“狮”式战斗机的发展和经验(杂志文章未删减版本)

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 02:54:59
“狮”式战斗机的发展和经验

犹太民族是一个产生过马克思、爱因斯坦、列宁等很多改变历史的著名人物的伟大民族,犹太民族也是个长期被悲惨命运所伴随的民族,犹太民族在历史上也经历过无数次残酷的屠杀和迫害。犹太民族在几千年来所一直向往的就是可以拥有一块土地,让犹太民族能够在自己的土地上安全和幸福的生活。犹太民族在经受了2000多年的颠沛流离和残酷屠杀后,悲惨的历史和二战中欧洲数百万犹太人的血终于换到了全世界的同情,通过联合国的决议,在战后中东的一小块土地上成立了一个独立的犹太国家——以色列。

处在阿拉伯国家包围中的以色列从建国起就陷入了与周边阿拉伯国家的长期战争,阿拉伯国家发动的以毁灭以色列为目标的几次中东战争激烈而残酷,弱小的以色列一直挣扎在战败就意味着灭亡的边缘。犹太民族悲惨的历史经历和曾经流过的血,使以色列为了生存而采取了十分强硬的手段,地小人少的以色列建立起了一支称雄中东的强悍的武装力量,并在与阿拉伯联军的持续战争中保持着不败的战绩。几次中东战争的胜利证明了以色列的军队是个可以创造奇迹的军队,以色列的军队依靠高素质的军人、先进的装备和强悍的主动攻击精神保证了世界上唯一的犹太国家的安全。

以色列在建国伊始就为了国家和民族的生存与阿拉伯联军进行战斗,以色列在战争的开始阶段就经受到国外军事禁运的打击,以色列军队被迫用收集到的国外已经淘汰的落后装备来武装军队。在经历过建国初期的困难情况和60年代法国切断对以色列军事供应给以色列军队装备和建设上带来的巨大冲击后,以色列政府和军方都感受到了军备自主对国防安全的重要意义,以色列即使在得到美国全面的军事援助之后也没有放弃军事装备自给的努力。以色列军事工业经过几十年的持续发展已经建立起了一个足以支持局部战争需要的,门类齐全、技术先进的国防工业体系,为陆、海、空军提供了一系列现代化的先进装备,以色列国防工业所发展的装备不但装备了以色列军队,而且还向国外大量的出口,甚至将武器出口到了世界军事力量最强大的美国。

以色列从建国开始就一直处于紧张的战争状态中,长期的战争让以色列军队积累了丰富的实战和装备使用经验,通过实战获得的经验在以色列国防工业系统研制和改装的武器中都有明显的体现,可以说以色列的军事装备研制是最贴近军人在战场的实际需要的。以色列狭小的国土面积和四面受敌的军事形势使以色列几乎没有防御的纵深,以色列军队确定了只有进行积极的进攻作战才是保护以色列安全唯一手段的战略思想,以色列军事作战思想一直是建立在积极进攻的基础上,这个军事思想也在以色列军事装备发展过程中得到了充分体现。在以色列研制的各种装备中,有的成功服役并在战场上大展身手,有的却因为种种原因而没有完成,在没有完成研制的以色列军事装备中最著名的就要属本文介绍的“狮”式战斗机。

以色列空军依靠先进的装备和高素质的空、地勤人员,在历次中东战争中都发挥了决定性的作用,在以色列空军装备中除了引进的美、法先进战斗机外,由本国生产的先进飞机在空军装备中也占有重要的地位。以色列研制的“狮”式战斗机虽然没有最终完成整个发展过程,但是作为以色列航空工业曾经达到的最高成就,一直得到以色列国内和国际航空界广泛的关注。以色列研制的“狮”式战斗机的基础设计十分先进,在气动和结构设计方面即使在停止研制近20年后的现在也没有落后,仍然具备与现代先进作战飞机正面对抗的能力,“狮”式战斗机在技术上取得的成就十分显著。“狮”式战斗机虽然因为非技术原因而停止了研制,但是现在重新审视“狮”式战斗机的研制过程,在飞机的技术特点和发展思想上仍然可以使我们得到很多的帮助和启发,“狮”式战斗机在技术上取得的经验和成就也可以为其他型号机型的发展所参考和借鉴。

发展过程

以色列空军早期的主要装备是由法国提供的战斗机,幻影III是当时中东地区最先进的战斗机,也是以色列保持对阿拉伯国家空中优势的基础。当法国政府受到中东产油国的压力而在1968年初宣布对以色列进行武器禁运后,以色列空军装备发展就受到了沉重的打击。为了维持空军装备的发展,保证空军对高性能战斗机的需要,以色列飞机工业公司根据获得的法国幻影战斗机和发动机的资料开始了在国内研制和生产“幼狮”战斗机的工作,结合仿制和独立研制技术的“幼狮”战斗机很快的装备了以色列空军,与从美国引进的F-4战斗机和A-4攻击机一起组成了新一代的以色列空军战斗机装备体系。在以色列空军从美国引进F-15和F-16之前,“幼狮”战斗机在以色列空军中承担着十分重要的制空和对地攻击任务。

以色列飞机工业公司在70年代初期就已经基本完成了“幼狮”战斗机的研制工作,当“幼狮”战斗机的原型机在1971年完成试飞工作后不久,以色列飞机工业公司就开始了对“幼狮”战斗机后继发展型号的研究工作,对“幼狮”战斗机后继发展型号的前期研究为“狮”式战斗机的发展创造了条件。从1971年开始提出“幼狮”战斗机后继发展型号的设计方案到“狮”式战斗机在1982年确定技术方案之间,以色列飞机工业公司的新机设计先后进行了4个型号发展阶段。这4个型号发展阶段的设计涵盖了简单设备的空中优势战斗机到复杂的中型双发先进多用途战斗机,以色列空军军事装备思想和战术需要的变化对飞机不同阶段的设计方案都造成了很大的影响,也在项目开始阶段就埋下了“狮”式战斗机最终失败的隐患。

第一阶段

以色列飞机工业公司对“幼狮”战斗机后继发展型号提出的第一个方案是以空空作战任务为主的空优型战斗机,对飞机设计所提出的要求是小机体、轻重量和低成本。最初的这个设计方案基本保持了“幼狮”战斗机的气动设计不变,仍然采用了与“幼狮”战斗机类似的固定鸭翼和三角机翼近距离耦合的气动布局,在机翼设计中应用了当时已经开始试验的涡升力技术来提高飞机的空战机动性能。以色列飞机工业公司最开始提出的这个方案从总体上来看比较保守,技术难度也不大,但是这个方案的作战性能与已经开始投入以色列空军装备使用的“幼狮”战斗机相比提高有限,效费比也并不比“幼狮”战斗机的改进型C2和C7好,所以这个设计方案很快就停止了研制。

从这个设计方案的技术要求上来看,以色列飞机工业公司对飞机所提出的技术要求还是比较保守的,与“幼狮”战斗机的改进型并没有什么不同,当“幼狮”C2开始出现后,这个设计就已经没有任何的意义了。正是因为“幼狮”战斗机改进型的完成,使以色列飞机工业公司开始在第一个方案的基础上研制作战性能更好的机型,开始了新机研制的第二个阶段。

涡升力:通过在机翼上进行有针对性的结构设计,在机翼流场中捕获和控制一个稳定的自由涡腔,使脱体涡流形成的自由涡稳定的附着在机翼固定的区域中,通过利用稳定的脱体涡流为飞机大迎角机动提供足够的升力,涡升力形成的升力在理论上可以达到机翼总升力的30%。涡升力的利用扩大了高速飞机可用升力和迎角范围,大幅度的提高战斗机的空战机动性能。

