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開創隐身戰機序幕的F-117A夜鷹攻擊機,詳解美國第一款隐身戰機​ 開創隐身戰機序幕的F-117A夜鷹攻擊機解美國第一款隐身戰機

作者:武器大講堂
在二戰結束之後,世界上的主要兩大陣營都開始了隐形技術的研發,尤其是蘇聯在擊落了美國的u2隐形偵察機之後,對于隐形技術用在戰鬥機領域做了比較大的研究并且提出了不少的想法,當時的蘇聯圖波列夫飛機設計局的一些專家專門撰寫了一篇關于制造隐形飛機的學術文章,這篇文章沒有得到蘇聯的重視,卻被美國的相關人士深入研究,并認為未來這些技術将會是新一代戰機的革命。于是在這個背景之下,美國的進階研究計劃局正式準許了關于設計建造隐形戰機的方案,這個方案的成果就是今天武器老白将要和大家分享的美國f-117夜鷹隐身攻擊機。

當時這個項目交給了美國洛克希德公司,畢竟這家公司研究出了sr-71偵察機,具有很好的經驗,當時洛克希德公司的臭鼬工程部門采用大量現役飛機的零部件,例如發動機采用了t-2教練機的j85-ge-4a 無加力型渦噴發動機,yf-16a的彈射座椅和電傳操縱系統,b-52的慣性導航系統等等。

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通過這些方法,臭鼬工程在極短的時間之内就拿出了樣機,這個樣機被命名為海弗蘭,也被稱為擁藍。

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這款試驗機于1977年12月1日進行首次試飛,并且表現出非常優異的低雷達可探測性,這款實驗樣機就是未來美國第一款隐身戰機的技術基礎。

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在1978年,美國開始秘密進行可以進入軍方服役的新一代隐身戰機的研制生産,這個計劃采用了美國軍方自研制原子彈以來最為嚴格的保密措施,樣機被命名為yf-117a,yf-117a基本上就是f-117夜鷹隐身攻擊機的樣機了。

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首架樣機于1981年6月18日在格魯姆湖秘密測試中心首飛成功,機身噴塗成三色迷彩,編号為780号。在進行一系列測試和試飛之後,于1982年2月27日進行第一架生産型的f-117a的測試和試飛,在這一年,美國軍方陸續接收臭鼬工廠傳遞的f-117a戰機,開始正式的服役生涯。

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在第二年的1983年,f-117a基本上已經形成了作戰能力,當年美軍為了保持住籠罩在f-117a周圍的神秘面紗,基本上在服役的前5年,一直都是隻在夜間使用,也是以f-117a得名代号:夜鷹。

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作為世界上第一款隐形戰機,f-117a攻擊機能憑借強大的隐形性能突破敵人火力網、壓制敵方防空系統、摧毀對手嚴密防守的指揮所、戰略要地、工業基地等高價值目标,并且憑借隐形性能還可以秘密執行偵察任務,在當時可以說是遙遙領先世界。

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f-117a攻擊機機身長度為20.09米、翼展13.20米、高3.78米、空重13.38噸,機身外形線條基本上都是圍繞着隐身性能而設計的,在空氣動力學和隐身性能上找到統一,機身的外形像是一個底部的三角形和上部分的多個不規則的三角面錐組成。

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機翼采用很高後掠角的後掠翼飛翼結構,主翼的展弦比極高,這樣設計主要是讓機翼向兩側折射雷達波,達到降低雷達偵測到的幾率,不過這種大後掠翼的設計會犧牲掉很多的引擎效率。

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機翼邊緣設計有開縫襟翼,通過機内配備的四重線傳飛控系統控制襟翼的動作,用以調整飛機的飛行姿态。

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機翼與機身融合機翼的前沿基本上就是機身的前緣,機頭有4個多功能環境資料探頭,也就是飛機上常用的四個全方位空速管,用來給戰機的電傳操縱系統提供資料,機翼為菱形翼剖面形狀,這些設計均是為了将雷達波的散射達到最低,并且機身的各個邊和棱角等強反射部位都大量使用雷達吸波材料,這些材料不僅僅隻是一種,能分别吸收不同頻率的雷達波。

