F/A-18E/F推出Block III型,美國海軍艦載戰鬥機將走向何方?

引言

2020年1月7日,美國波音公司發佈消息稱,第一架

F/A-18E/F戰鬥機Block III型試驗機將在今年第一季度末交付。據報道,美國海軍首先將接收2架Block III型試驗機,以測試新版“超級大黃蜂”的計算能力和網絡能力的航母適配性。首架全功能(full-up)型Block III型“超級大黃蜂”戰鬥機將在今年晚些時候或明年初交付。由此可見,Block III型F/A-18E/F的研製過程還是比較順利的。

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F-35C和“超級大黃蜂”戰鬥機

很多人或許會問,美國海軍明明已經研製了F-35C戰鬥機,為何還要推出Block III型的F/A-18E/F戰鬥機呢?F-35C是全球首款第五代隱形艦載戰鬥機,其性能是目前全球所有艦載機中最先進的。美國海軍已在2019年2月宣佈F-35C具備了初始作戰能力,預計到2021年開始部署。在這樣的情況下,為何還要再繼續研製不具備隱身能力的Block III型“超級大黃蜂”戰鬥機呢?跟現在的版本相比,Block III型“超級大黃蜂”有哪些改進呢?

一、F-35C隱形艦載戰鬥機已經誕生,為何還要推出Block III型F/A-18E/F?

首先我們來梳理一下Block III型F/A-18E/F戰鬥機的提出和發展過程。Block III型“超級大黃蜂”的提出最早可追溯至2013年的“F/A-18 XT”項目。2013年3月,美國海軍考慮為F/A-18E/F戰鬥機增加保形油箱以攜帶更多的燃料。就在這年,波音公司和諾斯羅普·格魯曼公司自籌資金開發了一款先進的“超級大黃蜂”樣機,於2013年8月5日開始進行飛行測試。這架原型機配備了保形油箱和封閉的武器吊艙,改進了駕駛艙和航電系統等。首輪測試持續了三週,美國海軍對飛行測試結果感到滿意,表現出了一定的購買意向。2014年,波音公司披露了

新版“超級大黃蜂”的初步概念,希望能夠獲得更多關注和訂單。但美國海軍認為F-35C戰鬥機已經研製成功,所以對改進F/A-18E/F不感興趣。

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Block III型“超級大黃蜂”戰鬥機模型

2016年12月,新版“超級大黃蜂”項目迎來了轉機。由於F-35戰鬥機的巨大成本和不斷超支,美國軍方對F-35C和F/A-18E/F進行了對比,並且評估了F/A-18E/F的改進程度,要求波音公司提供一種有競爭力、成本較低的替代品。2017年2月,美國表達出準備購買“超級大黃蜂”戰鬥機的意向。在接下來舉行的2017年美國海軍聯盟海空天博覽會上,波音公司展示了最新的Block III型F/A-18E/F。2017年6月13日,美國海軍表示將在未來五年採購80架F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰鬥機,以彌補戰鬥機庫存數量的不足,同時還將對現役戰機進行升級以延長其服役壽命。

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Block III型F/A-18E/F戰鬥機模型

2018年2月14日,波音公司獲得了N0001918F1597訂單,內容是為F/A-18E/F戰鬥機研發一款保形油箱。2019年3月21日,美國海軍授出了一個三年期合同,計劃採購78架Block III型F/A-18E/F戰鬥機,包括61架F/A-18E和17架F/A-18F,將在2019~2021財年生產和交付。美國海軍表示,在未來五年裡將累積採購110架新版“超級大黃蜂”戰鬥機,第一架將在2020年至2021年之間交付。除此之外,美國海軍還計劃將部分Block II型“超級大黃蜂”升級為Block III型配置,作為服務壽命修改計劃的一部分,這項工作將至少持續到2025年。

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F-35C艦載戰鬥機

Block III型F/A-18E/F戰鬥機從推出到被接受,其中最主要的影響因素應該就是F-35C戰機。F-35C是洛克希德·馬丁公司研製的第五代隱形戰機F-35的航母艦載機版本,也是F/A-18E/F“超級大黃蜂”的最直接的競爭對手。第一架F-35C戰鬥機於2009年7月29日推出,2010年6月6日完成首飛,2014年11月3日進行了第一次航母著陸試驗。2019年2月28日,美國海軍宣佈F-35C具備初始作戰能力。按計劃,首批F-35C艦載戰鬥機將在2021年加入“卡爾·文森”號航母開始戰鬥部署。

