關於F-35的空戰能力
本帖最後由 MightyDragon 於 2013-2-11 10:47 PM 編輯有一句非常有趣的說法：所有 F-35 的負面新聞里，有 50% 是波音為了多賣超級蟲子而制造的。美國國內的商家為了爭逐最大的利益可謂不擇手段 {:3:} 本文可是非常的詳細分析了F-35在空戰上的各種短板，給予各大參加了美國的「聯合攻擊戰鬥機」計劃的國家一個絕不想提起的痛苦現實。其中是否涉及欺詐或黑金、各種不可暴光的利益輸送？反正會有真相大白的一天的機會不大...
來源：西西河
作者：晨楓
F-35 是一架充滿爭議的戰斗機。除了超支和延期，最大的爭議在于 F-35 的空戰能力，尤其是相對于第三代戰斗機的優越性。這里，第三代戰斗機包括經過大規模升級的所謂 3.5 代戰斗機，如美國 F-18E、歐洲“台風”、法國“陣風”等。美國空軍對 F-35 的空戰能力並沒有太多的指責，因為美國空軍對 F-35 的定位是戰斗轟炸機，從來就沒有打算用 F-35 擔任國土防空或者攻勢制空的主力，F-22 才是干這個的，F-35 只是在 F-22 忙不過來的時候填補二線空缺只用。但對于盟國來說，F-35 將是制空作戰的主力，空戰能力的重要性甚至超過對地攻擊能力。在普遍裝備第三代戰斗機的情況下，盟國需要的不是不亞于第三代戰斗機的空戰能力，而是需要決定性地超過第三代戰斗機的空戰能力。也就是說，F-35 必須具有第三代戰斗機經過升級也達不到的空戰能力，否則花巨資采購 F-35 就失去了意義，畢竟 F-35 的裸機單價超過 F-18E 至少一倍。
空戰性能可以分為兩部分，一是中距空戰能力，也稱視距外（Beyond Visual Range，簡稱 BVR）空戰能力；二是近距格斗能力，也稱視距內（Within Visual Range，簡稱 WVR）空戰能力。
中距空戰能力和飛機的氣動性能關系不大，主要由超視距空戰武器和航電決定。F-35 可以在機內武器艙里攜帶 4 枚 AIM-120（洛克希德計划進一步擴大到 6 枚），AN/APG-81 主動電掃雷達更是十分先進，座艙顯示則采用了最先進的大屏幕。F-35 的中距攔射能力無疑出眾。不過和第三代戰斗機相比，F-35 的雷達沒有本質性的優越性，或者說，沒有第三代戰斗機經過升級也達不到的能力。AIM-120 主動雷達制導中程空空導彈更是第三代戰斗機也已經普遍裝備的東西，F-35 不占優越性。
既然在航電和武器上沒有實質性的差距，在中距離對射中，隱身、速度、機動性和電子對抗能力就是影響交換率的主要因素。
F-35 無疑比第三代戰斗機具有更優秀的隱身性能，隱身不是在雷達上消失，只是降低雷達的穩定鎖定距離。F-35 的隱身不及 F-22 或者 B-2，在空戰中也無法通過路徑規划來最大限度地降低敵方雷達的探測機率。在理論上，F-35 可以通過特別强大的機載電子戰系統對所有空中電磁威脅實時定位，實時計算最低可探測性路徑。但現在還沒有 F-35 有這方面能力的報道，也沒有這樣做法的有效性的分析，畢竟這不比有地形地物掩蔽的低空，在万里無垠的藍天里，對方不僅在空中高速機動，還有多平台在空中同時照射戰斗空域，F-35 只要作任何轉彎動作，大角度橫滾時雷達投影面積急劇增加，暴露機會也同步增加。
另外，中程空空導彈即使采用主動雷達制導，導引頭的探測距離也大大低于有效射程，需要中途彈道修正。載機需要在導彈發射后繼續跟蹤目標，並通過數據鏈控制飛行中的導彈，這相當于發射后的概略瞄准。F-35 的 AN/APG-81 具有頻率捷變、低可截獲率編碼發射等“隱身雷達”技术，但還是需要頻繁掃描跟蹤目標和通過數據鏈發送中途彈道修正信號，容易暴露。導彈的發射距離越遠，暴露的時間越長，這個問題越大。