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早期機身表面塗成沙漠三色迷彩主要是為了測試使用,後來服役之後全部塗成黑色,是因為吸波塗層就是顯示的這個顔色,具體的材料目前沒有公開,但是有猜測是含鐵氧化物的顆粒,因為這種成分是著名的隐身材料,具有重量輕吸波效果好的特點。

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尾翼為一對大型的v字形雙重尾,并向後傾斜,用以幫助戰機保持平衡和協助完成轉向等動作,在機身中線前部,是駕駛員的位置,f-117a戰機是單座亞音速噴氣式多功能隐身攻擊機,隻需要一名飛行員即可操作。

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駕駛艙采用鉸接式座艙蓋,可以向後上方打開然後進出戰機,座艙蓋被分成五塊,每一塊都是整塊的風擋,采用多層複合玻璃覆寫,上面敷有金屬膜用以降低雷達反射率,駕駛艙内部相當寬敞,配有符合人體工程學的顯示器和控制裝置,不過也有一個缺點,那就是後方的視野很差,盲點很廣。

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駕駛艙采用的是麥克唐納·道格拉斯公司的acesii彈射座椅,這個座椅結構堅固、重量輕、易于維護,是美國空軍最成功的飛行員逃逸系統,在彈射期間還有一個陀螺控制系統用來穩定座椅,曾經解救過500多條生命。

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動力系統設計上,前面說過這款戰機大後掠角設計會損失很多引擎的動力,并且多面體的機身設計會增加飛行阻力,使飛機的速度下降。為此設計師給這款戰機安裝了兩具發動機,用以保證飛機以高亞音速飛行時所需的推力。

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發動機采用的是兩具ge通用電氣公司的ge f404-f1d2非加力渦扇發動機,通過埋入式的方法安裝,能使發動機噪音大為降低,達到聲波隐身能力。

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這款引擎單台推力48kn,能讓f-117a攻擊機實作1111千米/小時的最大平飛速度,這個速度基本上達到了0.9馬赫的速度了,在後續更換了原本給a-12隐身攻擊機使用推力更大的f412渦扇發動機之後,f-117a的最大速度基本上接近音速了。這倆具引擎能讓f-117a擁有13716米的實用升限、續航裡程為1720千米、在攜帶2.268噸武器的時候,作戰半徑為1056千米。

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因為機身為了達到完美的隐身能力,機身外部沒有設計外挂點,是以如果攜帶武器的話,是無法攜帶副油箱的,當然也可以選擇不攜帶武器,選擇在彈倉内攜帶副油箱增大航程用來執行偵查任務。

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同時在機身背部還設計有可收放式空中加油受油口,通過空中加油的方式進行增大航程,作為夜間戰機,同樣也可以在夜間進行空中加油,通過座艙頂部的夜間加油照明燈進行對準加油即可。

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動力系統也做了比較大的隐身處理,首先是進氣口,進氣口采用的是矩形進氣道的設計,在進氣口處采用了1.9厘米x3.8厘米,間距1.5厘米的吸波複合材料格栅屏蔽起來,這樣的話可以大大的散射雷達波同時還能在大迎角和側滑飛行的情況下,給發動機提供均勻的氣流。

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進氣口内安裝有加熱防冰裝置和輔助進氣口,高0.6米,寬1.5米,容納下一個人都沒有問題,除了能夠為發動機提供大量的空氣之外,部分冷空氣還能夠通過輔助進氣口繞過發動機與熱排氣混合,達到冷卻排氣降低紅外特征的作用。

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通過這個方法,f117a的排氣溫度能降低到66攝氏度,而說到排氣就不得不說下排氣口,f117a夜鷹隐身攻擊機的排氣口為鴨嘴獸形窄縫噴口。

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這個噴口長1.65米、寬0.10米,裡面貼有航天飛機所采用的防熱瓦,内部設計了 11片垂直導流片,導流片第一個作用是可以加速排氣冷卻,第二個是能疏導排焰,下緣向後上方翹起,這是為了降低機尾的雷達反射,同時也可以對朝下方的紅外輻射起到遮擋作用,能起到很好的雷達和紅外隐身的雙重效果。