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F-35C戰鬥機

通過以上分析可以看出,波音公司之所以推出Block III型F/A-18E/F戰鬥機,主要目的是繼續延長這款艦載機的生命力,避免生產線關閉帶來的損失。而美國海軍剛開始認為,他們並不需要一款已經改進過多次的艦載戰鬥機,因為具備隱身能力、性能更先進的F-35C戰鬥機已經誕生了。但是,F-35C的生產成本遠遠超過F/A-18E/F,而且還在不斷超支,測試進度也相對較慢,無法在短時間內批量生產並交付。而在接下來的幾年裡,因為老舊艦載機的不斷退役,美國海軍可能會步入航母艦載戰鬥機短缺的困境,所以繼續採購改進版Block III型“超級大黃蜂”戰鬥機成為了一個最佳選擇。

二、Block III型F/A-18E/F“超級大黃蜂”有哪些方面的改進?

在改進F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰鬥機的過程中,首先強調的是保形油箱和隱身能力,這也是現役“超級大黃蜂”比較明顯的短板。波音公司希望Block III型的F/A-18E/F戰鬥機具有一定的隱身性,擁有更大的航程,能夠攜帶更多的武器,從而賦予它更強的戰鬥力

。Block III型“超級大黃蜂”的改進主要圍繞以下幾個方面進行:改善空對空和空對地模式下的武器運動學、利用先進的低可觀測技術降低雷達截面、提供先進的反電子攻擊能力、提供雷達探測能力、低阻力的保形油箱、封閉的武器吊艙、改進紅外搜索跟蹤系統、先進的信息融合技術、新一代駕駛艙等等。

具體來說,Block III型F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰鬥機的改進主要包括以下幾點:

1、保形油箱。Block III型的F/A-18E/F戰鬥機將配備全新設計的保形油箱,也被稱為CFT。保形油箱將增加“超級大黃蜂”戰鬥機的航程和作戰半徑,在標準載荷情況下平均能夠延長100到120英里(有的數據顯示為120海里)。Block III型“超級大黃蜂”的保形油箱擁有優秀的空氣動力效率,比傳統的可拋式副油箱有更少的阻力,可以使戰機飛得更快。對於航母艦載機來說,這一點非常重要。而且保形油箱不佔用武器掛載點,可以使F/A-18E/F攜帶更多的有效載荷。

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Block III型F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰鬥機概念圖

2018年2月14日,美國海軍授予波音公司一份價值2.19億美元的合同,用於F/A-18E/F戰鬥機保形油箱的研製,預計將於2022年完工。傳統的可拋式副油箱使飛機變得不靈活,也不符合空氣動力學,通常安裝在機翼下方。新的保形油箱將安裝在機翼頂部,位於飛機的兩側背部。據報道,新型保形油箱在低阻力配置下可容納515加侖燃料,較目前的480加侖容量有所增加。保形油箱還具有較低的雷達截面積,擁有更好的隱身效果。

2、第二代紅外搜索和跟蹤(IRST)系統。IRST系統是一種長波紅外探測系統,可以使戰機在無法使用主動雷達的情況下通過紅外搜索和跟蹤技術,實現對潛在威脅目標的探測和跟蹤。第一代IRST系統由洛克希德·馬丁公司的IRST21™傳感器、處理器、慣性測量單元和環境控制單元組成,紅外接收器、處理器和慣性測量單元安裝在傳感器內部,傳感器安裝在“超級大黃蜂”戰鬥機副油箱的前部。除了探測空中威脅目標外,與雷達相比,IRST還顯著提高了多目標分辨率,提供了對更大範圍內目標的識別能力。傳感器的數據還能與其他機載傳感器數據共享融合,為作戰人員提供最大的態勢感知能力。

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F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰鬥機的紅外搜索和跟蹤(IRST)系統

