03.07 F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機

F-117A


F-117A是世界上第一種正式服役並參戰的隱身戰機,由美國“洛克希德”公司研製,1981年首飛成功,次年服役,共生產59架。因第一代隱身設計技術導致飛機飛行性能不佳,僅可作為隱身攻擊機使用,先後參加過多場戰爭,用於在高威脅環境下突擊重要目標。1999年科索沃戰爭中被首次擊落,隱身戰機的無敵神話破滅,於2008年退役。

基本信息

中文名稱:F-117A隱身攻擊機

設計公司:美國洛克希德公司

試飛時間:1981年6月15日

所屬部門:美國空軍

服役時間:1981年8月23日


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


參數

【尺寸數據】:機長20.08米,機高3.78米,翼展13.20米,機翼面積84.8平方米,展弦比2.05。

【重量載荷】:空重13381千克,內部武器載荷2268千克,最大起飛重量23814千克。

【性能數據】:最大平飛速度1040千米/小時,最大正常使用速度MO.9,作戰半徑(無空中加油,帶2268千克武器)1056千米,限制過載+6g。

【機組人員】:1人。

【單機造價】:1.33億美元。

【武器配備】:AGM-65“小牛”空對地導彈、AGM-88“哈姆”反輻射導彈、GBU-10炸彈、GBU-27激光制導炸彈、BLU-109B激光制導炸彈、B61自由落體核炸彈。

F-117在海灣戰爭時首次大規模部署使用,美國國防部預備在2008年財政年度前將所有的F-117退役,任務改由F-22與無人機取代

研發

1977年,洛克希德獲得關於低可偵測性飛機的合同,包括建造2架可實際飛行的原型機,一架用來評估飛行性能,另一架則是測試對於雷達信號的反應。此2架原型機名為擁藍(Have Blue)為了節省時間與經費,擁藍採用2具無後燃器的通用動力General Electric J85噴射引擎、主輪移植自費柴爾德的A-10、線傳飛控系統則摘自F-16。

第一架原型機於數個月後便從臭鼬工廠製造出來,新飛機有著奇特的外形,完全沒有圓弧的表面,整個機體全部用平面構成。事實上,它跟F-117極為類似,外觀上較為明顯的不同是較F-117小、而且機體表面並沒有塗上可以吸收雷達波的特殊塗料。擁藍不能攜帶任何籌載武器,很明顯的,它只是一架實驗用飛機。飛行測試十分成功,由於線傳飛控系統它飛得相當好,空中預警機與地對空導彈陣地只能在極為靠近的距離偵測到它,既便被偵測到也無法進行鎖定攻擊。最終的測試得知擁藍在機首正對雷達波發射源時有最小的雷達反射面積。換言之擁藍將機首正對雷達波發射來源是最安全的方法。

兩架原型機(編號1001、1002)先後都因重落地還有發動機及液壓系統線路失火等2次意外而墜毀了,但擁藍已經證明了可以躲避敵方雷達的偵測,而且可以穩定飛行。由於擁藍的成功,促使了F-117的誕生。在2號機墜毀後,擁藍計劃即告終。

命名

關於這架飛機使用“F-”系列飛機編號並沒有官方的說明,不過似乎是延用1962年以前美國空軍戰鬥機系列的編號順序,比如說F-111。其它的現代飛機如B-52,C-130以及另外一些名氣不太響亮的飛機也是使用62年以前的序列,但是F-117似乎是唯一一款新近製造卻沒有使用新命名規則的飛機。即使美國大部分近代的軍用機都是使用1962年後的命名規則,這項規則基本上遵循固定模式,如"F-"就是指空對空戰鬥機,“B-”是指轟炸機,“A-”通常是指對地攻擊機。前述規則的例子包括:F-15鷹式戰鬥機,B-52同溫層堡壘以及A-6入侵者。儘管F-117隱形戰機實際上主要是一款對地攻擊機,空軍以F命名應該有其它的原因。美國空軍對於空對空戰機的自豪感是優於空對地戰機的,後者被譏為“泥土搬運工”官員們認為這一款非常重要的新飛機被稱為“戰鬥機”比轟炸機或攻擊機更能獲得政治和軍事上的支持。或者,以“F-”命名夜鷹部分原因是保密需要(研製計劃一直保密到1980年代後期)。這個誤導也可能是為了避免夜鷹的研製會違背條約或者激怒其它國家。在研製過程中,人們經常以

LT也就是後勤訓練機來指稱它。據推測,黑鳥被命名為“SR-”應該是指戰略偵察機(Strategic Reconnaissance)。

最近一部電視紀錄片引用某位F-117A研究團隊資深研究人員的話說,頂尖的戰鬥機飛行員們要求試驗新飛機的時候更容易被F系列的飛機所吸引,而不是B或者A系列。在戰鬥機和轟炸機飛行員之間是有等級區別的,尤其是在美國實行戰略空軍時期(1945-1991),並且飛慣了某種機型後飛行員很難對其它機型感興趣了。

美國空軍稱F-117A能夠攜帶空對空導彈,使它在主要執行對地任務時還能進行空對空戰鬥。儘管在技術上可行,但這款飛機是否有空戰能力還是未知,而且加裝空空導彈可能損失隱身性。它可能不善於空中纏鬥,因為為了保證隱身性,機動性相對不佳,但對其其它性能尚無專家出具意見。

關於飛機性能還有一些推測。有人說由於重力加速度的原因它不可能以5g的負載運行。有人說它由於缺少可以偵查遠距離導彈的雷達,也沒有攜帶短程導彈用以防衛。美國空軍的官員們曾考慮過在F-117上安裝AIM-9響尾蛇空空導彈──飛行員們甚至訓練過如何發射這些導彈──但沒有證據表明曾經安裝過AIM-9。不過它的隱形性能使得它很難被其它戰鬥機發現並被雷達制導空空導彈鎖定。

