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狂风战斗机

狂风战斗机(Tornado)是由英国德国和意大利联合组成的帕那维亚飞机公司研制和生产的双座、双发变后掠翼超音速战斗机。主要用于近距空中支援、战场遮断、截击、防空、对海攻击、电子对抗和侦察等。

该机于1970年开始研制,1972年完成结构设计,1974年8月首飞,1974年9月命名为“狂风”。该机为串列双座,两侧进气,正常式布局,全金属结构,机翼为变后掠翼,带全翼展襟副翼及前缘缝翼,铝合金整体加强蒙皮,尾翼为全动升降副翼,内置式方向舵,采用电传操纵系统,装2台RBl99-34R涡扇发动机,单台静推力为38.7干牛,加力推力为66.0干牛。该机有三种型别,对地攻击型(IDS),主要装备三国的空军及德国海军,共生产了795架,其中包括改装了电子设备的电子对抗和侦察型(ECR),电子对抗及侦察型主要装备于德国和意大利空军,防空型(ADV)是在对地攻击型的基础上发展而来的,与对地攻击型相比,防空型加长了机身,换装了推力更大的发动机

狂风IDS战斗轰炸机和狂风ADV防空战斗机的装备使欧洲国家第一次拥有了可以和美、苏相似的战术空中打击力量,狂风ECR的装备也使欧洲国家在很大程度上摆脱了对美国空军战术电子战机的依赖。狂风的发展过程不但是作战飞机国际合作上的成功典范,也是欧洲国家联合发展高性能作战飞机的重要里程碑。狂风系列飞机的发展和装备对英国德国和意大利来说,无论是在军事上还是在技术上都具有十分重要的意义。

发展沿革

研制背景

狂风战机是受美苏冷战中军事对峙的产物,欧洲国家在20世纪60年代末开始将作战思想由全面核战争的“大规模报复”战略,改变为以常规武器为主,核武器为后盾的“灵活反应”战略,对具备纵深打击能力的高性能战术强击机的需求最为迫切,而且西欧国家经过了第二次世界大战后的发展,经济和技术都已经从战后的一片废墟上得到了基本恢复,需要在美国之外发展自己的空中打击力量。它的研制主要用来代替F-4、F-104战斗机、“火神”“坎培拉”“掠夺者”等战斗机和战略轰炸机,执行截击、攻击等常规作战任务。

刚开始,英国德国加拿大、荷兰、比利时和意大利6国联合,在1968年7月17日开始了多用途战斗机的发展论证。因为在作战要求上存在的分歧,加拿大、荷兰和比利时陆续退出了发展计划,剩下的英国、德国和意大利政府在1969年3月26日,确定了由英航宇、德国宇航和意大利阿莱尼亚飞机公司共同组成了帕那维亚(PanaviaAircarft GmbH)飞机公司,用以专门进行多用途战斗机的研发工作,英航宇(BAe)和德国宇航(MBB)各占42.5%,意大利阿莱尼亚飞机公司负责余下的15%,为多用途战斗机项目发展组成的帕那维亚飞机公司在1969年5~9月进行了飞机的初始方案论证,并选用R B199三转子加力式涡轮风扇发动机作为动力。

研制历程

受当时三国航空技术水平的限制,在设计多用途战斗机时还无法保证在一个机体上同时满足制空和对地攻击的双重任务要求所以被称为多用途战斗机的新机是按照一机多型的方法来研制的。帕那维亚飞机公司最初的设计方案分为是以对空作战为主的“帕那维亚100”型单座战斗机和以对地攻击任务为主的“帕那维亚200”型双座战斗轰炸机。

其中,“帕那维亚100”型战斗机的设计目标是用来执行夺取战区制空权的任务,主要的技术性能要求是具备高空、高速的飞行性能,具有较好的机动性和加速性以满足对空作战的要求,在保证对空作战的同时还具备短距离起降能力并可以执行对地攻击任务。“帕那维亚100”型战斗机在设计上可以被认为是按照一种综合作战能力超过美国F-4E/F“鬼怪”战斗机,并以取代在英国德国空军中服役的F-4E和F-104战斗机为目的的机种。

但在设计过程中发现,“帕那维亚100在对空作战能力上比F-4E提高幅度有限,而单座的设计又使该机无法很好的满足对地攻击的任务要求,为了集中研制力量和降低飞机的研制与使用成本,三国决定取消单座的帕那维亚100”战斗机发展计划,以集中力量研制性能更完善的“帕那维亚200”型战斗轰炸机。

1970年7月,“帕那维亚200”型原型机的设计正式开始,1972年8月,英国皇家空军提出多用途战斗机应能执行的6类作战任务如下:(1)近距空中支援(CAS)/战场遮断(BAI);(2)空中遮断(AI)/反航空兵作战(CA),(3)空中优势;(4)截击/防空,(5)海上攻击,(6)空中侦察。面对上述作战任务,相继发展了对地攻击-IDS(interdictor Strike Version)空中优势及防空--ADV(Air DefenceVari-ant)和电子战/侦察--ECR (ElectronicCommbat&Reconnaissance) 三种类型。

对地攻击-IDS

帕那维亚飞机公司多用途战斗机项目中以狂风F-104战斗机为主要发展目标,主要是因为参加研制的三个国家对战斗轰炸机都具有很迫切的要求,是因为参加研制的三个国家对战斗轰炸机都具有很迫切的要求,对地攻击作战在这三个国家的空中作战模式中都具有极其重要的作用。该机也成为多用途战斗机项目中的基础平台,英国皇家空军需要的防空战斗机在高速性能、载荷条件和航程上与战斗轰炸型有很多相似之处,加上担负防空作战任务的“狂风”ADV战斗机在雷达和机载航空武器系统研制上遇到了困难,使研制的重点不得不首先放到了技术难度较低的歼击轰炸机型上。

