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「老鹰」新飞——F-15战斗机的升级与新型号

2024-07-28军情

2021年2月2日,美国空军首架F-15EX战斗机首飞,标志着美国空军开始重新采购和装备精益重型战斗机。为了弥补F-15C/D/E战机老化造成的战斗力不足,美国空军于2020年正式订购了第一批F-15EX多用途重型战机。

订单价值约12亿美元,包括8架F-15EX战斗机和售后维护以及一次性预付技术费用。该合同恢复了波音公司位于圣路易斯的F-15生产线。密苏里州路易斯。

F-15EX战斗机首次以近垂直模式起飞。

除了2020财年授权的第一批8架F-15EX外,美国空军还在2021财年预算中要求采购12架F-15EX,并计划从2022财年到2022财年再采购64架F-15EX。2025财年。据波音称,空军最终可以从该公司购买144架F-15EX战斗机。

那么F-15EX是一款什么样的战机呢?

「鹰」不再有

F-15是西方第三代战斗机的主力型号。它在美国及其盟国空军服役数十年,先后研制了F-15A/B/C/D/E等几款主力型号。美国人声称在之前的战争中击落了数百架敌机而没有损失一架。然而,冷战结束后,F-15的母公司麦道公司被波音公司兼并。美军的对手也从强大的苏联空军转向了第三世界国家空军或极端武装手中的导弹和「德什卡」高射机枪。。

因此,F-15A/C这样的纯空中优势战斗机的地位远远不如同样具备对地攻击能力的F-15E「攻击鹰」战斗轰炸机。后者为美国空军承担了大量战术对地攻击任务,也被军迷称为「舔地鹰」,以区别于早期的「制空鹰」类型。

F-15C战斗机是最后一款主要用于空中管制的战斗机。该型飞机总共生产了408架。

F-15是20世纪70年代开发的战斗机。最新的F-15E战斗机已经服役了三十年。机身老化、机件损坏,给这架「空中之王」的飞行安全带来了隐患。2021年,甚至曾发生过英国军迷目睹美军F-15「带病飞行」后致电基地提醒美军飞行员降落的事件。

图:7月13日,英国航拍爱好者伊恩·辛普森在拉肯希斯基地外拍摄战斗机时,看到美军第48航空联队第492战斗机中队的一架F-15E起飞。当发动机出现故障时,他立即通知塔台并最终挽救了飞机。飞行员汤普森少校向他赠送了一枚翼徽和一顶棒球帽。

F-15战斗机确实很老了。为了进一步升级这款老化的战机,美国空军近年来在财政预算计划中拨出了大笔资金用于升级。目前,F-15C战机正在进行「金鹰」升级项目,其中包括在现役179架F-15C上安装雷神公司的APG-63(V)3有源相控阵雷达,并为其配备新型ADCPII型任务系统计算机和军团红外搜索和跟踪吊舱。

这个装置可以让战斗机在不打开雷达的情况下发射导弹。此外,针对F-15C战斗机机身寿命耗尽的问题,美军实施了「延长使用寿命计划」,要求波音公司重新制造F-15C机身中央部分或更换翅膀。每人的平均价格飞机价值3000万至4000万美元。

F-15E战斗轰炸机也好不了多少,升级也更贵。为了节省F-15E中期现代化升级项目的成本,美军实际上从2020年开始就靠「捡破烂」来维护。美军买回了沙特航空时更换的旧机翼ForceF-15进行了升级、翻新并安装在他们自己的F-15E上。首批8对机翼已于2020年8月交付美国,每对机翼的单价达到1000万美元,但仍然比再制造便宜很多。

F-15E是一款两座超音速战斗轰炸机,主要任务是对地攻击。它在「沙漠风暴」行动期间执行了数千次任务。

沙特阿拉伯空军的一架F-15SA战斗机从该国哈立德国王空军基地起飞。

近年来,美军预计,未来面对中俄等大国的先进地空/空空导弹时,F-15传统的机动性将不再让它在前线生存。只有第五代隐形战机才能有力突破敌方防空网。。但五代机必须在机身内嵌入导弹才能保持隐身性,这极大地限制了其可携带的弹药量。加上部署进度不一致,外界对五代机全面替代四代机提出了质疑。在此背景下,美国空军老牌F-15战斗机再次被推到了风口浪尖。

「鹰」的魔改之路

多年来,波音一直没有放弃对F-15战机的升级改造,先后启动了新加坡、日本等国包括F的改进计划-15SE「沉默之鹰」它的半隐身设计包括该计划都引起了各国的关注。此次开发采购的F-15EX是在出口沙特的F-15SA和出口卡塔尔的F-15QA战斗机的基础上开发的,配备了新的航电系统和改进的安装选项。

