廖江清


F-22A主彈艙最多可以掛載6枚AIM-120C-7中距空空導彈
隱身戰機為了實現隱身、超音速巡航、超機動等最重要的性能指標,所有機載武器彈藥都必須設置在機體內部,以保證戰機擁有非常干凈的氣動外形。內置彈艙是隱身戰機的重要標志之一,沒有內置彈艙,要稱為隱身戰機就往往底氣不足。不過,隱身戰機要設置內置彈艙并不簡單,可以說非常有技術難度。
隱身戰機擁有和三代機(西方標準是四代機) 基本一致的機體大小、重量,但與此同時隱身戰機還需要在這種條件下在機體內部擠出不小的空間設置內置彈艙,內置彈艙的布置位置還會受到S 型進氣道、起落架等各種結構的影響,而機內載油量又不能少,以保證基本的作戰半徑,各種機械、電子設備也一件不能落,而且起飛重量又不能大幅度增加。所以,對于隱身戰斗機來說,在機體內部設置內置彈艙就是“螺螄殼里做道場”。
內置彈艙除了在空間尺寸、位置上受限于很多機體條件,它本身在功能使用上也有較高的設計技術難度,內置彈艙需要在超音速情況下保持正常開啟關閉能力,能夠在各種飛行狀態下正常發射導彈,確保彈藥與飛機正常分離,這些對于任何一個國家的航空工業來說,都不是輕而易舉的事情。
下面就來談談美空軍F-22A、F-35這兩款隱身戰斗機內置彈艙設計上的那些事。

F-22A主彈艙離地間隙過低,掛載彈藥不方便
主彈艙
F-22A的主彈艙并不大,在F-35、蘇-57、殲-20這幾款戰機中,它的主彈艙最小。不僅如此,F-22A的機內載油量、作戰半徑也是這4款隱身戰機中最小的,這主要是它采用雙發布局,同時機體設計非常緊湊所導致。
F-22A主彈艙長3.9米,寬2米,深度約為0.4米,中間有固定機體結構分隔開來,不能連通使用。
執行空戰任務時,F-22A主彈艙最多可以掛載6枚AIM-120C-7中距空空導彈,使用LAU-142/A垂直彈射掛架進行掛載。
雷錫恩公司特別為F-22A研發了縮小彈翼面積的AIM-120C中距空空導彈。縮小彈翼面積加上交錯掛載的方式,使F-22A才得以在主彈艙掛載6枚中距空空導彈。如果是老舊的AIM-120A/B,那F-22A主彈艙只能掛載4枚。這個經典案例也成為如今外界討論殲-20能否掛載6枚中距空空導彈的最重要論據。

“游隼”中距空空導彈

AIM-260超遠程空空導彈想像圖

F-22A側彈艙,注意掛載的是AIM-9M近距空空導彈,還不是最新的AIM-9X
隨著空空導彈的更新換代,未來F-22A有望使用一些新型空空導彈,進一步提升空戰能力。例如AIM-260空空導彈,其彈體長度、重量和AIM-120系列基本相同,但射程大幅提升。還有長度、重量只有AIM-120系列導彈一半,但射程卻與之接近的“游隼”中距空空導彈,能夠讓F-22A在主彈艙尺寸不變的情況下,將空空導彈的掛載量增加一倍。雖然這些指標驚人的空空導彈在目前看來有畫餅的嫌疑,但的確可以令F-22A的空戰武器多樣化起來。
執行空地任務時,F-22A主彈艙最多可以掛載2枚1000磅(454千克)的GBU-32“聯合直接攻擊彈藥”以及2枚AIM-120C-7中距空空導彈。由于GBU-32體積重量大,對于F-22A來說,它的地面掛載、空中使用都比較麻煩。投放GBU-32后,F-22A的機內燃油會自動向前傾斜以保持戰機重心穩定。