“狂风”IDS型的研制工作开始于1970年,原型机原为7架,后增加到13架,最后确定为9架(其中英国制造和使用4架、联邦德国制造和使用了架、意大利制造和使用2架)。1970年11月开始制造原型机。第1架原型机(D-9591,后来的编号是98+04)是联邦德国制造的第1架原型机,于1973年11月12日从MBB公司的工厂运到了帕那维亚公司所在地进行地面试验,1974年8月14日进行了首次试飞,这架飞机主要用于发动机试验。第2架原型机(XX946)是英国制造的第1架原型机,于1974年10月30日进行首飞,主要用于颤振和气动试验。第3架原型机(XX947)是英国制造的第2架原型机,于1975年8月5日进行了首飞。第4架原型机(D-9252,后来的编号是98+05)是联邦德国制造的第2架原型机,装备了典型的综合航空电子系统,于1975年9月2日首飞,用于验证航空电子系统。首先验证低空自动地形跟随,稍后进行了有关武器试验、数字式自动驾驶仪的试验和导航及地形测绘雷达的试验。第5架原型机(X-586)是意大利制造的第1架原型机,于1975年12月5日首飞。1976年10月第9架原型机首次试飞。

远在预生产型飞机试飞之前的1976年3月10日,三国就批准了IDS型“狂风”战斗机的批生产计划,该计划的启动时间是7月1日。作为“狂风”的基本型,IDS主要用于对地攻击。这型飞机在英国使用“狂风GR.MK.1的标识,而在德国、意大利使用IDS的标识。三国使用的IDS型战斗机的主要区别在于机内的辅助装置和航空电子设备英国皇家空军的所有IDS型飞机,除机内的5842L(1285英加)标准载油能力外,在垂尾内还有1个不常使用的551L(121英制加仑)的备用油箱。另一种区别是所使用的电子干扰设备不同:英国皇家空军的飞机最初在机翼下挂一对“天影”(Sky Shadows)雷达干扰吊舱,后来,右侧机翼挂架挂BOZ(对抗分发系统)-107吊舱,左侧机翼挂架挂“天影”雷达干扰吊舱。德国IDS飞机的机翼挂架左侧挂BOZ-101吊舱,而右侧挂Cerberus、亚或IV型ECM(电子对抗)吊舱;最近几年一些德国飞机使用美国的AN/ALQ-119取代Cerberus,海上飞行的“狂风”可用AjaxECM吊舱取代Cerberus。意大利的飞机使用BOZ-102和Cerberus或EL/M73ECM吊舱。在波斯尼亚上空,意大利的“狂风”在每个机翼下挂BOZ吊舱,估计一个装箔条,另一个装热诱饵弹

空中优势及防空--ADV

英国皇家空军根据防空作战的要求,在“狂风”IDS战斗轰炸机研制基本完成之后,就在其基础上开发了以防空拦截为主要作战任务的防空型“狂风”ADV (AirDefence Variant)战斗机。

“狂风”ADV的基本设计与IDS类似,虽然在IDS这种专用战斗轰炸机的基础上发展战斗机显得有点怪异,但是对于当时的航空技术条件和英国皇家空军的战术要求来说,采用IDS的标准发展ADV在技术、战术和成本上都是比较适合的。

从国土防空的意义上来说,英国皇家空军防空战斗机部队必须有能力在北到冰岛,南到直布罗陀,东到北海-波罗的海的广大范围内执行作战任务,这一战术要求使英国空军迫切的需要一种拥有先进雷达系统和可以携带远程空空导弹的拦截战斗机,用来取代载荷不足、航程有限的“闪电”全天候超音速战斗机和F-4“鬼怪”II。英国本土和邻近海域的空中威胁主要来自苏联超音速轰炸机和苏-24歼击轰炸机,这就使英国空军的防空战斗机主要的作战任务是消灭这些笨重的攻击飞机,而对于与战斗机进行格斗空战的重要性要求就相对要低的多。英国面对的空中威胁和面对苏联战术空军的德国完全不同,特殊的要求使英国皇家空军防空战斗机的设计要求很难得到其他两个合作国家的共鸣,所以“狂风”ADV战斗机的研制费虽然是由英国独立承担,但是因为“狂风”IDS战斗轰炸机本身的基础设计就已经在一定程度上考虑到了对空作战的要求,所以ADV型的改进设计速度很快,“狂风”ADV在1976年3月开始进行细化设计之后,到1979年10月首架原型机就进行了首飞。“狂风”ADV在研制进度上并不比“狂风”IDS慢多少,但是为ADV配套发展的雷达系统的进度缓慢,实用化的“狂风”F2型战斗机到1984年才进行首飞,1985年交付服役,这个时间比“狂风”IDS要晚了5年的时间。

电子战/侦察--ECR

“狂风”的电子战/侦察是由对地攻击型改型而成,主要是去掉了前机身下的两门航空机炮,增装了侦察及电子战设备,例如,红外侧视系统和“线扫描”4000型侦察系统,红外成像系统、侦察信息的处理、存贮和发射系统,以及电子对抗和反电子对抗吊舱;该机保留了对地攻击能力,但采用了新的机载计算机和传感器系统,装备了高速反辐射导弹和空对地反雷达导弹。此外,还可挂带2枚“响尾蛇空空导弹,以便在需要空战时使用。英国德国和意大利空装备数量分别为30架、35架和16架。

生产历程

按照计划,帕那维亚将制造9架原型机和2架静力和疲劳试验用机体。其中英国负责安装4架原型机和2架试验用机体 (亦说: 02、03、06和08号原型机以及12号和15号预生产型) ;德国MBB公司总装3架(亦说:01、04和07号原型机及11、13和16号预生产型):意大利总装2架 (亦说:05和09号原型机及14号预生产型)。首批发动机共研制51台,其中15台用于调试,36台用于原型机。此外,还计划订购4架预生产型,但最终生产了9架原型机和6架预生产型机。

原定1973年12月第一架原型机试飞但由于发动机研制进度拖延,第一架原型机1974年3月才出厂,后又因发动机出现推力不足、油耗高等问题将首次试飞时间推迟到了同年8月才开始试飞。

