世界武器巡展——F-16“战隼”战斗机

F-16“战隼”式战斗机是一种美国的单发多用途战斗机,最初由通用动力为美国空军开发。它最初被设计为一种空中优势日间战斗机,后演变成一种成功的全天候多用途飞机。自从生产得到批准以来,已经制造了超过4600架飞机。虽然美国空军不再购买这种飞机,但改进型号仍在为出口客户建造。1993年,通用动力将其飞机制造业务出售给洛克希德公司,而后者在与马丁·玛丽埃塔公司于1995年合并后成为洛克希德·马丁公司的一部分。

美国空军 F-16C 飞越伊拉克沙漠,2008 年

F-16“战隼”的主要特点包括无框泡罩,提供良好的视野;侧置控制杆,使机动时更容易操纵;射出座椅倾斜30度,以减少加速度对飞行员的影响;使用放松静定稳定/电传飞行控制系统,有助于使其成为一架敏捷的飞机。F-16内置M61火神机炮和11个武器和其他任务设备的安装位置。F-16的官方名称是“战隼”,但由于其外形与蝰蛇和虚构Colonial Viper星际战斗机相似,因此它的飞行员和机组人员通常称其为“毒蛇”。

除了在美国空军、空军预备役司令部和空中国民警卫队单位服役外,这种飞机还被美国空军“雷鸟”特技飞行表演队、F-16“战隼”示范队(用于展示其机动性)以及美国海军作为对手/侵略者飞机使用。F-16还被25个其他国家的空军采购使用。到2015年,它是世界上服役数量最多的固定翼飞机。

研发背景&历程

轻型战斗机项目

在越南战争中的经验表明,需要具备制空权的战斗机和更好的空中格斗训练。基于他在朝鲜战争中以及20世纪60年代初担任战斗机战术教官的经验,约翰·博伊德上校和数学家托马斯·克里斯蒂开发了能量-机动性理论来模拟战斗中战斗机的性能。博伊德的工作要求设计一个小型、轻便的战斗机,可以在最小化能源损失的情况下进行机动,并具有增加的推重比。

20世纪60年代后期,博伊德召集了一群志同道合的创新者,被称为“战斗机黑帮”,并在1969年获得了国防部对通用动力和诺斯洛普进行研究概念的资金支持。但美国空军F-X的倡导者仍然对这个概念持敌视态度,因为他们认为它威胁到F-15计划,但美国空军领导层理解其预算不允许购买足够数量的F-15飞机来满足其所有任务。随后,改革派副国防部长大卫·帕卡德支持该理念的竞争性原型设计,引起了民间政治上的支持。

因此,在1971年5月成立了空军原型研究小组,博伊德是其中的关键成员之一,并获得了两项资金支持,其中一项是轻型战斗机(LWF)。1972年1月6日发布的提议要求设计一种20,000磅(9,100公斤)级的空对空日间战斗机,具有良好的转弯半径、加速度和航程,优化为在飞行速度为Mach 0.6-1.6,飞行高度为30,000-40,000英尺(9,100-12,000米)的区域展开战斗。这是美国空军研究预测未来大多数空中作战将发生的区域。预期平均离线成本为300万美元的生产版本计划只是构想,因为美国空军没有确定购买赢家的计划。

最后入围者

YF-16(前景)和诺斯罗普 YF-17的右侧视图,每架都配备 AIM-9 响尾蛇导弹

1972年,有五家公司响应了招标,空军指挥部选择了通用动力的401型和诺斯洛普的P-600型作为后续原型机开发和测试阶段的项目。通用动力和诺斯洛普分别获得了价值3790万美元和3980万美元的合同,生产YF-16和YF-17原型机,计划在1974年初进行首飞。为了克服空军层级中的阻力,“战斗机黑手党”和其他轻武器支持者成功地提倡了高成本/低成本力量混合的互补战斗机理念。这种“高/低混合”将允许美国空军能够承担足够的战斗机来满足其整体战斗机力量结构的要求。到原型机竞赛时,该计划已经获得了广泛的认可,定义了LWF和F-15之间的关系。

YF-16由罗伯特·Widmer领导的通用动力工程师团队开发。第一架YF-16于1973年12月13日推出。它的90分钟处女飞行在加利福尼亚州爱德华兹空军基地的空军飞行测试中心进行,时间是1974年2月2日。它的实际首飞意外地发生在1974年1月20日的高速滑行试验中。当它加速时,滚动控制振荡导致机翼端部安装的导弹上的一个鳍状物和随后的右侧安定尾翼刮过地面,然后飞机开始偏离跑道。试飞员菲尔·奥斯特里彻决定升空以避免潜在的坠毁,并于6分钟后安全降落。轻微损伤很快被修复,正式的首次飞行也按时进行了。YF-16的第一次超音速飞行是在1974年2月5日完成的,第二架YF-16原型机于1974年5月9日首飞。诺斯洛普的YF-17原型机分别于1974年6月9日和8月21日进行了首次飞行。在竞赛过程中,YF-16完成了330次飞行任务,总计417小时;YF-17则飞行了288个任务,覆蓋了345小时。

空战战斗机竞争

轻型战斗机计划因增加的兴趣而成为一个严肃的采购项目。北约盟国比利时、丹麦、荷兰和挪威正在寻求替换他们的F-104G战斗轰炸机。1974年初,他们与美国达成协议,如果美国空军订购了LWF获胜者,他们也将考虑订购它。美国空军还需要替换其F-105“雷电”和F-4“幽灵II”战斗轰炸机。美国国会寻求在空军和海军的战斗机采购中加强共同性,并于1974年8月重新分配海军建设基金,用于新的海军空战战斗机项目,这将是LWF的舰载战斗轰炸机衍生版本。四个北约盟国成立了多国战斗机计划组(MFPG),并在1974年12月前要求美国做出决定,因此,美国空军加快了测试进程。

