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一:失敗的作品
F-35戰斗機是美軍21世紀最重要的項目之一,但其發展進度堪稱多災多難,原計劃在2019財年就要交付2000架替換 F-15,F-16,F/A-18等第四代戰斗機,然而因暴露大量問題而拖延和超支,受到美國軍政界口誅筆伐,至今才交付500多架,其中F-35C戰斗機的問題尤其突出,之所以這么不順利主要原因是改動太大了。
洛馬公司本來就缺乏設計艦載機經驗,為滿足在航母彈射起飛和攔阻著艦時的起飛、著陸速度和低空低速可控性要求,先將翼展由10.7米增加到13.1米,機翼面積從42.7平方米增加到62.1平方米,并采用可折疊設計減小停放空間,還加強了機體結構強度以承受彈射起飛和著艦時的載荷,最大起飛重量接近32噸,甚至超過了F-14D重型艦載戰斗機。
為攔阻著艦又加裝了攔阻鉤,還對著艦鉤進行了內埋處理以對保證隱身效果,誰能想到第一個問題就出在小小的著艦鉤上,這個尾鉤在試飛中出現8次掛鉤全部失敗的嚴重問題,重新設計尾鉤后8次也只成功了5次,經過研究后發現設計有問題,2.2米的長度使得主機輪著地后尾鉤的角度不利于掛上攔阻索,而F/A-18E有5.7米,主機輪滾過后攔阻索有時間回位騰空掛上尾鉤。
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而且尾鉤的設計抄自F/A-18E,但F/A-18E的主起落架到尾鉤接地距離比F-35C長150%,沒有機輪把攔阻索壓到地上來不及彈回的問題,所以尾鉤前緣較鈍,確保掛上攔阻索后不會脫落,但F-35C因尾鉤太短,攔阻索還沒有回彈到位就被攔阻鉤的鈍頭推著走,導致掛不上,最終改為較尖銳的鍥形掛鉤才解決問題。
這對擁有豐富艦載機設計的美國是個相當低級的毛病,另一個低級毛病是起落架,因為F-35C又大又重,改用的大減震行程的可伸縮雙行程前起落架,但輕載彈射時起落架支柱會產生劇烈振動,令坐在前起落架正上方的飛行員感到感到頭疼和脖子疼,頭盔顯示器和氧氣面罩上下顛簸,甚至撞擊座艙蓋,重新設計的前起落架到現在仍然沒有得到徹底解決。
F-35戰斗機的發動機是全球推力最大的單發軍用小涵道比渦扇發動機,但可靠性低下、故障頻發,是戰備率僅為40%至50%和頻頻墜毀的主要原因,這種發動機噪音高達90分貝,而F-15戰斗機才83分貝,噪音每增加5分貝,則人的“安全時間”就要減少一半,每當F-35戰斗機飛過,附近房屋的燈會搖擺:窗戶玻璃也會震動,甚至令人嘔吐,對航母甲板上的很多士兵來說這種噪音“粗糙而暴力”。
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F-35A飛機左翼根部內置式一門25毫米GAU-22/A四管機炮,是AV-8B標配的GAU-12/A型25毫米機炮的改進型,由于太大就減少了一根炮管,減重18千克,體積壓縮20%,以塞進氣道上方附近空間有限的機炮艙,這門機炮射速3300發/分鐘,備彈只有181發,4秒就打完,在開火時會導致炮口附近的隱身涂料受損,壓力峰值還會導致飛行員的耳朵和鼻竇疼痛。
F-35B和F-35C沒有內置機炮,只能用外部吊艙攜帶,由于機炮吊艙整流罩的差異,兩者之間不能互換,這種機炮吊艙設計有問題,射擊時震動極大,射擊精度令人堪憂,射彈縱向散布偏大,而且存在右偏,2021年3月12日,海軍陸戰隊第31測試與評估中隊一架 F-35B戰斗機在射擊訓練時炮彈因震動擊中自己的機腹,洛-馬公司承諾改進,但至今仍然“帶病工作”。
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二:問題重重
盡管F-35C不那么成功,但政治價值無可估量,畢竟其革命性的的隱身設計和網絡戰能力能與對手拉開了“代差”,起落架、尾鉤之類的小問題相比不值一提,該型機完成首飛后,共生產CF-01至CF-05五架原型機,2013年生產了CF-06至CF-11六架早期生產型交付VX-9空中測試與評估中隊,生產型則交付佛羅里達州的艾格靈空軍基地VFA-101中隊,VFA-101中隊于2019年5月23日撤銷,其裝備的F-35C戰機轉至位于加利福尼亞的勒莫爾海軍航空站的VFA-125中隊。
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F-35C采用的270V直流電力,航母供電系統為115V,400Hz交流電,而,也需要進行相應升級。F-135發動機的巨大推力也使得尼米茲級航母的噴氣偏流板“心有余而力不足”,也需要改裝增大冷卻效率,連新型的福特級航母也無法使用F-35C,電磁彈射器雖然陸上基地在2011年11月18日成功彈射一架 F-35C,但一上艦就岀了問題。
福特級航母電磁彈射系統研發時未提前與F-35的研發團隊開展電磁兼容的協同設計,該電磁彈射系統采用中壓交流技術,通過強電流驅動的電磁力做功,運行時會產生峰值功率超過100兆瓦的寬頻譜電磁輻射,在彈射軌道周邊30米形成大范圍的電磁輻射場,涵蓋0.1MHz-18GHz頻譜的輻射通過彈射軌道傳導至艦載機起落架,再傳導至機身。
