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F-4PHANTOM II(鬼怪II)双发双座重型战斗机的性能如何?

归档日期:09-22       文本归类:单发战斗机      文章编辑:爱尚语录

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  2013-09-09展开全部F-4“鬼怪”(Phantom)是美国原麦克唐纳公司(现并入波音公司)为海军研制的双座双发舰队重型防空战斗机,后来美国空军也大量采用。F-4于1956年开始设计,1958年5月第一架原型机试飞,生产型则于1961年10月开始正式交付海军使用。1963年11月开始进入空军服役。

  朝鲜战争结束后,空战理论与战斗机装备技术水平均有了长足的发展。在越战前,主流的战斗机设计思想包括如下要点:

  1. 认为飞机的大速度是决定空中优势的主要因素。为了保证飞机具有大速度, 必须竭尽一切努力减小阻力,甚至不惜牺牲爬升率和机动性。F-104、米格-21就是典型的范例。到了研制F-4的时候,飞行控制与发动机技术相比起研制前两种战斗机的时候已经有了很大改善,因此比F-104、米格-21的情况要好些,但格斗性能仍然无法与之前的F-86、米格-17等轻型战斗机相比。

  2. 主张研制多用途战术战斗机, 要求飞机兼有空战和对地攻击能力, 即主张研制战斗轰炸机,而不再像以往那样研制单纯的防空截击机或专用对地攻击机。最终F-4的确兼备了这两种作战能力,但在发动机推力有限、气动设计未尽完美的前提下,强求对地攻击能力反倒拖累了整体飞行性能,特别是携带对地武器时无法有效的与敌方战斗机交战。

  3. 为对抗装备大射程对空/对地制导武器的敌机,截击机的战术被设想为利用速度优势追赶或快速逼近目标, 并利用先进的火控武器系统(以使用半主动雷达制导空空导弹为突出特征)在尽可能远的距离上将敌机歼灭。但由于火控与武器技术水平的限制,这一构思未能在F-4上有效的实现。

  4. 为实现2、3两点指标,新研制的战斗机必须具有较大的航程。同时,为F-4研制的先进火控系统操作较为复杂,因此必须配备双人机组(飞行员与武器操作员)。这意味着F-4的体积、重量会比之前的战斗机有很大的增长,而气动、飞控和发动机技术却没有相应幅度的增长。

  5. 认为截击机同时投入战斗的飞机数量将减少,实施攻击时机动动作“平直化”,力求一次攻击来结束战斗。于是当时认为格斗性能的下降是可以接受的。

  6. 忽视航炮的作用。有人认为空空导弹出现之后,航炮作为一种武器已没有前途。当时几乎所有新研制的战斗机,包括F-4,都没有装航炮。很快这一决策被实战证明是极为错误的。

  7. 不重视飞行员在空战中的作用。有人认为飞行员不需要学会判断空中情况,而是由地面指挥所代替他们下决心。

  飞机设计师们就是按照以上这些想法研制了包括F-4在内的第二代喷气式战斗机。这代飞机的最大速度达M2左右、有的甚至达M3, 机载电子设备和武器系统的性能均有较大的提高, 重视对地攻击能力, “重型化”倾向明显。从其航空技术水平和飞机的性能来看, 确实比第一代战斗机有了明显的提高和发展。但在60年代后期开始进行的越南战争和其他局部战争中, 第二代喷气式战斗机的使用效果( 尤其是空战使用),并不理想。从某种意义上来讲, 它在发展方向上走了一段“弯路”。这主要是因为实战中的空战作战方式与原先设想的有很大的差别。

  空战的高度范围不是扩大了, 而是缩小了。这一情况引起了研究局部战争经验的专家们的特别注意。朝鲜战争中, 战斗机的空战曾发展到平流层。而越南战争中, 战斗机的使用高度不超过9000米。这一方面是由于战术航空兵遂行的任务性质决定的。轰炸机为避免进入防空导弹的毁伤区, 多半在低空活动, 担任掩护的战斗机也必须降低高度。另一方面,空战实践说明, 飞行员能目视观察到3600米以内距离的机动目标, 因而转弯半径不大于1800米较有利。在9000米以上的高度, 第二代飞机想以这样的盘旋半径实施不损失高度的速度机动是不可能的, 所以高度也受到限制。越南战争中空战格斗一般发生在1500~4500米高度范围内。