設計


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F-117有著與F-15C鷹式戰鬥機相似的尺寸,它是單座雙引擎戰機,由2具通用電氣公司F404無後燃器型渦輪扇發動機提供動力,並配備四重線傳飛控系統。F-117可以接受空中加油。為了降低研發成本,F-117的電子設備,自動控制系統以及其它一些部分來源於F-16,F/A-18及F-15E等戰鬥機或是攻擊機。(這些零部件以備件名義在預算上出現,以使工程保密)

為了達到隱形的目的,F-117犧牲了30%的引擎效率,並採用了一對高展弦比的機翼,然而,由於需要向兩側折射雷達波,夜鷹還採用了很高的後掠角的雙翼。

F-117A有一套整合精密導引和攻擊系統的數位化飛航控制裝置。為了降低電磁波的發散和雷達截面積,夜鷹沒有配備雷達。導航系統主要由全球衛星定位系統(GPS)和高精確性的慣性導航裝置組成。自動任務規劃系統可以協調所有的攻擊任務,計劃出攻擊路線,並且自動執行,包含武器的釋放。目標可藉由紅外線熱影像儀確認,並利用雷射測量距離和標定雷射導引炸彈的目標。

夜鷹機身內的兩個武器艙提供了2,300公斤(5,000磅)的酬載能力。一般而言是攜帶成對的GBU-10、GBU-12或GBU-27雷射導引炸彈,也能攜掛2枚風偏修正彈藥散佈器(Wind-Corrected Munition Dispensers,WCMD)、2枚聯合直接攻擊彈藥或是藉由全球定位系統(GPS)和慣性導航系統導引的遠距遙攻炸彈。理論上,F-117A幾乎能攜帶任何美國空軍軍械庫內的武器,包含B61核彈。少數的炸彈因為體積太大,或是和F-117的系統不相容而無法攜帶。

1964年,蘇聯科學家彼得·烏菲莫切夫在《莫斯科學院無線電工程學報》上發表了一篇頗有創意的論文“物理衍射理論中的邊緣波行為”。在這篇文章中,他提出,物體對雷達電磁波的反射強度和物體的尺寸大小無關,而和邊緣佈局有比例關係。烏菲莫切夫說明了如何計算飛機表面和邊緣的雷達反射面。從他的理論可以得出一個結論,即使一個很大的飛機,仍然可以被設計成能夠“隱身”的。然而,這樣設計的飛機在空氣動力特性上是不穩定的,而且,在1960年代,計算機科學還不夠發達,還不能夠幫助科學家計算並設計出既隱身又能實際飛行(如F-117,F-22猛禽和B-2幽靈)的飛機。到了1970年代,當洛克希德的分析師們回顧其他國家的科學文獻時,發現了烏菲莫切夫的論文,這個時候,計算機和軟件獲得很大發展,研究隱形飛機的條件都已成熟。

F-117A立項於1973年,最終洛克希德先進發展計劃(著名的“臭鼬工廠”,地處加利福尼亞伯班克)獲得了合同。項目的負責人是本·裡奇。F-117首飛於1977年,從計劃開始到首飛只花了31個月。第一架F-117A於1982年交貨,於1983年10月進入可操作狀態,最後一批於1990年夏天交貨。在1988年之前,空軍從未承認過該型號飛機的存在。1990年4月,空軍在內華達州耐利斯空軍基地公開展出了一架,並吸引了數萬觀眾。

F-117共生產了54架,其中36架在戰備狀態,其餘則作為訓練用機等。

在計劃早期,即1984年到1992年年中,F-117機隊的基地在內華達州的託諾帕試驗場,隸屬於第4450戰術大隊。1989年,第4450戰術大隊整編入第37戰術戰鬥機聯隊,1992年時,整個F-117機隊轉至新墨西哥州的霍洛曼空軍基地,並移交至第49戰鬥機聯隊,這樣就省去了曾經由鑰匙航空公司擔當的將22000人次從耐利斯送到託諾帕的每月300趟航班。

正如美國空軍所說,“俄亥俄州Wright-Patterson空軍基地的航空系統中心使用現代化管理手段,結合了突破性的隱身技術和一體化的研究與製造技術,高效的完成了這架飛機。F-117A項目說明隱形飛機是可以被設計成可靠和可維護的。”這架飛機的維護狀態和其他戰術戰鬥機的一樣複雜。F-117A由加利福尼亞McClellan空軍基地的Sacramento空軍後勤中心負責後勤維護,維護工作一直使用最前沿的技術,這項工作也是位於加州Palmdale美國空軍42號工廠的武器系統改進項目的一部分。

為了試驗F-117在白天條件下的隱身效果,幾架F-117曾經被染上灰色塗裝。而且在2004年和2005年中,有幾個中期改進計劃涉及到F-117,其中包括一項航電系統升級計劃。

構想

在F-117的設計中,其外形的設計已不能僅從常規氣動力(如升力和阻力)角度來考慮,而必須把外形與隱形聯繫起來,儘可能做到二者統一。前據介紹F—117A飛機的RCS值只有0.001、0.01平方米(沿方位BCS值),比一個飛行員頭盔的RCS值還要小。如此小的RCS值,部分是由於F—117A採用了各種吸波(或透波)材料和表面塗料,但更主要的是由於它採用了獨特的多面體外形。

比如,一般來說地面雷達和機載雷達的探測角大都處於飛機軸平面的正負30度範圍之內,所以設計師們把F—117A大部分表面的傾角都設計成大於30度,這樣就可以將雷達波偏轉出去,而避開輻射源。設計師還把F—117A機身表面和轉折處設計成使反射波集中於水平面內的兒個窄波束,而不是象常規飛機那樣全向散射。這樣就能使兩波束之間的“微弱信號”與背景躁聲難以區別。這種波束很窄,以致於雷達不能夠得到足夠連續的回波信號,而難以確定是飛機目標,還是瞬變噪聲。在對待一些小部件的設計上,設計師也作了周密考慮。如座艙蓋接縫、起落架艙門和發動機維修艙門,以及機頭處的激光照射器邊緣都設計成了鋸齒狀嵌板,並讓這些鋸齒邊緣與上述某窄波束方向垂直,這樣其反射汲就不會形成另外的波束,而與該窄被束方向一致。