F-15SE「沉默之鹰」战斗机将保形油箱改为炸弹舱,可容纳两枚AIM-120D中程空空导弹或453.59公斤(1000磅)炸弹。

内置弹舱被认为是F-15SE的最大卖点

它不仅是一款优秀的空优战斗机,更是一款典型的「空弹车」般的多用途战斗机。F-15EX是美国空军近年来购买的第一架非隐形战斗机,标志着美国空军完全隐形战斗机机队愿景的终结。在预算和战斗力的平衡上,美军需要转向更加务实的四代机和五代机并行装备的道路。

波音公司在新闻稿中表示,首批两架F-15EX飞机已经下线。空军表示,它们将在佛罗里达州埃格林空军基地进行测试,其余六架战斗机将在2023财年交付。与之前的F-15SE「沉默之鹰」设计不同,F-15EX完全放弃了隐身——设计。主要通过增加导弹武器挂载量和更换新型雷达电子系统来提高战斗力。

F-15E的挂载能力已经非常强大了。

据波音官网介绍,过去10年,F-15EX的技术开发投入超过50亿美元。武器运载能力显着提升,运载质量可达13381公斤。可以根据不同的需要进行改造。满足空军的各种任务要求。安装新发动机还提供了更强的速度和加速能力,使战斗机能够更快地到达目的地。此外,全方位电子战设备每秒可处理870亿条指令,使飞行员能够更有效地应对紧急情况。更重要的是,每架F-15EX仅需8000万美元左右,性价比非常高。

虽然距离第一批F-15战机服役已有40多年,但除了隐身能力有所欠缺外,「鹰」战机的综合作战能力依然不逊色于年轻的战机随着波音公司的不断壮大,「后辈」也随之而来。正因为如此,波音公司一直主张利用新一代技术来改进F-15战斗机,使其能够保持相对于「四代半」战斗机的性能优势。不过,美国空军担心F-15改进计划会吸收五代机的研制预算,一直不愿意这样做,但由于F-22生产暂停,F-35落后。之后,美军不得不接受F-15EX项目,以弥补五代机数量的短缺

波音公司F-15EX战机的宣传视频中表示,将配备世界上最快的计算机、电传操纵系统和先进的电子雷达。

F-15EX的升级发展是一步步来的。首先,从2007年开始,波音公司为现役的F-15E更换了有源相控阵雷达和新型航电系统,使其空战能力比前身F-15C更加出色,成为真正的「攻击鹰」。随后,波音公司在2009年提出了代号「沉默之鹰」的F-15SE增强套件,用装有两枚导弹的弹舱取代了保形油箱,以减少其雷达反射截面。

虽然F-15SE笔直的进气口和方形的机身外观在雷达屏幕上仍然很难完全隐形,但配套的数字电子战系统可以制造大量虚假目标,增加穿透防空的概率网络。由于该机的生存能力仍无法与F-35的隐身外观和先进的电子战技术相媲美,而且没有外国买家感兴趣,所以F-15SE项目以失败告终。

随后,波音公司推出了F-152040C升级套件,寻求通过轻型保形油箱将飞机携带的AIM-120D中程空空导弹数量增加到「机身」并加强多安装塔架。8枚+翼下8枚。」虽然此时飞机的机动性会变得很糟糕,但借助相控阵雷达的远程搜索能力和AlM-120D导弹的超远射程,其空袭射程可超越美国海军「F-14战斗机+AIM-54C‘凤凰’远程空空导弹」组合

F-152040C将外挂导弹数量从8枚增加到16.除了美国,日本也有兴趣购买它们

2018年波音还为日本航空自卫队AIM-120空对机推荐了F-15D/DJ改装的「超级拦截机」-机身下的空空导弹,主翼下的2个外挂架可挂载4枚导弹,两侧保形油箱桅杆上可挂载4枚导弹先进的中程空空导弹,具有在传统拦截作战中具有强大优势

另一方面,波音在整合F-152040C的技术后,有升级项目开发了F-15SA战斗机。沙特空军的F-15QA战斗机和卡塔尔空军的F-15QA战斗机。这两个国家花费了大量的资金开发了两个顶级的F-15战机改进计划,这也摊薄了F-15后续改进的成本。

F-15SA是波音公司向沙特供应的豪华版本,F-15EX是在此型号的基础上改进而来。

F-15SA战斗机最大的外观就是恢复了早期F-15战斗机上取消的一对外翼挂点。F-15战斗机家族此前给人的印象是,它只有一对翼下重型挂架,主要用于挂载2271加仑的副油箱,偶尔还挂载对地攻击弹药。这对重型挂架是两侧带有发射导轨的复合材料挂架,可携带AIM-9或AIM-120空空导弹。

