基本介紹
- 中文名：F-104戰鬥機
- 外文名：F-104 Starfighter
- 前型/級：F-102戰鬥機
- 次型/級：F-105戰鬥轟炸機
- 研製單位：美國洛克希德公司
- 研製時間：1951～1954年
- 服役時間：1958年1月
- 國家：美國
- 飛機類型：第二代噴氣式戰鬥機
- 首飛時間：1954年2月7日
發展沿革,研製背景,研製歷程,技術特點,總體設計,動力系統,航電系統,性能數據,衍生型號,XF-104,YF-104,F-104A,F-104B,F-104C,F-104D,F-104F,F-104S,CF-104G,F-104J,F-104DJ,TF-104G,RF-104G,服役動態,總體評價,
發展沿革
研製背景
1951年12月，美國洛克希德公司的首席設計師凱利·詹森前往韓國的美軍空軍基地，聽取F-86戰鬥機飛行員的意見。飛行員們希望新戰鬥機應該是比現役戰鬥機更輕、更廉價、速度更快、升限更高、爬升率更大、並具有良好機動性。回國後，凱利說服洛克希德管理層投資研製一種新型戰鬥機：簡單而易操縱，輕型廉價，性能優於現役的戰鬥機。1952年11月，洛克希德公司正式啟動自行投資發展輕型戰鬥機項目。美國空軍未就該項目表態。
F-104A戰鬥機
1953年1月，美國空軍“武器系統303A”項目招標揭曉，洛克希德的輕型戰鬥機原型中標。1953年3月12日，美國空軍和洛克希德簽訂契約，要求生產兩架原型機供驗證評估，並賦予空軍飛機編號XF-104，洛克希德公司內部設計代號083-92-01。
研製歷程
1954年2月7日，第一架XF-104（生產序號：53-7786）原型機出廠，被運往愛德華茲空軍基地。
F-104三線視圖
1954年3月26日，XF-104試飛升空，在起落架收起狀態下完成了第3、4次試飛。試飛中發現，XF-104原來的偏航阻尼器效率很低，使得機頭在飛行中發生不穩定的左右偏擺現象。後來通過改進方向舵定中裝置加以解決。
1955年12月，XF-104的1號機交付美國空軍。1957年7月11日該機為一架F-104A伴隨護航，卻遇到尾翼顫振問題而墜毀。
1954年7月，美國空軍向洛克希德訂購17架YF-104A預生產型用於試飛。
1956年2月，第一架YF-104A（55-2955）出廠，在嚴格保密情況下運抵愛德華茲空軍基地。1956年2月17日，該機由洛克希德試飛員赫曼·菲斯·索曼駕駛進行了首次試飛。
1958年5月7日，霍華德·C·詹森少校駕機在愛德華茲空軍基地上空進行動力躍升飛行，最大飛行高度達到27813米，創造了一項世界高度紀錄。
技術特點
總體設計
F-104戰鬥機最初構想的作戰模式是在超音速狀態下巡航（開加力狀態，和現代“超音速巡航”完全是兩種概念）和空戰，高空高速性能成為重中之重。為了實現設計目標，凱利·詹森採用了新的設計。
F-104戰鬥機
F-104的薄機翼和同時代的米格-21的機翼前緣半徑對比，即使同樣注重高速性能，F-104的機翼前緣半徑仍然要小得多。
高效率的吹氣襟翼大幅改善了F-104的低速性能，使得這種高速構形飛機能夠滿足空軍的起降要求只能單向偏轉的副翼。由於翼展小，副翼操縱效率不高，而T形尾翼布局大迎角操縱性極差，二者共同作用是飛機一旦失控就可能進入尾旋。
F-104全機採用正常式布局，單發單座，兩側進氣，機翼為帶大下反角的平直翼，T形尾翼布局。為了減小阻力，機身長細比較大，並有明顯的蜂腰設計。