装备过程

IDS

“帕那维亚”200型IDS型的原型机于1974年8月首飞,9月,多用途战斗机的名称改称为“狂风” (Tornado)。1976年夏IDS型战斗机开始按8个批次进行生产。第1批43架飞机(序号为001-043)中包括英国23架德国16架和意大利4架,计划于18个月内完成。1979年6月第1架批生产飞机出厂,7月10日英国皇家空军订购的第1架批生产型飞机首次试飞,7月27日联邦德国订购的第1架批生产型飞机首次试飞,1981年9月25日意大利空军订购的第1架批生产型飞机首次试飞。1982年1月6日开始向英国空军交付飞机(另说是80年开始交付使用),7月2日开始向联邦德国海军交付飞机,8月27日开始向意大利空军交付飞机,1983年7月26日开始向联邦德国空军交付飞机。1986年3月开始交付沙特阿拉伯空军,直至1987年10月,共交付48架。对地攻击型共生产了736架,其中有一部分是为改成电子战及侦察型而生产的。英国皇家空军使用的对地攻击型编号为“狂风”GR Mk.1,但中期交付是经改进的飞机,其编号为GR Mk.4,主要改装了更先进的电子设备,于1991年末首次试飞。

ADV

ADV型原型机于1979年10月首飞,1984年11月最早装备英国空军。

ADV生产了两个子版本,第一个被指定为F2的飞机包括第一批18架飞机,配备了雷达的临时版本,其中两架是双控教练机版本,并于1984年11月交付。最终的量产版本,命名为F3,于1985年11月投入使用。

ECR

ECR型原型机于1988年8月首飞,1989年开始装备德国空军。

英国、德国和意大利空装备数量分别为30架、35架和16架。

基本设计

机型结构

叙述该机的机身布局、空气动力学、材料、飞控、隐身性等结构性内容,如是平直翼还是后掠翼、是两侧进气还是下进气、有无鸭翼、是涵道尾桨还是同轴反转、是电传飞控还是机械飞控等

机体设计

“狂风”采用全金属半硬壳结构的机体设计,截面尺寸较大的机身具有很大的内部空间,在机身中段上方还有高强度的中央翼盒和转轴装置。为了提高对“狂风”电子系统的维护和保养能力,机头的雷达天线罩可以向侧面打开,雷达天线也可以折转,前机身侧面设计有大开口以便对航空电子设备进行检测。“狂风”的机身设置有大量的检查口盖,可以方便在设施简单的野战机场对飞机进行地面维护和保养。“狂风”采用上单翼的设计使机身的检察口盖大都处在维护人员可接触位置,在野战机场使用时不依靠专用保障设备就可以完成飞机维护和作战中的大部分准备工作。“狂风”IDS长度为16.72米的机身横向宽度较大,机身下表面形成一个简单的平面,可以安装大规格的外挂武器和副油箱。为了在机身下安装串列布置的“天空闪光”空空导弹和增加飞机内部燃料携带量,将机身的长度增加到了18.08米。另外,机身中段设置有可变后掠机翼结构的高强度整体转轴,贯穿全机的转轴外侧直接与可动外翼段联接。机身后部上方设置有2块向上打开的大面积的单片减速板,减速板由复合材料制造。

材料

“狂风”的机体结构以铝合金为主,部分采用了合金钢,在高受力的中央翼盒和机翼转轴部位采用了高强度的钵合金,复合材料应用范围不大,主要用在机翼固定段的密封带和减速板上。在结构材料设计和应用上,尤其是从复合材料的应用范围上看,“狂风”与同时期法国的幻影2000战斗机有-定的差距,总体结构材料的比例与苏-24和“飞豹”的基本型并无明显的差异。

进气道

在“狂风”的机身两侧,安装有带可调节斜板的矩形多波系进气道,进气道在飞行时可根据飞行条件的变化自动调节,能够适应“狂风”在不同速度和高度条件下飞行时的进气需要。进气道可动斜面部分的运动由电动液压装置驱动,可以根据大气数据计算机和飞行控制计算机的数据进行自动调节。每侧进气道都有两个辅助进气口,以保证起飞和着陆时发动机的供气需要。“狂风”进气道的基准面与机身的基准面平行,采用水平的进气道结构设计可以消除超音速下洗流的干扰,减弱进气道节流范围的涡度和失真。进气道内侧的上表面为可调节斜板结构,其中第一个斜面为固定角度结构,第二个斜面相对第一个斜面是可动的,第三个斜面与第二个斜面联动并与进气道固定结构较接连接,附面层气流通过第二和第三个斜面之间的开口从进气道表面的排气装置上排出。“狂风”采用的可调节进气道在亚音速大迎角飞行时可以使发动机有较好的工作环境,而在超音速时又可以保证发动机有较高的总压恢复系数和较好的加速性。

欧洲冬季阴冷的气候非常容易使低空飞行的飞机出现结冰的问题,飞机在野战条件下停放时机身积冰对于作战飞机也是很大的问题,地面积冰会影响飞机的作战准备时间,而空中结冰严重则影响到了飞机的飞行安全。“狂风”IDS和ADV因为都需要在欧洲阴冷潮湿的气候条件下进行部署和作战,这就使飞机的进气道必须具备有效的防/除冰系统。故此,在“狂风”的进气道上采用了独立的电动防冰装置,防冰装置的加热区布置在进气道前缘和两侧靠前方的位置。通过电加热区域的工作,可以使进气道上的积冰脱落时的面积不大于150x25毫米,落冰的厚度不超过7毫米,除冰系统加热后脱落进入进气道的冰块体积可以被发动机所承受,发动机的性能也不会因此降低。“狂风”为适应北欧阴冷气候所设置的防冰系统循环工作周期为128秒,一个循环周期就可以将地面停放时积累在进气道上的冰体清除,保证“狂风”在极端恶劣气候条件下的快速出动准备要求。进气道除冰系统还可以连续15分钟抵抗空中最大结冰状态,保证“狂风”可以从结冰区安全脱离,这个装置对“狂风”系列飞机的作战准备和飞行安全都有着十分重要的作用。

翼面设计

在“狂风”确定基础设计的70年代初期,要使飞机平台保证在200公里/小时到M2的整个速度范围内都具有良好的飞行性能,同时解决飞机在短距离起落、大航程、高空超音速和低空高速度突防的任务要求在气动结构上产生的矛盾,在技术上唯一可以满足要求的就是采用可变后掠机翼。