為了防止雷達波進入進氣口,設計人員除對發動機進行了專門處理外,重點對進氣口進行了特殊設計。進氣口用相距1.5釐米的吸波複合材料格柵屏蔽起來,以防止雷達波直接照射到具有強反射特性的發動機風扇葉片上。F—l17A的進氣口高約0.6米,寬1.5米左右。這麼大尺寸的進氣口,一可以給發動機提供進氣,二可以提供冷卻空氣。冷卻空氣從進氣口旁路通過,在尾噴口處與發動機的排氣混合,然後排出去。這樣做,可大大降低發動機的排氣溫度,減少紅外特徵。此外,F—117A還採用了V形尾翼(全動式)、埋入式武器艙、可伸縮的天線等。總之,這一切都是為了減小飛機的RCS值,達到隱形的目的。

實戰


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


入侵巴拿馬·1989

1989 年 4450 戰術大隊解散改組為第 37 戰術戰鬥機聯隊,下轄第 415、416、417 三個中隊。其中第 415、416 裝備生產型 F-117A,第 417 中隊裝備預生產型 F-117A 和用於伴飛和訓練的 A-7D,後者最終被 T-38A 和 AT-38B 取代。

1989 年 12 月 19 日,在五角大樓公佈 F-117A 後的 13 個月,該機終於參戰。在入侵巴拿馬逮捕諾列加將軍的“正義事業”行動中初期,6 架 F-117A 從託諾帕飛往巴拿馬,任務是向奧哈託的巴拿馬國防軍兵營附近投擲 908 千克炸彈,達到震撼和嚇阻巴拿馬士兵的目的,使美軍地面部隊以最小的阻力和傷亡解除其武裝。飛行員被要求炸彈距兵營建築間的距離不得小於 50 米。12 月 19 日夜兩架先頭的 F-117A 各自將一枚常規 908 千克炸彈投向奧哈託兵營,轟炸看起來達到了預期效果,美軍在遭遇微弱抵抗後佔領了兵營。但三個月後美國空軍發現其中一枚炸彈大大偏離目標,當初進行任務規劃時發生了溝通錯誤,飛行員獲得了錯誤的目標座標。媒體在這件事情上大做文章,並得出 F-117A 首次任務失敗的結論。

海灣戰爭·1998

在“沙漠風暴”行動中F-117A 證明了自身的價值。1998年8月2日伊拉克入侵科威特,1998年8月19日第37聯隊第415中隊開赴沙特,隨後第416中隊也趕來增援,1998年1月第 417 中隊的部分人員和飛機也部署到了沙特。1998年1月17日聯軍向伊拉克軍隊發動空襲,拂曉 37 聯隊的 F-117A 打響了對伊空襲的第一槍。F-117A 負責轟炸有重兵防守的伊拉克指揮和控制中心等戰略目標,以及關鍵通信中心,研究和發展核武器和化學武器的設施、伊拉克機場的加固飛機掩體等重要目標。戰爭首夜一架 F-117A 將一枚 908 千克激光制導的 GBU-27“鋪路III”炸彈投在了巴格達市中心電信電報大樓的屋頂上,在另一次對底格里斯河畔通訊建築的轟炸中,一枚GBU-27從屋頂中央的通氣口鑽入穿透了四層地板才爆炸。在空襲的頭三週,F-117A以前所未有的精確度摧毀了許多加固目標。第37聯隊執行了1,271架次任務,任務出動率 85.5%,43架F-117A 投下了超過 2,000 噸的精確制導武器,包辦了40%的高價值目標。沒有 F-117 被擊中,擊落,或因機械故障損失,伊拉克機載和地面雷達無法探測或跟蹤 F-117A,F-117A 的隱身性能表明該機可以在最危險的環境中生存。

科索沃戰爭·1999

1999 年 3 月 24 日晚 21 時,以美國為首的北約組織,對南聯盟實施了代號為“聯盟力量”的大規模空中打擊行動——科索沃戰爭從此爆發。在此次為期 78 天的戰爭中,美國派遣的 24 架 F-117A 駐紮在意大利阿維亞諾空軍基地,主要擔當對敵重要防空設施或高價值目標進行重點打擊的任務。與海灣戰爭不同,在此次戰爭中,美國空軍利用 F-117A 多次在南聯盟主要城市和供電系統上空投放了裝有 BLU-114/B 子彈藥的 GBU-94碳纖維石墨炸彈。這種新型彈藥的作用主要不是摧毀發電設備,而是通過拋撒碳纖維造成線網短路,以造成南聯盟大範圍供電中斷,指揮控制中心停止運行。

折戟沙場

但是,在 1999年3月27日夜,一架編號為AF-82-806 的“夜鷹”卻折戟沉沙,被南聯盟的防空導彈擊中。至於該機是如何被擊落的,沒有一個權威的說法。有的說,該機是被捷克ERA公司研製的“維拉”無源探測雷達系統發現後,與蘇制薩姆-3防空導彈相結合,將這架倒黴的“夜鷹”擊落。有的說,依靠快速機動變換陣地的南聯盟某薩姆-3導彈部隊,在利用原始的方法獲得 F-117 的行動路線後將其擊落。不過,也有一種如下說法:在當天夜晚的作戰行動中,作戰機群中除了 F-117A 以外還有美軍的 F-16C 戰鬥機。當時,南聯盟部隊向F-16C機群發射了一批薩姆-3導彈。由於北約飛機的干擾,南軍所發射的導彈全部偏航,無一擊中目標,其發射陣地還遭到了轟炸。F-16C投彈完畢後揚長而去,而發射出去的薩姆-3 導彈在失去動力後相繼自毀,南軍防空部隊也開始進行設備搶修。可萬萬沒有想到的是竟有1枚薩姆-3 導彈沒有自毀,繼續沿拋物線飛行到了對空射程以外。湊巧的是,在這枚導彈下落過程中,那架 F-117A 正好就飛到了該彈下落彈道上。這枚無動力下落的導彈在 F-117A 上方爆炸了,落下的彈片擊中了這架飛機。正是如此,那名飛行員在沒有得到導彈瞄準告警,飛機上探測導彈尾焰的紅外告警裝置也沒有發現導彈接近的情況下,糊里糊塗就被打下來了。南軍當時也不知道此事,幾個小時後有農民報告才知道有 F-117A 墜毀。