第二阶段

第二个阶段的设计方案仍然保持了“幼狮”战斗机的基本气动设计特点,在技术特点上属于应用先进技术对“幼狮”战斗机进行大规模改进的设计。新的设计项目力图大幅度的提高飞机的综合作战性能,使新飞机的对空和对地攻击能力都超过从美国引进的F-4“鬼怪”战斗机。

新飞机设计方案针对“幼狮”战斗机的设计特点,在保持基本气动设计和结构不变的前提下,主要集中在5个方面进行改进和提高。在动力系统选择上采用了美国当时正在为第三代先进战斗机研制的F100先进涡轮风扇发动机,设计方案的动力系统减轻了结构重量的同时大幅度的提高了推力,动力系统的改善使第二阶段的新机在整机推重比上比“幼狮”战斗机有了很大程度的提高。为了适应动力系统的变化,还对“幼狮”战斗机的后机身按照新发动机的规格进行了重新设计。在飞行控制技术上准备采用电传操纵和随控布局控制(CCV)技术,以色列对这个型号的飞行控制系统方面所准备采用的技术,甚至超过了美国当时最好的F-15和F-16战斗机。

新机机翼的翼形与“幼狮”战斗机相同,机翼的翼展比“幼狮”战斗机的机翼有所提高,增加的机翼面积使新机在起飞重量和外挂载荷大幅度增加的同时还保持着极好的空战机动性能,应用新技术对飞机的结构进行的改进设计将飞机的设计使用过载提高到了9G。方案二的新机设计中全面的更新了航空电子设备,应用了改进设计的雷达和火力控制系统,使飞机具备了比较完善的全天候对空和对地攻击能力,使新设计方案的空战机动性能和对地攻击能力都比“幼狮”战斗机有很大的提高。新设计方案的综合性能接近第三代战斗机的标准,在10000英尺高度上的稳定盘旋角速度可以达到F-16A战斗机的80%,瞬间盘旋角速度比F-16A战斗机高17%,综合空战机动性能基本上达到了与F-16A战斗机类似的标准。以攻势作战思想为指导的以色列空军十分重视空军战斗机的对地攻击能力,第二阶段的设计方案在对地攻击能力上的要求超过了美国F-16A战斗机, 7个外挂点在执行对地攻击任务的时候可以挂带的外挂载荷达到了6700公斤,超过了F-16A使用9个外挂点的5500公斤外挂载荷。虽然设计方案二在挂带8枚500磅炸弹执行低-低-高作战剖面时的标准载荷航程只有F-16A的80%,不过因为设计方案2具有更加大的有效外挂载荷,所以当标准任务弹药相同的情况下,设计方案2可以挂载比F-16A更大的副油箱(类似法国为幻影2000开发的大容量油箱),基本航程小的弱点在实际作战使用中的表现并不明显。

这一时期所提出的设计方案二的设计作战性能比“幼狮”战斗机有了很大的提高,综合性能明显的超过了第二代战斗机普遍的技术标准。虽然在该方案提交给以色列空军进行审核的时候,以色列空军决策单位以设计方案二在综合性能上不如引进的F-16A战斗机的理由而否决了这个设计方案,但是设计方案二在技术上却是以色列飞机工业公司将“幼狮”战斗机的替代方案由早期简单的低成本制空战斗机向先进的多用途战斗机转变的开始。以色列空军对第二设计方案的反应,使以色列飞机工业公司在设计方案的后续发展中就开始将超越F-16作为设计参考的标准和目标,这个设计思想的转变直接对后续的设计发展造成了明显的影响。

第三方案

因为以色列飞机工业公司提出的设计方案二中的战斗机设计,因为被以色列空军用综合技术性能不如F-16战斗机的理由否决,所以以色列飞机工业公司的设计人员和决策单位都确定,要让以色列空军支持自主发展的飞机设计,就必须使新机设计方案大幅度的超过美国的F-16A战斗机,这个思想使“幼狮”战斗机替代型号的设计方案迅速的转变为对高性能先进战斗机的追求。

鉴于“幼狮”战斗机的气动设计已经没有办法满足超越F-16A的需要,以色列飞机工业公司在设计方案三中完全的放弃了在“幼狮”战斗机的设计基础上进行改进设计的思路,在飞机结构和气动与动力系统的选择上进行了全新的设计。为了进一步提高新机的动力性能,在设计方案三中不再采用原来的单发动机设计,而应用了采用2台中等推力发动机的双发动设计构型,项目候选的发动机为“狂风”战斗轰炸机使用的RB199和F/A-18战斗机上使用的F404先进涡轮风扇发动机。双发动机设计为设计方案三提供了更好的动力性能,可以使飞机拥有更大的起飞重量和有效载荷,在机体内部空间和航程上都比单发动机设计有明显的提高。通过双发动机为飞机性能上带来的改进可以大幅度的提高飞机的综合作战能力,使飞机在综合作战性能上达到全面的超越了F-16A的标准,满足以色列空军对高性能战斗机的性能要求,采用双发动机的方案设计被称为“狮子”(ARIE)。

新设计方案仍然采用了鸭翼加三角机翼的气动设计,为了满足以色列空军对高性能作战飞机的要求,以色列飞机工业公司对不同的机翼、鸭翼和垂尾的外形与安装位置进行了反复的试验。在飞机翼面设计和进气道匹配的试验工作中,以色列飞机工业公司发现进气道的位置越低,飞机大迎角和大侧滑角飞行性能就越好,这个发现为设计方案最终采用机腹进气道建立了理论基础。

因为双发动机设计方案中所选择的发动机都为涡轮风扇式,涡轮风扇发动机对进气道诱发的气流畸变的影响比较敏感,为提高飞机在大迎角姿态下的抗气流畸变性能,以色列飞机工业公司对与“幼狮”战斗机相同的带可动中心锥的轴对称进气道、二元可调节进气道和固定的皮托管式进气道进行了长时间的对比试验。通过试验发现,采用固定皮托管式进气道的畸变参数明显的优于带可动中心锥的轴对称进气道,而且随着飞机迎角的增加,这一优势更加明显。当飞机迎角达到30度时,采用固定的皮托管式进气道的畸变参数只有“幼狮”战斗机的轴对称进气道的四分之一,即使与经过专门改进设计的轴对称进气道相比也有明显的优势。

“狮子”设计方案对不同气动布局和进气道设计配合方案进行的风洞试验,使以色列飞机工业公司初步的掌握了利用鸭式气动布局设计先进作战飞机的气动特点和技术要求。“狮子”设计方案采用了与鸭翼近距离耦合的带翼尖挂架的三角机翼设计和两侧肋下进气道,“狮子”的机载武器为1门30毫米航炮,外挂架上还可以携带空-空导弹和激光/电视制导炸弹、战术导弹、普通炸弹和火箭等对地攻击武器,较大的体积和充沛的动力使“狮子”的设计外挂载荷可以达到7吨。经过对“狮子”设计方案的综合评价,以色列飞机工业公司的设计人员认为新机的综合性能完全可以超越F-16A,甚至能够达到或者超过F/A-18战斗机的性能标准,完全可以满足以色列空军对飞机性能所提出的最为苛刻的要求,以色列国家安全和外交委员会据此在1978年提出了动员一切资源和力量开始“狮子”设计方案全尺寸样机发展的建议。在“狮子”设计方案即将进入全面发展的时候,原设计方案中所存在的问题也开始陆续的表现了出来,在“狮子”设计方案的技术发展和细化设计的过程中,因为需要飞机同时满足空-空和空-地作战任务的要求,这就使设计方案中的飞机变的越来越重,结构也越来越复杂,最终导致这个设计方案在经济上超过了以色列军事预算可以承担的范围,双发动机的设计方案在1979年最终因为预算方面所存在的问题而被否决。“狮子”设计方案是在“狮”式飞机设计过程中最复杂,作战性能最先进和全面的机型,虽然受经济限制而没有完成,但是在这个设计方案进行过程中所做的试验和研究,为最终的LO-33设计方案打下了很好的技术基础。“狮”式战斗机的发展和经验

