F-16E/F沙漠隼戰機

【南山/青年日報94328日第3  

最近這幾年,戰隼家族的新成員主要有三型,分別是希臘的F-16 Block 50+/52+、以色列的F-16I和聯合大公國的F-16 Block60。這三型戰機各具特色,其中以F-16 Block60的技術變動性最大,製造商洛馬公司甚至賦與此機F-16E/F的新型號,並稱為沙漠隼(Desert Falcon)戰機,顯然該公司認為此機是整個戰隼家族自F-16A/B、F-16C/D以來的發展新里程碑。阿拉伯聯合大公國在一九九八年與美國簽約購買八十架F-16E/F,包括五十五架單座的F-16E和二十五架雙座的F-16F,合約總金額高達六十四億美元,其原型機在二○○三年十二月底展開首飛,預計在二○○七年能運交美國全部的八十架戰機,成為結束F-16生產線以前的最大筆訂單。

一、F-16E/F的外形與內在特色

(一)外形:F-16E/F的技術變動幅度極高,單就外形來看便與現役的戰隼成員有相當大的不同,像是機背兩側的適形油箱、機首的導航暨瞄準系統、較大面積的主翼與水平尾翼等,雙座的F-16F更裝有從垂尾延伸到座艙的機背脊條。

(二)內在:不過就整體技術來分析,此機最重要的特色是「內在」的改變,特別是大量採用商用資訊技術和電子附件。首先是使用商用光纖傳輸技術,將包括傳感器、任務電腦、顯示設備在內的航電設備,整合成一個全新的網路系統,據說工作效率是現用1553B資料匯流排的一千倍,而類似的技術也用於F/A-22和F-35兩型先進戰機。航電的任務電腦與飛控系統都改用商用的Power PC電腦和C++控制軟體,不僅資料處理速度和記憶容量大幅增加,還能夠賦與F-16E/F更先進與安全的自動飛行功能以及較佳的飛控品質。洛馬公司在二○○四至二○○七年將對C++軟體進行一系列升級改良,提供階段性的功能擴充,其未來的再發展空間遠優於現行由軍用電腦與Ada軟體組成的操控系統。

二、F-16E/F的機體結構與配備優勢

(一)機體結構增強:與美國空軍標準的F-16C/D Block50相比,F-16E/F的機體結構的   變動幅度高達百分之七十,其中分別有超過三成的機體結構是取自F-16 Block 50+/52+和F-16I兩型機,以節省研發成本和時間。

(二)航電配備增加F-16E/F的雷達和航電系統更是全面更新,其中最值得注意的是配備最新研發的AN/APG-80主動電子掃瞄(AESA)雷達,並且還配備整合式新型前視紅外線瞄準系統和電子戰系統。

由於戰機的結構增強和航電配備的增加,加上可裝載更多的燃料和武器,造成F-16E/F的重量激增,戰機空重九點一六噸,機內燃油重量三點一六噸,最大起飛重量高達二十二點七噸,較F-16A/B增加了百分之五十,使戰隼從輕盈的空戰戰機改變為威力強大的戰轟機。也因此,使得F-16E/F必須採用推力較強的發動機,新的F110-GE-132型發動機的軍用推力達到了一百四十五仟牛頓,提供了充沛的動力。

F-16E/F的上述新裝備裡,AN/APG-80主動電子掃瞄雷達是戰隼家族各成員配備的最先進雷達,這種雷達是一種先進的電子掃瞄陣列,其固定陣列上裝有大量的傳輸/接收模組,可瞬間對任何方向發射出雷達波束,具備所謂的捷變波束技術。與傳統的機械掃瞄雷達相比,AN/APG-80的最大優勢是能同時進行多種模式的操作,例如雷達在持續搜索和追蹤多個目標的同時,也能執行諸如空對空搜索與追蹤、空對地標定、地貌追沿等多重功能,加上具備較遠的探測範圍、能提供高解析度合成孔徑雷達影像和較高的可靠度,可大幅度提高飛行員的態勢掌握能力、改良的探測能力與更好的空對地性能。

三、主動電子掃瞄雷達,追蹤攻擊同步

(一)主動電子掃瞄雷達:AN/APG-80主要擁有三種工作模式,分別是地貌追沿、空對空與空對地模式;其中在空對地工作模式中,雷達能產生高解析度的合成孔徑影像,使得戰機識別和設定目標的能力都獲得提高,而且戰機能同時追蹤和攻擊空中與地面目標。

(二)全新的冷卻系統:由於F-16E/F是第一種配備主動電子掃瞄雷達的戰隼戰機,洛馬公司特別為機上的雷達和航電設備設計了一套全新的冷卻系統,整套冷卻系統有兩個子系統,一種是由F-16I改良而來的氣冷式冷卻系統,另一套是全新研發的液冷式冷卻系統,而在F-16E/F以前的戰隼戰機都只配備一套氣冷式冷卻系統,作為雷達和航電設備的冷卻之用。