F-104為了降低起降速度，還採用了附面層控制技術（即“吹氣襟翼”），從而成為世界上第一架採用這種技術的戰鬥機。常規襟翼放下後，在其上表面會產生紊流，從而導致襟翼效率下降。F-104則從發動機第17級壓氣機處引氣至襟翼、機翼結合部，當襟翼放下至15度時，引氣系統開始工作，當襟翼達到45度最大偏度時，引氣系統也處於全開狀態。高壓氣流從襟翼鉸鏈線處的狹縫沿襟翼上表面噴出，給附面層補充能量，減小了由於附面層分離而導致的紊流，從而提高了襟翼效率，F-104的失速速度因此減小了15節。
F-104採用T形尾翼布局出於減阻考慮。T形布局，平尾的尾臂長面積可以減小，配平阻力也小。由於高聳的T形平尾，加上F-104的高速度，常規向上彈射方式很可能造成飛行員與尾翼相撞，從而嚴重威脅飛行員的安全。洛克希德公司為F-104設計了獨特的向下彈射座椅。根據後來的統計數據，大多數彈射都是在低空低速階段，高空高速彈射是極其罕見的。向下彈射方式使得飛行員在起降階段和低空難以逃生。連續多次彈射失敗之後，洛克希德公司最終決定重新為F-104設計向上彈射的座椅，即C-2型座椅。為了防止飛行員彈射後撞尾翼，C-2座椅的彈射火箭的推力加大了，以縮短飛行員在尾翼前方危險區的停留時間。
動力系統
F-104戰鬥機採用了通用動力公司研製的J79渦噴發動機。該發動機推重比較高，迎風面積小，耗油率較低，因此被凱利·詹森選中作為F-104的首選動力。其改進型在F-104後期型、F-4、以色列“幼獅”戰鬥機甚至F-16的出口簡化型F-16/79上都得到套用。利用J79的強大推力，F-104的最大平飛速度可以達到2馬赫以上。為了與先進的發動機匹配，F-104採用3維多波系超音速可調進氣道。利用半圓錐形的激波錐前後移動調節進氣道喉道面積，配合放氣系統和旁通系統，使得進氣道在各種飛行條件下都能滿足發動機的要求。
F-104戰鬥機
航電系統
火控系統
F-104戰鬥機採用AN/ASG-14T（MA-10）火控系統，該系統從YF-104開始裝備，A/B/C/C四個主要機型均有採用，只是隨時間推移略有改進，從而使作為晝間截擊機使用的F-104具有在夜間簡單條件下作戰的能力。不過採用該系統的F-104隻具有有限的對地攻擊能力——即使是戰術攻擊型C/D型也是如此。
德國空軍F-104戰鬥機
F-104飛機由於火控系統的限制，仍只具有簡單的對地攻擊能力。由於過於強調高速性能，使F-104的續航能力不足，即便加裝了空中受油管仍難以達到美國空軍要求。
光學瞄具
F-104戰鬥機的光學瞄具是火控系統的核心部件，不僅擔負火控計算任務，還是主要的攻擊顯示部件。其主要功能是：計算航炮對空射擊的前置角、計算“響尾蛇”飛彈的發射區域、對地目標概略瞄準。由於F-104C服役期間系統改進，該系統具有兩種光學瞄準具：序號56-938之前的F-104C採用擾動光學瞄準具，光環直徑隨目標翼展和距離在5～60毫英寸之間變化（目標翼展需手動裝定）；後期型採用雷達測距，取消光環測距功能，光環直徑固定為50毫英寸。
紅外瞄準具分系統，其主要功能是在夜間或雷達受干擾時指示目標方位，以叉線形式顯示在瞄準具上，叉線交點即目標位置。該系統對大型飛機探測距離22.5～24千米，對戰鬥機大小的目標探測距離1.6～6.5千米。
雷達系統
F-104戰鬥機A/C星的雷達系統主要功能：搜尋空中目標、測定目標距離，並以電壓形式輸送給瞄準具；提供發射飛彈所需的距離範圍、角度範圍。雷達重量77千克，拋物面天線直徑約700毫米。工作頻率9000～9600兆赫。搜尋範圍範圍32千米，採用螺旋掃描方式，此時波束為3.9°圓錐波束；跟蹤距離16千米，採用圓錐掃描方式，此時波束為3.9°×10°扇形波束。
該雷達有3種工作狀態：
搜尋狀態：當F-104被地面引導至預定空域後，即開始以螺旋掃描方式搜尋目標。當目標距離在16～32千米之間時，以圓弧形式顯示；當目標接近到16千米以內時，即以圓環方式顯示，飛行員按下跟蹤開關後，雷達進入跟蹤狀態。