伊拉克戰爭·2003

在 2003 年 3 月 19 日開始的“伊拉克自由”行動中,參加戰爭的12架 F-117A再次發揮了重要且獨一無二的作用。當天,美軍情報來源認為已經發現薩達姆·侯賽因的準確位置,隨即要求在戰爭預定開始前數小時立即對目標實施空中打擊。當時部署於伊拉克戰區的 F-117A 中隊正處於作戰準備階段,僅有 2 架“夜鷹”處於最低戰備狀態——按作戰標準完成了隱形維護,並可參與作戰行動。針對巴格達上空雲層較低的問題,這些 F-117A 掛載了GBU-27增強型激光制導炸彈——該炸彈的導引頭能夠利用 GPS 系統跟蹤目標。對於 F-117A 的飛行員而言,這是一次非常危險的任務,因為他們投彈時可能正好處於破曉時分。3 月 20 日清晨 5 時 34 分,兩架 F-117A 投下的 4 枚炸彈命中目標並爆炸。美軍中央司令部司令湯米·弗蘭克將軍對執行此次任務的 F-117A 稱讚有加:“這是我有生以來經歷過的對時敏目標或新出現目標的最佳協同戰例。”不幸的是,薩達姆當時並不在目標之內。

升級

灰龍

2003年12月時,編號85-0835的F-117以雙灰色塗裝對外公開,取代原先的黑色機身塗裝。這種新的塗裝飾為了支援F-22日間戰場作戰需求與測試,同時評估為了全天候操作隱形戰機所需要的戰術和生存需求。這架飛機隨即獲得灰龍(Grey Dragon)的新暱稱,並且移交給駐紮於新墨西哥州Holloman空軍基地第53測試與評估大隊。

參考文獻 Factsheets : F-117A Nighthawk.United States Air Force Link(2005年10月1日).

美國五角大樓2008年軍事回顧整理

Program Budget Decision 720.Department of Defense.

"F-117 pilot school closes." Air Force Times Access date: 20 January 2007.

Bates,Staff Sergeant Matthew. "F-117: A long,storied history that is about to end.",Access date: 28 October 2006.

研製

20世紀60年代末、70年代初是美國軍用飛機(尤其是戰鬥機)發展的高峰。目前美國空、海軍現役的主力戰鬥機,差不多都是那時候研製的,例如F—14、F—15和F—16戰鬥機均為70年代初問世,只有F/A—18稍晚一點。美國人發展軍用飛機,往往始一種新型號出現後,馬上就開始考慮它的後繼機,有時甚至還要提前。隱形戰鬥機的研製就是從那時候開始萌芽的。後來,美國國防部高級研究計劃局提出了一個稱之為“海弗蘭”的隱形戰鬥機研究計劃,要求有5家主要合同商參加。起初,洛克希德飛機公司並未被列於這5家之列。原因是說該公司缺少現代戰鬥機的設計經驗。實際上,洛克希德是一個老牌的飛機公司,創始於1916年,先後研製出P—38、F—80、F—104、C—130和SR—71等一系列優秀軍用飛機,有些甚至是世界名機。近年來,雖然沒有再搞戰鬥機的研製,但一直在獨立地進行隱形技術的研究。由於洛克希德具有實力,而且在隱形飛機的研究上先行了一步,因此經過努力,終於被擠進了“海費蘭”計劃,並最後在原型機的競爭中獲勝。“海弗蘭”計劃始於70年代中期,先搞了兩架小型原型機進行可行性試驗。這兩架小型原型機也叫“海弗蘭”,裝兩臺發動機,採用奇特的多面體外形。這種外形設計的依據,主要來源於一個計算飛機雷達反射截面積(RCS)的數學模型。因為計算雷達反射截面積,平面外形比曲面外形要容易些。沒想到這一數學模型真的得到了應用。

“海弗蘭”原型機的放大型就是F—117A,1978年由洛克希德“臭鼬工廠”開始研製。研製工作進展順利,1981年6月首飛成功。1983年10月進入托諾帕試飛基地的第4450戰術大隊服役(現為第37戰術戰鬥機聯隊)。美國空軍共訂購59架,現已全部交付,並無後續採購計劃。59架中有4架分別於1982年、1986年和1987年及1997年墜毀。59架F—l17A飛機總耗資將達66億美元,計劃價格為1.112億美元。

動力裝置

兩臺通用電氣公司的F404-GE-F1D2無加力式渦輪風扇發動機,單臺推力48千牛。

主要機載設備

得克薩斯儀表​公司的可收放的下視紅外傳感器和激光指示器以及雙視場的前視紅外傳感器,IBM公司的AP-102任務計算機、GEC-馬可尼公司的飛行控制計算機/導航接口和自動駕駛計算機系統,霍尼韋爾公司的SPN-GEANS慣性導航系統(自1991年已被H-423/E環形激光陀螺儀取代)和雷達高度表,擴展的數據傳輸系統和高度/方向參考系統,以及GPS和數字式活動地圖等。

武器

所有的武器都掛在內置的武器艙內,可以攜帶美國空軍戰術戰鬥機的全部武器,基本配置是,2枚908千克重的炸彈;BLU-109B低空激光制導炸彈或GBU-10/GBU-27激光制導炸彈,還可裝AGM-65“幼畜”空地導彈和AGM-88反輻射導彈,也可以攜帶AIM-9“響尾蛇”空中導彈。

