發展沿革
研製背景
20世紀70年代後期,當瑞典空軍編制鷹獅的技術要求的時候,是準備用它來替代
Saab-35“龍”戰鬥機和Saab-37“雷”戰鬥機的,著重強調飛機的“變用途”能力和飛機的空中優勢能力,因此命名為JAS-39戰鬥、攻擊、巡邏多用途機。“變用途”是指飛機在執行任務的過程中改變用途的能力;“多用途”要求飛機在執行任務之前按照特定的任務進行配置。JAS-39“鷹獅”的目標是截擊接近瑞典海岸的外國飛機,並對入侵的敵機給予還擊,承擔瑞典國土防空任務。
薩博37戰鬥機當時,
華沙條約國和
北約成員國的飛機經常進入瑞典的領空。瑞典空軍希望尋求一種能夠對抗蘇聯的蘇-27戰鬥機的飛機。瑞典情報部門預測,在“鷹獅”飛機的服役過程中,
蘇-27是它可能遇到的最大的威脅。由於俄羅斯距瑞典的最近點只有200km,鷹獅不必要設計成為一種大型的雙發飛機——這一點不同於同時代的其它飛機。這種輕型單發的設計方案的直接優勢是減少了飛機的成本,出廠成本只有
颱風戰鬥機或
陣風戰鬥機的三分之一,但同樣具有良好的機敏性和較小的雷達截面。較小的機身也降低了飛機的耗油率。
蘇-27戰鬥機UB型建造沿革
使用國家
捷克空軍:租賃14架,含2架雙座型,2005年8月完成交付。
匈牙利空軍:租賃14架,含2架雙座型,預計於2006年3月到2007年12月分批運交。
南非空軍:訂購28架,含9架雙座型,用於汰換美洲豹C/D戰鬥機。
瑞典空軍:訂購204架,含28架雙座型,已有138架服役中。其中的28架(含4架雙座型)將租賃給捷克空軍和匈牙利空軍。其餘的飛機仍分批運交中。
英國皇家試飛員學校(Empire Test Pilots' School)。
泰國皇家空軍:2008年,已宣布訂購6架C/D多功能戰鬥機,將於2008年到2012年間交機,另保留6架選擇權。首批6架“鷹獅”C/D於2011年2月交付。2010年,RTAF又確認訂購了6架“鷹獅”C戰鬥機,這批訂貨預計將在2013年完成交付。
瑞士空軍:2011年11月,瑞士決定採購22架瑞典JAS-39“鷹獅”NG戰鬥機。
巴西空軍:2013年12月18日,瑞典JAS-39獲巴西36架戰機訂單,總額45億美元。
鷹獅使用國技術特點
機型結構
JAS-39由鴨型翼(前翼)與三角翼組合而成近距耦合鴨式布局,繼承了
Saab37戰鬥機的氣動型式,結構上廣泛採用複合材料,主翼為切尖三角翼帶前緣襟翼和前緣鋸齒,全動前翼位於矩形涵道的兩側,無水平尾翼。機翼和前翼的前緣後掠角分別為45°和43°。該型能在所有高度上實現超音速飛行,並在短場起降上取得最大的效率。可收放前三點的主起落架為單輪結構,向前收入機身;可轉向前起落架為雙輪結構,向後旋轉90°平放入機身下部。機輪和輪胎有碳圓盤剎車及防滑裝置。採用帶有覆面層隔板的楔形涵道。機身內裝自封主油箱和集油油箱,採用燃油綜合管理系統控制。
JAS-39鷹獅戰鬥機JAS-39為了獲得最佳的翼身融合效果,採用了中置機翼布局,這樣也使外掛物獲得了良好的地面間隙。而一般來講,外掛物的地面間隙一直是小型飛機的一個不好解決的問題。由於採用中置機翼,JAS-39飛機的主起落架安裝在機身上,另外,為了與主翼獲得最佳的氣動力耦合前翼要具有一定的安裝角。JAS-39“鷹獅”採用切角三角翼,鋸齒形前緣,後掠角45°。增升裝置由兩組前緣襟翼組成,通過全許可權三餘度電傳飛行控制系統與飛機的升降舵相連。大迎角時,前緣襟翼下偏,可以延遲機翼失速。後緣襟翼向下偏轉時,可以使飛機抬頭,從而提高飛機的機敏性。這一點與傳統的縱向穩定飛機不同,對於縱向穩定的飛機來講,後緣襟翼下偏會使飛機產生低頭力矩。全動鴨翼也是切角三角形,前緣後掠角43°。
JAS-39機身剖視圖
JAS-39機腹JAS-39“鷹獅”的布局形式的優點之一是,通過同時偏轉鴨翼和升降舵可以產生直接升力。差動地偏轉
鴨翼可以產生側向力,結合方向舵的偏轉,可以產生直接側力,而不用改變飛機的航向。在使用航炮進行空對空攻擊的時候,或對地面目標投放非制導武器的時候,這種“非耦合”的飛行模式是非常有用的。
在JAS-39飛機的設計過程中,通過廣泛的採用新技術和先進的計算機模擬技術,實現了飛機的減重,其中複合材料的使用量占到機體結構的25%~30%。碳纖維複合材料主要用於蒙皮和翼梁、