跟蹤狀態：此時天線進行在機頭前20°空域內進行圓錐掃描。天線反向旋轉（順時針轉向逆時針），並藉助反向的慣性力把拋物面反射器撐開一個縫隙，波束變成扇形波束。由跟蹤轉入搜尋的過程與此相反。在跟蹤狀態下，雷達顯示器距離刻度設定為16千米，距離波門（圓環形）在228.5～2742米之間不斷擴大縮小，直至碰上目標，此時目標圓和距離波門重合，目標截獲，“鎖定”指示燈亮。雷達開始連續向光學瞄準具輸出目標距離信息，瞄準具則自動計算射擊前置角。若需截獲其它目標，則可以再次按下跟蹤按鈕，重複上述過程。
抗干擾狀態（自動尋的狀態）：此時雷達發射機不工作，只作為無線電定向器使用。無論從前述哪一種狀態轉入抗干擾狀態，天線掃描方式均保持原樣不變。顯示器刻度為32千米，但由於無回波信號，距離刻度無意義，只能確定干擾源方向。
性能數據
基本參數 | |
乘員 | 1人 |
長度 | 16.66米 |
翼展 | 6.63米 |
高度 | 4.11米 |
機翼面積 | 18.22平方米 |
空重 | 6350千克 |
最大起飛重量 | 13166千克 |
性能參數 | |
最大飛行速度 | 2.0馬赫（2,459千米/小時） |
實用升限 | 15,000米 |
航程 | 2,623千米 |
作戰半徑 | 676千米 |
爬升率 | 240米/秒 |
翼載荷 | 510千克/平方米 |
推重比 | 0.53 |
動力裝置 | |
發動機 | 1台通用電氣J79加力發動機 |
推力 | 44千牛（最大推力）；69千牛（加力推力） |
武器裝備 | |
機炮 | 一門M61型20毫米機炮 |
掛載彈藥 | 執行對地攻擊任務帶AGM-12A空地飛彈、普通炸彈或一顆900千克核彈 |
衍生型號
XF-104
XF-104是洛克希德公司根據1953年3月11日簽定的契約研製的原型機，共有2架。由於原來計畫採用的J79發動機的研製進度趕不上飛機試飛的需要，所以XF-104裝備的是XJ65-W-6發動機，軍用推力為3540千克，加力推力為4630千克。第1架（首飛時發動機還沒有加力裝置）和第2架原型機分別於1954年2月28日和10月5日首飛。裝備1門固定式的20毫米M61“火神”6管炮，有2個外掛架。第2架原型機於1955年4月在試飛中墜毀，第1架原型機於1955年10月交付給空軍，1957年7月也在試飛中墜毀。
XF-104戰鬥機
YF-104
YF-104A是洛克希德公司研製的裝備J79發動機的試驗機，開始裝備的是J79-GE-3，後來換裝成改進了加力燃燒室的J79-GE-3A，軍用推力為4220千克，加力推力為6710千克。在換裝發動機的同時加長了機身，增加了機內的燃油量。加裝了腹鰭，垂尾後移，裝備1門固定式的20毫米M61“火神”6管炮。美國空軍於1954年10月17日訂購了17架，第1架飛機於1956年2月17日首飛。20世紀60年代部分YF-104A被改裝成QF-104A無人靶機。
F-104A
F-104A是單座截擊型，裝備加力推力為6710千克的J79-GE-3A發動機。裝備1門固定式的20毫米M61“火神”6管炮，有5個武器掛架。F-104A-1和F-104A-5兩批飛機裝備MA-10（AN/ASG-14T1）火力控制系統。F-104A-10以後的飛機裝備AN/ASG-14T2火力控制系統，其基本組成與MA-10系統相同。1955年10月開始訂購，總共生產了153架，1958年1月開始交付，同年12月交付完畢。先後裝備了第83、第56和第337截擊機中隊。後來有部分F-104A戰鬥機換裝成加力推力8120千克的J79-GE-19發動機。