Block III型F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰鬥機將換裝第二代紅外搜索和跟蹤(IRST)系統,將改進紅外接收器,更換新型處理器。第二代IRST系統可以使新版“超級大黃蜂”戰鬥機在不放棄主動雷達的情況下使用紅外傳感器探測和跟蹤敵機,甚至能夠在雷達上探測到遠程隱形目標,以被動方式地悄無聲息探測、追蹤和攻擊敵方飛機。即使在電子攻擊或高強度射頻和紅外對抗措施環境下,第二代IRST系統也能自主跟蹤數據,增加飛行員的反應時間,並通過“先敵發現,先敵攻擊”的能力提高生存力。


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洛克希德·馬丁公司的紅外搜索和跟蹤(IRST)系統傳感器

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紅外搜索和跟蹤(IRST)系統不僅可以探測到飛機發動機排出的熱量,甚至能捕捉到飛機在飛行過程中與大氣摩擦產生的熱量。與雷達不同的是,紅外傳感器不會發射電子信號,因而不會洩露它們的存在。這種能力可以讓“超級大黃蜂”戰鬥機的飛行員在很遠的距離上識別敵方飛機,並使他們能夠在最大射程內發射空空導彈。Block III型F/A-18E/F戰鬥機還將搭載新的分佈式目標處理器網絡(DTP-N)和戰術目標網絡技術(TTNT)數據鏈,使多架“超級大黃蜂”能夠共享融合紅外傳感器和其他傳感器的數據,形成“通用戰術圖像”(CTP),極大地提升戰機編隊的戰鬥力。

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Block III型F/A-18E/F將換裝新的衛星鏈路GPS天線

3、新的任務處理計算機和數據鏈。Block III型F/A-18E/F還將換裝新的分佈式目標處理器(DTP-N)和戰術目標網絡技術(TTNT)數據鏈。DTP-N處理器使用先進的網絡架構,升級後的新型機載計算機稱為分佈式目標處理器網絡。TTNT數據鏈可以使Block III型“超級大黃蜂”戰鬥機和E-2D“先進鷹眼”預警機進行大量傳感器數據的交換,使F/A-18E/F能夠更早發現潛在的威脅目標。Block III型F/A-18E/F戰鬥機還將集成ALQ-214 Block II綜合防禦電子對抗系統(IDECM)和Block IV電子戰套件,還將搭載更新的衛星通信系統。

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Block III型F/A-18E/F將重新設計機鼻炮口,改進機鼻兩側的傳感器

4、減少雷達散射截面(RCS)以提高隱身能力。Block III型F/A-18E/F將改善雷達截面(RCS),提高飛機的隱身效果。這項改進主要包括重新設計機鼻炮口、改進機鼻兩側的火控雷達傳感器,在機身表面使用隱身塗層和吸波材料,以吸收雷達波。“超級大黃蜂”戰鬥機和F-35C的主要差距就在於隱身方面,通過減少雷達散射截面,能夠降低“超級大黃蜂”被偵測到的幾率。

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Block III型F/A-18E/F戰鬥機將採用重新設計的先進座艙系統

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埃爾比特系統公司的新型先進駕駛艙系統

5、先進座艙系統。Block III型F/A-18E/F戰鬥機將採用重新設計的駕駛艙架構,即先進座艙系統,包括任務處理器、低姿態平視顯示器、大屏幕10x19英寸高清顯示器等。全新的座艙系統具有大面積觸摸屏和畫中畫功能,改善了用戶界面,優化了戰術態勢顯示,能夠處理高級應用程序,提供高清格式的高級傳感器視頻。先進座艙系統還將包括額外的備份顯示器和手動按鈕,以防止單一屏幕出現故障。Block III型“超級大黃蜂”戰鬥機的座艙系統還將安裝三維音頻警告裝置,使飛行員不僅能收到潛在或即將到來的威脅的聽覺警告,還能聽到來自該威脅發出的方向的音調。

6、延長使用壽命。Block III型F/A-18E/F戰鬥機的服役時長將從6000小時延長到9000小時,而且更容易維護。Block III型“超級大黃蜂”還將重新配置環境控制系統。

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Block III型F/A-18E/F戰鬥機仍將搭載F414發動機

Block III型F/A-18E/F戰鬥機目前還沒有計劃換裝新的發動機。通用電氣曾研製了一款

F414-EPE型發動機,是F/A-18E/F搭載的F414發動機的改進版本,包括一個新的內核以及重新設計的風扇和壓縮機,推力增加了20%,推重比接近11:1。不過,Block III型F/A-18E/F戰鬥機在未來會不會換裝新型發動機還尚未可知。

三、同時發展F-35C和F/A-18E/F,美國海軍航母艦載戰鬥機將走向何方?

