韩国军事记者分析F-15J vs F-14A DACT(异机种空战训练)
F-15J vs F-14事件取材自日本《鹰之翼:F-15》一书的宣传
机翻+修改,欢迎挑韩国人的刺(
有一天,在训练空域飞行时,雷达上出现了未确认标志。靠近后发现是两架美国海军F-14雄猫。F-14不断左右摆动机翼,像是在说"要不要来场空战较量?"
"这种时候,战斗机飞行员都会热血沸腾。当外国战斗机来临时,我们绝对不能掉头逃跑。"(高木)
于是,高木带领的航空自卫队三架F-15,与在电影《壮志凌云》中对米格战机所向无敌的美国海军F-14展开了战斗。西垣流空战术的高手们驾驶"鹰"向"雄猫"发起攻击。F-14展开其引以为傲的可变后掠翼,试图占据F-15的后方位置,但在此之前胜负已分。
"不管打多少次,都是我们赢。是我方完胜。看着吧!"(高木)
但是,美国海军是很有尊严的。他们正式向航空自卫队304飞行队发起挑战。高木一尉带领四机编队前往训练空域。
"F-14又在训练空域的最边缘处不停地盘旋。"
高木一尉再次向前推进,准备击落对方。当飞到某个位置时,负责监控整个训练的地面拦截管制员发来通报。
"F-15,四机关机。全部被判定击落。"
这是个意外的消息。高木一尉心想:"咦,为什么?是不是搞错了?"锁定警报都没有响过。答案是他们已经成为了F-14搭载的"凤凰"远程空对空导弹的猎物。
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BVR DACT分析
这之所以成为可能,是因为AIM-54A是通过AWG-9雷达的TWS(跟踪扫描)模式进行制导的。
AN/AWG-9雷达的TWS模式在一次扫描周期中可以追踪最多24个目标,如果选择这种扫描模式,其垂直波束宽度(elevation beamwidth)会较大。
这是因为为了满足平板隙缝天线和配备1970年代8位微处理器(Intel 8080)的雷达(AN/AWG-9)在TWS模式下进行基于交叉角(angle-off)跟踪的同时还能追踪多达24个目标的要求,不得不牺牲垂直波束宽度。这是1960年代的技术要实现追踪最多24个目标并同时与6个目标交战这一高性能要求所做出的诸多牺牲和折衷之一。
因此,为了补偿AN/AWG-9雷达的分辨率问题,TWS模式被赋予了一种EXP(扩展)功能和DBS(多普勒波束锐化)功能。
AIM-54在STT(单目标跟踪)模式下具有较高的击杀概率(Pk)和较大的交战空间。这是因为AIM-54在助推器阶段之后能够持续跟踪单一目标的同时进行低能耗机动,并且能够利用火箭发动机工作时获得的能量来补充无推力机动时损失的能量。但在这种情况下,目标飞机的飞行员可以利用雷达警告接收机(RWR:Radar Warning Receiver)意识到自己被锁定并采取相应的规避动作。
发射两枚或更多AIM-54并基于TWS模式追踪时,由于AIM-54的指令更新累积,会产生与单目标制导相比难以估量的巨大能量损失。因此,与对STT(特别是PD-STT)跟踪目标发射AIM-54相比,交战包线和击杀概率相对较小。
然而,基于TWS模式的AIM-54制导也具有战术优势。与基于STT的AIM-54制导不同,即使目标飞机利用RWR探测到RF信号,也无法意识到自己被瞄准的事实。
换句话说,由于没有发射实弹,因此从根本上就不存在AIM-54实弹主动RF寻标器工作时发射的RF信号。因此,F-15J基于RWR(J/APR-4)判断是否被瞄准的可能性从根本上被封锁。特别是在当时,对F-15J飞行员来说,BVR交战仅限于使用STT模式连续波(CW)制导的AIM-7,因此他们可能不习惯基于RWR探测到的不连续扫描信号来推测被瞄准的可能性并采取战术行动。