F-22 也有同樣的問題，但 F-22 不僅按全向隱身設計（F-35 為了降低成本，只要求前向隱身），而且有很大的速度優勢。事實上，F-22 在戰斗狀態下基本使用超音速巡航，這不僅增加空空導彈發射時的初始能量，極大地增加射程，還增加自身能量，壓縮敵方空空導彈的能量優勢，縮小有效射程。換句話說，F-22 不僅依靠隱身，還用速度優勢提高生存力。現代空空導彈的最大速度經常能達到 4 馬赫以上，最大過載更是高達 60-70g，但這只是發射時的最大能量狀態，並不是在整個射程內的能量狀態。在導彈燃料耗盡后靠慣性滑翔的時候，能量是一路遞減的，追殺敵機的能力也一路遞減。
導彈追上敵機，歸根到底是靠能量差。從能量機動的角度來說，只有導彈的單位剩余能量高于敵機，才有把握追上敵機，而單位剩余能量和推力與阻力之差成正比（導彈的火箭發動機關機后，可用維持當前速度所需的等效推力計算），還和速度成正比，和重量成反比。顯然，空空導彈的單位剩余能量是時變的，開始時隨燃料的消耗而增加，發動機關機后隨時間而降低。而戰斗機在這段時間里的燃料消耗相對于飛機總重來說變化不大，單位剩余能量大体不變。導彈和敵機之間的單位剩余能量差不僅取決于導彈，還取決于載機在發射時的能量狀態，導彈的火箭發動機關機時刻的能量狀態（由動力飛行階段的飛行軌跡和機動動作決定），還取決于敵機的能量狀態。這就是 F-22 和 F-35 根本不同的地方了。F-22 是按照 1.6 倍音速巡航設計的，也就是說，在戰斗狀態時，可以長時間以 1.6 倍音速飛行。但 F-35 的最大速度才是 1.6 倍音速，巡航速度是高亞音速。就中距離對射而言，F-35 的逃逸能量不足，導彈發射能量不足，這一進一出，和 F-22 就天差地遠，而和第三代戰斗機同一個層次了。在最壞情況下，F-22 可以依靠速度快速退出戰斗，擇機再戰，而缺乏必要的速度的 F-35 就不一定有這個選擇了。當然，在距離足夠近的情況下，空空導彈還在動力射程之內， F-35 就沒有空空導彈的能量問題，導彈也不需要多少中途彈道修正，但這也就失去中距空戰的意義。和敵機距離縮短也增加了隱身被對方雷達“燒穿”的風險。
中距離攔射的另一個問題是命中率。導彈除了固有的故障率外，還有敵機的機動規避和電子對抗問題。機動規避在導彈的動力射程內意義不大，但在動力射程外還是有用的。2008 年 8 月，蘭德公司在名為《空戰的過去，現在與未來》報告中用歷史數據指出，從海灣戰爭到科索沃戰爭，AIM-120 在視距外的命中率實際上是 46%，這還是在對手技术手段低下而沒有電子對抗或者慌不擇路而沒有任何規避機動的情況下取得的。如果考慮到常規戰爭中雙方在盡可能遠的距離上有准備地進入交戰，加上機動規避和電子對抗的因素，AIM-120 的實戰命中率預期在 10-50%之間更加合理，而不是廠商宣稱的 75% 以上。
當然，空戰中，除了消滅敵人，還有保存自己的一方面，F-35 將裝備最先進的電子對抗技术，但這依然不能決定性地確立 F-35 對第三代戰斗機的優勢。先進電子對抗技术不是 F-35 壟斷的，第三代戰斗機也可以通過升級得到。另外，電子對抗是不可能隱身的，大量使用電子對抗將使 F-35 喪失隱身優勢，如果敵機擁有數量優勢，F-35 陷入進一步的被動只是時間問題。
中距攔射失敗的話，接下來當然就是近距格斗了。歸根到底，中距空戰能力只是空戰能力中重要的一部分，不是全部。隱身和電子對抗不能根本性地改變空戰，否則 B-2 的機內武器艙里掛上一大堆空空導彈就是空戰的終極利器了。近距格斗依然對制空戰斗機至關重要，但 F-35 的近距格斗能力比中距空戰能力還要令人擔憂。