F-22A掛載JDAM制導炸彈, 由LAU-147炸彈掛架掛載

F-22A主彈艙掛載的GBU-39“小直徑炸彈”(SDB)以及AIM-120C-7中距空空導彈
在2014年9月23日夜間,F-22A執行了首次實戰任務。當晚美空軍出動了4架F-22A對敘利亞境內的ISIS目標進行空地打擊,當時使用的就是GBU-32。
執行空地任務時,F-22A主彈艙也可以掛載8枚重250磅(113千克)的GBU-39“小直徑炸彈”(SDB)以及2枚AIM-120C-7中距空空導彈,或2枚風偏修正彈藥撒布器以及2枚AIM-120C-7。
側彈艙
F-22A隱身戰機在兩側進氣道外側設置了側彈艙,可以各容納一枚AIM-9“響尾蛇”格斗彈。
F-22A發射AIM-9格斗彈時,導彈是頭部向外傾斜,導彈尾部還在側彈艙內,所以側彈艙后部設置有擋焰板對后方蒙皮進行保護。
干擾彈彈艙
干擾彈投放艙其實也算是F-22A內置彈艙的一部分,投放的是箔條彈/紅外干擾彈。它設置在側彈艙后方,主起落架艙前,容易被外界忽略。
如果把干擾彈投放器也算是F-22A內置彈艙一部分的話,那么F-22A的內置機炮也就更有理由算是內置彈艙、內置武器彈藥的一部分了。
F-22A在機體右側裝備了一門M61“火神”6管20毫米加特林機炮,整套機炮系統完全內埋在機體內,使用時才打開小艙門進行射擊,避免對整機隱身性能帶來影響。
對F-22A內置彈艙、內置武器彈藥的解析,不難發現該機作為全球隱身戰斗機的開山鼻祖,在彈艙設計、機載彈藥使用能力上并不完美。如果對比其它隱身戰機,就會發現F-22A主彈艙能夠使用的機載武器彈藥比較有限,這主要是因為F-22A的主彈艙實在太小,先天上限制了其彈藥多樣化。

掛載在LAU-141/A滑軌上的 AIM-9“響尾蛇”格斗彈


F-22A的內置機炮
同時由于F-22A起落架比較短,機體離地高度有限,對地勤人員給主彈艙裝載彈藥特別是大型彈藥帶來諸多不便。這些設計缺點,在后面F-35的設計上得到糾正改進,其它國家隱身戰機也或多或少吸取了F-22A的這些教訓,所以F-22A也是為全體隱身戰機充當了開路先鋒,交了學費。而后來者們在這些方面的表現就要完美得多,下面的主角——F-35便是如此。
盡管F-35不能說是F-22A的繼任者、盡管F-35是一款單發機而不是F-22A那種雙發機、盡管F-35的設計定位并不是F-22A那種高端、完美的隱身戰機,但在內置彈艙設計上,F-35實現了對F-22A的全方位超越,更加先進、更加科學、更加合理,也更具潛力,是F-35設計上的一大亮點。
主彈艙
F-35的主彈艙設計和F-22A、殲-20、蘇-57都有所不同,雖然它和F-22A、殲-20一樣,都是在機腹進氣道下方并排布置兩個獨立彈艙,但兩個獨立彈艙相距較遠,和F-22A、殲-20兩個彈艙緊緊挨著的設計截然不同。而且F-35兩個獨立彈艙不是平行布置的,而是隨著兩側進氣道呈現外傾設計,和機體中軸線有一定的夾角,這主要和它追求主彈艙設計尺寸最大化有關。



F-22A主干擾彈投放艙及釋放干擾彈
值得注意的是,F-35系列中F-35A、F-35B、F-35C三款型號的主彈艙設計不是一模一樣的。其中F-35A、F-35C的主彈艙尺寸基本一致,是F-35系列中最大的,每側彈艙具備了同時掛載一枚2000磅(907千克)GBU-31“聯合直接攻擊彈藥”和一枚AIM-120中距空空導彈的能力。
而F-35B由于在機頭后方設置了大型升力風扇,兩翼根處設置了腋下平衡噴管,占據了較大的機內空間,不僅壓縮了燃油艙,減少了機內載油量,還使F-35B兩個獨立主彈艙的長度比F-35A、F-35C短了一些,掛彈能力也受到不小的影響,每側彈艙只能掛載一枚1000磅(454千克)的GBU-32“聯合直接攻擊彈藥”和一枚AIM-120中距空空導彈。
在執行空戰任務時,F-35最多可以在兩側主彈艙內掛載4枚AIM-120。如果采用外掛方式,最多可以外掛8枚AIM-120中距空空導彈以及兩枚AIM-9X格斗彈。