  在局部战争中, 空战的速度范围也并不大, 尽管双方都具有速度超过M2的战斗机,但经常进行空战的速度范围是M0.5~-0.9。这一方面是由于空战开始的高度低, 飞机的速度受到结构强度的限制。另一方面是由于当时战斗机的超音速机动性能甚差, 想在速度超过音速时获取机动性的优势是很困难的, 因而也只能进入亚跨音速范围。局部战争的经验也证明。大部分空战仍是在双方目视能见度的近距离范围内进行的, 摧毁目标还须从后半球攻击来实现。空战中被击落的飞机中约有三分之二是被空空导弹击毁的, 三分之一是被炮弹击毁的。在中东战争中, 空战格斗的比例更大, 飞行员经常能有效地使用航炮。局部战争还证明, 协同仍是至关重要的, 战斗机的绝大多数空战都是编队空战。飞行员的素质对空战的结果仍有决定性影响。

  2013-09-09展开全部为满足对前所未有的高指标,F-4在设计上有着许多出众之处。

  该机机翼为悬臂式下单翼。翼根翼型为NACA 0006.4-64(修形)、机翼折线(修形)。前缘后掠角45°,平均相对厚度5.1%,翼尖相对厚度3%,安装角1°,外翼上反角12°。前缘有锯齿。机翼为全金属结构,外翼可折起(海军型)。中翼和内翼为一贯穿机身的双梁抗扭盒式整体结构,抗扭盒又是整体油箱,容积达2380升。前、后梁位于15%和40%弦长处,由大锻件机械加工制成。蒙皮为带肋整体壁板,由6.35厘米厚板机加工制成。后梁之后还有一根由锻件加工的辅助梁,用以分担部分主起落架和减速板载荷。外翼也是双梁结构,梁位于15%和40%弦长处,并与内翼连接。外翼蒙皮厚7毫米,翼尖2.5毫米。蒙皮材料多用7178铝合金,锻件用7079铝合金。机翼后缘为整体铝合金蜂窝结构,后缘襟翼和副翼为带铝合金蜂窝结构后缘的金属结构,后缘襟翼和副翼为带铝合金蜂窝结构后缘的金属结构。副翼只能向下偏转30°。上翼面的扰流板可向上偏转45°,横侧操纵时两者协调动作,由两套独立的液压系统操纵。后缘襟翼和外侧前缘襟翼都有附面层吹除装置。后期的E、F型改用前缘缝翼,取消吹气装置。机翼下侧起落架舱后方有一块液压驱动的减速板。全金属半硬壳式机身结构,分为前、中、后三段。机身前段主要包括座舱、前起落架舱和电子设备舱,构件多为钣金件、承力部位采用锻铸件。为防止变形,进气道采用很多横向隔框,进气口前缘为锻件,经化学铣切制成。中段有发动机舱和油箱舱。与机翼连接的承力框为整体件,由铝锻件机加工制成。油箱舱在发动机舱上方,采用双壁结构导入空气进行冷却。靠近发动机的结构大量采用钛合金。后段广泛采用钛和钢,下侧为双壁结构,用空气冷却。由于当时还没有在战斗机机体上采用较多份额的复合材料,F-4的重量居高不下,对飞行性能有着负面影响。

  悬臂全动式整体平尾,下反角23°,以避开机翼尾流(英国的K和M型下反角为15°)。平尾前缘增加了缝翼。由于处于发动机燃气流中,平尾采用钢质肋骨和桁条。钛合金蒙皮和钢质蜂窝后缘。美国空军F-4飞机在使用过程中,发现平尾摇臂出现裂痕,结果迫使美国1600多架F-4飞机和其它国家600多架F-4飞机全部停飞检查,后经查明原因是材料的环境适应性差,对应力腐蚀比较敏感。可收放前三点式起落架。前起落架为双轮,无内胎,有减摆器和转向机构,向后收入机身。主起落架为单轮,向内收入机翼。舰载型弹射起飞时,前起落架伸长。有着陆钩。

  两台通用电气公司的J79-GE-17加力式涡轮喷气发动机,该发动机是美国最为著名的涡喷发动机,发展了多种改型,装备于多个型号的美军作战飞机。单台加力推力79.6千牛(8120公斤),耗油率0.2千克/牛顿·小时(0.84千克/公斤·小时)。机内总载油量7022升。腹下可挂一个2270升副油箱,翼下可挂一对1400升副油箱。有空中加油装置,也可挂伙伴加油吊舱。

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