事实上,麦道在研发F-15时,在机翼上设计了四个悬挂点。外侧的两个小悬挂点专门用于安装电子战垫。但在试飞过程中发现,外部吊舱极大地影响了歼15的俯仰稳定性。当模拟稳定系统失效时,飞控系统无法维持主包线区域内的飞行质量,因此直接中止。这对挂载点将ALQ-135(V)电子战系统放置在机身内。

1994年,为提高F-15的反辐射作战能力,这对小挂点被重新启用,用于安装挂架挂载AGM-88「哈姆」反辐射导弹。已有八架F-15C接受了这种改装,但最终由于飞行稳定性问题而停产。为了保证F-15SA在增加外部硬点负载后的稳定性,波音公司配备了全权限的新型数字电传飞控系统,消除了机械备份和模拟系统,解决了这一问题。F-15SA也成为第一款配备电传飞行控制系统的F-15战斗机。

1994年,美国重新启用了F-15C战斗机上的外翼挂架,但最终因稳定性问题放弃了该计划。

波音公司交付F-15SA和F-15QA后,很快推出了新的F-15X解决方案,后来更名为F-15EX。事实上,F-15EX是基于波音公司为卡塔尔生产的F-15QA战斗机打造的。由于采用成熟技术,几乎没有开发成本,而且还有出口飞机的订单,因此波音公司的F-15生产线要到2022年才会关闭。由于F-15EX战斗机与F-15E类似」「攻击鹰」在后勤保障和飞行员调动难度方面,在更换和维护方面比全新机型有很大优势。

重装到底

F-15EX采用升级后的「先进导弹炸弹弹架」,实际上是模块化双联装导弹挂架。F-15EX可在保形油箱和机腹中心线下方安装总共5个琥珀色挂架,并在机翼下方安装另外4个琥珀色挂架。除了主翼挂架上原有的双滑橇外,总共可挂载20枚中程AIM-120D空空导弹和2枚近程AIM-9X空空导弹,使其成为真正的「武库飞机」。

从机腹可以清晰看到新一代F-15「魔改」飞机的外挂布局

除了空对空弹药外,F-15EX还可以挂载最多装备28枚GPS制导小直径炸弹或一定数量的AGM-88反辐射导弹、JSOW防区外弹药撒布器甚至AGM-84「鱼叉」反舰导弹,对海上目标执行打击任务。此外,波音公司表示,F-15EX未来将能够携带和发射AGM-183A高超音速导弹,可以轻松突破俄军目前由S-400/S-500地表构筑的防空网络——空中导弹系统。由于这种导弹不可能装入F-35A的弹匣中,因此F-15EX的意义就更加非同寻常了。

F-15EX战斗机采用了AMBER复合材料挂架,这使得该机携带的导弹数量呈几何级数增长。

弹药多了,当然还要有一双好眼睛。探测装备方面,F-15EX配备新型APG-82(V)1有源相控阵雷达,具有频率可调滤波器,可同时全功率扫描和干扰,维护性能也得到了很大的改善。此外,F-15EX的关键系统也得到了进一步升级。该机搭载的「军团」吊舱配备红外搜索跟踪系统IRST21,具有空对空高分辨率红外被动探测能力,提高对抗隐身空中目标的能力。。

F-15EX测试新型APG-B2(V)1有源相控阵雷达

美军为F-15C战斗机配备带有RST21红外搜索和跟踪系统的「军团」吊舱。空军于2016年10月10日斥资1.98亿美元为F-15C/D战斗机购买了一台133长波长红外搜索跟踪器。该设备可以探测敌机发动机排放的高温废气。通过与雷达数据交叉比对,该设备对抗发动机技术相对落后、红外隐身技术不完善的战机非常有效。此外,F-15EX还配备了新型被动/主动预警生存系统,用数字化主动/被动预警和监视系统取代了传统电子战系统TEWS,提高了新型被动/被动预警和诱骗能力。那些。防空导弹。能力。

F-15EX采用先进的电传飞行控制系统、现代数字显示器和头盔瞄准具。为了处理来自各种先进传感器的大量信息,波音公司还开发了「先进显示核心处理器」,号称是当今战斗机上速度最快的计算机。它可以利用逻辑运算将雷达、红外、电子战系统和数据链提供的数据整合成飞行员易于理解的信息。

此外,开放式任务系统架构也将使美国空军能够更快地更新F-15EX战斗机上的软件。F-15EX战斗机座舱还使用大屏幕来呈现复杂的战区动态。波音公司此前曾选择以色列埃尔比特公司的大型显示器作为预设增强套件,其中还包括一个低调的平视显示器。