由於這種飛機航程短和火力弱，特別是不能裝備與地面“賽其”防空系統交聯的數據傳輸設備，於20世紀60年代初全部退出現役轉入國民警衛隊的第151（田納西州）、第157（北卡羅來納州）和第197（亞利桑納州）3個飛行中隊。在“柏林危機”期間，上述3箇中隊於1961年11月～1962年8月先後被動員重新進入現役，並在歐州展開，第151和第197中隊部署在前西德，第153中隊部署在西班牙。緊張局勢緩和後，3箇中隊的飛機再次配署給防空空軍（ADC），分別劃歸第319和第331兩個截擊機中隊。在1962年10月“古巴危機”時再次擔負了戰鬥警戒任務。F-104A截擊機的最後退役時間是1969年12月（第319中隊解散），前後總共服役12年。退役後的F-104A飛機中，1架改成CF-104的原型機，3架被改成超高空飛行訓練用的NF-104A，24架（含部分YF-104A）被改成無人靶機，10架買給了巴基斯坦空軍，25架買給了中國台灣省，16架買給了約旦。
F-104A戰鬥機
F-104B
F-104B是A型的雙座教練型，發動機與A型相同。增加了尾翼面積，去掉了機炮，保留了4個外掛架，可掛2枚AIM-9空空飛彈。火力控制系統是AN/ASG-14T1。1957年1月26日首飛，共生產了26架。
F-104C
F-104C是戰鬥轟炸型，裝備加力推力為7165千克的J79-GE-7發動機（軍用推力4540千克），具有有限全天候性能力。1958的9月開始交付，1959年6月交付完畢，共生產77架。裝備了第479戰術戰鬥機聯隊的4箇中隊。這型飛機裝備1門固定式的20毫米M61“火神”6管炮，有5個外掛架。裝備有AN/ASG-14T2火力控制系統。No.56-938以前的F-104飛機裝備擾協光環計算瞄準具。部分F-104C（No.57-910以後）飛機的光學瞄準具去掉了光學測距裝置，因而光環大小不再改變，其直徑為50mil。在火控計算中使用雷達測量的目標距離。1965～1967年期間，一部分F-104C被派往越南參戰。1967年第497聯隊換裝成F-4戰鬥機，F-104C退出現役後配署給國民警衛隊的第198戰術戰鬥機中隊，1975年從國民警衛隊退役。
F-104C戰鬥機
F-104C裝備的武器分為固定安裝的機炮和外掛的飛彈、各種炸彈和火箭彈等兩部分。在前機身座艙下左側機內安裝有1門20毫米M61“火神”（Vulcon）6管炮，備彈量為480發。機炮系統總重約300千克（包括供彈裝置和彈藥等）。
F-104C戰鬥機共有5個外部武器掛架：兩個翼尖掛架（N0.1和N0.5）、兩個翼下掛架（N0.2和N0.4）、1個機身下掛架（N0.3）。翼尖掛架是專用掛架，每個最大掛載能力為454千克，可掛1枚AIM-9空空飛彈或1個664升副油箱；每個翼下掛架的最大掛載能力為454千克，可掛1枚實際重量小於454千克的炸彈、或1個火箭彈發射器、或1個739升的副油箱；機身下掛架的最大掛載能力為907千克。在5個掛架中只有N0.2～N0.4三個掛架可掛載各種空對地武器。典型火力配置方案如下：
空對空截擊 | （1）每個翼尖掛架掛1枚AIM-9空空飛彈，每個翼下掛架掛1個MA-2火箭彈發射器； |
（2）每個翼尖掛架掛1枚AIM-9空空飛彈，每個翼下掛架掛1個739升的副油箱； | |
（3）翼尖掛架掛兩個664升的副油箱，翼下掛架掛兩個MA-2火箭彈發射器； | |
空對地攻擊 | （1）每個翼尖掛架掛1枚AIM-9空空飛彈，每個翼下掛架掛1個MA-2火箭彈發射器，機身下掛架掛實際重量小於907千克的炸彈； |
（2）每個翼尖掛架1枚AIM-9空空飛彈，每個翼下掛架1顆454千克炸彈，機身下掛1顆454千克炸彈； | |