犹太民族是一个产生过马克思、爱因斯坦、列宁等很多改变历史的著名人物的伟大民族,犹太民族也是个长期被悲惨命运所伴随的民族,犹太民族在历史上也经历过无数次残酷的屠杀和迫害。犹太民族在几千年来所一直向往的就是可以拥有一块土地,让犹太民族能够在自己的土地上安全和幸福的生活。犹太民族在经受了2000多年的颠沛流离和残酷屠杀后,悲惨的历史和二战中欧洲数百万犹太人的血终于换到了全世界的同情,通过联合国的决议,在战后中东的一小块土地上成立了一个独立的犹太国家——以色列。

处在阿拉伯国家包围中的以色列从建国起就陷入了与周边阿拉伯国家的长期战争,阿拉伯国家发动的以毁灭以色列为目标的几次中东战争激烈而残酷,弱小的以色列一直挣扎在战败就意味着灭亡的边缘。犹太民族悲惨的历史经历和曾经流过的血,使以色列为了生存而采取了十分强硬的手段,地小人少的以色列建立起了一支称雄中东的强悍的武装力量,并在与阿拉伯联军的持续战争中保持着不败的战绩。几次中东战争的胜利证明了以色列的军队是个可以创造奇迹的军队,以色列的军队依靠高素质的军人、先进的装备和强悍的主动攻击精神保证了世界上唯一的犹太国家的安全。

以色列在建国伊始就为了国家和民族的生存与阿拉伯联军进行战斗,以色列在战争的开始阶段就经受到国外军事禁运的打击,以色列军队被迫用收集到的国外已经淘汰的落后装备来武装军队。在经历过建国初期的困难情况和60年代法国切断对以色列军事供应给以色列军队装备和建设上带来的巨大冲击后,以色列政府和军方都感受到了军备自主对国防安全的重要意义,以色列即使在得到美国全面的军事援助之后也没有放弃军事装备自给的努力。以色列军事工业经过几十年的持续发展已经建立起了一个足以支持局部战争需要的,门类齐全、技术先进的国防工业体系,为陆、海、空军提供了一系列现代化的先进装备,以色列国防工业所发展的装备不但装备了以色列军队,而且还向国外大量的出口,甚至将武器出口到了世界军事力量最强大的美国。

以色列从建国开始就一直处于紧张的战争状态中,长期的战争让以色列军队积累了丰富的实战和装备使用经验,通过实战获得的经验在以色列国防工业系统研制和改装的武器中都有明显的体现,可以说以色列的军事装备研制是最贴近军人在战场的实际需要的。以色列狭小的国土面积和四面受敌的军事形势使以色列几乎没有防御的纵深,以色列军队确定了只有进行积极的进攻作战才是保护以色列安全唯一手段的战略思想,以色列军事作战思想一直是建立在积极进攻的基础上,这个军事思想也在以色列军事装备发展过程中得到了充分体现。在以色列研制的各种装备中,有的成功服役并在战场上大展身手,有的却因为种种原因而没有完成,在没有完成研制的以色列军事装备中最著名的就要属本文介绍的“狮”式战斗机。

以色列空军依靠先进的装备和高素质的空、地勤人员,在历次中东战争中都发挥了决定性的作用,在以色列空军装备中除了引进的美、法先进战斗机外,由本国生产的先进飞机在空军装备中也占有重要的地位。以色列研制的“狮”式战斗机虽然没有最终完成整个发展过程,但是作为以色列航空工业曾经达到的最高成就,一直得到以色列国内和国际航空界广泛的关注。以色列研制的“狮”式战斗机的基础设计十分先进,在气动和结构设计方面即使在停止研制近20年后的现在也没有落后,仍然具备与现代先进作战飞机正面对抗的能力,“狮”式战斗机在技术上取得的成就十分显著。“狮”式战斗机虽然因为非技术原因而停止了研制,但是现在重新审视“狮”式战斗机的研制过程,在飞机的技术特点和发展思想上仍然可以使我们得到很多的帮助和启发,“狮”式战斗机在技术上取得的经验和成就也可以为其他型号机型的发展所参考和借鉴。

发展过程

以色列空军早期的主要装备是由法国提供的战斗机,幻影III是当时中东地区最先进的战斗机,也是以色列保持对阿拉伯国家空中优势的基础。当法国政府受到中东产油国的压力而在1968年初宣布对以色列进行武器禁运后,以色列空军装备发展就受到了沉重的打击。为了维持空军装备的发展,保证空军对高性能战斗机的需要,以色列飞机工业公司根据获得的法国幻影战斗机和发动机的资料开始了在国内研制和生产“幼狮”战斗机的工作,结合仿制和独立研制技术的“幼狮”战斗机很快的装备了以色列空军,与从美国引进的F-4战斗机和A-4攻击机一起组成了新一代的以色列空军战斗机装备体系。在以色列空军从美国引进F-15和F-16之前,“幼狮”战斗机在以色列空军中承担着十分重要的制空和对地攻击任务。

以色列飞机工业公司在70年代初期就已经基本完成了“幼狮”战斗机的研制工作,当“幼狮”战斗机的原型机在1971年完成试飞工作后不久,以色列飞机工业公司就开始了对“幼狮”战斗机后继发展型号的研究工作,对“幼狮”战斗机后继发展型号的前期研究为“狮”式战斗机的发展创造了条件。从1971年开始提出“幼狮”战斗机后继发展型号的设计方案到“狮”式战斗机在1982年确定技术方案之间,以色列飞机工业公司的新机设计先后进行了4个型号发展阶段。这4个型号发展阶段的设计涵盖了简单设备的空中优势战斗机到复杂的中型双发先进多用途战斗机,以色列空军军事装备思想和战术需要的变化对飞机不同阶段的设计方案都造成了很大的影响,也在项目开始阶段就埋下了“狮”式战斗机最终失败的隐患。

第一阶段

以色列飞机工业公司对“幼狮”战斗机后继发展型号提出的第一个方案是以空空作战任务为主的空优型战斗机,对飞机设计所提出的要求是小机体、轻重量和低成本。最初的这个设计方案基本保持了“幼狮”战斗机的气动设计不变,仍然采用了与“幼狮”战斗机类似的固定鸭翼和三角机翼近距离耦合的气动布局,在机翼设计中应用了当时已经开始试验的涡升力技术来提高飞机的空战机动性能。以色列飞机工业公司最开始提出的这个方案从总体上来看比较保守,技术难度也不大,但是这个方案的作战性能与已经开始投入以色列空军装备使用的“幼狮”战斗机相比提高有限,效费比也并不比“幼狮”战斗机的改进型C2和C7好,所以这个设计方案很快就停止了研制。

从这个设计方案的技术要求上来看,以色列飞机工业公司对飞机所提出的技术要求还是比较保守的,与“幼狮”战斗机的改进型并没有什么不同,当“幼狮”C2开始出现后,这个设计就已经没有任何的意义了。正是因为“幼狮”战斗机改进型的完成,使以色列飞机工业公司开始在第一个方案的基础上研制作战性能更好的机型,开始了新机研制的第二个阶段。

涡升力:通过在机翼上进行有针对性的结构设计,在机翼流场中捕获和控制一个稳定的自由涡腔,使脱体涡流形成的自由涡稳定的附着在机翼固定的区域中,通过利用稳定的脱体涡流为飞机大迎角机动提供足够的升力,涡升力形成的升力在理论上可以达到机翼总升力的30%。涡升力的利用扩大了高速飞机可用升力和迎角范围,大幅度的提高战斗机的空战机动性能。