最终,先发现对方并获得发射空对空导弹机会的编队必然会在模拟BVR交战中取得胜利。在这一点上,本刊读者应该都能推测和理解,相比使用AN/APG-63雷达和AIM-7空对空导弹的F-15J,使用AN/AWG-9雷达和AIM-54的F-14A相对更有优势。
当然,实际的探测距离不是简单的雷达探测距离,而是烧透距离BTR(Burn Through Range)。然而,在F-14A和F-15J的DACT中,BTR的差异可能并不是决定性的变量。这是因为F-15J的ECM即J/ALQ-8在当时的工作特性,与同期的TEWS(战术电子战系统)的ICS(内置对抗系统)一样,不包括Band 3,因此只能对X波段(8GHz~12.5GHz)火控雷达的部分波段进行ECM,或者对X波段雷达的ECM本身就很困难。而当时F-14A搭载的自卫ECM系统的情况也大致相同。
VR DACT 分析
据说在近距离空战DACT中,F-15J取得了全部胜利。
与普遍认知不同,近距离空战的胜负并不完全取决于战斗机的机动性能。战斗人员(飞行员)对战术状况的理解和判断、参与近距离交战的战斗机数量差异(举个极端的例子:即使是配备推力矢量喷管、较高临界攻角、与头盔瞄准器联动的R-73空对空导弹等先进装备的两架Su-30SM,在近距离空战中也可能败给八架鬼怪战机),所使用的战术和团队配合,以及飞行员对航空器的理解和应用(例如:对自己驾驶战斗机的能量管理)等因素都会对近距离空战产生重大影响。最重要的是,在超视距交战中占优势的编队在进入近距离空战时,已经确保了能量优势、数量优势和态势感知优势,因此在近距离战斗中仍然可以保持压倒性的战术优势。这就是所谓的BVR(超视距)的胜利造就了VR(视距内)的胜利。
然而,与现实中的空战(在BVR中占优势的编队要么在BVR中消灭所有敌机,要么基于BVR中获得的战术优势在近距离战斗中取胜)不同,在DACT中可以从一开始就进行近距离空战演练。在这种情况下,可以排除因相对较弱的BVR作战能力而在近距离战斗中产生的战术劣势。
F-14A与F-15J的近距离DACT并非从BVR模拟交战演变而来,而是从一开始就以近距离战斗开始。这就是为什么在BVR交战DACT中处于劣势的F-15J能够在近距离DACT中获得全胜的原因。
由于F-14A展开可变后掠翼时具有异常大的展弦比(F-14完全展开可变翼时的展弦比约为7.7263,而F-15的机翼展弦比约为3.02),不仅机翼,机身还额外增加了约42平方米的升力产生面积,而且当可变翼收拢到最小时,理论上的临界攻角可以超过50度,因此从表面上看,可能会认为F-14A在近距离空战中比F-15J更具优势。
事实上,这些优势确实在近距离空战中为F-14带来了实际好处。但其局限性也很明显。
虽然F-14的最大攻角非常高,但其飞行控制系统(FCS)中俯仰稳定增强系统(Pitch SAS)对F-14A的攻角(AoA)限制仅为30度左右。如果想要在将可变翼收拢到最小(即将可变翼最大后掠)的情况下获得超过30度的攻角,就必须关闭俯仰稳定增强系统。
然而,即使考虑到F-14在可变翼最大后掠状态下的俯仰方向不稳定性相对较小,在禁用俯仰稳定控制装置的情况下尝试大攻角机动仍然是非常危险的。
F-14A在可变翼最大后掠状态下难以进行大攻角机动的另一个原因是其发动机(TF-30)。在伊朗-伊拉克战争期间,就曾发生过F-14A在低速大攻角机动时TF30发动机出现压气机失速的情况。当时,飞行员通过打开发动机的旁通阀门来排出压缩工序中偏离的气流。
由于这种情况在F-14A的运行过程中并非偶然发生,因此尽管F-14A具有在低速时获得较大升力进行机动的良好外形,但在低速时实际可用的升力系数限制与F-14A飞机的最大升力系数存在一定差异。
此外,由于 TF30 发动机推力不足(与 F-15 的 F100 发动机相比),因此在低速大迎角机动后的能量恢复率方面,F-14A 要逊于装有 F100 发动机的 F-15(F-15J 装有两台 F100-P&W-220 发动机)。