“狂风”在翼面设计上采用了当时歼击轰炸机上流行的可变后掠角的上单翼,大面积的单垂尾和低置平尾。变后掠翼角度变化范围是25度到68度,机翼后掠角在飞行员的控制下可进行无级调节。“狂风”IDS的机翼可动部分控制机构不具备与F-14类似的与飞行控制系统综合后自动调节机翼后掠角的能力,而在英国发展的“狂风”防空型上则安装有自动机翼后掠控制(ASW)和与机翼角度控制综合的自动机动控制(AMDS)系统,可以通过飞行控制计算机自动控制机翼角度的变化,这一设计使“狂风”防空型在机动性上比“狂风”对地攻击型有了明显的提高,变后掠机翼系统在结构和技术标准上与F-14基本相当,比苏联发展的米格-23战斗机苏-17攻击机和苏-24系列战术飞机上的变后掠翼系统要先进和完善的多。“狂风”的机翼固定段前缘有60度的后掠角 (防空型提高到67度),活动翼面前缘安装有3段式前缘缝翼,在后缘安装有4段式双缝襟翼。因为变后掠翼的结构限制,在“狂风”飞机的机翼可动段上没有设置进行滚转控制的副翼系统,飞机的横滚操纵在小后掠角的时候依靠机翼上表面的扰流片来操纵,这个扰流片在飞机降落时还可以作为减速板使用,而在飞机大后掠角飞行时低置平尾在飞机进行大迎角机动时处于较小的机翼下洗流场之中,将可以提供较好的安定性和有效的消除机动过程中的上仰力矩歼击轰炸机在作战中采用低空高速突防战术时,因为飞机在突防过程中需要频繁的进行剧烈机动以保证根据地形起伏环境来进行定高度地形跟随飞行。战斗轰炸机将平尾设计在机翼的后下方位置可以增加最大升力系数时的纵向安定性,并且可以有效的减轻或消除大过载时由机翼尾流冲击平尾产生的抖振。“狂风”安装位置较低的全动平尾系统可以完成飞机俯仰操作和机翼大后掠角时的滚转操纵,水平位置低于主翼的全动平尾可以保证在飞机带迎角的飞行姿态时,平尾控制面不会进入机翼强下洗气流范围之中,可以提高“狂风”在飞机姿态迅速变化时的控制效率和安定性,有利于“狂风”在超低空突防时的飞行稳定性和飞行安全,更加适应低空突防的性能要求。“狂风”飞机上安装的大面积垂尾使飞机在执行高速拦截或在大负荷低空突防任务中,都具有很好的方向安定性,在垂尾上方还安装有电子对抗系统的非金属天线罩

动力系统

发动机

RB199是由英国德国和意大利合作研制的高推重比加力涡轮风扇发动机,作为狂风战斗战略轰炸机配套动力系统的RB199在1969年开始设计, RB199的原型发动机1974年装在狂风原型机上进行飞行验证,实用型RB199到1980年开始随狂风飞机的交付开始服役。RB199涡扇发动机主要装备了狂风IDS/ADV等系列改进型,RB199 MK103装备狂风IDS/GR. MK1,推力增强的RB199 MK104装备狂风ADV/F MK1/MK3,RB100 MK105计划装备狂风ECR电子支援飞机。RB199取消喷口反推力装置后的RB199 MK104D还作为EAP和EFA使用的EJ200完成前的过渡动力装置。

狂风在短距起飞时需要发动机满足短时间内快速达到最大加力推力,执行低空高速突防和巡航时需要持续稳定的军用推力,在规避防空火力和飞机进行大载荷机动时要保持较大的剩余推力。RB199为了满足狂风执行不同作战任务时对发动机所提出的要求,采用三转子结构的RB199对于操作变化的响应速度快,并且采用了高增压比、高推重比、高涡轮前温度的“三高”措施,综合各种先进技术后的RB199发动机推重比可以达到7.93的高指标。

RB199属于比较少见的无进口导流叶片的三轴加力涡扇发动机,但是因为狂风在发动机与进气道是设计上进行了细致的考虑和充分的试验,因此RB199的进-发匹配工作经实际使用证明是成功的。RB199发动机在狂风飞机上不但能够经受低空持续飞行的气流干扰,而且发动机的油门可以在电子控制系统的辅助下进行自由调节。

狂风ADV需要比IDS有更大的发动机推力来满足超音速拦截的要求,而且在改进设计中狂风ADV增长的机体也有足够的空间容纳更大体积的发动机,为狂风ADV改进设计的RB199MK-104 在保持MK103基本设计的基础上,将加力燃烧施加长14英寸以提高发动机加力推力和降低耗油率。

反推力装置

美苏冷战期间欧洲地区高密度的远程打击力量使战区范围内任何机场都没有真正安全可言,即使是再好的伪装手段和再坚固的堡垒也无法隐蔽目标明显的机场跑道,既然事实已经证明短距/垂直起降机在性能上无法满足要求,那么保证战术飞机具备可靠的短距离起降能力则是冷战对抗双方共同的观点。

“狂风”IDS歼击轰炸机在设计上非常重视作战条件下的短距离起降能力,可变后掠翼机翼在当时是兼顾飞行速度和起飞距离的基本措施,而沉重的“狂风”在短跑道的着陆要求单纯依靠变后掠翼的作用是不够的。发动机反推力装置是“狂风”设计中为战术灵活性和战场生存所选择的重要特征,设计要求是“狂风”在着陆时的滑跑距离不能超过无外挂起飞的距离,因此“狂风”利用了当时在民用飞机上广泛采用的背角无齿蚌式反推装置。

