F/A-18E/F推出Block III型,美国海军舰载战斗机将走向何方?

引言

2020年1月7日,美国波音公司发布消息称,第一架

F/A-18E/F战斗机Block III型试验机将在今年第一季度末交付。据报道,美国海军首先将接收2架Block III型试验机,以测试新版“超级大黄蜂”的计算能力和网络能力的航母适配性。首架全功能(full-up)型Block III型“超级大黄蜂”战斗机将在今年晚些时候或明年初交付。由此可见,Block III型F/A-18E/F的研制过程还是比较顺利的。

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F-35C和“超级大黄蜂”战斗机

很多人或许会问,美国海军明明已经研制了F-35C战斗机,为何还要推出Block III型的F/A-18E/F战斗机呢?F-35C是全球首款第五代隐形舰载战斗机,其性能是目前全球所有舰载机中最先进的。美国海军已在2019年2月宣布F-35C具备了初始作战能力,预计到2021年开始部署。在这样的情况下,为何还要再继续研制不具备隐身能力的Block III型“超级大黄蜂”战斗机呢?跟现在的版本相比,Block III型“超级大黄蜂”有哪些改进呢?

一、F-35C隐形舰载战斗机已经诞生,为何还要推出Block III型F/A-18E/F?

首先我们来梳理一下Block III型F/A-18E/F战斗机的提出和发展过程。Block III型“超级大黄蜂”的提出最早可追溯至2013年的“F/A-18 XT”项目。2013年3月,美国海军考虑为F/A-18E/F战斗机增加保形油箱以携带更多的燃料。就在这年,波音公司和诺斯罗普·格鲁曼公司自筹资金开发了一款先进的“超级大黄蜂”样机,于2013年8月5日开始进行飞行测试。这架原型机配备了保形油箱和封闭的武器吊舱,改进了驾驶舱和航电系统等。首轮测试持续了三周,美国海军对飞行测试结果感到满意,表现出了一定的购买意向。2014年,波音公司披露了

新版“超级大黄蜂”的初步概念,希望能够获得更多关注和订单。但美国海军认为F-35C战斗机已经研制成功,所以对改进F/A-18E/F不感兴趣。

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Block III型“超级大黄蜂”战斗机模型

2016年12月,新版“超级大黄蜂”项目迎来了转机。由于F-35战斗机的巨大成本和不断超支,美国军方对F-35C和F/A-18E/F进行了对比,并且评估了F/A-18E/F的改进程度,要求波音公司提供一种有竞争力、成本较低的替代品。2017年2月,美国表达出准备购买“超级大黄蜂”战斗机的意向。在接下来举行的2017年美国海军联盟海空天博览会上,波音公司展示了最新的Block III型F/A-18E/F。2017年6月13日,美国海军表示将在未来五年采购80架F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机,以弥补战斗机库存数量的不足,同时还将对现役战机进行升级以延长其服役寿命。

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Block III型F/A-18E/F战斗机模型

2018年2月14日,波音公司获得了N0001918F1597订单,内容是为F/A-18E/F战斗机研发一款保形油箱。2019年3月21日,美国海军授出了一个三年期合同,计划采购78架Block III型F/A-18E/F战斗机,包括61架F/A-18E和17架F/A-18F,将在2019~2021财年生产和交付。美国海军表示,在未来五年里将累积采购110架新版“超级大黄蜂”战斗机,第一架将在2020年至2021年之间交付。除此之外,美国海军还计划将部分Block II型“超级大黄蜂”升级为Block III型配置,作为服务寿命修改计划的一部分,这项工作将至少持续到2025年。

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F-35C舰载战斗机

Block III型F/A-18E/F战斗机从推出到被接受,其中最主要的影响因素应该就是F-35C战机。F-35C是洛克希德·马丁公司研制的第五代隐形战机F-35的航母舰载机版本,也是F/A-18E/F“超级大黄蜂”的最直接的竞争对手。第一架F-35C战斗机于2009年7月29日推出,2010年6月6日完成首飞,2014年11月3日进行了第一次航母着陆试验。2019年2月28日,美国海军宣布F-35C具备初始作战能力。按计划,首批F-35C舰载战斗机将在2021年加入“卡尔·文森”号航母开始战斗部署。