YF-16 在弗吉尼亚航空航天中心展出

为了反映采购新型战斗轰炸机的认真意图,LWF计划在1974年4月由美国国防部长詹姆斯·R·施莱辛格宣布,整合到一个新的空战机(ACF)竞赛中。ACF不会是单纯的战斗机,而是多用途的。施莱辛格明确表示,任何ACF订单都将是F-15的补充,这扼杀了对LWF的反对意见。ACF还提高了通用动力和诺斯洛普的赌注,因为它吸引了有意保障当时被誉为“世纪武器交易”的竞争对手。这些竞争对手包括达索-布雷格公司推出的幻影 F1M-53、英法联合开发的SEPECAT Jaguar以及被提议的Saab 37E“欧洲战斗机”等。诺斯洛普提供的P-530 Cobra与YF-17类似。Jaguar和Cobra在MFPG早期被淘汰,最终剩下两个欧洲和两个美国候选者。1974年9月11日,美国空军确认计划订购获胜的ACF设计,以装备五个战术战斗机联队。虽然计算机模拟预测竞争激烈,但YF-16在一次机动到另一次机动时明显更快,是那些驾驶过两种飞机的飞行员的一致选择。

1975年1月13日,空军部长约翰·L·麦克卢卡斯宣布YF-16获胜。国防部长给出的主要原因包括YF-16的低运营成本、更远的航程和机动性能“相当好”,特别是在超音速时速下比YF-17好得多。 YF-16的另一个优势是与YF-17不同,它使用普惠公司的F100涡扇发动机,这也是F-15所使用的动力系统。这种共同点将降低两个项目的发动机成本。麦克卢卡斯部长宣布,美国空军计划订购至少650架,可能高达1400架生产型F-16。在海军空战机竞赛中,1975年5月2日海军选择了YF-17作为麦克唐纳·道格拉斯F/A-18“大黄蜂”的基础。

定型生产

美国空军最初订购了15架全尺寸发展(FSD)飞机(11架单座和4架双座),用于其飞行测试计划,但后来减少为8架(6架F-16A单座和2架F-16B双座)。YF-16的设计被修改以适应生产型F-16。机身加长10.6英寸(0.269米),配备更大的鼻锥罩用于AN/APG-66雷达,机翼面积从280平方英尺(26平方米)增加至300平方英尺(28平方米),尾翼高度降低,腹鳍扩大,增加两个挂载点,并用单一门替换原来的双门式前轮舱门。这些修改使F-16的重量比YF-16增加了25%。

FSD F-16由通用动力在德克萨斯州沃思堡的美国空军第四工厂制造,于1975年末开始生产;首架F-16A于1976年10月20日下线,12月8日首飞。最初的双座型号于1977年8月8日首次飞行。标准生产型F-16A于1978年8月7日首飞,美国空军于1979年1月6日接收交付。F-16于1980年7月21日被命名为“格斗猎鹰”,并于1980年10月1日在犹他州希尔空军基地的第34战术战斗机中队,第388战术战斗机联队进入美国空军操作服务中。

科罗拉多空军国民警卫队的一架 F-16C,配备AIM-9 响尾蛇导弹、一个空战机动仪表吊舱和一个中线油箱(300 美制加仑或 1,100 升容量)

1975年6月7日,四个欧洲合作伙伴在巴黎航展上签署了348架飞机订单,这些订单分配给欧洲参与空军(EPAF),其中比利时116架,丹麦58架,荷兰102架,挪威72架。两条欧洲生产线,一条设在荷兰福克公司的斯希普霍尔兹工厂,另一条设在比利时SABCA的戈塞利斯工厂,分别生产184架和164架飞机。挪威的康斯贝格武器工厂和丹麦的特尔马公司也制造了EPAF飞机的零部件和组件。欧洲的联合生产正式于1977年7月1日在福克工厂启动。从1977年11月开始,福克生产的部件被送往沃思堡进行机身组装,然后于1978年2月15日运回欧洲,在比利时工厂进行EPAF飞机的最终组装;对比利时空军的交付始于1979年1月。首架荷兰皇家空军的飞机在1979年6月交付。1980年,SABCA向挪威皇家空军交付了第一批飞机,福克则向丹麦皇家空军交付了第一批飞机。

在20世纪80年代末和90年代,土耳其航空航天工业公司(TAI)在安卡拉的生产线上根据许可证为土耳其空军生产了232架Block 30/40/50 F-16。 TAI还在1990年代中期为埃及生产了46架Block 40,并于2010年生产了30架Block 50。韩国航空宇航工业公司开设了KF-16项目的生产线,从1990年代中期到2000年代中期生产了140架Block 52。如果印度选择F-16IN作为其中型多用途作战机采购的飞机,那么会在印度建造第六条F-16生产线。

在2013年5月,洛克希德·马丁公司表示,目前有足够的订单可以继续生产F-16,直到2017年。

F-16 的 三视图

提升&改进

生产过程中进行的一项改变是增加了俯仰控制,以避免高攻角下发生深度失速。发展过程中曾提出过失速问题,但最初被忽略了。兰利研究中心对YF-16的模型测试揭示了一个潜在问题,但其他实验室无法复制它。YF-16的飞行测试不足以暴露这个问题;后来在FSD飞机上的飞行测试证明了这是个真正的问题。作为回应,在1981年的Block 15飞机上增加了每个水平安定面的面积25%,并后来改装到早期飞机上。此外,在控制台上突出放置手动覆蓋开关以禁用水平稳定器飞行限制器,允许飞行员重新获得对水平稳定器的控制(否则飞行限制器会将其锁定),并恢复控制。除了减少深度失速的风险外,更大的水平尾部还提高了稳定性,并允许更快的起飞旋转。