F/A-18E/F“超級大黃蜂”Block III型的推出,使美國海軍在F-35C之外又多了一種可供選擇的先進艦載機。那麼,未來美國海軍將如何平衡兩款艦載機的發展呢?是優先發展F-35C還是重點發展Block III“超級大黃蜂”,又或者兩者齊頭並進呢?還有,在美國海軍序列中,F-35C和Block III型F/A-18E/F戰鬥機將各自發揮什麼樣的作用呢?我們不妨從以下幾點進行分析。

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F-35C戰鬥機

第一,美國將繼續推進F-35C和Block III型F/A-18E/F戰鬥機的發展。在現階段,F-35C處於部署前最後的測試和完善階段,預計到2020年代初期開始批量服役。Block III型F/A-18E/F戰鬥機仍然處於研發階段,距離批量交付的日期尚早。因此,兩款戰機都將按既定計劃向前發展。按照現在的進度,F-35C戰鬥機將在2021年首先部署到“尼米茲”級航母上,接下來部署到“福特”級航母。在未來十年裡,將有一半的“超級大黃蜂”戰鬥機是Block III型。其中,新生產的F/A-18E/F只佔據一小部分,超過一半會從現在的“超級大黃蜂”戰鬥機中選擇,然後升級到Block III型

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F/A-18E/F戰鬥機

第二,未來F-35C和Block III型F/A-18E/F戰鬥機將混合搭配使用。隨著美國海軍航母作戰任務的不斷調整,所面對的威脅也日益複雜。在發揮航母的戰鬥力方面,無論是第五代的F-35C隱形戰鬥機,還是經過多年考驗的F/A-18E/F戰鬥機,都不能獨自面對所有威脅、執行航母所賦予的所有任務。所以兩款艦載戰鬥機將形成優勢互補的局面,F-35C、Block III型“超級大黃蜂”戰鬥機和E-2D預警機、EA-18G電子戰機一起協同作戰,以應對航母將要遭遇的不斷增長的威脅。比如說,讓F-35C在隱身狀態下執行深度打擊任務,“超級大黃蜂”戰鬥機在射程範圍內提供空中優勢;或者讓“超級大黃蜂”攜帶F-35C無法攜帶的大型防區外武器,而F-35C負責空中掩護。

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F-35C和Block III型F/A-18E/F戰鬥機將優勢互補

第三,Block III型F/A-18E/F將在部署初期佔據優勢,但F-35C隱形戰鬥機擁有更大的發展潛力。考慮到目前F-35C的造價和生產速度,它在早期部署階段的發展可能不如Block III型F/A-18E/F戰鬥機。經過不斷的優化,F-35C的造價已經下降到一億美元左右(第14批次只有約9440萬美元),但是仍然比“超級大黃蜂”戰鬥機的價格要高。在生產速度上,F-35在2019年的交付數量達到了134架之多,但美國只接收了其中的81架,F-35C型更少。2019年10月28日,美國採購了114架F-35,其中為美國海軍訂購的F-35C的數量只有9架。所以無論是價格還是生產交付速度,F-35C在未來數年裡可能都無法和“超級大黃蜂”相比(部分Block II型F/A-18E/F會直接升級到Block III型,費用也要低得多)。預估數據顯示,F-35C戰鬥機和Block III型“超級大黃蜂”的比例最初可能會是1:3,然後慢慢提高到2:2。

F/A-18E/F推出Block III型,美國海軍艦載戰鬥機將走向何方?

美國航母將會迎來世界上最先進的艦載戰鬥機

總之,F/A-18E/F戰鬥機Block III型的推出,進一步強化了美國海軍艦載戰鬥機的領先地位。Block III型的“超級大黃蜂”將會逐步取代現役的F/A-18E/F,成為F-35C隱形艦載機的強力搭檔。未來數年裡,隨著F-35C和Block III型“超級大黃蜂”戰鬥機的批量交付和服役,美國海軍航母將會迎來世界上最先進的艦載戰鬥機,這是一個非常值得注意的地方。


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