F-35系列三種型號的武器配置
前段時間,洛馬公司宣稱F-35還能多外掛2枚AIM-120,估計是在最內側掛點用三聯掛架替換雙聯掛架實現的。這樣一來,F-35外掛AIM-120的數量將達到10枚。其實如果給4個掛點都用上三聯掛架,那么F-35理論上可以外掛12枚AIM-120。
在執行空地打擊任務時,F-35在兩側主彈艙內掛載彈藥的數量、種類要比空戰掛載模式更多,也比F-22A強大得多。
需要注意的是,不僅是F-35A、F-35B、F-35C三款戰機之間可使用的機載彈藥存在差異,不同國家購買的型號可使用的機載彈藥也有不同。例如英國訂購的F-35B就計劃使用AIM-132“阿斯拉姆”格斗彈、“寶石路”ⅣGPS/激光制導炸彈的能力。以色列的F-35I(F-35A的以色列版本)被美國賦予更高的自主權,允許它加裝以色列自己的電子、通信設備,預計也很可能增加使用以色列國產機載彈藥的能力。
和F-22A不同,F-35系列隱身戰機都沒有多余的空間設置側彈艙,不過其應對之道,就是在翼下使用SUU-96隱身掛架+LAU-151導彈滑軌掛載AIM-9X格斗彈。
據悉,目前洛馬公司正努力把格斗彈整合進F-35的主彈艙中,雖然這會影響其它彈藥的掛載能力,但是卻可以徹底消除外掛格斗彈對隱身性能的破壞。

F-35隱身戰機主彈艙

F-35B掛載機腹隱身航炮吊艙
有趣的是,F-35系列隱身戰機中,只有F-35A在機體左側、進氣道上方內置了一門4管25毫米GAU-12/A加特林機炮。而F-35B、F-35C都沒有內置機炮,需要時只能掛載隱身機炮吊艙滿足作戰需求。

箭頭所指為F-35的干擾彈彈艙,箭頭左側為拖曳式雷達誘餌艙
干擾彈彈艙
F-35在右側獨立主彈艙后面設置了一個干擾彈艙。資料顯示,F-35配備了多種型號的紅外干擾彈,其中最先進的當屬MJU-66B型紅外干擾彈,不過它的單價高達3000美元。紅外干擾彈打起來都是“天女散花”一般,這種開銷連財大氣粗的美軍都無法承受。在日常訓練時,F-35通常只使用更便宜的MJU-61B型紅外干擾彈。
值得注意的是,其它戰機干擾彈投放系統除了會投放紅外干擾彈,還會打出箔條干擾彈,以實現對雷達制導空空導彈的干擾,但F-35似乎并沒有配備箔條干擾彈。有分析認為,F-35這樣做的理由是:如果來襲的雷達制導空空導彈能夠鎖定自己,就說明這款導彈的能力非常強悍,那么箔條干擾彈就基本不可能發揮什么作用了。

AN/ALE-70拖曳式雷達誘餌示意圖
不過,對于隱身戰機來說,箔條干擾彈雖然可能用處不大,但是并非一定沒用,連F-22A都沒有放棄。F-35敢于放棄裝備箔條干擾彈的最重要原因,主要是它還裝備了F-22A所沒有的拖曳式雷達誘餌。
拖曳式雷達誘餌艙
拖曳式雷達誘餌艙是F-35的一大亮點,也是目前其它隱身戰機都沒有的。F-35在干擾彈彈艙后方串了設置了拖曳式雷達誘餌艙,由于位置隱蔽,加上宣傳報道圖片少,拖曳式雷達誘餌艙的存在顯得相當低調。但實際上,它的出現,令F-35擁有比其它隱身戰機更勝一籌的自衛能力,也是F-35敢于取消箔條干擾彈的關鍵因素。
F-35的雷達誘餌艙可以存放4枚英國BAE公司研制的AN/ALE-70拖曳式雷達誘餌,這是目前全球最先進的一款拖曳式雷達誘餌,是F-18E/F、EA-18G、F-16等戰機上使用的AN/ALE-55拖曳式雷達誘餌的改進型號。

F-35離地高度加大,極大方便了地勤人員掛載彈藥
單枚AN/ALE-70拖曳式雷達誘餌的價格高達5萬美元,比傳統箔條干擾彈貴得多。當然,它的干擾效果也好得多。在高危地區作戰時,F-35會打開拖曳式雷達誘餌艙,用光纖緩緩將誘餌釋放出來。該誘餌最終會被拖曳在機尾后約100米的距離上,對有威脅的雷達進行干擾壓制,使其無法鎖定母機,或者是使已鎖定的雷達脫鎖,丟失目標。當這兩個手段失效,對方發射導彈來襲時,AN/ALE-70則會通過阻塞或模擬母機雷達信號特征等方式,主動引誘導彈擊中自己,保全母機。
比起在內置彈艙設計上保持中規中矩,甚至有點偏于保守的F-22A,F-35在內置彈艙總體設計上要更加大膽、更具前瞻性,這讓它的內置武器彈藥掛載能力更加強大,機載彈藥種類比F-22A豐富得多。特意加長的起落架,令F-35離地高度更高,極大方便了地勤人員掛載彈藥。