发动机推力不平衡会产生危及飞机着陆安全性的推力差异,因此“狂风”采用双发动机的设计特点对反推力装置的可靠性有很高的要求,电子控制系统可以随时监控反推力装置的工作情况,双发反推力装置的遮流板打开速度和角度出现不同步则可以在0.5秒内迅速收回。采用反推力装置使“狂风”在着陆滑跑距离上大幅度缩短到600米以内,甚至比体积远小于它并同样有较好着陆能力的“美洲虎”还要好,这样好的着陆性能作为远程重型战术强击机来说是极其有利的,反推力装置在战场生存能力上的收获远大于在重量和成本上的付出。

武器系统

机载武器

狂风ADV的机载固定武器只有机身右下侧的1门27毫米航空机炮,延长的机身下可以采用半埋方式外挂4枚空空导弹,机身下并排串列挂载的空空导弹的方法与F-4“鬼怪”II类似,在机翼下挂点上还可以挂载自卫用红外格斗弹,经过现代化改进后能够挂载AIM-120和AIM-132先进短程空对空导弹先进格斗空空导弹。 

狂风IDS的机身和机翼挂点可以挂载副油箱(机身油箱1500升、机翼油箱2200升),狂风ADV因为机身外挂点调整后无法挂载副油箱,但是机翼下的4个挂点都可以挂载大容量的副油箱。电子战改进型狂风ECR保持了狂风IDS的插件载荷和对地攻击能力,通过改进电子系统和加强电子侦察与干扰吊舱的携带能力,更有利于机载HARM、ALARM反辐射导弹对地面雷达系统的攻击,有效提高了狂风ECR独立执行反雷达作战和伴随支援方面的作战能力。

挂载两枚ALARM反辐射导弹和12枚硫磺石导弹的狂风GR4,狂风平坦的机腹可挂载大型对地武器,弥补的机翼挂架的数量不足。

外挂武器

对地攻击型IDS

对地攻击型装两门 27毫米“毛瑟”机炮,备弹量 2×180发。外挂架共 7个,机身下3个,翼下每边各2个,能携带多种武器,主要有 :“响尾蛇”、“天闪空对空导弹”、“麻雀”等空空导弹; AS.30 、“幼畜”、 GBU-15模式制导滑翔炸弹15 、“海鹰”、“鸬鹚”等空 - 地导弹; ALARM或 HARM反辐射导弹; MW-1多用途武器,JP233低空战场攻击武器 “铺路”激光制导炸弹照明弹、 MK83 和其他 454千克炸弹;LAU-51A 和 LR-25火箭发射器;还可挂电子对抗吊舱。此外,机身挂架可带 1500升副油箱,内翼挂架可带 2250 升副油箱,机身挂点上可带核弹。

狂风IDS在对机场进行攻击的时候,通常使用专门研制JB233反跑道子弹药布撒器,每个JB233反跑道子弹药布撒器重量为2500公斤,内部携带两种弹药,一种是在弹箱后部的30枚SG357反跑道子炸弹,另外一种是215枚带有延时引信的HB876小型杀伤地雷,每架执行反跑道任务的狂风在机身下部携带2具JB233反跑道子弹药布撒器,可以在跑道上一次投下60枚反跑道炸弹和430枚地雷,不但可以在跑道上形成密集的弹坑,彻底破坏跑道的道面,还可以用大量的地雷来干扰对跑道的修复工作。  

德国空军的狂风IDS还可以使用多用途的MW-1集束炸弹箱,MW-1子母弹箱空重1200公斤,弹舱内部有224个弹筒,满载的MW-1弹箱的重量可以达到4700公斤。在MW-1子母弹箱内部的弹筒内可以分别使用KB44双用途子弹药、MIFF反坦克地雷、MOSPA、MUSA杀伤地雷、STABO反跑道炸弹和具备打击坚硬掩体能力的ASW反掩体破坏弹,通过燃气控制子弹药弹射器可以使子弹药散布范围控制在最大2500米×500米,最小200米×50米之间。如果MW-1全部装载KB44双用途子弹药时最多可以装载4704枚,能够对弹药密集散布范围内的暴露装甲目标和软目标造成密集的杀伤区。但是WM-1存在和JB233一样的问题,就是只有在低空使用时的效果才比较好,这个缺陷在海湾战争中给狂风带来了较大的损失。  

狂风IDS采用的突防手段仍然是利用地形跟踪进行长距离低空高速突防,机载对地(坦克、机场等面积目标)攻击武器以常规炸弹为主。

防空型ADV

一门 27毫米“毛瑟”机炮装在前机身的右下方。4 枚半主动雷达制导的“天闪空对空导弹”中距空空导弹半埋式成对串挂于机腹下,每个内翼挂架均可挂 1 ~ 2 枚AIM-9L“响尾蛇”导弹,4个翼下挂架均可带副油箱。可以携带AIM-120 先进中距空空导弹 (多达 6 枚) 及先进近距空 - 空导弹 (可带4 枚)。

电子战型ECR

除了去掉两门航空机炮外,保留其余的对地攻击能力,并可携带两枚“响尾蛇”空空导弹。  

航电系统

狂风战斗轰炸机是串列双人座舱设计。采用一型多用设计思想的狂风按照任务要求采用不同的雷达火控系统,这是因为欧洲国家在设计狂风的时候没有具备可靠地形跟随功能的机载雷达系统,因此狂风IDS通过从美国引进雷达系统来满足F-104战斗机的雷达要求。上世纪80年代初期的机载多功能火控雷达的性能远不够完善,就是当时的美国号称多功能的AN/APG-65/68/70也算不上真正的多功能,美国空军采用多功能雷达的F-16C/F-15E和海军的F/A-18在执行对地攻击任务时,都需要外挂导航吊舱来弥补机载雷达地形跟踪能力不足的缺陷。欧洲国家当时所能够获得的雷达系统在技术性能上远不如美国,所以不可能将狂风IDS的低空地形跟随与狂风ADV中距拦射功能集中到一套系统中,因此狂风IDS和狂风ADV采用了完全不同的两套雷达系统来满足各自的作战要求。

