04.30 第二代戰鬥機的典型代表——F-4戰鬥機

F-4戰鬥機（英文：Phantom II，譯文：鬼怪/鬼怪Ⅱ，亦稱：F4H），是美國一型雙座雙發全天候遠程超音速防空截擊機或戰鬥轟炸機。

F-4戰鬥機第二代戰鬥機的典型代表，各方面的性能較均衡，不僅空戰格鬥好，對地攻擊能力也不俗。是美國空、海軍六、七十年代的主力戰鬥機。參加過越南戰爭和中東戰爭，也曾經是美國空軍雷鳥飛行表演隊表演飛機。缺點是轉彎半徑過大、大迎角機動性能欠佳，高空和超低空性能略差，起降時對跑道要求較高。

F-4戰鬥機由美國麥克唐納·道格拉斯公司（McDonnell Douglas ，現併入波音公司）於1956年開始設計，1958年5月第一架原型機試飛，生產型則於1961年10月開始正式交付海軍使用。1963年11月開始進入空軍服役

當時為了解決新飛機的高速穩定性問題，設計人員做出了幾個重大改進。其一是將全動平尾下反23度，兼具穩定鰭的作用，這樣在獲得穩定度的同時也不干擾尾噴管，在大迎角飛行時，下反的尾翼可以從主翼紊流中伸出獲得必要的控制力；其二是將主翼的摺疊外翼段上反12度，並設置鋸齒，鋸齒產生的渦流可以阻止機翼附面層向翼尖方向發展，推遲分離；另外還將進氣道改為帶附面層隔離板的設計，使得各種飛行條件下都能為發動機提供最合適的氣流。直到1956年12月31日才最終完成設計，而平尾的下反和外翼段的上反造就了“鬼怪”的奇特外形。

YF4H-1安裝了前緣襟翼，從翼尖一直向內延伸到1/4 翼展處，以機翼摺疊處為界分為兩部分。在飛機低速飛行時襟翼向下偏轉，提高升力。前緣襟翼和後緣襟翼都具有吹氣裝置，從發動機壓氣機中引出高壓空氣向後吹出，使機翼上表面氣流在高攻角的狀況下不分離。進氣道斜板有 5 度的安裝角。在雷達罩後面的下機身表面裝有電子設備冷卻系統的進氣口。機翼水平部分的後緣分為兩部分，內側的是襟翼，外側為襟副翼。襟副翼是副翼的一種，但只能向下偏轉，不能向上偏，在它們前面的機翼上表面就是擾流板。如果要向左邊滾轉，飛行員就會向下偏轉右側襟副翼，同時豎起左邊的擾流板，“鬼怪”沒有通常意義上的副翼，滾轉控制由襟副翼和擾流板完成。外翼段除了前緣襟翼外沒有其他操縱面。另外在機翼下表面襟翼前方設置有向下開裂的減速板。全動平尾有 23.25 度的下反角，提供全部的俯仰控制。

F-4的機翼為懸臂下單翼，翼根翼型為NACA 0006.4-64（修形）、機翼折線處為NACA 0004-64、翼尖為NACA 0003-64（修形）。前緣後掠角45°，平均相對厚度5.1%，翼尖相對厚度3%，安裝角1°，外翼上反角12°。前緣有鋸齒。懸臂全動平尾，下反角23°，以避開機翼尾流（英國的K和M型下反角為15°）。平尾前緣增加了縫翼。後緣襟翼和外側前緣襟翼都有附面層吹除裝置。後期的E、F型改用前緣縫翼，取消吹氣裝置。機翼下側起落架艙後方有一塊液壓驅動的減速板。機翼為全金屬結構，外翼可折起（海軍型）。前、後梁位於15%和40%弦長處，由大鍛件機械加工製成。蒙皮為帶肋整體壁板，由6.35釐米厚板機加工製成。後梁之後還有一根由鍛件加工的輔助梁，用以分擔部分主起落架和減速板載荷。外翼也是雙梁結構，梁位於15%和40%弦長處，並與內翼連接。外翼蒙皮厚7毫米，翼尖2.5毫米。蒙皮材料多用7178鋁合金，鍛件用7079鋁合金。機翼後緣為整體鋁合金蜂窩結構，後緣襟翼和副翼為帶鋁合金蜂窩結構後緣的金屬結構，後緣襟翼和副翼為帶鋁合金蜂窩結構後緣的金屬結構。全金屬半硬殼機身結構，分為前、中、後三段。機身前段主要包括座艙、前起落架艙和電子設備艙，構件多為鈑金件、承力部位採用鍛鑄件。為防止變形，進氣道採用很多橫向隔框，進氣口前緣為鍛件，經化學銑切製成。中段有發動機艙和油箱艙。與機翼連接的承力框為整體件，由鋁鍛件機加工製成。油箱艙在發動機艙上方，採用雙壁結構導入空氣進行冷卻。靠近發動機的結構大量採用鈦合金。後段廣泛採用鈦和鋼，下側為雙壁結構，用空氣冷卻。由於當時還沒有在戰鬥機機體上採用較多份額的複合材料，F-4的重量居高不下，對飛行性能有著負面影響。