特點


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F—117A是一種高亞音速的戰術飛機,裝兩臺F404—GE—FID2渦扇發動機。幾何尺寸與F—15戰鬥機相當。概括起來,F-117A有兩個特點:一是外形奇特,二是機載武器和設備通用性強。F—117A的外形與眾不同,整架飛機幾乎全由直線構成。連機翼和V型尾翼也都採用了沒有曲線的菱形翼型,這在戰鬥機的設計中是前所未有的。對於F—117A的進氣口為“網狀格柵隱蔽”式,尾噴口為沿展向的“開縫”式(也有人稱其為“口琴”式噴口)。沒有采用推力矢量控制技術。兩側發動機短艙—止部裝有輔助進氣口。之所以這樣設計,美國空軍官員解釋說:由於氣流通過格柵式逃氣口會產生壓降,因此發動機效率會有所損失,但在大迎角和側滑飛行的情況下,格柵式進氣口可為發動機提供均勻的氣流。輔助進氣口只在起飛和復飛時打開使用。F—117A可進行空中加油,加油口位於機身背部。全機乾淨利索,沒有任何明顯的突出物,除了機頭的4個多功能大氣數據探頭外就連天線也設計成可上下伸縮的。此外,座艙益框架、起落架艙門和炸彈艙的邊緣以及機身後部的平面形狀均做成鋸齒形,這些便構成了F—l17A的獨特外形。F—117A的最大重量為23835千克。內部武器艙長4.7米,寬1.75米,可攜帶2枚900千克的BLU—109激光制導炸彈,也可帶AGM—88A、AGM—6S空對地導彈和GBU—15炸彈等。這些武器其它多數戰術戰鬥機均可使用。

F—117A的機載設備也具有很強的通用性,很多都是其它飛機現成或稍加改進就可以:用的東西。其中包括F—16的4餘度電傳操縱系統,C—130的環境控制系統,F—15的剎車裝置,F—15、F—16和A—10的ACES2彈射座椅,以及與其它飛機通用的通信、導航設備和保障系統箋。就連動力裝置也與海軍的F—18具有較高的通用性;這樣做,既可降低成本、減少風險、加快研製進度,同時也易於維護使用。據美國空軍官員說,F—117的維修勤務與F—15及F—16類似。其維修費用也與其它戰術飛機差不多,只比麥道公司的F—15戰鬥機略高。

在飛行訓練方面,F—117A從1983年10月開始裝備部隊以來,已有175名飛行員飛過這種飛機。據說,凡是飛過F—117A飛機的飛行員都認為該機的起飛、著陸和其它飛行性能都不錯。當然,從另一個角度來看,也可以說F—117A並不是什麼都是全新的東西。

F-117有許多缺點,這主要是設計時以隱身性能為首要考慮而造成的。如例如速度慢,機動能力差,這主要是因為機身結構、佈局為照顧隱身需要,氣動性能不佳,發動機則推力減小,並且無加力。儘管如此,但作為世界上第一種隱身戰鬥轟炸機,已經“名垂青史啦”。它在世界航空史上具有重要的里程碑意義。

配置

F-117A戰鬥機的所有武器都掛在武器艙中。武器艙長4.7m、寬1.57m,可掛載美國戰術戰鬥機使用的各種武器,如AGM-88A高速反輻射導彈、AGM-65“幼畜”空對地導彈、907kg口徑的GBU-10/24/27激光制導炸彈、GBU-15模式滑翔炸彈(電光制導)、B61核炸彈和空對空導彈等。

電子設備 F-117A起飛前,駕駛員使用史密斯工業公司的數據傳輸模件把目標座標裝入航空電子系統。當接近目標時,IRADS自動地對準目標區域,而駕駛員在IRADS系統的專用大型顯示器上選擇目標和瞄準點。一旦截獲目標,則系統就自動地跟蹤目標。同時激光裝置照射目標並對其進行測距。當飛機接近目標後,系統把目標從前視紅外裝置(FLIR)移交給下視紅外裝置(DLIR)。在中空、直線水平飛行時可以精確地投放武器,必要時系統也能進行上仰和拉起轟炸。F-117A也有反艦和空對空能力。空對空攻擊的主要目標是空中預警和控制(AEWAC)飛機和遠程干擾機。F-117A雖然沒有火控雷達,但是IRADS有探測空中和海上目標的搜索狀態。不過在空對空作戰時需要AWACS飛機或其他系統的支援,以便探測和跟蹤目標。在理想條件下IRADS的空對空探測距離在50km以上。

F-117沒有裝火控雷達,主要靠位於風擋玻璃下面的雙視場前視紅外傳感器進行探測和火控瞄準。該傳感器窗口保形佈置,覆蓋有細小格柵,起到電磁屏蔽的作用,從而使得窗口與機體表面形成一個相對於電磁波而言平整的整體,降低了RCS。可收放的下視紅外和激光指示儀位於前機身下前起落架艙右側,上述紅外探測器均由得克薩斯儀表公司研製。座艙內裝有基於凱撒公司AN/AVQ-28的平顯,大屏幕前視紅外下視顯示器,其兩側有兩個多功能陰極射線管。機身下面主起落架艙前的機身骨架上有可收放無線電天線。其他系統包括霍尼韋爾公司的雷達高度表、慣導、大氣數據計算機和多功能顯示系統,IBM公司的AP-102任務計算機;GEC公司的飛控計算機/導航接口和自動駕駛計算機(NIAC)系統;擴展數據傳輸系統和高度/方向參考系統;數字式活動地圖等。在第三階段的改進中,F-117將裝備多功能顯示器、得克薩斯儀表公司的紅外捕捉與指示系統(IRADS)、環形激光陀螺慣導系統和GPS等,還計劃攜帶TARPS偵察吊艙。值得注意的是F-117的機背表面裝有伸縮式角反射器,在和平時期進出機場或特殊情況下伸出,增大雷達反射面積,以便指揮或航空管制人員用雷達可探測到這種隱身飛機。