F-16的内插机炮对比;早期的飞机有四个前通风口、一个格栅和四个后通风口,而后来的飞机只有两个后通风口。F-16的内插机炮对比;早期的飞机有四个前通风口、一个格栅和四个后通风口,而后来的飞机只有两个后通风口。

在1980年代,通过多国分阶段改进计划(MSIP),逐步提高F-16的能力、减轻技术发展风险并确保飞机的价值。该计划分为三个阶段升级F-16。MSIP过程允许快速引入新能力,成本比传统独立升级计划更低,风险也更小。在等待F-35服役期间,2012年美国空军已拨出28亿美元升级350架F-16。其中一个关键升级是自动地面避撞系统(auto-GCAS),以减少控制飞行撞地的情况。机载电源和冷却能力限制了升级的范围,通常涉及添加更耗电的航空电子设备。

洛克希德公司赢得了许多升级外国机队的F-16的合同。英国宇航系统公司也提供各种F-16升级服务,获得了来自韩国、阿曼、土耳其和美国空中国民警卫队的订单。但由于2014年11月价格违规,英国宇航系统公司失去了韩国的合同。2012年,美国空军将全部升级合同分配给了洛克希德·马丁公司。升级包括雷神公司的中心显示器件(CDU),用单一数字显示器件取代了几个模拟飞行仪表。

2013年,预算削减使得美国空军无法完成战斗电子编程延伸套件(CAPES),这是次要项目的一部分,例如台湾的F-16升级也受到影响。空战司令部的迈克·霍斯特将军表示,如果他只有资金进行服役寿命延长计划(SLEP)或CAPES,他将资助SLEP以保持飞机的飞行状态。洛克希德·马丁公司针对取消CAPES的谈话做出了回应,并为外国用户提供了固定价格的升级套餐。CAPES没有包含在五角大楼2015年的预算申请中。美国空军表示,升级套餐仍将提供给台湾的中华民国空军,洛克希德公司表示,与F-35一些相同的元素将降低雷达单位成本。2014年,美国空军发布了一个请求信息(RFI),以对300架F-16 C/D进行SLEP。

来自南卡罗来纳州肖空军基地的第 20 战斗机联队的 F-16CJ ,配备空对空导弹、反辐射导弹、外部油箱和其它支持设备

工厂迁址

为了为其更新的F-35闪电II战斗机腾出更多的组装空间,洛克希德·马丁公司将F-16生产从得克萨斯州沃思堡转移到了南卡罗来纳州格林维尔的工厂。洛克希德公司于2017年11月14日向伊拉克空军交付了最后一架F-16,结束了在沃思堡40年的F-16生产。公司于2019年恢复了生产,但工程和现代化工作将仍然留在沃思堡。在搬迁期间订单的间隙使得停止生产成为可能;在完成了最后一笔伊拉克采购订单后,该公司正在与巴林谈判一份将在格林维尔生产的F-16销售合同。这个合同于2018年6月被签署。

基本数据

机组人员:1 长度:49英尺5英寸(15.06米) 翼展:32英尺8英寸(9.96米) 高度:16英尺(4.9米) 翼面积:300平方英尺(28平方米) 翼型:NACA 64A204空重:18,900磅(8,573千克) 最大起飞重量:42,300磅(19,187千克) 内部燃油容量:7,000磅(3,200千克)动力装置:1 × 通用电气F110-GE-129(Block 50飞机),加力涡扇引擎,17,155磅的推力干燥,29,500磅(131千牛)的加力推力。 (1 × 普惠F100-PW-229(Block 52飞机),17,800磅的推力干燥,29,160磅(129.7千牛)的加力推力。)

性能

最高速度:在40,000英尺,无挂载状态下,马赫数为2.05,1,176节(1,353英里/小时;2,178公里/小时) 在海平面时,马赫数为1.2,800节(921英里/小时;1,482公里/小时)作战半径:使用4枚1000磅(454千克)炸弹的hi-lo-hi任务,295海里(339英里,546公里) 运输半径:带挂油箱2,277海里(2,620英里,4,217公里) 最大飞行高度:58,000英尺(18,000米)承受重力极限:+9.0G滚转速率:324°/s翼载荷:88.3磅/平方英尺(431千克/平方米) 推重比:1.095(装载重量和50%内部燃料时为1.24)

武器

机炮:1 × 20毫米(0.787英寸)M61A1 Vulcan 6管转弹机炮,备弹511发 挂载点:2个翼端空对空导弹发射轨道,6个机翼下挂,3个机身下挂架(其中2个为传感器)可携带多达17,000磅(7,700千克)的负载火箭: 4个LAU-61/LAU-68火箭发射器(分别带19/7枚Hydra 70毫米/APKWS火箭) 4个LAU-5003火箭发射器(每个带19枚CRV7 70毫米火箭) 4个LAU-10火箭发射器(每个带4枚Zuni127毫米火箭) 导弹: 空对空导弹: 6 × AIM-9 “响尾蛇” 6 × AIM-120 AMRAAM 6 × IRIS-T 6 × Python-4 6 × Python-5 空对地导弹: 6 × AGM-65 “小牛”导弹 2 × AGM-88高速反辐射导弹 AGM-158联合空对地常规导弹(JASSM) 4 × AGM-154联合战区外武器(JSOW) 反舰导弹: 2 × AGM-84“鱼叉”导弹 4 × AGM-119企鹅反舰导弹 炸弹: 8 × CBU-87 联合效应弹药 (CEM) 8 × CBU-89鳄鱼地雷 8 × CBU-97传感器引爆武器 4 × Mark 84通用炸弹 8 × Mark 83通用炸弹 12 × Mark 82通用炸弹 8 × GBU-39小直径炸弹(SDB) 4 × GBU-10 Paveway II 6 × GBU-12 Paveway II 4 × GBU-24 Paveway III 4 × GBU-27 Paveway III 4 ×联合直接攻击弹药系列(JDAM) 风向修正弹药分配器(WCMD) B61核弹 B83核弹 其他: SUU-42A/A闪光弹/红外诱饵分配器和云雾分配器; 中线上的AN/ALQ-131和AN/ALQ-184电子对抗吊舱; LANTIRN、洛克希德马丁Sniper XR和LITENING瞄准吊舱; AN/ASQ-213 HARM定位系统(HTS)吊舱(通常配置在5L站,Sniper XR吊舱配置在5R站); 最多3个300 / 330 / 370 / 600美国加仑萨金特·弗莱彻投放油箱,用于运输飞行/延长航程/盘旋时间; 中线上的UTC Aerospace DB-110长距离EO / IR传感器吊舱