以色列埃尔比特提供的22英寸液晶触摸屏将安装在F-15EX战斗机上

更换发动机

2020年6月底,美国空军授予通用电气首批通用电气-15EX发动机合同,总价值1.01亿美元。根据合同,GE将提供「F110-GE-129发动机,包括安装和备件,以及现代化的发动机监控计算机系统」。相比目前美军服役的F-15的早期F100发动机,F110-GE-129的维护性能更好,维护成本更低,推力更大,自然也更省油。此外,该机的机身寿命达到了惊人的2万小时,可以持续服役数十年。

发动机更换带来的推力增加,使得F-15EX战斗机能够携带AGM-183A高超音速导弹。这款仍在研发中的导弹暂时由B-52H战略轰炸机搭载,每架轰炸机可携带2枚导弹。如果F-15EX战斗机要携带AGM-183A导弹,可以像俄罗斯MiG-31BM战斗机携带「匕首」导弹一样安装在机腹上。

F-15EX战斗机配备的发动机是F110-GE-129,F-16C/D战斗机也使用该发动机。

测试中装备「凤凰」远程空空导弹的F-15战斗机有胃口。该空间可以携带大型导弹。

首架飞机原型

2021年2月2日,美国空军第一架F-15EX战斗机首飞。该飞机的底漆和两个尾翼上仅带有一个小序列号(20-001),在完成功能检查和适航认证后将获得其官方涂装和标记。通过摄影记者的镜头,我们可以看到F-15EX战斗机的更多细节。

从前机身和座舱特写可以看到,飞行员和武器系统军官佩戴的是新型「联合头盔提示系统2」。这是一种新型的头盔瞄准系统,已配发给美军多款战斗机的飞行员。它不仅显着提高了作战性能,还显着减轻了飞行员头部、颈部和脊柱的压力。

2021年2月2日,美国空军首架F-15EX战斗机完成试飞。

当我们仔细观察驾驶舱时,我们还可以发现另一个细节,那就是该机采用了ElbitSystem全新的低调平视显示器。该公司也是JHMCS2头盔的制造商。新型HUD比传统系统更紧凑、更轻,目前安装在GripenE/F战斗机和F/A-18E/FBlock3超级大黄蜂战斗机上。

除了配备AN/APG-82(V)1雷达外,首架F-15EX还配备了BAESystems的AN/ALQ-250「鹰」被动/主动预警和生存系统。后者可以在信号密集的环境下有效发现地面和空中威胁,并有针对性地使用重型战斗和火力干扰炸弹进行反击。

F-15EX战斗机首飞,红圈内配备了BAE系统公司提供的「鹰」被动主动预警和生存系统。

此外,F-15EX的干扰弹容量提升了50%,可以先发制人地释放,对抗战场上随处可见的单兵便携式防空导弹。在F-15EX的侧面我们可以更清晰地看到FAST战术保形油箱。这些2839.1升(750加仑)保形油箱经常用于F-15E。它们还有六个武器安装点和「狙击手」传感器安装点。

从目前的世界形势来看,能够用「空海战术」对抗美国的大国屈指可数。作为非隐身战机,F-15X在空战系统对抗中可以成为首先受到攻击的目标。正因为如此,美国国内对于空军正在装备F-15EX战斗机并没有达成共识。

美国【国家利益】杂志曾经发表过SebastianRoebling的一篇题为【F-15X:是空军下一代超级战斗机,还是在大量浪费研发时间】的文章。他表示,虽然F-35项目前期面临成本超支、交付延误等问题。然而,其独立成本最终会下降,这意味着F-15EX和F-35之间的价格差异可能并不大。如果真是这样的话,美国空军将花费很大一部分预算来购买便宜不了多少的非隐形战机。

F-15EX支持者则表示,除了自身采购成本之外,F-35A隐形战机的作战成本仍然较高。F-15EX由于其成熟的机身和保障设备,显着降低了运营成本。波音公司认为,由于采用了全新机身和先进的涡扇发动机,F-15EX的运营成本不仅远低于F-35,甚至低于老化的F-15EX。15C/D战斗机。显着减少,从每人约42,000美元降至27,000美元飞行时间。这样,短短10年节省的运营成本就相当于机器的购买价格。

支持者还举了例子,美国海军虽然也装备了F-35C舰载战斗机,但仍在改进F/A-18E/F舰载战斗机。因此,空军选择F-15EX并不是「历史的转折」。行为。

图:德国政府计划向美国波音公司订购45架作战飞机,其中包括30架F/A-18E/F「超级大黄蜂」战斗机和15架EA-18G「咆哮者」电子战飞机。这批战斗机将用于替代德国空军目前服役的欧洲制造的「龙卷风」战斗机。后者自1983年起已服役近40年,已到退休年龄。

目前美国空军已经明确订购F-15EX战机,也将其视为未来「4+1」框架的重要组成部分,这证明该型战机必将成为对手之一,这是我们今后必须密切关注的。无论是空中力量还是海上力量,F-15EX「魔鹰」都不能掉以轻心。