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F-35C战斗机

通过以上分析可以看出,波音公司之所以推出Block III型F/A-18E/F战斗机,主要目的是继续延长这款舰载机的生命力,避免生产线关闭带来的损失。而美国海军刚开始认为,他们并不需要一款已经改进过多次的舰载战斗机,因为具备隐身能力、性能更先进的F-35C战斗机已经诞生了。但是,F-35C的生产成本远远超过F/A-18E/F,而且还在不断超支,测试进度也相对较慢,无法在短时间内批量生产并交付。而在接下来的几年里,因为老旧舰载机的不断退役,美国海军可能会步入航母舰载战斗机短缺的困境,所以继续采购改进版Block III型“超级大黄蜂”战斗机成为了一个最佳选择。

二、Block III型F/A-18E/F“超级大黄蜂”有哪些方面的改进?

在改进F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机的过程中,首先强调的是保形油箱和隐身能力,这也是现役“超级大黄蜂”比较明显的短板。波音公司希望Block III型的F/A-18E/F战斗机具有一定的隐身性,拥有更大的航程,能够携带更多的武器,从而赋予它更强的战斗力

。Block III型“超级大黄蜂”的改进主要围绕以下几个方面进行:改善空对空和空对地模式下的武器运动学、利用先进的低可观测技术降低雷达截面、提供先进的反电子攻击能力、提供雷达探测能力、低阻力的保形油箱、封闭的武器吊舱、改进红外搜索跟踪系统、先进的信息融合技术、新一代驾驶舱等等。

具体来说,Block III型F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机的改进主要包括以下几点:

1、保形油箱。Block III型的F/A-18E/F战斗机将配备全新设计的保形油箱,也被称为CFT。保形油箱将增加“超级大黄蜂”战斗机的航程和作战半径,在标准载荷情况下平均能够延长100到120英里(有的数据显示为120海里)。Block III型“超级大黄蜂”的保形油箱拥有优秀的空气动力效率,比传统的可抛式副油箱有更少的阻力,可以使战机飞得更快。对于航母舰载机来说,这一点非常重要。而且保形油箱不占用武器挂载点,可以使F/A-18E/F携带更多的有效载荷。

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Block III型F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机概念图

2018年2月14日,美国海军授予波音公司一份价值2.19亿美元的合同,用于F/A-18E/F战斗机保形油箱的研制,预计将于2022年完工。传统的可抛式副油箱使飞机变得不灵活,也不符合空气动力学,通常安装在机翼下方。新的保形油箱将安装在机翼顶部,位于飞机的两侧背部。据报道,新型保形油箱在低阻力配置下可容纳515加仑燃料,较目前的480加仑容量有所增加。保形油箱还具有较低的雷达截面积,拥有更好的隐身效果。

2、第二代红外搜索和跟踪(IRST)系统。IRST系统是一种长波红外探测系统,可以使战机在无法使用主动雷达的情况下通过红外搜索和跟踪技术,实现对潜在威胁目标的探测和跟踪。第一代IRST系统由洛克希德·马丁公司的IRST21™传感器、处理器、惯性测量单元和环境控制单元组成,红外接收器、处理器和惯性测量单元安装在传感器内部,传感器安装在“超级大黄蜂”战斗机副油箱的前部。除了探测空中威胁目标外,与雷达相比,IRST还显著提高了多目标分辨率,提供了对更大范围内目标的识别能力。传感器的数据还能与其他机载传感器数据共享融合,为作战人员提供最大的态势感知能力。

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F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机的红外搜索和跟踪(IRST)系统

