹时,作战半径可以远达1084千米;带2枚MK82炸弹和3个副油箱的高—低—高遮断半径为917千米,低一低一低半径为621千米;最大炸弹载荷时作战半径194千米,最大转场航程2947千米。

对于这样的轻型战斗机来说,具有如此大的作战半径是十分难得的。而米格-21BMC战斗机带3个490升副油箱时作战半径只有350~450千米,最大转场航程1900千米。F-5plus还可在机鼻右上方增加一个加油探头和受油嘴,由KC130和KC135加油机进行加油,加满内部油箱和3个副油箱的时间为7分钟。通过空中加油,F-5plus在各种任务下的作战半径可以増大37%~69%。

F-5plus的最大外挂重量4745千克,有效载弹量3324千克。米格-21的外挂重量只有1000~1300千克。即使米格23战斗机,最大外挂重量也仅3589千克,有效载弹量2075千克。可见F-5plus的挂载能力是十分惊人的。

F-5plus的翼尖除了挂装AIM-9“响尾蛇”/“蜻蜓”导弹外,还可挂装性能更先进的“怪蛇”3导弹。以色列还准备在F-5plus上装备第三代空空导弹“大蟒”。它具有几乎全向的攻击能力,其大威力的弹头保证了杀伤力。然而有些目标却有可能在威力相对较小“响尾蛇”导弹的攻击中幸存下来。

飞行中的F-5plus战斗机,其挂载的“怪蛇”4近程空空导弹清晰可辨。

在空对空交战中,F-5plus战斗机优越的机动性使其比敌机更容易空中定位。而在执行空对地任务时,精确制导武器(PGM)是关键。F-5plus的载弹量相比F-16来说不大,其性能的发挥更多地是依赖于它的灵活性,而不是它的攻击力。挂在机腹下的重型炸弹会极大阻碍这种轻型战斗机的性能,所以“轻型”武器是个不错的选择——以精确代替杀伤力。

一架携带3~4枚小型激光指导炸弹的F-5的破坏力与携带4倍数量“笨重”武器的大型战斗机大致相当。F-5plus可以携带多种对地攻击武器,包括MK82/MK84炸弹、CBU24集束炸弹、'小斗犬”空地导弹、“小牛”空地导弹、激光制导炸弹和无控火箭等;具有很好的低空飞行稳定性,投放无制导武器时精度较高;加装可横滚稳定的AN/ASG-29瞄准具,进一步提高了投弹准确性;进行俯冲轰炸时投弹的圆概率误差为16~18米。

F-5plus战斗机三视图

F-5plus除了执行制空任务外,凭借侦察吊舱,还能胜任战术侦察工作。第一架F-5plus在20世纪末就已交付智利空军。而智利的F-5F战斗机目前正在以色列进行改进,以保证2004年底前交付使用。尽管智利空军飞行大队的其他飞机将交给ENAER公司进行改进,但IAI还是获得了丰厚的利润。

正在厂房中进行改装的智利F-5plus战斗机

按照IAI的一贯传统,该公司还可根据客户的要求和用途将各种精密的升级设备,如空中加油设备、头盔瞄准系统、超远距离通信系统、大气数据计算机……安装到F-5战斗机上。因为这些装置的价格仅为战斗机本身的1/10,所以客户一般都要求飞机上配有航电/操纵接口。但目前也只有新一代战斗机,如法国“阵风”、美国F22“猛禽”和欧洲“台风”EFA战斗机上才有这些装置。

看来,以色列在改进战斗机方面的确相当有实力。难怪美国人说,即便是一块石头,以色列人也能改装成出先进战斗机……

智利的F-5F战斗/教练机也将由以色列进行相同项目的改进

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