航电系统

AN / APG-68雷达,正在取代美国空军F-16C / D Block 40/42和50/52的AN / APG-83 SABR AN / ALR-56M雷达警告接收机 AN / ALQ-213电子战套件 MIL-STD-1553总线

南卡罗来纳州空军国民警卫队的 F-16C在北卡罗来纳州上空飞行,配备空对空导弹、炸弹架、瞄准吊舱和电子对抗吊舱

设计理念

F-16是一种单发、高机动性、超音速、多用途战术战斗机。它比前身要小得多,但采用了先进的空气动力学和航空电子技术,包括第一次使用松弛静稳定/电传飞行控制(RSS/FBW)系统,以实现增强的机动性能。F-16非常灵活,是第一架专门设计进行9g机动的战斗机,最高时速可达马赫2以上。创新点包括无框泡罩以提供更好的视野、侧置控制杆以及仰卧座椅以减少对飞行员的重力影响。它配备有一个M61“火神”内置机炮,安装了多个导弹、炸弹和外挂吊舱的位置。它的推重比大于1,为攀升和垂直加速提供动力。

F-16的设计目标是相对于早期战斗机而言,制造成本较低且维护更加简单。机身大约80%采用航空级铝合金,8%钢材,3%复合材料和1.5%钛。前缘襟翼、安定面和腹鳍采用粘接式铝蜂窝结构和石墨复合材料层。润滑点、燃油管路连接点和可更换模块的数量明显低于之前的战斗机;80%的进入控制板可以不使用支架就能够进入。进气道位于机头后方,但前置位置足以最小化气流损失并减少空气动力阻力。

尽管LWF计划要求结构寿命为4,000飞行小时,能够在80%内部燃料的情况下达到7.33 g的过载能力;GD的工程师决定将F-16的机身寿命设计为8,000小时,并且能够在满负荷内部燃料状态下进行9-g机动飞行。当该飞机的任务从纯空对空战斗转变为多用途作战时,这被证明是有利的。随着操作使用和额外系统的变化,增加了重量,需要进行多个结构强化项目。

常见配置

F-16的剪裁三角形机翼采用了机翼-机身结合和前体涡控制条,一个下挂式固定几何构造的进气道(带分流板)连接单个涡喷发动机、常规三面舵尾翼布局,包括全动水平“稳尾板”尾翼,机翼后缘下方的机身后腹部有一对腹鳍,三点式起落架配置,后收、可操纵的前轮支架在进气口唇后面短距离展开。在驾驶舱的单块“泡罩”后面是一种象栓杆样的气空中加油接口。分裂式襟翼速度刹车位于机翼-机身整流罩的后端,并且在机身下方安装了一只着舰钩。舵下方的整流罩通常安装有电子对抗设备或减速伞。后期F-16型号还具有沿机身“脊梁”的长背部整流罩,内置附加设备或燃料。

20世纪60年代的空气动力学研究表明,“涡升”现象可以通过高后掠翼型来进行利用,以达到更高的攻角,利用细长升力面上的前缘涡流。由于F-16被优化为具有高度战斗敏捷性,GD的设计师选择了一个细长的剪裁三角形机翼,前缘后掠40°,后缘直线。为了提高机动性能,选择了可变相对厚度的翼型,采用NACA 64A-204气动剖面,通过与数字飞行控制系统关联的前缘和后缘襟翼来调节翼型相对厚度,以控制飞行包线。F-16具有适度的机翼载荷,通过机身升力减小负荷。涡升效应可以通过称为“条纹”的前缘延伸来增加。这些条纹作为额外的短小三角形翼,在从机翼根部(与机身接合处)到机身前端的某个位置运行。将条纹混入机身和机翼根部中,条纹产生高速涡流,随着迎角的增加保持附着在机翼顶部,产生额外的升力,允许更大的攻角而不会失速。条纹可以采用较小、低展弦比的机翼,增加滚转速率和定向稳定性,同时减轻重量。更深的机翼根部也增加了结构强度和内部燃油容积。

武器系统

早期的F-16战斗机可以使用每个翼尖上的导轨发射器,装备高达6枚AIM-9 Sidewinder热寻迹短程空对空导弹(AAM),以及雷达制导的AIM-7 Sparrow中程AAM。较新版本支持AIM-120 AMRAAM,美国飞机经常将该导弹安装在翼尖上以减少机翼颤动。该飞机可以在9个硬点上携带各种其他AAM、各种空对地导弹、火箭或炸弹;电子干扰(ECM)、导航、定位或武器吊舱;以及油箱-六个在机翼下,两个在翼尖上,一个在机身下。机身下方还有另外两个位置可用于传感器或雷达吊舱。F-16携带一门20毫米(0.787英寸)的M61A1 Vulcan机炮,该机炮安装在驾驶舱左侧的机身内部。