Block III型F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机将换装第二代红外搜索和跟踪(IRST)系统,将改进红外接收器,更换新型处理器。第二代IRST系统可以使新版“超级大黄蜂”战斗机在不放弃主动雷达的情况下使用红外传感器探测和跟踪敌机,甚至能够在雷达上探测到远程隐形目标,以被动方式地悄无声息探测、追踪和攻击敌方飞机。即使在电子攻击或高强度射频和红外对抗措施环境下,第二代IRST系统也能自主跟踪数据,增加飞行员的反应时间,并通过“先敌发现,先敌攻击”的能力提高生存力。


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洛克希德·马丁公司的红外搜索和跟踪(IRST)系统传感器

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红外搜索和跟踪(IRST)系统不仅可以探测到飞机发动机排出的热量,甚至能捕捉到飞机在飞行过程中与大气摩擦产生的热量。与雷达不同的是,红外传感器不会发射电子信号,因而不会泄露它们的存在。这种能力可以让“超级大黄蜂”战斗机的飞行员在很远的距离上识别敌方飞机,并使他们能够在最大射程内发射空空导弹。Block III型F/A-18E/F战斗机还将搭载新的分布式目标处理器网络(DTP-N)和战术目标网络技术(TTNT)数据链,使多架“超级大黄蜂”能够共享融合红外传感器和其他传感器的数据,形成“通用战术图像”(CTP),极大地提升战机编队的战斗力。

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Block III型F/A-18E/F将换装新的卫星链路GPS天线

3、新的任务处理计算机和数据链。Block III型F/A-18E/F还将换装新的分布式目标处理器(DTP-N)和战术目标网络技术(TTNT)数据链。DTP-N处理器使用先进的网络架构,升级后的新型机载计算机称为分布式目标处理器网络。TTNT数据链可以使Block III型“超级大黄蜂”战斗机和E-2D“先进鹰眼”预警机进行大量传感器数据的交换,使F/A-18E/F能够更早发现潜在的威胁目标。Block III型F/A-18E/F战斗机还将集成ALQ-214 Block II综合防御电子对抗系统(IDECM)和Block IV电子战套件,还将搭载更新的卫星通信系统。

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Block III型F/A-18E/F将重新设计机鼻炮口,改进机鼻两侧的传感器

4、减少雷达散射截面(RCS)以提高隐身能力。Block III型F/A-18E/F将改善雷达截面(RCS),提高飞机的隐身效果。这项改进主要包括重新设计机鼻炮口、改进机鼻两侧的火控雷达传感器,在机身表面使用隐身涂层和吸波材料,以吸收雷达波。“超级大黄蜂”战斗机和F-35C的主要差距就在于隐身方面,通过减少雷达散射截面,能够降低“超级大黄蜂”被侦测到的几率。

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Block III型F/A-18E/F战斗机将采用重新设计的先进座舱系统

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埃尔比特系统公司的新型先进驾驶舱系统

5、先进座舱系统。Block III型F/A-18E/F战斗机将采用重新设计的驾驶舱架构,即先进座舱系统,包括任务处理器、低姿态平视显示器、大屏幕10x19英寸高清显示器等。全新的座舱系统具有大面积触摸屏和画中画功能,改善了用户界面,优化了战术态势显示,能够处理高级应用程序,提供高清格式的高级传感器视频。先进座舱系统还将包括额外的备份显示器和手动按钮,以防止单一屏幕出现故障。Block III型“超级大黄蜂”战斗机的座舱系统还将安装三维音频警告装置,使飞行员不仅能收到潜在或即将到来的威胁的听觉警告,还能听到来自该威胁发出的方向的音调。

6、延长使用寿命。Block III型F/A-18E/F战斗机的服役时长将从6000小时延长到9000小时,而且更容易维护。Block III型“超级大黄蜂”还将重新配置环境控制系统。

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Block III型F/A-18E/F战斗机仍将搭载F414发动机

Block III型F/A-18E/F战斗机目前还没有计划换装新的发动机。通用电气曾研制了一款

F414-EPE型发动机,是F/A-18E/F搭载的F414发动机的改进版本,包括一个新的内核以及重新设计的风扇和压缩机,推力增加了20%,推重比接近11:1。不过,Block III型F/A-18E/F战斗机在未来会不会换装新型发动机还尚未可知。

三、同时发展F-35C和F/A-18E/F,美国海军航母舰载战斗机将走向何方?