尾翼、升降舵、
起落架艙門和一些檢測口蓋。蒙皮不是膠接在支持結構上,而是採用沉頭螺釘安裝的,為消除整體油箱的漏油現象,在接觸處採用了密封材料。據估計,JAS-39飛機共有緊固件大約100,000個,在機體結構中,按成本來計算,機加件占到15%左右。
JAS-39機身與機翼對接過程按照現代飛機的製造工藝,JAS-39飛機的機體結構分為幾個部件進行製造,其中機翼分為7個部件,機身分為3段,3段機身在總裝階段被永久的連線在一起,這樣可以消除傳統的過渡連線所產生的重量增加。中段機身又分為3個部件:機炮艙、起落架段和機身安裝段。機翼的彎曲力矩通過3個小間距的隔框傳向機身,只在前緣翼根處有一個輔助安裝節,考慮到三角翼的翼根弦長較長,這種設計是令人驚奇的。其原因是,主機身隔框受主起落架艙和發動機檢測門的限制。F404發動機是從機身下部裝拆的,這是為了在擁擠的航母上方便地更換髮動機。這種情況迫使薩博公司設計了一個強度很高的翼根加強筋,將機翼的彎曲力矩集中傳遞到機身上。
JAS-39線圖動力系統
“鷹獅”飛機為單發飛機,採用一台
通用動力公司/沃爾沃航空發動機公司的RM12發動機。儘管發動機是飛機製造商和飛機用戶廣泛關注的一個問題,但是Saab公司相信,由於技術的進步和發動機的可靠性的大幅度提高,使得雙發飛機不再具有優勢,採用雙發還會引起飛機的重量、成本和複雜性的增加。RM12發動機是一種低涵道比帶加力燃燒室的
渦輪風扇發動機,它是由
通用電氣公司與
沃爾沃飛機發動機公司在通用電氣公司的F404-400發動機的基礎上合作研製的。RM12發動機具有3級風扇和7級高壓壓氣機,風扇和壓氣機都採用可變迎角的定子,由單級渦輪驅動。加力燃燒室採用可變面積噴管,其面積從最小到最大都是可調的。
RM-12加力渦扇發動機
武器系統
JAS-39是作為空中優勢戰鬥機進行設計的,但在首次進入服役時卻是作為攻擊機使用的。執行對地攻擊任務的時候,“鷹獅”飛機可以攜帶多種武器,主要是Hughes公司的AGM-65A/B‘‘幼畜”(Rb75)空-地飛彈和DWS-39防區外子母小炸彈散布器。“幼畜”飛彈是經過實戰檢驗的電視制導飛彈,射程約3km,攜帶57kg的戰鬥部,用於攻擊坦克和其它裝甲目標。DWS39是不帶動力的,其射程取決於發射條件,投放之前,將目標的數據傳輸給武器,由慣導系統對武器進行制導和控制。子彈藥可以是24枚反跑道炸彈、96枚集束彈、120枚反坦克地雷、504枚SB44小炸彈或1,848枚M42GP小炸彈。非制導武器包括80kg的M50炸彈、600kg的M60炸彈和ARAK70火箭彈。
執行反艦任務的JAS-39掛載AGM-65和RBS-15執行反艦任務時,“鷹獅”飛機的主要武器是Saab公司的Rbs-15F
反艦飛彈。該飛彈攜帶200kg半穿甲爆破戰鬥部,射程90km,中段採用慣性制導,束段採用主動雷達制導。為了自衛,“鷹獅”飛機裝有電子對抗設備,包括雷達告警接收機和電子對抗系統,電子對抗系統由安裝在翼下掛架內的箔條/曳光彈散布器、拖曳式雷達假目標和干擾機組成。在執行偵察任務時,所有的感測器和照相設備都採用外掛安裝。
JAS-39掛載的RBS-15和AIM-120瑞典曾希望發展Rb71超視距飛彈的後繼型,但是經過若干年的工作以後,最終決定採用Hughes公司的
AIM-120中程空對空飛彈AMRAAM(先進中距空空飛彈)。重要的一點是瑞典空軍被允許進行飛彈的飛行試驗。由於瑞典空軍只訂購了100枚AIM-120飛彈,所以“鷹獅”飛機還可能採用“流星”空對空飛彈。“鷹獅”飛機的出口型,也可能採用Meteor飛彈,因為Meteor飛彈與AIM-120飛彈具有互換性,只需進行少量的軟體更改。這兩種飛彈都具有區分不同目標的能力,使用數據鏈和慣性制導,以便在發射後儘可能長時間地保持隱身。數據鏈用於更新關於目標的信息,這些信息可以通過本機或其它飛機(如其它的“鷹獅”飛機或S100B預警機)提供。短距攻擊時,“鷹獅”飛機可以攜帶AIM-9L和AIM-9J“響尾蛇”飛彈。在機腹左下方的整流罩內裝有27mm的Bk27“毛瑟”機炮。