中翼和內翼為一貫穿機身的雙梁抗扭盒整體結構，抗扭盒又是整體油箱，容積達2380升。副翼只能向下偏轉30°。上翼面的擾流板可向上偏轉45°，橫側操縱時兩者協調動作，由兩套獨立的液壓系統操縱。可收放前三點起落架。前起落架為雙輪，無內胎，有減擺器和轉向機構，向後收入機身。主起落架為單輪，向內收入機翼。艦載型彈射起飛時，前起落架伸長，有著陸鉤。

J79-GE-17加力渦噴發動機

J79-GE-17加力渦噴發動機

F-4使用兩臺通用電氣公司的J79-GE-17加力渦噴發動機，該發動機是美國最為著名的渦噴發動機，發展了多種改型，裝備於多個型號的美軍作戰飛機。單臺加力推力79.6千牛（8120公斤），耗油率0.2千克/牛頓·小時（0.84千克/公斤·小時）。機內總載油量7022升。腹下可掛一個2270升副油箱，翼下可掛一對1400升副油箱。有空中加油裝置，也可掛夥伴加油吊艙。座艙佈局為串列布局，兩套操縱系統，有彈射座椅。飛機頭部相對下垂，保證以一定迎角飛行時的視野，同時也有利於對地攻擊。3套獨立的206×105帕（210公斤/釐米2）液壓系統。冷氣系統用於開閉座艙蓋，伸長前起落架支柱和伸出應急衝壓渦輪。主電源為交流發電機，沒有電池 。

F-4戰鬥機共有9個外掛架，機身下前後成對排列4個半埋“麻雀”空對空導彈掛架，每個可掛1枚“麻雀”導彈，後一對掛架也可各掛2枚“響尾蛇”空對空導彈。機身下中間掛架使用Aero-27A彈射炸彈架，可以吊掛核武器、炮艙、2273L副油箱或多彈彈射炸彈架；機翼下內側掛點使用的是LAU-17A掛架，可以掛1枚“麻雀”導彈或2枚“響尾蛇”導彈，也可以掛1個三彈彈射炸彈架（用於掛各種炸彈）；機翼下外側掛點使用的是MAU-12掛架，可掛1400L副油箱，或使用三彈彈射炸彈架掛載各種炸彈。最大外掛重量為6042kg。F-4的武器還包括一門M61A1六管加特林機炮（部分早期型號沒有裝機炮，後來根據實戰經驗，但可攜帶炮艙，外掛或者加裝了機炮）。

對地攻擊軍械載荷最大達7250千克，包括各型AGM-12“小鬥犬”無線電遙控導彈、AGM-62A“白星眼”電視炸彈、AGM-45“百舌鳥”反雷達導彈、AGM-65A“幼畜”電視炸彈、AGM-78B標準反輻射導彈、核彈、各種常規炸彈和火箭彈等。

“鬼怪”攜帶武器的多樣性對其執行對地攻擊任務極為有利。1972年，在“後衛”戰役中，14架F-4“鬼怪”式戰鬥轟炸機投擲了24枚激光制導炸彈，成功摧毀了越方嚴密防守的清化橋。此後，美軍使用了22枚激光制導炸彈和7枚電子光學制導炸彈，將杜梅大橋徹底炸燬。上述戰例成為了精確對地打擊的典型範例。

F-4E是F-4各型飛機中最早裝備固定機炮的型別。F-4E的M61A1型20mm加特林炮和供彈系統固定在炮架上，炮架位於機身中心線上。炮架的上部支架安裝供彈系統，下部Y形架及後支架安裝機炮。Y型架和後支架與炮架懸掛固定，後支架上有水平和俯仰調節器。這種結構簡化了機炮系統在飛機上的安裝與調試工作。機炮採用液壓馬達傳動，其功率要求為：當機炮射速4000rds/min時為71.9L/min(84.4kg/cm2；當機炮射速6000rds/min時為107.9L/min(118kg/cm2）。機炮旋轉的加速和減速時間為0.5s，壽命為120000rds，故障間平均發數（MRBF）為10000rds，預檢修期為15000rds。進彈機帶有裝彈機供在地面上往彈箱內裝彈使用，所以往彈箱內裝彈時不需要專門的外場設備。往彈箱內裝彈時裝彈機驅動彈帶，使其進入進彈機，彈帶通過進彈機後彈鏈被除去，炮彈被送入彈箱 。