第二阶段

第二个阶段的设计方案仍然保持了“幼狮”战斗机的基本气动设计特点,在技术特点上属于应用先进技术对“幼狮”战斗机进行大规模改进的设计。新的设计项目力图大幅度的提高飞机的综合作战性能,使新飞机的对空和对地攻击能力都超过从美国引进的F-4“鬼怪”战斗机。

新飞机设计方案针对“幼狮”战斗机的设计特点,在保持基本气动设计和结构不变的前提下,主要集中在5个方面进行改进和提高。在动力系统选择上采用了美国当时正在为第三代先进战斗机研制的F100先进涡轮风扇发动机,设计方案的动力系统减轻了结构重量的同时大幅度的提高了推力,动力系统的改善使第二阶段的新机在整机推重比上比“幼狮”战斗机有了很大程度的提高。为了适应动力系统的变化,还对“幼狮”战斗机的后机身按照新发动机的规格进行了重新设计。在飞行控制技术上准备采用电传操纵和随控布局控制(CCV)技术,以色列对这个型号的飞行控制系统方面所准备采用的技术,甚至超过了美国当时最好的F-15和F-16战斗机。

新机机翼的翼形与“幼狮”战斗机相同,机翼的翼展比“幼狮”战斗机的机翼有所提高,增加的机翼面积使新机在起飞重量和外挂载荷大幅度增加的同时还保持着极好的空战机动性能,应用新技术对飞机的结构进行的改进设计将飞机的设计使用过载提高到了9G。方案二的新机设计中全面的更新了航空电子设备,应用了改进设计的雷达和火力控制系统,使飞机具备了比较完善的全天候对空和对地攻击能力,使新设计方案的空战机动性能和对地攻击能力都比“幼狮”战斗机有很大的提高。新设计方案的综合性能接近第三代战斗机的标准,在10000英尺高度上的稳定盘旋角速度可以达到F-16A战斗机的80%,瞬间盘旋角速度比F-16A战斗机高17%,综合空战机动性能基本上达到了与F-16A战斗机类似的标准。以攻势作战思想为指导的以色列空军十分重视空军战斗机的对地攻击能力,第二阶段的设计方案在对地攻击能力上的要求超过了美国F-16A战斗机, 7个外挂点在执行对地攻击任务的时候可以挂带的外挂载荷达到了6700公斤,超过了F-16A使用9个外挂点的5500公斤外挂载荷。虽然设计方案二在挂带8枚500磅炸弹执行低-低-高作战剖面时的标准载荷航程只有F-16A的80%,不过因为设计方案2具有更加大的有效外挂载荷,所以当标准任务弹药相同的情况下,设计方案2可以挂载比F-16A更大的副油箱(类似法国为幻影2000开发的大容量油箱),基本航程小的弱点在实际作战使用中的表现并不明显。

这一时期所提出的设计方案二的设计作战性能比“幼狮”战斗机有了很大的提高,综合性能明显的超过了第二代战斗机普遍的技术标准。虽然在该方案提交给以色列空军进行审核的时候,以色列空军决策单位以设计方案二在综合性能上不如引进的F-16A战斗机的理由而否决了这个设计方案,但是设计方案二在技术上却是以色列飞机工业公司将“幼狮”战斗机的替代方案由早期简单的低成本制空战斗机向先进的多用途战斗机转变的开始。以色列空军对第二设计方案的反应,使以色列飞机工业公司在设计方案的后续发展中就开始将超越F-16作为设计参考的标准和目标,这个设计思想的转变直接对后续的设计发展造成了明显的影响。

第三方案

因为以色列飞机工业公司提出的设计方案二中的战斗机设计,因为被以色列空军用综合技术性能不如F-16战斗机的理由否决,所以以色列飞机工业公司的设计人员和决策单位都确定,要让以色列空军支持自主发展的飞机设计,就必须使新机设计方案大幅度的超过美国的F-16A战斗机,这个思想使“幼狮”战斗机替代型号的设计方案迅速的转变为对高性能先进战斗机的追求。

鉴于“幼狮”战斗机的气动设计已经没有办法满足超越F-16A的需要,以色列飞机工业公司在设计方案三中完全的放弃了在“幼狮”战斗机的设计基础上进行改进设计的思路,在飞机结构和气动与动力系统的选择上进行了全新的设计。为了进一步提高新机的动力性能,在设计方案三中不再采用原来的单发动机设计,而应用了采用2台中等推力发动机的双发动设计构型,项目候选的发动机为“狂风”战斗轰炸机使用的RB199和F/A-18战斗机上使用的F404先进涡轮风扇发动机。双发动机设计为设计方案三提供了更好的动力性能,可以使飞机拥有更大的起飞重量和有效载荷,在机体内部空间和航程上都比单发动机设计有明显的提高。通过双发动机为飞机性能上带来的改进可以大幅度的提高飞机的综合作战能力,使飞机在综合作战性能上达到全面的超越了F-16A的标准,满足以色列空军对高性能战斗机的性能要求,采用双发动机的方案设计被称为“狮子”(ARIE)。

新设计方案仍然采用了鸭翼加三角机翼的气动设计,为了满足以色列空军对高性能作战飞机的要求,以色列飞机工业公司对不同的机翼、鸭翼和垂尾的外形与安装位置进行了反复的试验。在飞机翼面设计和进气道匹配的试验工作中,以色列飞机工业公司发现进气道的位置越低,飞机大迎角和大侧滑角飞行性能就越好,这个发现为设计方案最终采用机腹进气道建立了理论基础。

因为双发动机设计方案中所选择的发动机都为涡轮风扇式,涡轮风扇发动机对进气道诱发的气流畸变的影响比较敏感,为提高飞机在大迎角姿态下的抗气流畸变性能,以色列飞机工业公司对与“幼狮”战斗机相同的带可动中心锥的轴对称进气道、二元可调节进气道和固定的皮托管式进气道进行了长时间的对比试验。通过试验发现,采用固定皮托管式进气道的畸变参数明显的优于带可动中心锥的轴对称进气道,而且随着飞机迎角的增加,这一优势更加明显。当飞机迎角达到30度时,采用固定的皮托管式进气道的畸变参数只有“幼狮”战斗机的轴对称进气道的四分之一,即使与经过专门改进设计的轴对称进气道相比也有明显的优势。

“狮子”设计方案对不同气动布局和进气道设计配合方案进行的风洞试验,使以色列飞机工业公司初步的掌握了利用鸭式气动布局设计先进作战飞机的气动特点和技术要求。“狮子”设计方案采用了与鸭翼近距离耦合的带翼尖挂架的三角机翼设计和两侧肋下进气道,“狮子”的机载武器为1门30毫米航炮,外挂架上还可以携带空-空导弹和激光/电视制导炸弹、战术导弹、普通炸弹和火箭等对地攻击武器,较大的体积和充沛的动力使“狮子”的设计外挂载荷可以达到7吨。经过对“狮子”设计方案的综合评价,以色列飞机工业公司的设计人员认为新机的综合性能完全可以超越F-16A,甚至能够达到或者超过F/A-18战斗机的性能标准,完全可以满足以色列空军对飞机性能所提出的最为苛刻的要求,以色列国家安全和外交委员会据此在1978年提出了动员一切资源和力量开始“狮子”设计方案全尺寸样机发展的建议。在“狮子”设计方案即将进入全面发展的时候,原设计方案中所存在的问题也开始陆续的表现了出来,在“狮子”设计方案的技术发展和细化设计的过程中,因为需要飞机同时满足空-空和空-地作战任务的要求,这就使设计方案中的飞机变的越来越重,结构也越来越复杂,最终导致这个设计方案在经济上超过了以色列军事预算可以承担的范围,双发动机的设计方案在1979年最终因为预算方面所存在的问题而被否决。“狮子”设计方案是在“狮”式飞机设计过程中最复杂,作战性能最先进和全面的机型,虽然受经济限制而没有完成,但是在这个设计方案进行过程中所做的试验和研究,为最终的LO-33设计方案打下了很好的技术基础。
从LO-33到“狮”