對于近距格斗來說，空戰武器和航電依然重要，但飛機的機動性至少同樣重要，也就是說，需要較低的翼載和較高的推重比。較低的翼載意味著有產生較大升力的空間，較大的推重比則意味著較大的剩余推力。較大的升力不僅可以加速爬升，還對水平機動至關重要。水平機動需要的側向力主要不是靠扭轉機頭指向和改變發動機的推力軸線實現的，而是靠橫滾中升力的水平分量。所謂拉 9g 的圈子，實際上就是斜向的升力高達飛機重量的 9 倍。此時用于克服重力的垂直升力分量依然為 1g，通過力的分解不難算出，此時側向力為 8.94g。對于一架典型重量為 10,000 到 20,000 千克的戰斗機來說，這相當于 882-1,764 千牛的側向力，這是在可預見的將來任何發動機的推力轉向都不可能達到的。進一步增加轉彎速率需要拉大迎角，最大限度地增加升力，但阻力隨迎角急劇增加，只有很大的推力才能保證飛機不至于時失速，這就是推重比對水平機動性的作用。翼載和推重比對垂直機動性的作用就不言而喻了。
F-35 是按隱身戰斗機設計的，所以采用機內武器艙，使得機体很是臃腫。為短距起飛-垂直著陸預留的空間進一步增大了 F-35 的機体，使得總重急劇攀升。在第三代（現在美俄統一將高機動戰斗機這一代稱為第四代，所以隱身戰斗機稱為第五代）重型戰斗機中，F-15C 的空重為 12,700 千克，正常起飛重量為 20,200 千克；蘇-27 的空重為 16,380 千克，正常起飛重量為 23,430 千克。但 F-35A 的空重也達到 13,300 千克，正常起飛重量則達到 22,470 千克。也就是說，“輕型”的 F-35A 實際上和重型的 F-15C、蘇-27 的重量相當。
為了補償不斷攀升的飛機重量，F-35 的發動機最終成為世界上單發推力最大的戰斗機發動機 ，非加力的軍用推力就達 125 千牛，加力推力更是高達 191 千牛（一說軍用推力 111 千牛，加力推力 178 千牛）。但 F-35 家族中最輕巧的 F-35A 的推重比也只有 0.87，遠遠低于 F-15C 的 1.12 和蘇-27 的 1.07，和 F-4“鬼怪”式相當。F-35A 的翼載高達 526 千克/平方米，遠遠高于 F-15 的 357 千克/平方米和蘇-27 的 377 千克/平方米，甚至高于專業對地攻擊的 F-105 的 452 千克/平方米和以“人操火箭”著稱的 F-104 的 514 千克/平方米。F-35 的最大速度也只有 1.6（一說 1.8）倍音速，甚至低于 F-16 和 F-18，超巡更是免提。F-35A 的機体按照 9g 過載設計，F-35C 降低到 7.5g，F-35B 進一步降低到 7g。這是為了降低對機体結構强度的要求、避免進一步增重，當然也對格斗機動性帶來限制。作為參照，F-22 的推重比至少為 1.09，即使在非加力狀態，推重比也達 0.72，翼載為 375 千克/平方米。
機動性不足使 F-35 在和第三代戰斗機的視距內空戰格斗中難以取勝，速度不足使 F-35 在進入和退出戰斗中缺乏主動權。但 F-35 的推崇者們指出，F-35 使用機內武器艙，空戰狀態沒有外掛帶來的額外阻力，而第三代戰斗機使用翼下掛架，帶來較大阻力，兩者之間的機動性並沒有翼載和推重比那麼簡單。但他們忽略的是，如果都只帶兩枚近距空空導彈的話，第三代戰斗機通常使用翼尖掛架，並不帶來額外阻力，和干淨氣動外形沒有實質性的差別。另一方面，F-35 在實際的空戰格斗中是否能保持機內武器艙的艙門緊閉，這反倒是一個很大的疑問。
機載導彈發射有兩種方式：一是導彈依靠自身動力從滑軌上發射出去，二是像炸彈一樣拋下后再點火進入動力飛行。滑軌發射需要專用滑軌，但保證導彈在任何姿態下都能可靠發射，不過万一發射失敗，導彈可能就在滑軌上爆炸。投放發射比較安全，也不需要沉重的滑軌，但只能在較為平穩的飛行狀態下發射，很難在復雜機動中發射。通常近程空空導彈是從滑軌上發射出去的，中程空空導彈則是投放發射的。F-35 的機內武器艙里，兩枚近程空空導彈掛載在艙門內側的發射滑軌上，四枚中程空空導彈吊掛在和炸彈共用的多用途掛架上，艙門掛架可以改掛中程空空導彈，但炸彈掛架不能改掛近程空空導彈。艙門在需要發射的時候打開，近程空空導彈從滑軌直接發射，中程空空導彈則像炸彈一樣投放出去后再點火發射。