IDS型

狂风IDS装备的Tornado多用途前视地形测绘雷达系统应用了椭圆形雷达天线面,多用途前视地形测绘雷达在作战中进行测绘、识别和瞄准地面(空中)目标,同时为机载武器提供目标的距离和角度信息。地形测绘雷达的主要作用方式有:搜索和跟踪空中目标并进行测距和角跟踪,地形测绘(宽/窄、快/慢扫描,波束锐化和分解),地面目标的搜索和测距,更新导航数据,地面目标锁定,等高面测绘(作为地形跟踪雷达和后备系统),寻地干扰和信标功能。前视地形测绘雷达系统采用了宽带行波管发射机和平面天线阵,雷达系统依靠脉冲压缩和频率捷变技术来对抗电子干扰。

狂风”IDS的地形测绘雷达的综合性能与美国F—1 11歼击轰炸机基本相当,对地面目标有比较好的搜索和跟踪能力,在机载导航系统协作下可以对地面固定和活动目标进行高精度探测。在攻击目标时,I DS可以采用低空高速直线通过的方式投掷低阻减速炸弹或进行上仰投弹,对干防空火力不强的目标也可以进行俯冲投弹攻击,而对干战场上的活动目标可以使用火箭与炸弹给予连续计算弹着点的方式进行攻击。“狂风”I DS的地形测绘雷达基本上可以满足执行对地攻击作战任务的要求,并且对空中目标也具备基本的测距能力以支持自卫空战的能力。但由于雷达系统的性能限制使“狂风”IDS的对空作战能力有限,所以在作战中,“狂风”I DS需要得到战斗机和电子战飞机进行护航和掩护。地形跟踪系统的任务计算机通过地形跟踪雷达的扫描结果,在飞机飞行前方虚拟一个类似于滑雪板形状的理论包线,包线的形状和角度由飞机的飞行速度、离地间隙和选择的乘坐品质决定,计算机通过比较地形跟踪雷达的回波和理论包线自动产生飞机的俯仰操纵信号,操纵信号自动输入自动驾驶仪和电传操纵系统。地形跟踪系统的飞行控制虽然是全自动的,但是修正信号同时也显示在飞机的平显系统上让飞行员对地形跟踪系统进行监控。地形跟踪雷达和机载计算机系统可以根据地形条件,将飞机的突防高度设定在距离地面6l米到457米之间,飞机在进行地形跟踪突防时的最大飞行速度可以达到M1.2。“狂风”I Ds的飞行员在地形跟踪突防时可以选择不同的操作品质,采用“硬乘坐”品质的地形跟踪性能最好,但是“硬乘坐”品质产生的一O.95的垂直加速度要牺牲飞行员的乘坐舒适性,而采用产生一0.5垂直加速度的“软乘坐”品质的地形跟踪突防效果相对要差,但是飞行员体力消耗较小。“狂风”IDS的飞行员在低空高速突防过程中可以灵活的选择不同的操纵品质,采用“软乘坐”提高飞行员在执行纵深突防任务时的持续飞行能力,而在接近目标时采用“硬乘坐”操纵品质来提高“狂风”IDS的突防成功率。

“狂风”I DS的地形跟踪雷达在低空飞行时表现非常出色,早期原型机试验中试飞员多次报告飞机在低空高速飞行时突然拉起,检查飞行记录时发现这都是因为航线上突然出现的障碍,地形跟踪雷达和机载设备在飞行员目视发现之前就采取了规避措施,而飞行员很多时候直到飞机恢复突防高度后也无法判断问题的原因。

ADV型

在“狂风”ADV战斗机上,安装有一部AI一24(AI是“机载截击”英文Airboardiuter--ception的缩写)“猎狐”机载火控雷达。该雷达系统的原理样机在1979年开始进行空中试验,装备“狂风”ADV的生产型在1 98 4年开始交付英国皇家空军。AI一2 4是英国第一部采用脉冲多普勒体制的多功能机载截击雷达,专门针对欧洲大西洋的作战环境而设计。该雷达具有快速连续攻击多目标的功能,同时能对付高、低具有大交叉角及高机动性的目标。跟踪目标数目不少于美国AN/AwG一9雷达的24个。“狂风”ADV执行全天候拦截任务时采用“天闪空对空导弹”半主动雷达制导导弹与AI-24配合使用。

AI一24雷达系统采用的是相对沉重和技术略显落后的倒置卡塞格伦天线,卡塞格伦天线由前方双曲面反射体和抛物面后反射体组成,脉冲多普勒体制的雷达系统具备较好的下视搜索和跟踪能力,在采用雷达导引空空导弹时具备连续攻击多个目标的能力。A1-2 4雷达系统采用的倒置卡塞格伦天线的直径为8 0厘米,对5平方米反射面积的空中目标有l 85千米的最大探测距离(目标发现概率80%)。雷达可以对抗常规阻塞式和瞄准武电子干扰手段的影响,在遭受电子干扰的情况F还可以根据干扰情况确定干扰源位置,在全天候拦截过程中可以抵抗苏联轰炸机机载常规电子对抗系统的影响。此外,AI一24雷达系统可以满足中距离拦射导弹顺序攻击多个目标攻击的要求,在近距离格斗空战中能够与可离轴的格斗弹配合使用,并且能够配合平视显示系统为肮炮攻击空中目标提供瞄准信息。

“狂风”ADV采用AI一24雷达对大型轰炸机的探测距离可以超过l 5 0千米,但是对半主动雷达制导空空导弹的制导距离只有不足3 0千米,因此“狂风”ADV即使拦截轰炸机也难以实现真正的远程打击,这个问题直到“狂风”ADV装备AI M1 2 0主动雷达制导导弹后才被改变。AI一24雷达天线的体积和尺寸规格远比I DS上的对地雷达天线大,因此装备A1-2 4的“狂风”ADV拥有一个明显LLI DS尖细的雷达天线罩,这也是远距离上分辨“狂风”I DS和ADV的最明显特征。