负稳定性和电传操纵

F-16是第一种故意设计为轻微失稳的量产战斗机,也称为松弛静稳定(RSS),以提高机动性能。大多数飞机都设计为具有正静稳定性,这将导致飞机如果飞行员释放控制,则会回到直线和水平的飞行态度;这减少了机动性能,因为需要克服固有稳定性。具有负稳定性的飞机被设计成偏离控制飞行,因此更易于操纵。在超音速飞行中,由于气动变化,F-16获得稳定性(最终为正)。

为了抵消离开控制飞行的趋势并避免需要飞行员不断进行平衡输入,F-16具有一个四重电传飞控(FBW)飞行控制系统(FLCS)。飞行控制计算机(FLCC)接受飞行员对杆和脚舵的输入,并以产生所需结果的方式操纵控制面,而不引起控制丢失。FLCC每秒进行数千次关于飞机的飞行姿态的测量,自动抵消偏离飞行路径的差异。这导致飞行员之间流传着一句常用的格言:“你不是在飞F-16; 是它飞你。”

FLCC还结合了限制器,根据姿态、空速和迎角(AOA)在三个主要轴上控制移动;这些限制器防止控制面引起不稳定,如侧滑或打滑,或高迎角引起失速。限制器还防止施加超过9g的载荷的机动。飞行测试表明,在高迎角和低速下“突破”多个限制器可能导致迎角远远超过25°的限制值,俗称“脱离”;这会导致深度失速;以50°至60°的迎角近乎自由落体,无论正著还是倒著都可以发生。当处于非常高的迎角时,飞机的姿态是稳定的,但控制面却无效。俯仰限制器锁定安定面处于极端的俯仰或仰角,试图恢复平衡。可以通过越过极限来使飞行员通过俯仰控制“摆动”机头以进行恢复。

与YF-17不同,后者备用液压机械控制作为FBW的备份,通用动力采取了创新步骤,从控制杆和踏板到飞行控制面的机械连杆中消除了机械连接。 F-16完全依赖于其电气系统来传递飞行指令,而不是传统的机械联动控制,导致早期的昵称:“电子喷气式战斗机”。四重设计允许在飞行控制响应方面进行“优雅退化”,即丢失一个通道会将FLCS变成“三重”系统。FLCC最初是A / B型的模拟系统,但从F-16C / D Block 40开始被数字计算机系统取代。 F-16的控制灵敏度受到静电或静电放电(ESD)的影响。 C / D型机的70-80%的电子设备都容易受到ESD的影响。

驾驶舱和人体工程学

F-16驾驶舱的一个关键特点是其出色的视野。单块防鸟撞聚碳酸酯泡罩提供了全方位的360度视野,侧面可获得40度向下视角,机头方向向下则可获得15度(相比前身常见的12-13度)。为此,飞行员座位被抬高。此外,与许多战斗机上的前弓框架不同,F-16的机罩没有前弓框架,这是对飞行员前方视野的障碍物。F-16的ACES II零/零式弹射座椅在异常的后倾30°的倾斜角度上,大多数战斗机的倾斜座椅角度为13-15°。倾斜的座椅可以容纳更高的飞行员和增加耐受g力的能力;然而,它已经与颈部疼痛的报告有关,可能是由于头枕使用不正确引起的。随后的美国战斗机采用了更为适度的后倾角度,为20°由于座椅角度和机罩厚度,弹射座椅缺乏紧急逃生的机罩破坏器;相反,在座椅火箭发射前将整个机罩投放。

气泡罩,提供了全方位的360度视野

飞行员主要通过安装在扶手上的侧杆控制器(而不是传统的中央安装杆)和发动机油门以及常规的转向踏板来驾驶飞机。为了增强飞行员在高g负载机动中对飞机的控制度,各种开关和功能控件移至位于控制器和油门上的集中手部油门-杆(HOTAS)控件。飞行员通过电气信号将侧杆控制器的手压传输到FBW系统,以调整各种飞行控制面以操纵F-16。最初,侧杆控制器是非移动的,但这被证明对飞行员来说不舒服且难以适应,有时会导致起飞期间倾向于“过度旋转”,因此控制杆被给予一定的“游程”。自F-16推出以来,HOTAS控件已成为现代战斗机的标准特征。

F-16 地面教练机驾驶舱(F-16 中期更新 (MLU))

F-16配备了头上显示(HUD),它在飞行员眼前投射视觉飞行和作战信息,不会遮挡视线;保持头部“离开驾驶舱”可以提高飞行员的情况感知能力。更多的飞行和系统信息显示在多功能显示器(MFD)上。左侧MFD是主要飞行显示器(PFD),通常显示雷达和移动地图;右侧MFD是系统显示器(SD),显示有关发动机,起落架,缝翼和襟翼设置以及燃油和武器状态的信息。最初,F-16A / B配备了单色阴极射线管(CRT)显示器;在Block 50/52上被彩色液晶显示器取代。中期更新(MLU)增加了与夜视镜(NVG)兼容性。自Block 40起,波音联合头盔安装指示系统(JHMCS)可用于根据飞行员头部面朝方向进行瞄准,不受HUD限制,使用AIM-9X等高离轴角度导弹。

F-16 飞行员配备联合头盔安装提示系统和驾驶舱平视显示器

火控雷达

F-16A/B最初配备了Westinghouse公司的AN/APG-66火控雷达。其开槽平面阵列天线被设计为紧凑型,以适应F-16相对较小的机头。在向上看模式下,APG-66使用低脉冲重复频率(PRF)进行中高空目标检测,在低杂波环境下,在向下看/进攻时采用中等PRF用于高杂波环境。它有四个X波段内的工作频率,并提供四种空对空和七种空对地的操作模式,可以在战斗中使用,即使在夜间或恶劣天气条件下也可以。第15版的APG-66(V)2型增加了更强大的信号处理、更高的输出功率、改进的可靠性和在混杂或干扰环境中增加的范围。中寿命周期更新(MLU)计划引入了一个新型号,APG-66(V)2A,具有更快的速度和更多的存储器。