F-35 掛載的 AIM-120 中程空空導彈是可以當作近程空空導彈使用的，但由于發射方式的限制，很難在空戰格斗中使用，所以只有兩枚 AIM-9X 可以使用。第三代戰斗機如果只用翼尖掛架的話，也是只有兩枚近程空空導彈。兩者旗鼓相當。問題是，第三代戰斗機的翼尖近程空空導彈隨時都可以處于待發狀態，而 F-35 必須打開武器艙門，滑軌探出頭來，導彈的頭尾暴露于空氣中，才進入待發狀態。這需要時間。具体多少時間是保密的，但整個過程應該需要不少于 1-2 秒。在激烈的空戰中，這 1-2 秒的滯后可能是致命的。另外，艙門打開要大大影響氣動外形，在作極限機動的時候，影響難以估計，極端情況下可能導致飛機失穩。要避免失穩，要麼在極端情況下禁止打開艙門，要麼在格斗中不能發揮出極限機動能力，兩者對拼死搏命的飛行員來說都不是好事情。要解決這些問題不難，可以在進入格斗時就打開艙門，導彈處于待發狀態，但這樣阻力將大大增加，可能超過第三代戰斗機的翼下掛架，更不用說額外阻力本來就很小的翼尖掛架了。
F-35 可能需要在空戰格斗中早早打開武器艙門的另一個原因是導彈鎖定。導彈可以先鎖定后發射，這樣確保導彈可靠跟蹤目標；也可以先發射后鎖定，這樣可以及早發射，或者在艙門打開的瞬間就盡快發射，縮短艙門開啟的時間。中程空空導彈采用先發射后鎖定沒有問題，導彈飛行的時間長，離軸角度小，反正也需要中途彈道修正，這相當于先發射后鎖定。近程空空導彈在理論上也可以先發射后鎖定，但近程空空導彈瞄准的離軸角度大，目標變化快，先發射后鎖定一有可靠鎖定的困難，二在發射到鎖定這段時間里，導彈可能已經做了很多無用功，浪費了寶貴的初始能量，還錯失了占位。及早打開武器艙門，使導彈的導引頭從發射到命中全程鎖定，可以大大提高命中的可靠性，但這樣做要大大增加阻力，影響 F-35 本來就不算優秀的機動性。
F-35 可以掛載的空空導彈總數並不少，但機內武器艙的搭配不能按照任務隨意調整，翼下掛載不僅破壞隱身，還增加阻力，使本來就動力不足的 F-35 更加累贅。相比之下，第三代戰斗機不隱身，但可以根據任務需要靈活改變掛載的空空導彈組合，像 F-15 最多可以一次掛載 4 枚 AIM-9X 近程空空導彈。F-35A 裝備了機內航炮，F-35B 和 C 為了控制空重，連機內航炮也取消了，如果有空戰需要，可以掛載外掛的隱身航炮吊艙。如果外掛可以隱身的話，F-35 也不用費那個事，追求機內武器艙了，外掛還增加氣動阻力。
關于 F-35 空戰性能的比較，應該注意的是和美國的第三代或者 3.5 代戰斗機比較，否則容易雞同鴨比。尤其應該避免用 F-35 的武器或者電子系統的優越性作為比較的基礎，這不是 F-35 獨有的優越性，而是美國軍工体系的優越性，美國的第三代或者 3.5 代戰斗機同樣可以得益。有意思的是，波音和通用電氣在 JSF 及其發動機的競標落選后，悄悄發力，有可能對 F-35 悄悄使壞。增强隱身的 F-18E“國際型”除了在航電方面采用最新技术外，還采用保形油箱增加航程，並使用隱形外掛武器吊艙，降低翼下掛架的雷達反射特征和氣動阻力。外掛武器吊艙在隱身上依然無法和機內武器艙相提並論，但兩者在隱身上的差距上大大縮小了。通用電氣則把被蓋茨槍斃的 F136 發動機的技术用到 F414 發動機上，使 F414EPE（Enhanced Performance Engine，意為增强性能發動機）的推力提高差不多 20%，使 F414 的推重比接近 11：1，和 F135 相當。這樣一來，F-18E 的推重比達到 1.12，和 F-15C 相當，超音速加速時間減半，油耗有所降低，有望一舉甩掉“超級塑料蟲”的壞名聲，並大大拉開和 F-35 的性能差距。