以色列飞机工业公司在经历过“狮子”设计方案的失败后,清楚的看到了大尺寸规格的战斗机即使在性能上无可挑剔,在预算上却无法到以色列空军装备决策单位的认可,而F-16A战斗机的实际引进也使设计新飞机代替F-16A的企图不再具有任何意义,以色列飞机工业公司的设计人员只能重新开始把飞机研制的重点转向小尺寸的轻型单发多用途战斗机。

根据前三个阶段的设计经验,以色列飞机工业公司以代替以色列空军装备的A-4攻击机和“幼狮”战斗机为目标,提出了被称为LO-33的新设计方案。LO-33设计方案仍然采用鸭翼加三角机翼的气动布局设计,近距离耦合的翼面布置与腹下进气道设计确定了“狮”式战斗机的基本布局,飞机的发动机采用了设计方案三所选择的中等推力的RB199和F404涡轮风扇发动机。LO-33设计方案在对地攻击性能上超过了以色列空军装备的A-4攻击机和“幼狮”战斗机,与规格尺寸更大的F-4“鬼怪”战斗机相当,在执行短程攻击任务时的航程载荷性能上还超过了F-4“鬼怪”战斗机。LO-33结合了先进的气动布局设计和小机体规格所带来的低成本优势,终于得到了以色列空军装备决策单位的青睐,在正式发展项目中被命名为“狮”式战斗机。

因为新型战斗机的发展必然需要投入大量的研究和发展经费,对现代化作战飞机研制费用上的投资要求是以色列依靠自己的国力所无法负担的,以色列政府在“狮”式战斗机的研制开始阶段就必须得到美国政府的支持来解决发展经费上所存在的困难。以色列政府在1979年公布LO-33的发展计划后就向美国保证,新设计的“狮”式战斗机是一种小型的低成本多用途战斗机,主要用来承担以近距离空中支援为主的对地攻击作战任务,“狮”式战斗机的研制目的是取代以色列空军装备序列中的A-4攻击机和“幼狮”、F-4“鬼怪”战斗机,“狮”式战斗机作为低端机型与以色列空军引进的F-15和F-16战斗机共同形成高-低搭配的装备体系。

根据以色列空军的设想,“狮”式战斗机将采购300架以代替空军装备体系中的全部“幼狮”、F-4“鬼怪”战斗机和A-4攻击机,以色列空军的战斗机装备体系在“狮”式战斗机完成后,将全部由先进的F-15、F-16战斗机和“狮”式战斗机组成。美国政府根据以色列政府所提出的要求,同意为“狮”式战斗机的研制提供经费和技术上的支持,并且在1980年4月同意向以色列“狮”式战斗机研制计划提供发动机,由美国提供的发动机解决了“狮”式战斗机研制过程中所面对的最重要的问题。

随着“狮”式战斗机项目设计工作的全面开展,以色列空军对“狮”式战斗机的设计也提出了越来越高的技术要求。以色列空军要求“狮”式战斗机的空战机动性能和防空巡逻能力不低于F-16A战斗机,外挂载荷和对地攻击作战半径不低于体积庞大的F-4“鬼怪”战斗机。除了对作战性能和技术指标所提出的要求之外,以色列空军还要求“狮”式战斗机拥有先进的雷达和火力控制系统,完善的电子对抗能力和高突防能力。从以色列空军对“狮”式战斗机所提出的要求可以看出,“狮”式战斗机由原方案设计中的低成本战斗机又一次走上了曾经失败过的以超越F-16A战斗机为目标的道路。 “狮”式战斗机在方案设计过程中出现这个改变的原因除了以色列政府和空军希望通过“狮”式战斗机的研制,能够从基础上提高本国航空工业的设计和生产能力外,也存在有现实的军事压力所产生的影响。“狮”式战斗机的设计目标原本是为了对付周边阿拉伯国家可能装备的由苏联提供的新型作战飞机,但是美国已经将先进的F-15和F-16战斗机提供给了沙特阿拉伯和埃及,以色列空军面对的空中对手不但有苏联先进作战飞机,而且还有可能将面对美国和法国生产的最先进的作战飞机,外部威胁环境的变化使以色列空军十分担心失去在战斗机技术上对阿拉伯国家所具有的优势,这应该是“狮”式战斗机设计中的性能要求迅速的转变为超越F-16A战斗机的主要原因。

以色列飞机工业公司为了满足以色列空军提出的性能要求,对早期的LO-33设计方案进行了优化和改进。“狮”式战斗机设计采用了经过长期预先研制所确定的近距离耦合的鸭翼加三角机翼气动布局设计,将“幼狮”的固定前翼改进为可动式前翼,并且在飞行控制系统设计中应用了数字式电传操纵系统。 “狮”式战斗机在结构设计中还吸收了引进的F-16A战斗机的设计特点,应用了固定的皮托管式进气道以提高发动机在大迎角下的抗畸变能力,采用与F-16A类似的翼身融合设计来提高飞机的结构强度和内部有效空间。因为对飞机作战性能要求上产生的变化,原来选定作为动力装置的F404发动机已经无法满足“狮”式战斗机对航空动力系统的性能要求,“狮”式战斗机必须使用推力更大的航空动力系统。以色列飞机工业公司为“狮”式战斗机最终选择了,美国在F-15、F-16战斗机上使用的F100涡轮风扇发动机的核心机基础上改进设计的PW1120涡轮喷气发动机,PW1120发动机比F404所增加的2吨推力极大的改善和提高了“狮”式战斗机的综合性能。

对“狮”式战斗机前期研制准备工作的评价

以色列飞机工业公司在“幼狮”战斗机刚刚完成试飞后就,紧随着就开始了“幼狮”战斗机替代型号的研制工作,从第一个设计方案的提出到最终完成了“狮”式战斗机设计的这几个阶段的发展过程可以看出,航空设计基础理论的发展和空军作战需求的变化对以色列飞机工业公司新机型号研制上产生了明显的影响。

在“幼狮”战斗机的替代型号方案刚刚提出的时候,因为以色列飞机工业公司在飞机研制上仍然处于比较稚嫩的阶段,所以提出的第一个设计方案是最为保守的,这个设计方案从总体上只是在“幼狮”战斗机的基础上利用先进的气动设计进行小幅度的改进,属于对“幼狮”战斗机进行小步渐改的方案。因为在综合性能上与改进的“幼狮”C2战斗机相比并不具备明显的优势,所以这个方案的失败从技术上来看是必然的,虽然应用涡升力可以提高飞机的升力系数,但是与“幼狮”C2增加的固定前翼所提高的40%升力系数比较起来,早期的设计方案不但表现不出气动上所具有的优势,而且新发展的涡升力技术与固定式鸭翼相比也具有更大的设计风险。