JAS-39的掛載配置![JAS-39戰鬥機(JAS-39“鷹獅”戰鬥機) JAS-39戰鬥機(JAS-39“鷹獅”戰鬥機)](/img/f/0b8/nBnaugjZygDNzMWY0QTMhRGZllDZ5kDNhFmY4gzM1YDM4E2YldDMiNTMykzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
航電系統
JAS-39飛機的航電設備是由
愛立信(Ericsson)公司設計和製造的,然後由薩伯(Saab)公司進行了綜合。與Saab-37“雷”的航電設備相比,有了巨大的改進。採用了愛立信/費倫第公司(Ericsson/GMAv)的PS-05雷達,數據處理能力為“雷”飛機的PS-46/A雷達的3倍,但體積只有後者的60%,重量只有後者的50%。PS-05A是一種多工作模態脈衝都卜勒雷達,採用縫式波導平面陣列天線,液冷行波管發射機。通過使用複雜多變的波形和高中低的脈衝重複頻率,實現了各種任務所需的多種工作模式。為提高解析度和實現遠距離目標的探測,使用了頻率調製脈衝壓縮。
PS-05A脈衝都卜勒雷達雷達的工作模式是由軟體控制的,主要包括下列內容:
空對空:遠程搜尋與跟蹤;多目標邊搜尋邊跟蹤;短程寬角搜尋與跟蹤;航炮與飛彈的自動控制。
空對面:搜尋與跟蹤;地面與海面目標的邊掃描邊跟蹤;高解析度繪圖;空對面測距。
採用全部可程式的信號與數據處理器,具有良好的電子抗干擾能力和適應未來發展的靈活性。
PS-05A靈活的波形避免了雷達測距的不準確性,也使每一工作模式下的性能得到了最佳化。平面天線陣掃描時產生的旁瓣很少,降低了對干擾的敏感性,也提高了雷達的效率。雷達也能適應制導中距空對空飛彈(如AMRAAM先進中距空空飛彈和“流星”飛彈)的數據傳輸要求,由於採用了模組化設計並具有機內自檢測功能,雷達具有良好的適用性和較低的維護費用。它採用新型的主動相控陣技術,其中使用了1,000多個發射/接收單元。為了擴大雷達的方位角,天線安裝在一個活動的底盤上,可以明顯地增加雷達的掃描範圍,這種設計方法在
相控陣雷達中是比較獨特的。採用AESA技術改進雷達的目標探測和跟蹤性能。
JAS-39戰鬥機的電子系統![JAS-39戰鬥機(JAS-39“鷹獅”戰鬥機) JAS-39戰鬥機(JAS-39“鷹獅”戰鬥機)](/img/6/9e5/nBnauETNjZjNjdzNmVGM5ETMlV2M2Q2MzUGMyIjN1QmMjZGNwUjY5gzM4I2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
瑞典空軍一直使用的是戰術儀表著陸系統(TILS),這種系統不但已經過時,而且使用費用昂貴,不適用於分散的戰時機場。為此需要研製一種系統,完全依靠機載感測器和機載設備,能夠引導飛機至任何機場並保證在全時間、全天候條件下安全著陸。新系統採用了兩種為“鷹獅”飛機研究的新技術,即新型綜合導航系統(NINS)和新型綜合著陸系統(NILS)。另外,如果飛行員需要,NINS也可以使用傳統導航設備的信息,如測距裝置(DME)、甚高頻全向信標(VOR)和塔康系統(TACAN)。
一架正在著陸的JAS-39座艙設計
JAS-39通過對座艙顯示和操縱系統的仔細設計,大大減輕了飛行員的工作負荷,明顯地提高了飛機的作戰效益。座艙的核心部件是愛立信公司的EP-17顯示系統,採用了3個120mm×150mm的多功能
下視顯示器(HDD),1個凱瑟公司(Kaiser)的寬角全息平視顯示器(HUD)。3個單色的下視顯示器(HDD)是完全相同的,可以進行互換。在飛行過程中,顯示器的功能可以進行調整,以適應不同的飛行階段或作戰任務的需要。左側的HDD一般顯示飛行數據,包括HUD上的數據和其它的自衛設備與感測器上的數據;中間的HDD顯示計算機生成的周圍區域的地圖,疊加有戰術信息;右側的HDD顯示來自雷達、前視紅外和武器感測器的目標信息。
JAS-39機頭
JAS-39座艙HDD雖然以現有的電視技術為基礎,但其性能得到了較大的提高,可以在光線較差的條件下提供高質量、高清晰度的畫面。根據瑞典空軍的要求,在以後的飛機上還可能採用彩色顯示器。在HDD中採用衍射光柵,可以獲得高亮度的圖像。HUD的視界為28°×22°,即可提供計算機生成的武器瞄準符號,也可提供光電系統(如前視紅外設備)生成的視頻圖像。座艙顯示的所有信息可以記錄在標準的磁帶上,以供飛行員查詢。