動力裝置

F-117的動力系統同樣專門為隱身做了細緻周全的考慮。該機採用兩臺GE通用電氣公司的F404-GE-F1D2不加力渦扇發動機,單臺推力48千牛(4898公斤)。矩形進氣道配有2.5×1.5釐米的金屬加熱網,可以防冰,更重要的是可減小進入進氣道內的雷達波。輔助進氣門位於同一水平面內靠後一點的地方,部分冷氣繞過發動機與排氣混合進行冷卻。後機身有呈“鴨嘴獸”嘴巴形狀的窄縫發動機噴口,1.65米長,0.10米高,下唇口較長,上面貼有航天飛機使用的那種防熱瓦,噴口內有11片垂直的導流片。下邊緣有向後上方翹起的斜板,減弱了機尾後的雷達反射,對紅外輻射也有遮擋作用。通過與冷空氣的充分混合,排氣溫度僅有66℃,大大提高了紅外隱身效果。埋入式渦扇發動機和特殊的進/排氣裝置,使發動機噪音大為降低,具有一定的聲隱身能力。為減小發動機壓氣機葉片、進氣道和進氣口的雷達反射,進氣口還加裝了複合材料隔柵,其電阻率由內向外漸變,以便與自由空間電磁分部規律匹配。發動機裝有由森德斯特蘭德(Sundstrand)公司研製的空氣渦輪啟動器。在座艙後部有可收放空中加油受油口,在座艙頂部有夜間加油照明燈。此外F-117的內部武器艙可選掛副油箱。

F-117後期逐漸換裝推力更大的F412渦扇發動機。F412發動機原本是給A-12隱身攻擊機使用的,但A-12計劃已取消。由於推力加大,F-117的速度也增大至接近音速。有美國航空愛好者曾測量到F-117的速度已經略略超過音速。

駕駛艙

F-117的單座座艙裝有麥克唐納·道格拉斯公司的ACESII零-零彈射座椅。座艙玻璃分成五塊,一塊為整塊風擋。所有玻璃均鍍金以散射雷達波,鉸接座艙蓋向後上方打開。F-117裝有GEC公司的四餘度電傳操縱系統,由機頭的四個全方位空速管獲得數據,與F-16的電傳操縱系統相類似。這四個空速管是機身上極少數破壞隱身的外露設備之一。機上採用了愛理德·西格諾公司的環境控制系統、輔助動力系統和應急動力系統。

列裝


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


1980年,美國空軍在內利斯空軍基地組建了第4450戰術大隊,即F—117A隱身戰鬥機大隊。併為新飛機徵招飛行員和地勤人員。飛行員幾乎全是從戰術戰鬥機部隊招來的,條件是必須要在現有戰鬥機上飛行過I000小時的飛行時間。在最初幾年的飛行訓練中,F-117A的飛行員每月飛行訓練不到10小時。F—117A是專門用於夜間攻擊的飛機。因此飛行員給它的綽號是“夜鷹”。

在1988年11月之前,飛行訓練主要是在夜間進行,他們在太陽落山後30分鐘才能打開機庫門。門在打開前,所有的燈都關掉,地面工作僅靠閃光燈照明。為此飛行員們需把生物鐘後撥5—8小時。如果在夏季,則晚上9點以後才能啟動飛機,在第2天清晨3點半結束訓練,早晨5點左右才能休息。處於戰備狀態的飛行員約65%的飛行要在夜間出動,每月還要進行2—3次空中加油訓練。顯然長期夜間訓練,疲勞成了主要問題。一位飛行員說:“你可以想象把你的生物鐘從5點移到8點的困難,並且是一星期移動2次”。1986年7月11日發生在貝克斯菲爾德機場附近機毀人亡的事故以及次年的一次事故,都可能是因飛行員疲勞引起的。在第一次事故中,羅斯?馬爾赫少校的飛機撞到山腰上。第二次事故是邁克爾?斯圖爾德少校駕機,於1987年10月14日夜間撞在沙漠地上。當時沒有遇險信號,並且事故調查沒有發現機械方面的原因。2人都被認為是極好的飛行員。1989年10月,第4450戰術大隊改名為第37戰術戰鬥機聯隊。

F—I17A的最大起飛重量約為23800千克,武器載荷約為2270千克,內部武器艙可攜帶2枚908千克級BLU—109型激光制導炸彈或戰術戰鬥機使用的各種武器。炸彈由安裝在機頭座艙前下部的可控激光照射器提供指示。彈艙長5.18米,寬1.83米。據稱,該機“具有自衛能力”。機頭裝有4個多功能大氣數據傳感器,主起落架後部各裝一可拆卸式遠程通信天線,機身兩側空軍標記後面有一個可拆卸的小六面體,這可能是演習中用的飛機跟蹤雷達反射器,機上還使用了幾種現有系統或其它飛機用的稍加改動的系統。並裝備精確導航和攻擊系統。飛機表面有幾個齊平安裝的天線,它們可用於威脅告警、通信和衛星導航等。另外在機背右側裝有伸縮式通信天線。在理論上,F—ll7A允許在設防空間的任何高度飛行,不必進行地形跟隨低空飛行來躲避敵方雷達的探測。不像常規戰鬥機那樣在實施對地攻擊時採取以躲避敵方地面火力為主,以主動攻擊為輔的戰術。因而它比常規戰鬥機更適合於攻擊地面目標。

較高的高度能使飛行員瞭解全面情況,提高目視探測能力;並可不借助陪伴飛機的幫助,用激光探測器自己照射目標。常規戰鬥機雖然也有這種照射能力,但無隱身特性,必須以低空進入來躲避雷達,地形地物變化極快時,該功能施展相當困難。較高高度飛行還可提高投放精度,改善垂直投放武器的穿透能力。F—117A一般在7600米高度接近目標。實施攻擊時,為保證精度,至少下降到1000多米的高度(一般高度在600—900米),飛越山區時高度較低。武器投放一般是在水平飛行時進行,而不需採用常規飛機那種低空地形跟蹤飛行轉為躍升脫離的投彈方式。據報道,F—117A在演習中對紅外目標的攻擊精度為1米左右。

1989年12月20日,為了支援美國陸軍別動隊在巴拿馬里奧阿託的空降作戰,美國空軍首次出動F—117A隱身戰鬥機參戰。美國空軍第37戰術戰鬥機聯隊的6架F—l17A從內華達州的託諾帕空軍基地起飛前往巴拿馬,飛行18小時,途中加油4—5次。其中2架F—l17A轟炸了里奧阿託軍營,各投下1枚908千克重的激光制導炸彈。另外4架F—117A,有2架留作備用,另外3架當得知他們的目標不值得轟炸時,中途返回基地。美軍方認為,F—117A的這次行動是成功的,在軍事上,該機的轟炸在巴拿馬國防軍中造成了混亂,削弱了對方的戰鬥力,為美軍突擊隊的空降少了障礙。另外對飛機而言,經歷了一次實戰考驗。美國空軍認為,這次行動證明F—I17A使用激光制導裝置可精確地轟炸目標。同時也驗證了隱身戰鬥機具備對付低強度衝突的能力,既能執行常規任務,又能執行戰略任務。