F/A-18E/F“超级大黄蜂”Block III型的推出,使美国海军在F-35C之外又多了一种可供选择的先进舰载机。那么,未来美国海军将如何平衡两款舰载机的发展呢?是优先发展F-35C还是重点发展Block III“超级大黄蜂”,又或者两者齐头并进呢?还有,在美国海军序列中,F-35C和Block III型F/A-18E/F战斗机将各自发挥什么样的作用呢?我们不妨从以下几点进行分析。

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F-35C战斗机

第一,美国将继续推进F-35C和Block III型F/A-18E/F战斗机的发展。在现阶段,F-35C处于部署前最后的测试和完善阶段,预计到2020年代初期开始批量服役。Block III型F/A-18E/F战斗机仍然处于研发阶段,距离批量交付的日期尚早。因此,两款战机都将按既定计划向前发展。按照现在的进度,F-35C战斗机将在2021年首先部署到“尼米兹”级航母上,接下来部署到“福特”级航母。在未来十年里,将有一半的“超级大黄蜂”战斗机是Block III型。其中,新生产的F/A-18E/F只占据一小部分,超过一半会从现在的“超级大黄蜂”战斗机中选择,然后升级到Block III型

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F/A-18E/F战斗机

第二,未来F-35C和Block III型F/A-18E/F战斗机将混合搭配使用。随着美国海军航母作战任务的不断调整,所面对的威胁也日益复杂。在发挥航母的战斗力方面,无论是第五代的F-35C隐形战斗机,还是经过多年考验的F/A-18E/F战斗机,都不能独自面对所有威胁、执行航母所赋予的所有任务。所以两款舰载战斗机将形成优势互补的局面,F-35C、Block III型“超级大黄蜂”战斗机和E-2D预警机、EA-18G电子战机一起协同作战,以应对航母将要遭遇的不断增长的威胁。比如说,让F-35C在隐身状态下执行深度打击任务,“超级大黄蜂”战斗机在射程范围内提供空中优势;或者让“超级大黄蜂”携带F-35C无法携带的大型防区外武器,而F-35C负责空中掩护。

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F-35C和Block III型F/A-18E/F战斗机将优势互补

第三,Block III型F/A-18E/F将在部署初期占据优势,但F-35C隐形战斗机拥有更大的发展潜力。考虑到目前F-35C的造价和生产速度,它在早期部署阶段的发展可能不如Block III型F/A-18E/F战斗机。经过不断的优化,F-35C的造价已经下降到一亿美元左右(第14批次只有约9440万美元),但是仍然比“超级大黄蜂”战斗机的价格要高。在生产速度上,F-35在2019年的交付数量达到了134架之多,但美国只接收了其中的81架,F-35C型更少。2019年10月28日,美国采购了114架F-35,其中为美国海军订购的F-35C的数量只有9架。所以无论是价格还是生产交付速度,F-35C在未来数年里可能都无法和“超级大黄蜂”相比(部分Block II型F/A-18E/F会直接升级到Block III型,费用也要低得多)。预估数据显示,F-35C战斗机和Block III型“超级大黄蜂”的比例最初可能会是1:3,然后慢慢提高到2:2。

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美国航母将会迎来世界上最先进的舰载战斗机

总之,F/A-18E/F战斗机Block III型的推出,进一步强化了美国海军舰载战斗机的领先地位。Block III型的“超级大黄蜂”将会逐步取代现役的F/A-18E/F,成为F-35C隐形舰载机的强力搭档。未来数年里,随着F-35C和Block III型“超级大黄蜂”战斗机的批量交付和服役,美国海军航母将会迎来世界上最先进的舰载战斗机,这是一个非常值得注意的地方。


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