如果仅仅从技术条件和应用范围上来说,1974年开始的第二阶段设计是最有发展前途的。利用先进的动力和控制技术对“幼狮”战斗机成熟的设计进行改进,可以在保持一定的技术延续性的前提下大幅度的提高飞机的综合作战性能,这个设计思想与法国在幻影III战斗机气动设计的基础上应用先进航空技术改进设计出幻影2000具有异曲同工的思路。以色列飞机工业公司在设计方案二上进行的改进是全面的,在技术上也比较容易实现。“幼狮”战斗机的总体气动布局与幻影2000比较接近,电传操纵系统和高性能F100涡轮风扇发动机的使用又在根本上提高了飞机的综合性能。可以认为设计方案二如果能够成功的完成研制过程进入以色列空军的装备体系,将可以成为一种具有第三代战斗机典型特点,综合作战性能达到、甚至略超过幻影2000的先进机型。按照这个设计所完成的机型具有很强的对地攻击能力和高速防空拦截性能,在以色列空军装备体系中可以作为以色列空军装备的F-16A空中优势战斗机的有效补充,在资金和技术上也在以色列政府可以承担的范围之内。如果以色列空军在当时不是以F-16战斗机为标准否定了这个设计,那么设计方案二将很有可能发展成一个类似于幻影2000战斗机的大家族。因为设计方案二在基本设计和任务要求方面与以色列空军引进的F-16A战斗机之间不存在重叠,从综合作战性能的比较上看也和F-16A战斗机各有优势,而且装备了偏重对地攻击的设计方案二后,又可以将F-16A战斗机的战术使用集中在空中优势上,设计方案二在整体性能上更加符合以色列空军对“幼狮”战斗机后继型号的任务定位。

受到设计方案二因为性能不足而遭到空军否决的影响,以色列飞机工业公司在进行被称为“狮子”的设计方案中又走上了另外一个极端。“狮子”的设计方案从开始就是建立在超越F-16A战斗机的基本目标上,为此采用了以2台中等推力的涡轮风扇发动机为基础的双发动机中型战斗机的方案设计。航空动力系统上的变化使“狮子”的综合性能比之前的方案有了很大的提高,而且以色列飞机工业公司对“狮子”方案设计在气动、结构技术方面所进行的研究也十分的深入,整体设计环境上已经达到了可以进行全尺寸样机发展的比较完善的阶段。但是因为“狮子”的设计方案完全是建立在以性能牵引的设计指导思想上,这就使以色列在研究经费上完全无法负担如此先进和复杂的型号研制。对于以色列这样一个当时只有450万人口和200亿美元国民生产总值的小国来说,这样规模的项目是一个根本不可能完成的巨大负担,在经济上所存在的限制条件使双发动机“狮子”设计方案在开始研制的时候就已经预示着它最终的失败命运。

如果不是“狮子”设计方案完全脱离了现实的情况,那么可以说“狮子”设计方案在整体性能上是个比“狮”(LAVI)更加先进的设计。假设以色列有足够的资源来承担研制的费用,那么根据“狮子”所完成的基础设计方案上来看,这个型号最终将发展成一种类似法国“阵风”设计的先进型号,其综合性能将远远的超过F-16A战斗机,具有接近F-18C/D、“阵风”和EF2000的综合作战能力。根据与“狮子”设计方案类似的“阵风”和EF2000战斗机的研制情况来看,进行这样规格飞机型号的设计,在研制经费上的需要已经超过了以色列全部国防科研经费的总和,可以认为正是因为“狮子”设计方案的先进才造成了项目最后失败的命运。

以色列飞机工业公司在提出LO-33发展方案的时候就吸取了前几个阶段出现的问题和教训,对LO-33提出了一个比较合理的设计要求。在以色列飞机工业公司原来所进行的设计中,LO-33是架采用F404发动机的小尺寸、低成本的多用途战斗机,以色列空军正是受到了LO-33的小尺寸和低成本的吸引,才正式开始对LO-33发展项目的支持,并赋予了改进设计后的LO-33以“狮”(LAVI)的名称。可以说以色列政府和空军决策单位在“狮”(LAVI)式战斗机刚刚开始研制的时候,对新机的定位还保持着比较清醒的认识,“狮”(LAVI)式战斗机的基础设计思想确实是符合以色列空军客观需要和经济条件的,但是以色列空军对“狮”(LAVI)式战斗机提出的更高的技术要求彻底的毁掉了原本大有希望的设计。“狮”(LAVI)式战斗机在研制过程中变的更大、更重,也更加复杂,继“狮子”的失败之后又一次将飞机发展成为了以色列依靠自己的国力和技术能力所完全无法支撑,又无法得到国外支持的怪胎。正是由于以色列空军在LO-33发展到“狮”(LAVI)式战斗机的过程中所提出的高指标,把“狮”(LAVI)式战斗机推到了一个作战性能与F-16A战斗机重叠,但是在综合性价比等方面却无法和F-16A比较的尴尬地位,这也就成为了“狮”(LAVI)式战斗机发展项目最终失败的根源。

“狮”式战斗机研制的过程

当以色列政府因为经济上的原因而被迫将“狮子”研制计划下马后,以色列飞机工业公司开发的小尺寸LO-33被以色列空军选中为开发新型战斗机的基础,根据LO-33设计命名的“狮”式战斗机设计方案在1979年正式提出。

按照以色列政府和空军的早期计划,“狮”式战斗机是一种小尺寸、低成本的单发动机战斗机,主要用来进行格斗空战和对地攻击,“狮”式战斗机设计方案的动力系统预计选用从美国引进的F404发动机。以色列飞机工业公司虽然提出了“狮”式战斗机的设计方案,但是按照以色列飞机工业公司当时所具有的技术水平,是完全无法将“狮”式战斗机设计方案完善到真正实用的程度的,这就使以色列在新机的发展过程中必须要依靠外来的技术支持。

为了保证“狮”式战斗机的设计得以顺利开展,以色列飞机工业公司将“狮”式战斗机的机翼、动力系统和主要机载功能系统都外包给了国外的企业,以色列本国工业科研和生产单位主要负责对机体和航空电子设备的设计。以色列飞机工业公司原计划将已经在F-15、16和18战斗机上实际应用的材料、技术进行简单修改后就应用到飞机设计中,力图使“狮”式战斗机的设计建立在最成熟的技术和最低的成本基础之上。以色列政府在项目研制开始前估算的“狮”式战斗机研制预算为5.7亿美元,预计采购300架“狮”式战斗机时的单机成本价格为650万美元,这个成本价格标准明显的低于以色列由美国引进的F-16A战斗机。“狮”式战斗机的设计得到了美国政府从资金、气动设计、结构材料到航空动力上进行的全面支持,项目研制中对外国(主要的美国)资金和技术的依赖,使“狮”式战斗机研制项目从根本上是在一无资金保证,二无足够技术的基础上开始发展的,薄弱的基础使“狮”式战斗机发展的成败要受到很多外来因素的影响和决定。

以色列空军在“狮”式战斗机开始发展后不久就对“狮”式战斗机的战术性能要求进行了大幅度的提高,随着以色列空军对“狮”式战斗机制空和对地攻击能力要求的提高,飞机设计上采用的新技术和结构重量也在不断的增加。为提高性能所进行的改进设计使“狮”式战斗机的发展费用迅速的增加到10亿美元,不久之后又提高到了17亿美元。当“狮”式战斗机的研制费用开始出现严重超支的情况后,以色列政府在“狮”式战斗机研制中就已经面临力所不及的窘境。以色列政府在严重的经济压力下,曾经因为担心无法负担如此庞大的费用支出而在1981年暂时停止了“狮”式战斗机的研制计划,直到1982年才又一次重新确定要不惜一切代价来维持这个型号的发展。重新启动“狮”式战斗机研制计划最根本的原因是因为经过以色列的外交努力(同时也是因为美国对于中东政策的调整),美国政府同意以色列可以将美国提供的军事援助中的大部分资金用在以色列国内,这就使“狮”式战斗机最后预算中的17亿美元总研制经费中,美国政府通过军事援助的拨款来负担其中的10亿美元。美国在1984年就已经拨出5.5亿美元用在“狮”式战斗机的研制项目中,其中2.5亿美元更是直接提供给了以色列国内的相关研究单位。以色列从美国获得的资金支持保证了“狮”式战斗机的前期发展,但是也使“狮”式战斗机的命运紧紧的和美国政府的态度联系到了一起。美国政府内部对为“狮”式战斗机提供资金援助一直存在有明显的分歧,以色列政府内部的很多人也对是否可以完成这样庞大的新机研制计划心存疑虑。美国政府和以色列政府内部对“狮”式战斗机的争论几乎贯穿了“狮”式战斗机的整个发展过程,这些问题在“狮”式战斗机发展顺利的时候还不很明显,但是一旦研制计划出现重大的困难或者失误,这些争论的后果就会对“狮”式战斗机的发展造成致命的打击。