在海灣戰爭中,F-117A更是名聲大噪。據介紹它在“沙漠風暴”期間執行危險性大的任務達1271次,而無一受損。在多種參戰飛機中,唯有F-117A承擔了攻擊巴格達市區目標的任務。F-117A的出勤率也很高,按照小隊的任務計劃,飛行員值班長達24小時,休息8一12小時,再飛兩個夜間任務。每個飛行員每夜只飛一次任務,但一架F-117A則往往每夜要出擊兩次。據統計,在整個戰爭期間,F-117A承擔了攻擊目標總數的40%,投彈命中率為80—85%。當然F-117A也不是沒有攻擊失誤的情況,主要原因可能是天氣、煙塵和有關目標的信息不足所造成的。此外,F-117A並不是完全不會被雷達發現,因此美軍在使用F-117A時,同時要派干擾飛機與之配合。

實戰

1989年12月20日,美國入侵巴拿馬。為了支援美國防軍別動隊在巴拿馬里奧阿託的空降作戰,空軍首次出動了F-117A隱形戰鬥機參戰。20日消展,美國第37戰術戰鬥機聯隊的6架F-117A,從內華達州的託諾帕基地起飛前往巴拿馬。中途飛行18個小時,經過4、5次空中加油,才飛到目的地。當飛機飛過里奧阿託上空時,其中2架F—117A轟炸了里奧阿託軍營,各投下l枚900千克的激光制導炸彈。這兩顆炸彈並沒有直接扔在兵營內,而是投在兵營附近的一片開闊地上。這樣做據說是旨在使效忠於諾列加將軍的軍隊“驚慌失措,以削弱其戰鬥力”,而不是為了消滅他們。另外4架F-117A,有2架留作備用,2架中途返回基地。美國軍方認為,F-117A的這次行動是成功的,在軍事上,該機的轟炸確實在巴拿馬國防軍中造成了混亂削弱了對方的戰鬥力,為美軍突擊隊的空降減少了障礙。另外對飛機而言,經歷了一次實戰考驗。美國空軍也認為,這次行動證明F-117A使用裝在尾翼上的激光制導裝置可精確地轟炸目標。此外,他們還有一種想法,就是利用F-117A的這一次作戰來證實美國在隱形飛機研製上投入大量資金是值得的。而經過了海灣戰爭之後,F-117所起的不可磨滅的特殊作用已使它名揚四海。

在1991年的“沙漠風暴”行動期間,F-117A戰鬥機出擊近1300次,襲擊了伊拉克1600個有價值的目標,竟無一受損。美國和聯軍的其他飛機都沒有攻擊過巴格達市區,只有夜鷹在1991年1月19日白天執行“Q包裹”任務時攻擊了巴格達市區的目標。自1992年轉移到霍洛曼空軍基地後,F-117A和第49戰鬥機聯隊飛行員多次飛往遠東地區執行任務。在他們的第一次飛行中,F-117戰機從霍洛曼空軍基地直飛科威特,這次飛行用時大約18.5個小時——至今這仍是單座戰鬥機的最高紀錄。

戰損

F-117戰機唯一被擊落的事件發生在科索沃戰爭期間,它被塞爾維亞軍隊摧毀。1999年3月27日晚上9時(北京時間3月28日凌晨4時),在Zoltán Dani(塞爾維亞文:Золтан Дани)上校的命令下,南聯盟軍隊第250導彈旅第3營,在貝爾格萊德以西60公里的沙巴

茨與魯馬之間的地區,使用老式蘇制S-125(西方稱"薩姆3")擊落了一架編號82-806的F-117A戰機,隨後墜毀在貝爾格萊德以西40公里的布賈諾伏契村附近。從此打破了不敗的神話,令全球軍事觀察員大跌眼鏡。

根據北約指揮官韋斯利·克拉克和其他北約軍官所說,塞爾維亞空軍發現當雷達在異常波段上工作時,能夠偵測到F-117。這種情況下,F-117能夠短時間顯示在雷達屏幕上。被毀戰機的駕駛員活了下來,之後被北約軍隊救回。然而,由於有電視畫面顯示戰機殘骸周圍有平民,F-117的殘骸沒有立刻炸燬。有人認為塞爾維亞邀請了俄羅斯人員去檢查飛機殘骸,這樣可能洩漏了美國的飛機隱身技術。因為美國並沒有摧毀飛機殘骸,所以今天人們仍然能夠在貝爾格萊德Nikola Tesla機場附近的航空博物館中看到剩下的飛機殘骸。

關於那架飛機上的飛行員的真實身份,許多方面做出了錯誤的判斷。儘管機身的頂篷上印有"Capt Ken "Wiz" Dwelle"的字樣,但Dwell並不是當時的飛行員的名字,而飛行員的真實身份並沒有公諸於眾(遲至2007年正式公佈,飛行員是Lt Col. Dale Zelko)。

據報導,南聯盟軍隊發射了若干枚SA-3導彈,其中有一枚在距離這架F-117A很近的地方引爆,迫使飛行員彈出逃生。根據一次採訪的說法,Zoltán Dani上校能夠在維持其絕大多數導彈完好無損的情況下,僅通過部署一些著彈點觀察員來尋找那些F-117A和其他的北約軍隊的戰機。導彈部隊的官兵通過平時很少使用的雷達測點預測出了先前的F-117A的飛行軌跡,從而調整了導彈發射器和觀測員方位。有理由相信SA-3的發射部隊和觀測員的確能夠通過肉眼(可能還需要紅外或者夜視設備的幫助)定位和跟蹤F-117A 82-806。Zoltán Dani上校還聲稱他的炮兵部隊又擊落了一架F-16戰鬥機(北約方面則宣佈該戰機失事是由機械故障導致)。