四、整合式前視紅外線暨標定系統,日夜精確導引

(一)整合式前視紅外線暨標定系統(IFTS)簡介:機上還配備有一套諾格公司專門為F-16E/F研發的整合式前視紅外線暨標定系統(IFTS),整套系統是由裝置在機體內的先進處理器、機鼻的導航前視紅外線感測器、進氣道右側的標定莢艙共同組成,導航前視紅外線與標定莢艙共用先進處理器與航電裝置。整套IFTS的功能與現用的LANTIRN莢艙相當,都擁有紅外線低空夜視導航和雷射目標指示的功能,不過IFTS的體積、重量和空氣阻力都遠低於LANTIRN莢艙。

(二)整套IFTS的功能:提供日夜間精確打擊功能;提供高品質中波段紅外線影像;夜間與惡劣天候的飛航導引;長程目標獲得、辨識與追蹤功能;內建雷射測距與標定功能;提供戰機自動電子覘孔瞄準功能;自動導控紅外線型的AGM-65小牛飛彈。

五、新型玻璃化座艙,簡化飛行員操控難度

(一)新型座艙主要新裝備:為了降低飛行員的工作負荷和簡化操控難度,F-16E/F配備有最先進的玻璃化座艙,新型座艙的主要新裝備包括:三具五乘七吋的大型彩色多功能顯示器;先進的通信、導航與敵我識別控制系統;廣角抬頭顯示器;能與光線共容的夜視影像系統;F-16F增設一具完整任務功能的後座;先進的自動駕駛功能;發動機自動節流閥;電子飛行儀表;電子發動機儀表;搭配頭盔顯示系統等。

(二)UHF/VHF通信鏈路:F-16E/F將採用泰利斯公司研製的UHF/VHF通信鏈路,以便與聯合大公國新購的三十架幻象2000-9戰機實現情資共享。

(三)安全輔助系統:機上最特別的是裝有三項安全輔助系統,分別是飛行員主動恢復系統、飛機撞地警告系統和自動防撞修正系統,以避免因為飛行員判斷失誤導致墜機。

(四)整合式電子戰系統:F-16E/F還配備先進的整合式電子戰系統,整套系統包括被動信號接收器、主動信號發射器和非必要信號反制系統三個部分,並與機載干擾發射機和一套拖曳誘餌構成優秀的電子戰系統。由於雙座的F-16F增加了一套座艙設備,機體內沒有空間可容納電子戰系統,於是洛馬公司將類似F-16 Block 50+/52+和F-16I的機背脊條沿用在F-16F上,至於單座的F-16E則沒有這項結構,機背脊條成為F-16E與F-16F之間的主要差異。

六、適形油箱大幅降低空氣阻力

設置在機背兩側的兩具適形油箱是F-16E/F的外形重要特色,這是沿襲自F-16I的設計,兩具油箱總共能夠裝載一千六百六十六公升的燃料,加上原來掛載於機腹中線的一千一百三十六公升油箱和翼下的二千二百七十二公升油箱,以及擁有空中加油能力,能夠進一步擴大戰機的作戰航程。

適形油箱是最近幾年新增在新世代戰機的先進配備,歐洲的颶風式和颱風式戰機都增設這類裝備,與掛載在機腹和翼下的傳統外掛油箱相比,空氣阻力大幅降低,能將對戰機的飛行品質影響降至最低。

七、F110-GE-132型發動機的性能優異

在重量大幅增加的情況下,F-16E/F能夠維持與較早期F-16同等級的機動性能,並使得綜合性能獲得大幅增強的最重要因素,無疑是採用F110-GE-132型發動機所賜。這型新改良的發動機不僅軍用推力增至一四五仟牛頓,可靠度和使用壽限也獲得提高。

其他的重要技術變革還包括:擁有長弦設計的新型氣流風扇和一個先進的三級式壓縮輪盤,使運轉更具效率;改進發動機的推力管控;採用重量較輕的複合材料風扇導管;採用新型增壓器以減低重量和複雜度;採用降低阻力的發動機噴嘴。經過嚴格的測試,洛馬公司和美國空軍都驗證了F110-GE-132型發動機的優異性能,未來極可能被美國空軍用於其他戰機的改良。

八、配備先進裝備與技術,戰隼家族中身價最高

        在機載武器系統方面,F-16E/F最多可掛載約八噸的武器,美軍現用的各型空對空與空對地/海武器均可搭載,配合前述的各種先進裝備,使得F-16E/F具備強大的綜合戰力。不過,也由於F-16E/F配備大量先進裝備與技術,造成單價激增到五千至五千五百萬美元,成為戰隼家族裡身價最高的機型。

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