技术特点

狂风”在机体尺寸和结构重量方面明显的要小于F-111战斗轰炸机和苏-24,这是因为“狂风”的规格确定主要受到价格和技术上的影响与限制。从价格上来看,因为飞机的尺寸和重量越大价格就越高,准备装备“狂风”飞机的英国德国和意大利的经济实力都很难负担一种价格高昂的重型飞机的批量装备。从技术上来看,“狂风”系列飞机是专门为了适应欧洲国家需要所开发的机型,因为要在平台设计上同时满足执行对地和对空任务的要求,而参加研制的国家只有RB199这一种中等推力的发动机可以提供给“狂风”使用,发动机推力不足的问题使规格过大的飞机在执行对空作战任务时的机动性能受到影响。所以“狂风”IDS歼击轰炸机在机体规格的确定上,对不同的任务要求进行了一定程度的综合平衡,“狂风”IDS的设计标准又对“狂风”ADV的规格确定产生着直接的影响。虽然被普遍认为“狂风”IDS是与F-111战斗轰炸机和苏-24同样类型的飞机,但是却在飞机总体设计上表现出“一机多型”设计原则的特点,这些设计原则和性能平衡的结果在“狂风”飞机的结构设计中都有清楚的体现。

基本数据

参考资料

服役情况

1991年爆发的海湾战争是“狂风”战斗机第一次真正在战场上展示自己的能力,之后“狂风”还参加了波黑战争科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争等诸多军事行动,在这些军事行动中它利用对地攻击的优势打击地面重要目标。

海湾战争

由于“狂风”系列以超低空高速突防轰炸见长,海湾战争时期,英军“狂风”战机部队主要担负针对伊拉克空军机场及纵深地面目标的轰炸任务。1991年1月-2月,共有86架英、意及沙特空军的“狂风”战机参战,共出动2400架次,摧毁了伊拉克军队36 个大型机场和 60 个小型机场。在轰炸机场时,“狂风”通常采用超低空突防方式,沿一直线高速飞行,投放反跑道集束炸弹

尽管战果颇丰,但由于投弹时无法进行规避机动, 狂风战机在战争爆发的前四天,总共损失三架,到战争结束,总共损失8架,可以说,战争初期狂风战机损失惨重。狂风战斗机在战争初期受到的沉重打击,大多是被地面的单兵式防空导弹击中了,这种防空导弹是通过追踪飞机尾喷口的红外热源,来追踪战机。所以多国部队吸取了教训,开始在战机上装载热诱饵弹,在向地面冲击的过程当中,先把红外干扰弹诱骗地面防空兵器去追踪,大大减少了飞机的损失率。所以在42天的空袭作战中,虽说了多国部队总共损失了8架狂风战机,但是这8架战机几乎都是损失在刚开始的头半个月中。

“狂风”服役后参加的第一次实际作战行动既获得了肯定又出现了争论,尤其是英国皇家空军使用的“狂风”GRl在战争初期出现的损失非常显眼。“狂风”IDs在海湾战争中的损失确实要比任务类似F15E多用途战斗机高的多,不过按照“狂风”I DS参战的实际情况与作战目标来看,“狂风”歼击轰炸机的战斗损失并没有超过最初设计时的设想,甚至说“狂风”的攻击效费比上远远的超过了在战斗中所付出的代价。“狂风”IDS采用的J P2 33子母弹箱在攻击时必须采用低空飞行的方式,而且“狂风”I DS所攻击的都是得到防空火力重点保护的机场等关键目标。目标面积有限和防空保护火力密集使“狂风”IDS承受了很大的战斗损失,不过“狂风”I Ds采用常规武器的攻击效果在战术上是非常有效的,而且在高强度中这些战斗损失的数量上与总作战架次相比也能够接受。“狂风”IDS用空袭作战初期的损失换来了将伊拉克机场基本摧毁的整体效果,而随后采用制导炸弹进行中空攻击的“狂风”IDS再未遭受这样大的损失,因此说“狂风”I DS损失上的问题主要是任务、装备与战术不能保证火力圈外打击的要求,而“狂风”IDS在设计时就已经做好了承受这一战术所带来损失的准备。

科索沃战争

在科索沃战争中,英国德国和意大利3国派遣的48架“狂风”战机,主要对南斯拉夫联盟共和国机场等重要地面目标实施空袭。对南联盟的机场等重要地面目标实施空袭,立下赫赫战功。

伊拉克战争

2003年,英军派出战机“狂风”GR4参加了美英对伊拉克的入侵,首次使用新的风暴阴影巡航导弹进行战斗。与第一次海湾战争期间不同,“狂风”部队在冲突期间几乎没有遭受任何损失。唯一的例外是一次美国“爱国者”地对空导弹错误地将其中一架“狂风”识别为敌方飞机并将其击落,导致两名飞行员死亡。

打击IS

2014年11月,意大利政府决定将4架“狂风”战斗机部署到位于科威特空军基地,以加入由美国主导的多国联盟针对极端组织“伊斯兰国”的打击行动。据安莎社报道,这4架战机不挂载武器,意大利国防部长罗伯塔·皮诺蒂在接受当地媒体采访时说,意大利军方“应北大西洋公约组织及地方当局的要求派遣的4架‘狂风’战斗机将在当地执行侦查和情报任务”。意参议院国防委员会主席尼古拉·拉托雷回应称,这4架战机“将不会积极参与到冲突之中,它们将严格进行情报工作”。

2015年12月2日晚,英国议会授权政府在叙利亚空袭极端组织is,议会表决结束后,两架“狂风”战机和一架空中加油机从英国本土飞往阿克罗蒂里基地;6架“狂风”预定也将从英国转场至这一基地。

2015年12月10日,德国空军的狂风战斗机从Jagel境内的空军基地起飞。两架德国空军第51中队的“狂风”ECR型电子侦察机飞往土耳其参与打击极端组织。

衍生型号

该机有三种型别,对地攻击型(IDS),主要装备三国的空军及德国海军,共生产了795架,其中包括改装了电子设备的电子对抗和侦察型(ECR),电子对抗及侦察型主要装备于德国和意大利空军,防空型(ADV)是在对地攻击型的基础上发展而来的,与对地攻击型相比,防空型加长了机身,换装了推力更大的发动机