波音和通用電氣都刻意避免和 F-35 的直接比較，畢竟 F-35 盡管身陷囹圄，但依舊是五角大樓的重點項目，正面挑戰是政治上高度不正確的事情。但對于正在選擇下一代戰斗機的盟國來說，F-18E 和 F-35 之間的優劣就不那麼一目了然了，尤其當 F-35 的裸機單價達到 F-18E 兩倍的情況下。...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容，請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div><div></div> 這架戰機強項應該就只有隱身吧 速度及載彈量比不過4代機 如果b/c都研發成功服役 那還能贏在這一點 單發。。 超重。。低G值。。 70%對地攻擊設計
想都不用想。。 這樣的空戰能力，只要是個3代戰斗機都能完爆。這抓到就是死啊。
唯一優勢的隱身。。我還是保留觀點。。 老美不是說過 出口的版本並不那麼隱身...自己用的才是最好的 F35再這樣下去(售價上升性能下修)，凱子老美還能裝備幾架，不如吃回頭草
，反正研發的次系統(武器火控雷達)能裝在3代機上，惠而不費，就有人預測
F35可能會成為歐美國家花費最大卻失敗的個案。<br><br><br><br><br><div></div> 出口型的戰機
美國人怎麼可能會很多超科技東西在裡頭阿
可以出口的都是最陽春型的
這麼多國家出錢
結果獲取最多利益跟科技的都是美國
我看以後這種聯合開發案子全世界各國不會再上美國人的當了
美國人使壞又不是第一次了，到處找冤大頭，就知道是吃力不討好的事，
天上不會掉下禮物只會掉下鳥糞。 如同西方人預估 J20 戰力般,
我想這一篇, 我會較謹慎的想法來看待 從這裡看來 其實F-35並不是開發失敗 而是 使用者的要求不同而已
對境外作戰的國家而言 F-35可以做到十分好的二線火力支援 所以十分的好用
然而在對於邊境或境內作戰的國家而已 成本又過於高 因為 境內的陸基火力就可以支援了
那麼 又何必需要 高成本的空中二線支援呢
這也是亞州的國家難以花錢下去的地方吧
yastern 發表於 2013-2-12 01:23 AM static/image/common/back.gif
這架戰機強項應該就只有隱身吧 速度及載彈量比不過4代機 如果b/c都研發成功服役 那還能贏在這一點 ...
大大你說得不太正確
因為他的隱身只有作前方
如果是大轉彎或是翻滾會嚴重暴露
他唯一的強項就是變成了四不像......<div class='locked'><em>瀏覽完整內容，請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div><br><br><br><br><br><div></div> 分析的很透徹，受教了，非常感謝!雖然F35有諸多缺點，但是將對美國和其他使用國有不同的影響，因為美國還有其他各式戰機，除非全部淘汰，否則可以多方搭配使用，截長補短。但是那些只供得起單一戰機的國家，嘿嘿.... 若消息屬實,F-35的價值僅剩局部隱身與垂直起降,C/P太差,吾若是空軍官員,寧可繼續延壽老舊的AV-8A/B
F-35真是大錢坑!
F35缺點真不少
只能說是個大錢坑
真搞不懂怎麼都出這樣的產品 美國定位上為F-22為空優戰機
F-35為戰鬥轟炸機...
但是F-22目前又沒有再繼續生產...(還是有瑕疵)
而F-35又有一堆問題(騎虎難下)?
F-35為了降低成本卻做出了個四不像...{:51:}
單發引擎卻把轟炸打擊框在裡面
這個邏輯真的百思不得其解
難道完這麼大 不把艦隊安全擺在上面嗎<br><br><br><br><br><div></div>