恰好覆蓋AN/APG-81雷達的工作頻段及AN/ASQ-239電子戰系統的探測頻段,這些航電系統設計未預留適配的電磁屏蔽接口,導致雷達砷化鎵T/R組件的信號處理單元出現相位偏移,導致雷達探測精度下降40%、目標識別錯誤、數據鏈的傳輸速率從28.8kbps降至9.6kbps,還導致電子戰系統的接收機前端放大器飽和,無法正常接收電磁信號。
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F-35C航電系統的安全電磁輻射閾值為200V/m,僅為電磁彈射系統強度的50%,電磁兼容整改難度極大,加裝臨時電磁屏蔽裝置又導致機身重量增加800公斤,而且僅能將電磁干擾強度降低20%-30%,屏蔽效果有限,仍無法滿足航電系統的安全閾值要求,更棘手的是,雙波段雷達的電磁信號也和電磁彈射系統交織形成干擾閉環,進一步加劇了適配難度。
航電系統升級則需要重新設計雷達與電子戰系統,F-35項目本來就有TR3技術升級,包括換裝AN/APG-85雷達,升級座艙顯示器,存儲系統、處理器和加強供電系統,升級內容有80%與軟件密切租關,但升級套件要延遲到2030年才能交付,2030年前交付的F-35戰斗機都是沒有完整作戰能力的,甚至因AN/APG-85雷達產量問題,新的F-35戰斗機機頭掛上配重代替。
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三:當F-35遇上殲-35
憑借隱身和信息感知能力,F-35碾壓各國四代戰斗機是沒有問題的,在紅旗軍演中擔任空優戰斗機甚至打出15:0的交換比,可與空軍的F-22、遠程轟炸機、海軍宙斯盾艦協同配合在未來的作戰中奪取重點區域控制權,但中國崛起的速度和幅度太大,美國人完全沒有想到“重返大洋”會遇到殲-35戰斗機。
美軍內部威脅簡報(Threat Brief)對殲?35的描述是:Dual?engine, carrier?capable 5th?gen air superiority fighterGaN AESA radar, ~400 km detection, 80 km against stealth,V?low RCS (~0.01 m2), clean stealth, no hangar dependency,Supercruise 1.8 Mach, max 2.2 Mach, superior energy & climb,6× PL?15 (200 km) / PL?17 (400 km) internal。
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F?35的AN/APG?81雷達只有1200個砷化鎵TR組件,探測距離只有180千米,只比中國出口型KLJ-7A 有源相控陣多10千米,只能使用射程160千米的AIM?120D導彈,而殲?35的雷達是1500個氮化鎵TR組件,探測距離比F-22戰斗機還遠,不但可使用射程200千米的霹靂15導彈,甚至可外掛射程400千米的霹靂17導彈,先發現、先鎖定,中距二連擊可以說毫無壓力,F?35連還手的機會都沒有。
根據美軍AFMAN 11?2 F?35 系列訓練手冊中的USN/USAF 隱身機對抗訓練大綱,隱身機分為:Low(蘇?57)、Med(殲?20)、High(殲?35),殲?35是高威脅、能量優勢、遠程、艦載制空隱身機,被列為最高威脅等級(High Threat Carrier?Based Stealth Fighter)。標準的對抗操作是嚴禁單機對抗,無電子戰 / 壓制不深入,無預警機支援不接戰。
超遠距(200–300千米)預警 + 規避(Early Warning & Avoid),不開雷達,靜默接收數據鏈,立即向預警機 / 電子戰飛機靠攏,嚴禁前出,若收到告警,保持2–3 G 側向機動,不直線脫離,嚴禁加力沖刺,80–150千米絕不主動開雷達,而是開啟電子戰全功率壓制殲?35的鎖定距離,保持4機菱形編隊避免被單點鎖定,發射導彈即脫離,禁止第二次進入,等待重新占位。
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近距格斗更要命,F-35C推重比只有0.75,與越戰時的F-105“雷公”戰斗轟炸機差不多,526千克/平方米的翼載甚至高于以“人操火箭”著稱的F-104戰斗機,只有7.5g的機動過載和F-4“鬼怪"戰斗機相當,極限速度只有1.6 馬赫,連殲-6戰斗機也不如,慘不忍睹的機動能力在有“代差"時或許沒問題,但殲?35抹平了“代差”,超視距攔截沒有奏效的情況下,F-35C就麻煩了。
殲?35最大速度達2.2馬赫,可以1.8 馬赫超音速巡航半小時,雙發推重比高、翼載低、超音速機動性強,能量恢復快、爬升 / 穩盤強,可以反復高速俯沖–拉起,F?35超音速機動性弱、能量恢復慢,跟不上,比爬升、比穩盤比不過,在高速格斗中很吃虧,只能盡量低速纏斗,用頭盔 + AIM?9X 拼瞬時指向,打了就跑,這樣格斗交換比勉強達到3–4:1。
總體而言,F-35是一款錯誤的戰斗機,錯誤在于受時代和理念的局限,沒有建立正確的設計要求,盡管面臨這樣那樣的窘境,美海軍還是計劃持續采購F-35C,在第六代戰斗機列裝前作為航母艦載機聯隊的空優主力,當第六代戰斗機列裝時則作為低端機型,繼續在航母上服役。
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