“狮”式战斗机采用了高度综合化的设计思想,在飞机结构设计和电子系统上都应用了当时最先进的设计和技术,大量先进技术的应用已经脱离了以色列航空工业本身所能够满足的技术标准,以色列政府为了确保能够解决技术上的问题,采取了将本国没有能力研制或者短时间内无法解决的设计项目和部件都由国外企业进行发展和解决的措施,将飞机翼面设计和制造工作委托美国格鲁门公司进行,动力系统采用了美国普拉特•惠特尼公司研制的PW1120加力涡轮喷气发动机,飞行控制计算机、环境控制系统、助力器、电力系统、液压系统和辅助动力装置都整体转包给了国外企业,以色列本国企业只负责机体部分设计与电子系统的设计和综合以尽可能的集中以色列国内的技术力量。以色列飞机工业公司的工作量只占“狮”式战斗机的总研制工作量的接近50%。大量国外设计和采购的部件和由美国提供的资金,使以色列并没有能够在“狮”式战斗机发展中真正的掌握主导地位。

以色列在“狮”式战斗机发展走上正轨后不久就发动了对黎巴嫩的战争,黎巴嫩战争消耗了以色列大量的国防经费,并且在以色列国内造成了严重的通货膨胀。以色列虽然在这场战争中取得了胜利,但是战争也给以色列的国民经济带来的巨大的压力和破坏,以色列政府为了缓和军事行动对国民经济的影响,从1983年开始大幅度的削减军费支出,国防费用的减少对以色列军事科研项目的发展带来了明显的影响。

为了在经费紧张的情况下保证“狮”式战斗机发展的资金需要,以色列政府一直采用限制其他军事科研项目投入的方法来弥补资金上存在的困难,这些因为“狮”式战斗机发展计划造成资金受限的科研项目覆盖了以色列三军的大量装备发展项目,甚至包括了以色列空军作战和装备改进所急需的大量项目。“狮”式战斗机研制对于其他军事技术发展项目的影响,使“狮”式战斗机在面对政治和经济压力的同时,在以色列军队内部也受到了越来越大的反弹,在曾经作为 “狮”式战斗机坚定的拥护者的以色列空军中,也开始出现了对“狮”式战斗机项目强烈的反对声音,“狮”式战斗机还没有首飞就已经开始陷入了内忧外患之中。

“狮”式战斗机的研制费用在各方面反对声音提高的同时也出现了明显的增加,美国政府对“狮”式战斗机研制计划所进行的预算结果证明,“狮”式战斗机在进入系统的试飞工作之前至少需要消耗17亿美元的研制费用,最高估计值有可能会达到25亿美元左右,要完成全部研制需要的研制费用还需要在这个基础上再增加十几亿美元的资金投入,继续进行“狮”式战斗机的研制计划需要美国每年向这个项目投入5.5亿美元的经济援助。“狮”式战斗机因为在研制费用上出现的严重超支,批生产型“狮”式战斗机的采购单价也从1979年项目提出时的650万美元提高到首飞前确定的2000到2200万美元,而当时由美国采购F-16A战斗机的单机价格只有1600万美元左右。即使是2000到2200万美元的单机价格也是建立在以色列空军保证采购300架“狮”式战斗机的基础上,而以色列空军因为大量采购F-15和F-16战斗机,只能在空军装备系统中装备最多150架的“狮”式战斗机,以色列空军装备数量的减少将使“狮”式战斗机的单价有可能增加到3500到4500万美元,这个价格标准已经超过了美国同时期生产的F-15双发重型战斗机的采购价格,“狮”式战斗机这样高昂的成本价格即使是美国空军也是无法负担的。

“狮”式战斗机因为在发展资金和成本价格上存在的问题,使“狮”式战斗机的研制和装备需要依靠美国政府提供的资金来完成,而美国政府已经再也无法容忍将军事援助的大量资金投入到这样一个烧钱的机器之中。美国政府在项目发展后期拒绝了以色列政府提出的为“狮”式战斗机项目增加军事援助的要求,并且不允许以色列通过出口装有美国部件的军机来筹集“狮”式战斗机的研制经费,同时开始冻结军事援助中关于“狮”式战斗机发展项目的资金。美国政府态度的变化决定了“狮”式战斗机的命运,“狮”式战斗机在1986年12月31日首飞前就已经在事实上被宣布下马了,仅仅在“狮”式战斗机首飞后的第5天,以色列的国防部官员就从美国带回了美国政府对以色列取消“狮”式战斗机发展项目后所提出的补偿建议,美国政府提出的这5条建议实际上断送了“狮”式战斗机最后的生路。
这5条建议都是按照以色列空军最初的300架装备数量需求而提出的,主要内容是:

1:美国和以色列联合生产300架AV-8B垂直/短距起降战斗机,每架飞机单价2080万美元,总的生产经费为74.28亿美元。

2:以色列购买250架AV-8B垂直/短距起降战斗机,单机价格2140万美元,另外购买50架F-15E战斗机,单机价格2760万美元,整个计划费用为81.94亿美元。

3:以色列飞机工业公司引进技术在国内生产F-16C/D战斗机,以色列国内生产的F-16C/D单机价格为1460万美元,计划总经费为48.62亿美元。

4:以色列飞机工业公司引进技术制造F-16C/D战斗机,机上安装为“狮”式战斗机所发展的航空电子设备,飞机单价预计为1690万美元,项目总经费58.42亿美元。

5:以色列购买或者引进技术生产300架F/A-18,飞机单价2710万美元,计划总经费为94.95亿美元。

美国提出的这5个方案都是建立在以色列空军必须采购300架飞机的基础上,用来代替以色列政府提出的“狮”式战斗机的装备要求,而且这5个计划方案所需要资金的绝大部分都可以由美国的军事援助提供。“狮”式战斗机如果达到同样的装备规模,总资金投入将远远超过100亿美元,比这些计划中的任何一项都要昂贵的多,而且以色列空军根本就没有能力购买和消化任何一个方案所需要采购的300架飞机。以色列如果无法得到美国政府在资金上的支持,实际上是无法完成“狮”式战斗机的研制的,以色列政府在内部经济困境和外部压力下,在经过了7次推迟决策时间后,终于在1987年8月30日决定停止以装备以色列空军为目标的“狮”式战斗机的研制计划。

对“狮”式战斗机停止研制原因的分析
以色列飞机工业公司在政府决定停止研制“狮”式战斗机的时候已经完成了2架样机,并且正在准备第3架全状态原型机的生产工作,停止项目研制的决定对以色列的航空工业在整体上造成了沉重的打击,不但使以色列新型战斗机的发展半途而废,而且以色列国内大量承担“狮”式战斗机研制和生产项目的企业都在经济上受到了较大的影响。“狮”式战斗机停止研制成为了以色列战斗机技术发展的分水岭,以色列航空工业从此就没有再进行过新型战斗机的发展工作。