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噴氣口這麼設計,主要是為了避免跟排氣羽流那樣産生過多的紅外線特征,還能最大限度地減少排氣橫截面積達到降低紅外特征的作用,而這樣設計,也帶來了代價,那就是就沒有推力矢量控制技術的餘地了,是以f117a的動力系統不具備矢量推進技術。

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通過這一系列的多面體機身構造、雷達吸收材料、鴨嘴獸排氣裝置相結合,造就了雷達反射截面積隻有0.001平方米的f117a夜鷹隐身攻擊機的超強隐身能力。

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武器方面,除了長4.7米、寬1.57米的武器艙之外,沒有别的可攜帶點了,這兩個武器艙能提供2.3噸的載荷,能攜帶agm-65“小牛”空對地飛彈、gbu-10炸彈、gbu-27雷射制導炸彈、b61自由落體核炸彈等等,基本上美軍空軍軍械庫内的武器都可以攜帶。

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配合上隐身性能和較高的飛行高度,在執行任務的時候基本上可以不借助伴飛僚機的幫助,隻需要配合上機身的電子系統就可以實作精準的打擊,據悉f-117a在演習中對紅外目标的攻擊精度為1米左右,雖然這款戰機能夠攜帶空對空飛彈,但是其機動能力目測并不是很出色,是以f-117a或許并不是很善于空中纏鬥。

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航空電子配備上,機上的很多裝置都是從當時現有的戰機上拿過來的,唯一的不同是f-117a上沒有安裝火控雷達和其他的各種雷達裝置,主要是為了降低被發現的可能性,其導航系統主要由全球衛星定位系統和高精确性的慣性導航裝置組成,自動任務規劃系統可以協調所有的攻擊任務,計劃出攻擊路線,并且自動執行,包含武器的釋放。

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火控系統通過風擋玻璃下面的雙視場前視紅外傳感器和雷射瞄準器進行探測和火控瞄準。這個傳感器的視窗玻璃上也都采用内表面金屬化處理或覆寫有細小格栅,進而使得視窗與機體表面形成一個相對于電磁波而言平整的整體,用來降低紅外線和雷達反射截面積。

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f-117a戰機單機造價在當年為4260萬美元,于1983年10月服役,首次參加戰争是在1989年巴拿馬戰争執行的投彈任務,後續參加了波斯灣戰争戰争、科索沃戰争和阿富汗戰争,在1991年的“沙漠風暴”行動期間,f-117a戰機出擊近1300次,在防空炮火中襲擊了伊拉克1600個有價值的目标,竟無一架受損,取得了非常出色的戰績,不過其主要任務均是執行轟炸投彈任務,基本上充當輕型轟炸機的角色,

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唯一一次戰鬥損失是在1999年3月27日的科索沃戰争期間,當時地面部隊采用老式蘇制s-125飛彈擊落了一架f-117a戰機,具體的情況這裡就不多說了。

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在後來随着更加先進的f-22戰鬥機和f-35戰鬥機的服役,f-117a這款采用上個世紀70年代末技術的戰機也顯得越來越落後,是以于2008年4月22日陸續退役,不過最近這些年,美國經常出現f-117a複飛的視訊,或許它隻是躲到幕後也說不定呢?

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而對于它的定位,作為一款隐身戰機,美國将其定位為攻擊機,為何使用f開頭的命名規則呢?這是因為它在1962年美國三軍服務飛機指定系統之前就獲得了官方命名。

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并且當時的研發團隊認為,早期的隐形飛機的設計重點是最小雷達橫截面,而不是空氣動力學性能,是以設計出來的樣貌非常奇特,是以一些資深的飛行員并不是很樂意去駕駛,如果選擇攻擊機的a或者是轟炸機的b去命名的話,并沒有戰鬥機的f來的有吸引力,是以就用f來命名,達到容易吸引頂尖一流的美國空軍飛行員駕駛的目的。

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