（3）每個翼尖掛架掛1個664升副油箱，每個翼下掛架掛1個MA-2火箭彈發射器； | |
（4）每個翼尖掛架掛1個664升副油箱，每個翼下掛架掛1顆454千克炸彈，機身下掛1顆454千克炸彈。 | |
（5）每個翼尖掛架掛1個664升副油箱，每個翼下掛架掛1個739升副油箱，機身下掛1顆B28EX型核炸彈或B43、B57、B61核炸彈。 |
F-104D
F-104D是C型的雙座教練型，但實際上是由B型改進而來。發動機與C型飛機相同，去掉了機炮，保留了5個外掛架（有的資料說機翼下沒有外掛架，只在翼尖掛“響尾蛇”飛彈）。1958年11月開始交付，1959年9月交付完畢，共生產了21架。
F-104F
F-104F是專門為原聯邦德國空軍生產的雙座教練機，用於在洛克希德F-104G戰鬥機服役之前培訓飛行員。該機由F-104D改進而來，換裝用於F-104G的J79-GE-11A發動機，換裝馬丁·貝克彈射座椅，但機身結構未經加強，也未裝備全天候雷達。
F-104S
在多國參加的F-104G製造計畫中，義大利要求專門發展一種具有對空能力的先進F-104，稱為F-104S（S為麻雀飛彈之意）。1988年起，經過升級改進的F-104S（ASA）陸續服役，前後共改裝150架。未經改裝的F-104S於90年代末陸續退役。
中國北京郊區中國空軍博物館（小湯山空軍博物館）收藏了1架義大利空軍贈送的退役F-104S戰鬥機。
CF-104G
加拿大生產的F-104G。
F-104J
F-104J是日本在第2次防衛計畫中為其航空自衛隊選定的防空截擊機，是在G型基礎上研製的F-104的防空截擊型，由日本三菱公司仿製生產。F-104J是防空截擊機，主要裝備的是空對空武器。保留了機頭固定安裝的20毫米M61“火神”6管炮（備彈量最多為750發），每個翼尖掛架可掛1枚AIM-9空空飛彈或日本研製的AAM-1空對空飛彈，每個翼下掛架可掛1～2枚上述空對空飛彈或1個火箭彈發射器。炮艙內不裝機炮時可裝1個462升的油箱。
F-104J戰鬥機
1974年、1978年和1981年第201中隊、第206中隊和205中隊的F-104J戰鬥機退出現役。1982年以後第202中隊、第203和第204中隊先後換裝成F-15J戰鬥機，1985年第207中隊解散。截至1985年，日本的F-104J戰鬥機全部退役。
F-104DJ
F-104DJ是F-104J型戰鬥機的雙座教練型，總共生產了20架，全部由洛克希德公司製造，沒有裝備火力控制設備。該型機於1961年8月26日首飛，1962年1月運到日本，隨同F-104J一起退役。
TF-104G
TF-104G是G型的教練機，裝備有NASARRF-15A火力控制雷達，有實際作戰能力。洛克希德公司總共生產了220架，其中48架採用歐州製造的部件由洛克希德公司組裝。
RF-104G
RF-104G偵察機，是以F-104G為基礎的戰術偵察機改型,洛克希德公司設計代號為682-04-10。該機拆除了M61A1航炮，並在腹部加裝航空偵察照相機。大部分RF-104G採用內置的3台KS-67A照相機，為此腹部增加了一個整流罩。不過，部分國家空軍的RF-104G則採用外掛式偵察吊艙，在外觀上和F-104G並無多大差別。該型機總計生產189架。
中國台灣空軍的RF-104G多數是由“阿里山3號”計畫引進的，共引進了8架，數量較少，機齡也普遍過老。為了補充損失的與老舊的RF-104G，台灣空軍從“阿里山8號”計畫引進的39架F-104G中挑選了飛行時數較少的8架F-104G改裝成RF-104G，其中前4架安裝了LOROP照相機，換裝計畫稱作“始安計畫”。安裝LOROP照相機的RF-104G就被台灣軍方稱為“始安機”。也被稱為“觀星者”（Stargazer）。