AN/APG-68是APG-66的演进版本,随着F-16C/D Block 25一起推出。APG-68具有更大的范围和分辨率,以及25种操作模式,包括地形制图、多普勒波束锐化、地面运动目标指示、海洋目标和可追踪最多10个目标的跟踪扫描(TWS)模式。第40/42版的APG-68(V)1型增加了与洛克希德·马丁低空导航和定位红外夜视(LANTIRN)吊舱的完全兼容性,并添加了高PRF脉冲多普勒跟踪模式,为AIM-7麻雀半主动雷达制导(SARH)导弹提供中断连续波引导。Block 50/52 F-16最初采用更可靠的APG-68(V)5,具有采用非常高速集成电路(VHSIC)技术的可编程信号处理器。先进的Block 50/52(或50+/52+)配备了APG-68(V)9雷达,其空对空探测范围比之前增加了30%,并具有合成孔径雷达(SAR)模式,用于高分辨率制图和目标探测识别。2004年8月,北rop格鲁曼公司被承包升级Block 40/42/50/52飞机的APG-68雷达到(V)10标准,提供全天候自主检测和定位的全球定位系统(GPS)辅助精确武器、SAR制图和地形跟踪雷达(TF)模式,以及所有模式交错。

AN-APG-68,安装在机鼻位置

F-16E / F配备了诺斯罗普·格鲁曼公司的AN / APG-80有源电子扫描阵列(AESA)雷达。诺斯罗普·格鲁曼公司为F-16开发了最新的AESA雷达升级版,名为可伸缩敏捷波束雷达(SABR)APG-83(被选为美国空军和台湾中华民国空军F-16升级的选项)。2007年7月,雷神公司宣布正在开发基于早期AN / APG-79 AESA雷达的下一代雷达(RANGR),作为与诺斯罗普·格鲁曼的AN / APG-68和AN / APG-80竞争的产品。 2020年2月28日,诺斯罗普·格鲁曼收到了来自美国空军的订单,要求其将其F-16的使用寿命延长至至少2048年,并配备APG-83 Scalable Agile Beam Radar(SABR)作为服务寿命延长计划(SLEP)的一部分。

推力

最初为单发F-16选定的动力装置是普惠公司的F100-PW-200加力涡扇发动机,这是F-15的F100-PW-100改进版本,额定推力为23,830磅(106.0千牛)。在测试过程中,发现该发动机容易发生压气机失速和“回滚”问题,即发动机推力会自发减小到怠速。在问题解决之前,空军命令F-16在其基地范围内实行“无动力着陆”。除新建的Block 15飞机以外,F100-PW-200是Block 25的标准F-16发动机。Block 15采用了操作能力升级(OCU),使用了23,770磅(105.7 kN)的F100-PW-220,后来安装在Block 32和42的飞机上:主要进步是数字电子发动机控制(DEEC)装置,提高了可靠性,并减少了失速次数。从1988年开始生产,“-220”也取代了F-15的“-100”,以实现通用性。从1997年开始,许多Block 25和以后飞机上的“-220”发动机升级为“-220E”标准,提高了可靠性和可维护性;非计划发动机拆卸量减少了35%。

加力燃烧器——排气管内的同心环结构

F100-PW-220/220E是美国空军备选战斗机发动机(AFE)计划(俗称“大发动机之争”)的结果,这也标志着通用电气公司成为F-16发动机供应商。其F110-GE-100涡扇发动机由于原进气口限制,推力仅为25,735磅(114.5千牛),模块化通用进气导管可以使F110实现最大推力28,984磅(128.9千牛)。为了区分配备这两种发动机和进气口的飞机,从Block 30系列开始,以“0”结尾的块(例如Block 30)由GE提供动力,以“2”结尾的块(例如Block 32)则安装了普惠发动机。

增加性能发动机(IPE)计划导致Block 50上的F110-GE-129达到29,588磅推力(131.6千牛),Block 52上的F100-PW-229达到29,160磅推力(129.4千牛)。 F-16在1990年代初开始使用这些IPE发动机。总共,美国空军订购的1,446架F-16C / D中,有556架配备了F100系列发动机,890架配备了F110发动机。阿拉伯联合酋长国的Block 60由通用电气公司的F110-GE-132涡扇发动机提供动力,最大推力为32,500磅(144.6千牛),这是为F-16开发的最高推力发动机。

可调节尾喷口处于收缩状态

服役&实战记录

F-16 参与了许多冲突,其中大部分发生在中东。

美国

F-16被美国空军、空军后备役队和空中国民警卫队部队、美国空军“雷鸟”特技表演队以及美国海军在海军打击和空战中心用作敌对侵略者飞机。

美国空军,包括空军后备役队和空中国民警卫队,在1991年的海湾战争中和20世纪90年代后期的巴尔干半岛战争中使用F-16进行了作战。F-16还在执行北方看守行动和南方看守行动期间巡逻伊拉克的禁飞区,并分别于2001年和2003年在阿富汗战争和伊拉克战争中服役。2011年,美国空军的F-16参加了利比亚干预行动。

2001年9月11日,在发生恐怖袭击时,两架未装备武器的F-16被派遣试图在联合航空公司93号班机到达华盛顿特区之前撞毁它,但是乘客首先将93航班击落,因此F-16被重新任务为在当地领空巡逻,并随后护送空军1号返回华盛顿。