為了進一步減少飛行員的工作負擔,“鷹獅”飛機採用了手控油門駕駛桿,雷達和武器的所有操縱按鈕都放置在油門-駕駛桿上。Saab公司對中置和側置駕駛桿都進行了研究,最後選擇了中置小型駕駛桿。這種駕駛桿,在需要的時候,可以用右手或左手操縱。在“鷹獅”飛機的航電系統內,總共有40多台愛立信公司的D80計算機,這些計算機通過三餘度的MIL-STD-1553B數據匯流排連線在一起:一條匯流排用於飛機的基本數據和飛行數據,一條匯流排用於座艙顯示和雷達,一條匯流排用於戰術和武器信息。後續批次的飛機和出口型飛機都具有5條數據匯流排。採用5條數據匯流排,可以使每一條數據匯流排的“負荷”維持在較低的水平。
JAS-39座艙內部性能數據
參考數據
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乘員 | 1人 |
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長度
| 14.1米
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翼展
| 8.4米
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高度
| 4.5米
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機翼面積
| 25.54平方米
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空重
| 6,620千克
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最大起飛重量
| 14,000千克
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動力系統
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推力
| 最大推力:54千牛 加力推力:80千牛
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輪距
| 2.4米
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參考性能 |
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最大飛行速度 | |
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實用升限 | 15240米 |
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航程 | 3,200千米 |
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作戰半徑 | 800千米 |
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爬升率 | 300米/秒 |
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翼載荷 | 283千克/平方米 |
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推重比 | 0.58 |
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限制過載 | +9/-3g |
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起飛滑跑距離 | 300米 |