服役動態
F-104戰鬥機1958年開始裝備美國空軍，但該機因航程短、載彈量小未成為美國空軍的主力戰鬥機。
F-104戰鬥機
1958年洛克希德公司對F-104C的機體結構重新設計，提高了結構強度，改進了航電設備，研製成多用途戰鬥機F-104G，被德、日、加、意、荷、丹麥等國採用（或在G型基礎上改型），進行大批量生產。F-104主要型別有A、C、G、J、S等。共生產近2000架。
F-104較短的續航能力限制了它的一線使用，1960年，所有的F-104戰鬥機均從美國防空司令部退役。1958年至1959年，還生產了經過戰術最佳化的F-104C型（77架）和雙座的F-104D型（21架），其特點是安裝了空中加油受油管和根據對地攻擊任務進行了最佳化的航空電子設備，以及掛架。1965年，F-104戰鬥機隨第479戰術戰鬥機聯隊在越南上空執行了短暫的戰鬥飛行任務，1975年，最後一批F-104從美國國民空中衛隊退役。
1965年9月6日，巴基斯坦空軍的F-104戰鬥機在空戰中，用飛彈擊落擊傷印度空軍各1架戰鬥機。
1965年9月20日10時47分，美軍一架F-104C入侵中國領空進行擦邊挑釁25分鐘之久，中國海軍航空兵4師10團大隊長高翔、副大隊長黃鳳生駕駛殲-6升空攔截，11時19分，美機再次入侵中國領空，並爬升至10500米，橫穿雷州半島南端。11時28分，中國殲-6編隊追擊美機，11時31分即在機頭左前方目視發現F-104C，此時F-104C右轉，飛向海南島，高翔駕機切入F-104C轉彎半徑，逼近目標，在距敵機290米處開炮射擊，直到距離39米才脫離，F-104C被擊落，飛行員菲利普.史密斯跳傘後被中國海南民兵生擒；高翔座機被F-104C爆炸產生的破片擊傷一台發動機，但高翔駕機帶傷成功返航。
1967年1月13日12時56分，中國福建沿海預警雷達發現一架國民黨空軍RF-104G在福建漳州東南145千米、高度200米入侵，同時有1批4架F-104G戰鬥機自深滬灣入陸，到晉江地區上空，掩護RF-104G並企圖伺機伏擊解放軍空軍攔截戰機。解放軍空軍殲擊航空兵第24師70大隊於12時45分起飛2批8架次殲六攔截，因引導失誤，未能與敵RF-104G接觸，但同時發現對方F-104G戰鬥機從右側逼近，企圖偷襲解放軍空軍編隊，解放軍空軍地面領航員董福成當即引導解放軍空軍編隊右轉彎對頭迎戰，解放軍空軍3號機胡壽根以斜對頭形式對一架F-104G開火射擊，耗彈48發，將F-104G擊落，該機飛行員楊宗敬上尉被擊斃。
擊落F-104G中國飛行員-胡壽根
1974年7月22日土耳其空軍偵察機發現一支“希臘”海軍驅逐艦艦隊出現於賽普勒斯外海，土空軍事先不與土耳其海軍聯絡核實的情況下，派出28架F-100和F-104出擊，以1架F-104被擊落的代價，取得擊沉1艘驅逐艦，炸毀2艘驅逐艦的戰果。而事後證明，這三艘遭襲驅逐艦都是土耳其海軍驅逐艦，造成232土耳其海軍官兵被誤殺。
總體評價
F-104最重要的意義是該機為噴氣式戰鬥機時代的第一種“飛行員的戰鬥機”。從凱利·詹森在朝鮮會見飛行員的記錄看，那些對尚在醞釀中的F-104的要求，由於當時技術條件的限制，加上對未來空戰形式的判斷，使得F-104最終偏向了高空高速，並為此犧牲了盤旋性能。但毫無疑問，最初的F-104A就是按照飛行員理想的戰鬥機來設計的。但是，飛行員理想的戰鬥機，並不是軍方理想的戰鬥機。一種“純”空戰戰鬥機並不符合軍方“高效費比”的要求。F-104A/C迅速退役，而F-104G卻大行其道，其根本原因正在於此。（空軍之翼 評）
F-104戰鬥機