F-16原计划将继续在美国空军服役至2025年。其替代品计划是洛克希德·马丁公司F-35闪电II战斗机的F-35A型号,预计将逐步开始取代该项目成员国的多用途飞机。然而,由于F-35项目的延迟,所有美国空军的F-16都将接受服务寿命延长升级。2022年,宣布美国空军将继续使用F-16作战飞机二十年。

以色列

F-16的首个空对空作战成功是由以色列空军(IAF)于1981年4月28日在贝卡谷地击落一架叙利亚米-8直升机而取得的。1981年6月7日,八架以色列F-16和六架F-15护航执行了“歌剧行动”,这是他们首次参加重大的空对地行动。此次空袭严重破坏了巴格达附近正在建造中的伊拉克核反应堆Osirak,阻止萨达姆·侯赛因政权利用该反应堆制造核武器。

次年,在1982年黎巴嫩战争期间,以色列F-16参与了涉及喷气式飞机的最大规模的空战之一,于6月9日开始,并持续了两天。以色列空军F-16在冲突中被认为共有44次空对空击落。

2000年1月,以色列以总价45亿美元购买了102架新的F-16I飞机。F-16还在地面攻击任务中袭击了黎巴嫩的目标。 IAF F-16参加了2006年的黎巴嫩战争和2008-2009年的加沙战争。在2006年黎巴嫩战争期间和之后,IAF F-16使用Rafael Python 5空对空导弹击落了由真主党发射的伊朗制造的无人机。

2018年2月10日,以色列空军的一架F-16I在被叙利亚防空部队的一枚相对较旧的S-200(北约名称为SA-5 Gammon)地对空导弹击中时在以色列北部被击落。飞行员和领航员在以色列领土上安全弹射。F-16I参加了针对大马士革周围的叙伊目标的轰炸任务,此前伊朗的一架无人机进入以色列领空并被击落。以色列空军的调查结果于2018年2月27日确定,该飞机的失事是由于飞行员失误造成的,因为以色列空军认为机组人员没有足够地进行自卫。

这是以色列空军的 F-16A Netz 编号 107。Netz 107在以色列国防军有着无与伦比的战绩:1981年轰炸伊拉克核反应堆,1982年击落7架敌方战斗机(其中一架是与另一架以色列战斗机联合拦截)。6.5的杀伤率标志着F-16 107 Netz成为世界上拦截击落次数最多的F-16战斗机。

巴基斯坦

在苏联-阿富汗战争期间,巴基斯坦空军的F-16A击落了20-30架苏联和阿富汗战机,但是由于政治局势的原因,巴基斯坦空军只正式承认了9次击落,这些都是在巴基斯坦领空内发生的。从1986年5月到1989年1月,PAF的Tail Choppers和Griffin中队的F-16使用大部分AIM-9 Sidewinder导弹,击落了四架阿富汗Su-22、两架MiG-23、一架Su-25和一架An-26。这些击落大多是通过导弹完成的,但至少有一架Su-22是被机炮射击摧毁的。在这些战斗中,有一架F-16被摧毁。

2002年6月7日,巴基斯坦空军一架F-16B Block 15(S. No. 82-605)在拉合尔附近的夜间拦截中,使用AIM-9L Sidewinder导弹击落了印度空军的一个以色列制造的Searcher II无人机。

巴基斯坦空军曾在各种外国和内部军事演习中使用F-16,例如2008年与土耳其联合进行的“印度斯毒蛇”演习。

从2009年5月到2011年11月间,巴基斯坦空军的F-16舰队在支持巴基斯坦陆军对巴基斯坦西北部地区塔利班叛乱的行动中飞行了超过5500架次。投掷的弹药中有80%以上是激光制导炸弹。

2019年2月27日,在巴基斯坦空军进行了六次针对印度控制的克什米尔地区的空袭之后,巴基斯坦官员表示,其两架战斗机击落了一架属于印度空军的MiG-21和一架Su-30MKI。印度官员仅确认失去了一架MiG-21,但否认在冲突中失去任何Su-30MKI。此外,印度官员还声称击落了一架属于巴基斯坦空军的F-16。这一说法被巴基斯坦方面否认,被中立的消息来源视为可疑,随后美国《外交政策》杂志的一份报告证实,美国已完成对巴基斯坦F-16的实物清点,未发现任何丢失。《华盛顿邮报》的一份报告指出,五角大楼和国务院拒绝公开评论此事,但没有否认早期的报道。

PAF F-16BM(S. No. 84-606)在Swift Retort 行动中击落了一架印度喷气式飞机(机头上可以看到杀戮标记)

土耳其

土耳其空军于1987年获得了第一批F-16。F-16后来在土耳其生产了四个“和平玛瑙”计划阶段。2015年,这些战机被土耳其航空工业公司升级到Block 50/52+并配备了CCIP。土耳其F-16正在安装国产的AESA雷达和SPEWS-II电子战套件。

1992年6月18日,一架希腊幻影 F-1在与土耳其F-16的近距离空战中坠毁。1995年2月8日,一架土耳其F-16在被希腊幻影F1战斗机拦截后坠入爱琴海。

自1993年以来,土耳其F-16参加了波黑和科索沃行动,支持联合国决议。

1996年10月8日,在升级七个月后,据报道希腊幻影2000发射了R.550 Magic II导弹,并在爱琴海上空击落了一架土耳其F-16D。飞行员不幸身亡,而副驾驶员弹射并被希腊军队救出。2012年8月,在一架RF-4E在叙利亚海岸被击落后,土耳其国防部长伊斯梅特·耶尔马兹确认,1996年希腊幻影2000用R.550 Magic II在希俄靠近奇奥斯岛的地方击落了土耳其F-16D。希腊否认F-16被击落。幻影2000的两名飞行员都报告说看到F-16起火,并看到一个降落伞。