对地攻击型

对地攻击型(IDS)是空军对地角色的关键参与者。它在七个挂架上有十三个存储站,每个机翼2个,机身下方3个,以携带各种激光制导炸弹、中程巡航导弹(金牛座、风暴阴影)、反舰导弹反辐射导弹(AARGM、HARM、ALARM)、JDAM、LJDAM、硫磺、特殊弹药散布器和外部油箱,还包括保留的传统常规自由落体/延迟哑弹,其正常外挂布局为两枚HARM导弹、两枚AIM-9L导弹,主动电子对抗吊舱。

IDS的外部油箱还扩大了作用半径,并安装了可伸缩的飞行中加油探头。因此,可以飞行以下剖面,以摧毁、破坏或延迟敌人的水面潜力,然后才能有效地对付友军或资产。

狂风”IDS歼击轰炸机上安装了当时几乎是最先进的机载电子系统,仅电子系统的价格就超过了“狂风”飞机总成本价格的30%。“狂风”IDS型的导航-攻击系统主要由前视雷达、多普勒雷达和惯性导航系统组成,就是这些先进的电子设备保证了“狂风”IDS具有很强的全天候纵深突防和战场遮断打击能力。

“狂风”战斗轰炸机无论是在夜间还是昼间的恶劣气候条件下,都能进行有效作战。“狂风”系列飞机在采用可变后掠机翼设计和发动机反推力装置后,作战条件下可以部署在长度只有900米的硬质跑道上使用(野战机场适应性还是不如苏联战术飞机),“狂风”在设计上利用了多项当时最先进的航空技术。

在整体设计上采用了技术完善的可变后掠机翼结构和可调节进气道、在动力系统上应用了先进的RBl99高推重比三转子涡轮风扇发动机和反推力装置。机载设备应用了现代化的多余度数字式电传操纵系统和高精度的自主导航一攻击系统。较大的航程和有效载荷。配合上先进的机载设备和变后掠机翼的采用。使“狂风”IDS具有极好的低空高速突防作战的能力和对作战目标的打击能力。“狂风”IDS可以用280公里/小时的速度在50 0米内滑跑起飞,利用机翼上的扰流片和机身减速板与发动机的反推力系统共同使用,也可以将着陆滑跑距离控制在400米之内。“狂风”IDS采用的低压轮胎还能够在铺设钢板的简易跑道使用。

防空截击型

英国在保卫大片空域,特别是岛屿北部的具体需求,包括确保具有出色耐力(战斗空中巡逻)能力的防空能力和现代对峙空空导弹武器。“狂风”ADV的设计指标完全是按照英国皇家空军担负北海防空拦截任务来确定的。“狂风”ADV是一种专门的战斗机版本,略微适应于机动作战,但具有出色的远程拦截能力。GEC Marconi FOXHUNTER雷达的使用导致了机身前部的重新设计,该部分变得更加流线型,并且长度为1,36米。对底部进行了修改,以允许安装四枚Sky Flash雷达制导导弹;出于这个原因,在前轮舱后面插入了一个 53 厘米长的机身附件,从而避免了移动前起落架外壳的需要,并在飞机的左侧安装了可伸缩的加油软管。为了提高射程和“游荡”能力,左侧加农炮被拆除,以方便安装一个额外的油箱,允许额外容纳约900升燃料。ADV 于 1979年10月27日首飞,而首次生产交付于 1984年3月4日。

电子作战与侦察型

狂风 ECR(电子作战和侦察)拥有用于压制敌方防空系统以及电子和战术侦察的电子战设备和武器,同时保留了Tornado IDS的所有功能。这种版本仅在德国意大利空军内运行,它是专门为侦察以及定位和压制敌方防空系统而开发的 ,主要是去掉了前机身下的两门航空机炮,增装了侦察及电子战设备,例如,红外侧视系统和“线扫描”4000型侦察系统,红外成像系统、侦察信息的处理、存贮和发射系统,以及电子对抗和反电子对抗吊舱;该机保留了对地攻击能力,但采用了新的机载计算机和传感器系统,装备了高速反辐射导弹和空对地反雷达导弹。此外,还可挂带2枚“响尾蛇空空导弹,以便在需要空战时使用。英国德国和意大利空装备数量分别为30架、35架和16架。

总体评价

对于许多人来说,英国“狂风”的退役和它们漫长的服务的庆祝都令他们百感交集。这无疑是英国皇家空军的重大变化。但是,无论如何“狂风”战斗机在皇家空军的历史上都写下了浓墨重彩一笔。(环球时报 评)

狂风战斗轰炸机,这是一种中小型可变后掠翼战斗轰炸机,可以执行对地攻击任务以及截击任务。但是以如今的眼光来看,狂风战斗机的整体能力很有限,属于接近退役的老飞机。(军武位次面 评)

参考资料

欧洲狂风 “狂风”战斗机详解.中国军视网.2023-12-23

德军狂风战机也加入空袭IS队列.环球网.2023-12-23

挪威战机紧急拦截俄方轰炸机 英国战机升空监视.新浪网.2023-12-23

中国航空.中国科普博览.2023-12-23

“狂风”战斗轰炸机:欧洲国家联合研发的高性能作战飞机.科普中国网.2023-12-23

“欧洲乱流”“三风”兄弟中的一员 无法改变被替代的局面.搜狐网.2023-12-23

Variants.panavia.2023-12-24

图文:狂风战斗轰炸机采用串列双人座舱设计.新浪军事.2023-12-23

“狂风”(Tornado)战斗机.中国航空.2023-12-23

谢幕前的最后演出?.新浪网.2023-12-23

先下手为强!英军在“9·11”事件近30年前险些击落遭劫民机.新浪新闻.2023-12-23

“狂风”战机是海湾战争中的一员虎将.中国军事网.2023-12-23

“狂风”战斗轰炸机:欧洲国家联合研发的高性能作战飞机.光明网.2023-12-23

英国最后一架“狂风”战斗机退役,外媒:标志着一个时代的终结.百家号.2023-12-24

意大利4架狂风战斗机加入打击IS武装.新浪网.2023-12-23

英国“狂风”席卷is大本营.搜狐网.2023-12-23

IDS.panavia.2023-12-24

匪夷所思!德国购买美国F-35,欧洲最强战机“台风”难当重任?.百家号.2023-12-24