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著陸滑跑距離
| 400-650米
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武器系統 |
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飛彈 | 空對空飛彈:6枚:Rb.74/Rb.98,4枚:Rb.99/Rb.71/MICA/ Meteor空對地飛彈:4枚Rb.75空對地飛彈,2枚KEPD350視距外飛彈,2枚Rb.15F |
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炸彈 | |
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火箭 | 4具CRV-7火箭莢艙 |
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機炮 | 1門27毫米毛瑟BK-27單管機炮 |
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JAS-39視圖系列型號
JAS-39,為當初瑞典國內專用作為考量而建造。但是於90年代後期瑞典與
英國宇航合作開始進行JAS-39的外銷,為了滿足客戶的需求,瑞典將原先的JAS-39進行了整體強化,包括航電、機身結構、引擎皆進行更新;與原本構型外在最大差別為增加了軟管給油方式的空中加油裝置。這種新機型稱為JAS-39C/D,除了外銷客戶以外瑞典空軍也在使用者之列。
JAS-39E/F實際就是“鷹獅NG”的正式生產型,該機最大的改進內容就是換裝F414G發動機。F414G是美國“超級大黃蜂”現用發動機F414型的發展型,針對“鷹獅”這種單發戰機進行了一定修改。F414G的最大推力可達98千牛,增大近20%。JAS-39E/F相應的最大起飛重量從14噸提升到16噸,但空重只提高了200千克,增重部分提高了內部燃料達40%。增大的推力使JAS-39E/F的巡航速度可達1.2馬赫(攜帶空空飛彈),成為一種“準超音速巡航”戰鬥機,戰鬥力提高幅度十分顯著。
JAS-39E/F的另一項重大改進就是AESA雷達。“鷹獅”戰機配備的PS-05/A已升級到MK4階段,具備了合成孔徑能力,MK5階段則全面升級為AESA雷達。
總體評價
JAS-39是
瑞典研製的全天候全高度戰鬥/攻擊/偵察機。氣動布局採用三角形機翼和全動前翼,結構的大約 30% 採用複合材料,可以減輕重量 25%,可以在所有高度上實現超音速飛行。該機按照一機多用的原則進行設計,同一架飛機可以執行幾種不同的任務。雖然 JAS-39 飛機服役時間不長,但瑞典已經開始對它進行改進。從 2002 年中期開始,第 2 批飛機安裝彩色的具有夜視功能的新型座艙,採用新的敵我識別設備、輔助動力裝置和新的 CDL39 數據鏈,並具有空中加油能力。
從 2003 年開始生產的第 3 批飛機改進更多,主要改進包括:
愛立信公司的 D96/Macs 任務計算機,匯流排 1553 乙太網航電系統,GPS 導航系統和新型儀表著陸系統。從 2003 年起,還安裝薩伯公司的 EMS39/S 綜合電子戰系統、頭盔顯示器、地面防撞系統以及前視紅外感測器。飛機將安裝具有主動電子掃描陣列的新一代雷達,使飛機的性能達到更高的水平。
“鷹獅”戰鬥機一直以低成本作為發展策略,JAS-39C/D型的報價在4千萬-6千萬美元之間,相對於其他新一代戰鬥機有明顯價格優勢。但JAS-39C/D型以前,“鷹獅”的雷達和機動性只能算中庸水平,難以對大客戶形成足夠吸引力。JAS-39E/F的全面升級,使“鷹獅”的性能有了跨代的大變化,但造價也劇增,出口瑞士的單機報價達到1.48億美元(包含研製費用分攤以及零部件、訓練和修護等費用)。因此,瑞典不得不採用合作方式,以分攤不菲的經費。隨著
F-35成本飆升到2-3億美元之上,“鷹獅”、“陣風”等三代半戰鬥機的高價卻已經不那么扎眼。
芬蘭、
克羅地亞等國都有購買“鷹獅”的意向,另外
荷蘭也考慮將“鷹獅”作為F-35出現嚴重問題時的替代者。