2006年5月23日,两架希腊F-16战机在雅典飞行情报区内,拦截了两架土耳其RF-4侦察机和两架F-16护卫。双方之间进行了模拟空战并导致土耳其F-16与一架希腊F-16发生空中碰撞。土耳其飞行员成功弹射,但希腊飞行员由于碰撞造成的损伤而不幸身亡。

土耳其在与库尔德叛乱分子在土耳其东南部和伊拉克的冲突中广泛使用其F-16。土耳其于2007年12月16日发起了首次越境袭击,这是2008年土耳其对北部伊拉克入侵之前的前奏,涉及50架战斗机,并进行了Sun行动。这是土耳其首次进行大规模夜间轰炸行动,也是土耳其空军进行的最大行动。

在叙利亚内战期间,土耳其的F-16负责保护叙利亚边境上的领空。在2012年6月RF-4被击落后,土耳其改变了对叙利亚飞机的规则,导致了一系列的升空和击落叙利亚战斗机的事件。 2013年9月16日,土耳其空军的一架F-16在靠近土耳其边境的地区击落了叙利亚阿拉伯空军的Mil Mi-17直升机。2014年3月23日,土耳其空军的一架F-16在叙利亚阿拉伯空军MiG-23进行地面攻击任务时,据称进入土耳其领空时将其击落。2015年5月16日,两架土耳其空军的F-16在叙利亚侵犯土耳其领空5分钟后,向一架叙利亚Mohajer 4无人机发射了两枚AIM-9导弹。2015年11月24日,土耳其空军的一架F-16在土耳其与叙利亚边境上击落了俄罗斯空军苏-24。

2020年3月1日,两架叙利亚苏-24战斗机在叙利亚伊德利卜省上空被土耳其空军的F-16使用空对空导弹击落。所有四名飞行员安全弹射。 2020年3月3日,一架叙利亚阿拉伯陆军航空兵的L-39教练机在叙利亚伊德利卜省被土耳其F-16击落。飞行员因此丧生。

作为土耳其F-16现代化计划的一部分,正在为该飞机开发和测试新的空对空导弹。TUBITAK SAGE领导的GÖKTUĞ计划已经推出了两种空对空导弹,分别名为Bozdogan(Merlin)和Gokdogan(Peregrine)。虽然Bozdogan被归类为近距格斗空对空导弹(WVRAAM),但Gokdogan是一种超视距空对空导弹(BVRAAM)。2021年4月14日,Bozdogan的首次实际测试演习已经成功完成,并预计将在同年内向土耳其空军交付第一批导弹。

F-16 SoloTürk 空中特技飞行器

埃及

2015年2月16日,埃及F-16袭击了利比亚伊斯兰国(ISIS)的武器库和训练营,以报复由与ISIS有关联的面罩武装分子杀害21名埃及科普特基督教建筑工人。空袭导致64名ISIS战斗人员死亡,其中包括沿海城市德尔纳和苏尔特的三名领导人。

其它

荷兰皇家空军、比利时空军、丹麦皇家空军、挪威皇家空军和委内瑞拉空军在战斗任务中飞行过F-16。

1999年科索沃战争期间,荷兰F-16AM击落了一架南斯拉夫米格-29战机。比利时和丹麦的F-16战机也参加了战争期间在科索沃进行的联合作战。 荷兰、比利时、丹麦和挪威的F-16战机在2011年干涉利比亚和阿富汗时被部署。在利比亚,挪威F-16投下了近550枚炸弹并执行了596次任务,其中包括轰炸穆阿迈尔·卡扎菲的总部。

摩洛哥王家空军和巴林王家空军各失去了一架F-16C,分别于2015年5月11日和2015年12月30日在胡塞反对派的防空火力下被击落,当时沙特阿拉伯领导了对也门的干预行动。

2018年3月下旬,克罗地亚宣布计划购买12架以色列F-16C/D“Barak”/“Brakeet”战机,前提是获得美国批准。 获得这些F-16将使克罗地亚能够退役其老化的米格-21战斗机。

2018年7月11日,斯洛伐克政府批准购买14架F-16 Block 70/72战机,以取代其老化的苏联制造的米格-29战斗机。合同于2018年12月12日在布拉迪斯拉发签订。

未来前景

在内华达州内利斯空军基地举行的红旗演习中,以色列 F-16I Block 52 配备保形油箱 (CFT)、电子对抗装置和其他外部存储

F-16是一款具有多种用途的战斗机,可以执行空中优势、对地攻击和反舰任务。它在全球范围内得到广泛使用,已经被30多个国家的空军采用,是美国出口最成功的武器系统之一。

F-16的未来前景非常广阔,因为它的性能和可靠性依然居于世界领先地位,并且被广泛用于各种任务。许多国家正在考虑升级他们现有的F-16战机,以延长其使用寿命,并保持战斗力。近期,比利时、克罗地亚、斯洛伐克等国都计划更新其F-16机队。

此外,F-16还在不断进行升级,以适应现代战争的需要。例如,新型F-16 Block 70/72战机配备了更先进的雷达系统、电子战套件、武器系统和航电系统等。这些升级使F-16具备更强大的作战能力和生存能力,例如更高的隐身性、更远的作战半径、更精准的导航和打击能力。

总之,F-16仍然是一款非常先进和多功能的战斗机,具有广阔的发展前景。随着技术不断升级和改进,它将在未来继续保持其领先地位,并成为各国空军的主力机型之一。

美国空军 QF-16A 在墨西哥湾上空进行首次无人驾驶试飞

画廊

文末福利:F-16 4K 高清壁纸合集

F-16 垂直爬升F-16 加力状态希腊空军的 F-16C block 52 ,配备保形油箱和先进敌我识别(AIFF)

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