F-4戰鬥機航電設備包括CPK.92A/A24G-34中央大氣數據計算機，AN/ASQ-19(B）通信-導航-識別系統，MS25447/MS25448計數器加速表，AN/APQ雷達高度表，AN/AJB-7全高度轟炸系統，AN/ASN-64A導航計算機，AN/AJB-63慣導系統，AN/ASQ-91武器投放系統，AN/ASG-26前置角計算光學瞄準具，AN/APR-36、-37雷達尋的和警戒系統，AN/FSA-32自動火力控制系統，AN/APQ-120火控雷達，AN/ARW-77 AGM-12控制系統，TD-709/AJB-7程序計時裝置，ID-1755/A備用姿態參考系統，KB-25A瞄準照相槍 。

F-4B/C使用的AN/APQ-72機載截擊雷達屬Aero-1A火力控制系統的一部分。主要特點為圓錐掃描、脈衝加連續波。圓錐掃描方式的缺點是測角精度較差、抗干擾能力不好，因此使用脈衝方式完成對目標的跟蹤。除雷達外，Aero-1A系統還包括AN/APA-157導彈制導雷達，AN/AAA-4紅外搜索與跟蹤設備，Aero-1A導彈發射裝置和大氣數據計算機。紅外裝置裝在頭部下方，作用距離為30千米。雷達天線為拋物面型，液壓驅動。該雷達具有較好的抗干擾能力。但由於大部分採用電子管電路，故體積、重量和維護性能較差。AN/APQ-120雷達是西屋電氣（Westinghouse）為F-4各型飛機研製的雷達序列中的最後一個型號，採用脈衝連續波體制。1967年至1980年已生產2000部，APQ-120已用新的數字計算機改進。從AN/APQ-72到AN/APQ-120的每一代都著重在改進性能和增加功能，特別是想把空對空工作狀態與空對地工作狀態結合起來。AN/APQ-120是一部多功能雷達，大量採用了晶體管電路和固體電路，在相參接收和多普勒技術應用上也取得一些進展。天線口徑為70×62.3平方釐米，重量290千克。帶數字計算機的新型APQ-120屬AWG-10A火控系統。

F-4戰鬥機採用的ASG-26瞄準具有空對空和空對地兩種工作狀態，可通過光學顯示部件上的狀態選擇開關進行選擇。選定工作狀態後，再通過轟炸/武器投放開關、武器選擇開關和其他開關選擇各種攻擊方式。1、空對空狀態。是一種機炮攻擊狀態，瞄準具計算出前置角，並以光環的形式顯示給駕駛員。駕駛員操縱飛機使光環跟蹤並套住目標，此時機炮的射擊方向指向目標的未來位置。2、空對地狀態。根據預先裝定的高度、俯衝角以及目標距離等算出下沉角，並使光環按此角下沉。攻擊時使光環的中心光點與目標重合，穩定跟蹤一段時間後即可投放武器 。

F-4戰鬥機採用AN/APQ-120火力控制雷達是在APQ-72、APQ-100和APQ-109雷達的基礎上研製的設備。把脈衝搜索雷達、連續波制導雷達和目標截擊計算機三部分結合在一個裝置中。天線尺寸從APQ-109的直徑79cm減小到69.9cm×62.3cm，但作用距離沒有降低。由於廣泛地採用了固體器件，因此提高了可靠性，而且體積減小，重量減輕。AN/APQ-120雷達有7種工作狀態：即“關機（OFF）、“準備”（STBY）、“空對空”（A/A）、“空對地”（A/G）、“天線固定”（CAGE——天線軸固定在武器基準線上）、“自檢測1”（BIT1）和“自檢測2”（BIT2）。其中只有“空對空”、“空對地”和“天線固定”3種是戰鬥工作狀態。天線高低掃描有1行或2行兩種。顯示形式有下列4種：小範圍B型掃描（B-NAR）；大範圍B型掃描（B-WIDE）；小範圍PPI型掃描（PPI-NAR）和大範圍PPI型掃描（PPI-WIDE）。B型掃描用於空對空狀態，PPI型掃描用於導航和轟炸時的地形測繪狀態。3、在空對空狀態，雷達從A/A24G大氣數據計算機得到高度、真空速、真攻角等信息進行截擊計算。從AN/ASN?63慣導裝置或AN/AJB-7姿態參考和轟炸系統獲得控制天線所需的俯仰及滾動信息。從慣導裝置獲得偏流角。目標截擊計算進行截擊計算後，通過導彈發射架分別向AIM-7D/E“麻雀”導彈和AIM-9B/D/J“響尾蛇”導彈提供下列信號 。