有美國方面的消息稱另有一架F-117A在同一次攻擊行動中也受到損傷,雖然它成功返回基地,但是已無法再次起飛。

但目前有一些殘骸證據顯示,這架F-117A被導彈命中的部位位於機身頂部,按照F-117A不配置地形匹配雷達(這樣在夜間進行大幅度機動是很危險的)、以及老式SA-3並不具有很高的過載機動能力,似乎指向這次擊落更接近一次巧合(正常擊落應該在機身腹面出現大量破片穿孔,而絕不是背面)。按照美國方面的說法,這次擊落很有可能是在之前一波F-16的空襲中,南方向F-16群發射了SA-3,但在美軍的電子干擾下全部失效。其中一發SA-3很偶然的沒有自毀,而在空中飛行過程中偶然飛至這架F-117A的頂部時突然發火,擊落這架F-117A。

退役

儘管F117在科索沃戰爭和伊拉克戰爭表現出的成功以及高的完成任務能力,但是他的設計使用的是70年代末的技術。雖然其隱身技術比除了B2、F22、F35外的飛行器先進,但是維護工作很重。另外,小平面隱身技術已經被更先進的技術超過。2005年12月28日的項目預算決定720(PBD 720),提議於2008年10月前將F-117全部退役,以購買更多的F22A。PBD720要求10架在2007年退役,餘下的42架在2008年退役,同時聲明將由B2、F22和JASSM等具有低探測,攜帶精確穿透力武器的更強的空中力量取代。於2006年末,美國空軍已經關閉F-117的飛行員訓練學校,並且宣佈F-117的退役。最先退役的6架F-117於2007年3月12日在美國霍洛曼(Holloman)空軍基地舉行的紀念儀式上進行最後的飛行。第49戰鬥機大隊的指揮官,David Goldfein准將在儀式上致辭說, "隨著這些偉大的飛行器一次次升上天空, 戰機的生命又走到了一個輪迴的終點-它們忠實地履行了保衛國家的職責,圓滿的完成了任務,今天我們將它們送往最後的棲息地-一個它們非常熟悉的地方-它們第一個,也是唯一一個在Holloman基地之外的家。與絕大多數空軍飛機退役後都被送往Davis-Monthan空軍基地不同,F-117戰機將被送往軍事試飛場Tonopah Test Range(亦稱做52區)。在那裡它們的機翼將被拆卸,機身則存放在它們從前所在的機棚內。第一架F-117現在被置於基座上在內華達州的Nellis空軍基地展出,人們從基地外面的Nellis大樓上就能看到這架飛機。第二架當前在俄亥俄州的Wright-Patterson空軍基地的空軍博物館中靜態展出。

公元2008年,美國東部時間4月22日,美軍現役的最後四架F-117A隱形戰機悄悄飛抵位於內華達州的“沙漠飛機養老院”,並且被封存在一座特殊的水泥機庫內。從此這種世界上第一種隱身戰機退出了美軍現役飛機行列,它留下的空間將由F-22來彌補。

F-117起初研製的原因是以冷戰作為背景。當年,美國為了使核彈轟炸機突破蘇聯防線,嘗試了各種辦法。具體有兩種:

1.戰機低空避開雷達探測入侵;

2.研製高空超高音速轟炸機進攻。

然而蘇聯人在低,中,高空,分別設置了火炮,導彈和高空截擊機,幾乎無懈可擊。令美國人大為頭痛。此時,F-117出現了。

獨特的稜角外形加上吸波塗料,使得F-117很難被探測到。這樣,由F-117掛載導彈第一波摧毀敵軍雷達設施,其後轟炸機就可以長驅直入了。

海灣戰爭F-117作為急先鋒,表現更是出眾,美國軍方大量裝備。可謂“一招鮮,吃遍天”然而F-117作為第一代隱形戰機,技術並不是很成熟。由於主要靠稜角外形反射雷達波,在進攻前都要預先定製進攻飛行路線和角度,一旦有所改變,隱形便告失效。

加上空襲南聯盟時,捷克已造出可以探測F-117的雷達,導致一架F-117被擊毀落。

其實,F-117為了隱形犧牲了氣動外形,沒有超音速飛行能力,同樣為了隱形,武器掛載只有兩枚內置對地導彈,無空戰能力。

任何一架二代以上飛機均可致其於死地。此後,美國也加強了隱形戰機研究(後來誕生了F-22,B2)。

自9.11美國反恐戰爭以來,F-117終於落得尷尬下場,地方的武裝極為落後,根本沒有探測雷達,也就沒有隱身必要。而且讓一架低速飛行的F-117冒著被敵軍火炮擊落的危險,去用導彈擊毀沙漠中的一座敵軍帳篷(這已經是敵軍大本營了),實在不划算。

退役的主要原因

為隱形效果犧牲速度

F-117戰機採用特殊的隱身外形設計,並有雷達吸波材料,為了配合隱形設計,所有武器都藏在內置的武器艙內。及維修費用也相當昂貴。

不過,為了達到隱形效果,戰機的其它功能被犧牲了。其速度只有亞音速,而且空氣動力性能欠佳,飛行不穩定,保養及維修費用也相當昂貴。

為F22所替代

F-22隱身戰鬥機:"具有超機動性和高隱身性的戰鬥機,飛機的機動作戰性能無與倫比。它攜帶強大的武器彈藥,在空中格鬥和對地攻擊中,提高了武器的射程和遠距離投彈能力"。

"F-22雷達反射截面積只有常規飛機的1/100,遠遠小於一顆籃球。其優異的隱身性能,能24小時全天候進行隱身作戰,為制空作戰“先敵發現,先敵攻擊,先敵摧毀”創造了條件。

退役時間

美國空軍於2006年開始逐步退役封存F-117,至2008年4月21日,F-117A在執行完最後一次任務後,退出現役(這四架F-117A已於2008年11月從新墨西哥州飛往內華達州機場)。至此,F-117服役時間長達27年,第一代隱形戰機就此落下帷幕。


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機


F-117A“夜鷹”隱身攻擊機



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