APQ-120雷達的顯示器組合包括顯示器和顯示器控制裝置兩部分。F-4E-48-MC(s/n71-236）以前的飛機，裝備IP-870/APQ-120（前座艙）和IP-871/APQ-120（後座艙）顯示器和C-7347/APQ-120顯示器控制裝置，在F-4E-48-MC以後的飛機上，把上述裝置改裝為多傳感器顯示器組合（MSDG)OD-67/APQ-120。它包括IP-1093/APQ-120E（前座艙）和IP-1094/APQ-120E（後座艙）顯示器以及C-8909/APQ-120E顯示器控制裝置。OD-67/APQ-120多傳感器顯示器組合除作雷達顯示器外，還有顯示電視圖像的功能。因此，在同一個陰極射線管上，由狀態開關控制，或顯示雷達圖像，或顯示電視圖像。IP-1093與IP-870顯示器的直徑一樣。但IP-1094比IP-871顯示器在長、寬各增大了19.05mm，因此顯示器的面積增大了1倍，作雷達顯示器用時有925條縱向掃描線；作電視圖像顯示器時有525條水平掃描線。因此，顯示的雷達圖像比原來的直儲顯像管的畫面更清楚。電視圖像的輸入來自AN/ASX-1光/電目標識別系統、AGM-65A/B“幼畜”空對地導彈或GBU-8/B、GBU?9/B等制導炸彈。ASX?1系統用IP-1093或IP-1094作顯示器（AN/APQ-120雷達不工作時）。APQ-120雷達和ASX-1系統也可以同時工作。此時前座艙的IP-1093/APQ-120E作雷達顯示器，後座艙的IP-1094/APQ-120E作ASX-1系統的顯示器。反之亦可。當發射AGM-65A/B“幼畜”導彈、AGM-62“白星眼”制導炸彈和GBU-8/B、GBU-9/B制導炸彈時也使用OD-67/APQ-120作顯示器。而“幼畜”導彈發射後的操縱使用4504A/ARW-77（“小鬥犬”導彈控制器的改進型）控制器。從F-4E-36-MC(S/n 67-342）到F-4E-45-MC(S/n 69-7588）的一部分飛機進行了改裝，增加了AN/ASQ-153(V）電/光目標指示系統。它與AN/AVQ-23(V)-2激光指示器組合在一直，用激光照射目標，增加了制導激光制導武器的能力。能把本機或僚機發射的AGM-65C導彈或GBU-10/B、GBU-10A/B、GBU-10B/B、GBU-11/B和GBU-12/B等制導炸彈導向目標 。

從空氣動力學角度來說，這款戰鬥機設計醜陋。剛推出時，F-4的前途並不被看好。由於五角大樓試圖將海軍一款艦基攔截機改裝為供所有軍種使用的普通戰鬥機的不明智之舉，F-4誕生了。

F-4是根據錯誤的理念設計的。就像F-22和F-35是以“隱形高於一切”為前提設計的一樣，“鬼怪”的設計以這樣一種預期為基礎：20世紀60年代的空中戰鬥將是遠程導彈的對決，交戰雙方看不到彼此。因此，戰鬥機為何需要空對空火炮和空中格鬥性能？

不幸的是，“麻雀”雷達制導導彈等早期導彈的技術侷限性及交戰的限制性規則，意味著“鬼怪”不得不與更小、更輕型的米格戰鬥機進行近距離短兵相接的格鬥。而米格是特別為空中格鬥設計的。

F-4原本會徹底失敗，但“鬼怪”的神奇之處就在於它發揮了作用。儘管從純性能的角度來說它或許不是最優秀的戰鬥機，但它強大有力、堅固耐用且具備多種用途。F-4作為戰鬥機、攻擊機和偵察機，在世界各地的衝突中出戰過，包括河內、蘇伊士運河、伊朗和土耳其。對西方及其盟友而言，“鬼怪”是冷戰大部分時間裡的主要戰鬥機。