对于“狮”式战斗机的发展过程进行分析,可以基本上将“狮”式战斗机停止研制的原因归纳为技术因素、资金因素和政治因素三大部分。

技术因素

以色列飞机工业公司在开始“狮”式战斗机研制的时候,在发展第三代先进战斗机所需要的技术储备上存在严重不足,以色列飞机工业公司所拥有的主要是长期战争中取得的实战和装备使用经验,对先进作战飞机基础设计要求和特点的掌握并不充分,对飞机设计中所需要的技术中存在有很多的弱点和空白。

以色列在开发“幼狮”战斗机的时候,以色列飞机工业公司的技术人员参与了法国达索公司幻影5的全程研制工作,对幻影5战斗机有很全面的了解,以色列情报机关从瑞士获得的幻影战斗机和配套发动机的设计图纸也为以色列飞机工业公司扫除了最后的技术障碍,使以色列飞机工业公司在开发“幼狮”战斗机时得以绕过了飞机研制中的全部技术瓶颈,以色列飞机工业公司对 “幼狮”战斗机的后期改进和开发基本上也属于型号改进的范畴。以色列飞机工业公司在对“幼狮”战斗机替代型号的发展过程中始终坚持鸭翼加三角机翼的气动设计,一方面是因为鸭翼加三角机翼在气动设计上所具有的技术优点,但是更重要的原因是因为以色列飞机工业公司也只对这种气动布局设计具有比较深刻的了解,有限的技术储备使以色列飞机工业公司根本不具备对不同气动设计进行全方位的探索和研究的能力。以色列飞机工业公司即使是在“狮”的研制过程中,也并没有全面的掌握飞机研制所需要的技术,以色列飞机工业公司在实际上并不具备独立支撑一个先进战斗机型号研制的能力。

技术上所存在的弱点使以色列飞机工业公司无法摆脱对美国的技术依赖,“狮”式战斗机的细化设计很多都是由美国公司完成和完善,尤其是最重要的翼面气动和结构设计与航空动力系统更是完全由美国完成。 “狮”式战斗机的机翼设计在出现技术问题的时候,以色列依靠本国的科研能力根本没有能力对问题进行解决, “狮”式战斗机直到项目终止时仍然在机翼设计上存在有严重的技术问题。以色列飞机工业公司在技术上存在的弱点使 “狮”式战斗机的研制和生产都要看美国的脸色,当美国停止资金和技术的支持后,即使是以色列能够找到足够的资金也无法独立完成项目的研制。

资金因素

以色列是个小国,国内年国民生产总值在上世纪80年代初期只有200多亿美元,而且还处在周边阿拉伯敌对国家的包围之中,在军事上存在的压力使以色列的国防开支在高峰期曾经达到年国民生产总值的三分之一,依靠以色列本国的经济力量根本无法支撑起与周边国家进行长时间军事对抗的需要。以色列在经济上存在严重困难的情况下,美国对以色列所提供的经济和军事援助的重要性是可想而知的,对于美国援助的依赖使美国政府的态度可以直接影响到以色列政府的决策。

以色列飞机工业公司1979年提出的“狮”式战斗机设计计划,还是按照低成本轻型战斗机为标准进行设计的,预计研制经费只有5.7亿美元,按照进度平均每年分摊费用约8000万美元,接近以色列年度军事经费的5%,虽然费用支出也很庞大,但是却保持在以色列政府有可能负担得起的范围内。随着“狮”式战斗机研制项目的开展,以色列空军提出的技术要求使“狮”式战斗机的发展费用,即使是进行最为保守的估计也已经增加到了原计划的三倍以上,研制费用上存在的巨大缺口迫使以色列政府必须要寻找到国外的资金帮助,美国对“狮”式战斗机投入的资金一方面解决了经费困难的燃眉之急,另一方面也使“狮”式战斗机研制的主导权逐渐转移到了美国的手中。

“狮”式战斗机经费超支的问题在进行到准备试飞的阶段时已经十分的严重。因为“狮”式战斗机的研究经费几乎全部由美国政府的军事援助提供,即使研制阶段完成后以色列政府也没有能力依靠自己的力量去采购“狮”式战斗机。美国政府预计当“狮”式战斗机批量生产后,以色列每年在这个项目上的拨款将超过10亿美元,而美国每年的军事援助额度只有18亿美元,这就意味着大量的美国援助将消耗在这一个项目上,而为保证以色列空军其他装备和其他兵种的装备采购和使用费用,势必需要美国继续增加军事援助的投入规模,这成为了美国政府向以色列施加压力强迫“狮”式战斗机停产的主要原因之一。

以色列政府虽然在美国的压力下已经确定不为空军装备“狮”式战斗机,但是还是计划完成“狮”式战斗机的研制以使以色列航空工业获得设计先进战斗机的经验和技术,并且利用“狮”式战斗机设计中所获得的技术收获加强飞机出口和改进其他飞机,但是以色列国防部在1987年后所进行的“狮”式战斗机后续研制计划受到了以色列空军强烈的反弹。美国在停止对“狮”式战斗机发展计划的资金支援之后,大量后续发展经费必须由以色列自己负担,而这些经费实际上是在以色列空军的装备发展费用中获得,这就使以色列空军将占用大量经费的“狮”式战斗机当成了装备“谋杀犯”来反对。以色列空军在“狮”式战斗机发展的后期就开始反对这个计划,当“狮”式战斗机的第三架原型机开始制造的时候,既无法得到“狮”式战斗机却又被“狮”式战斗机研制计划占用大量资金的以色列空军的愤怒终于爆发了。因为无法忍受在已经投入9000万美元的“狮”式战斗机B3号原型机上的继续投资,以色列空军在1988年通过停止在1架因故障损坏的F-15战斗机上进行的技术改造工作为手段,对以色列国防部长拉宾(Yitzhak Rabin)进行威胁,迫使以色列国防部不再用空军的经费来支持“狮”式战斗机的后行发展计划。以色列空军为了迫使国防部停止“狮”式战斗机的发展计划,以色列空军同意为F-15战斗机的改造计划提供2500万美元的资金支持,并且为以色列飞机公司参与“狮”式战斗机研制的400名技术人员提供新的工作项目。以色列空军的态度实际上将“狮”式战斗机仅有的一点生存的希望也彻底的消灭了,以色列飞机工业公司虽然用自己本身的资金来支持B3号原型机的生产,但是继续发展和完善“狮”式战斗机已经完全不可能了。

政治因素

“狮”式战斗机发展过程中的技术因素和资金因素所造成的影响,最终使美国掌握了“狮”式战斗机发展的决定权,美国政府的反对决定了“狮”式战斗机的最后命运。很多资料都认为美国迫使“狮”式战斗机下马的决定是因为担心“狮”式战斗机研制成功后,以色列出口的“狮”式战斗机会与美国战斗机争夺世界战斗机市场的份额,不过根据“狮”式战斗机研制中的情况来分析,这个原因并不是造成美国反对“狮”式战斗机的主要因素。“狮”式战斗机的动力系统和结构材料完全依赖美国的供应,如果美国反对以色列的出口意图,只要停止供应相应的成品就可以在根本上切断“狮”式战斗机的生产线。以色列对美国政治和经济支持的依赖也使以色列没有能力在决策中不顾及美国的意见,根据以色列独立研制的“幼狮”战斗机的出口情况和近年来以色列在美国的压力下停止与我国达成的A-50I预警机出口合同的事实来看,即使是由以色列自己独立研制的项目都无法自由的进行出口,何况是在美国支持下发展的“狮”式战斗机,所以说争夺战斗机市场的担心并不能成为主要的因素。美国政府压制“狮”式战斗机的发展空间的根本原因是在利益上所产生的冲突,因为美国政府和企业不能容忍以色列依靠美国提供的经费研制自己的战斗机,而以色列空军采购F-15和F-16战斗机的费用中的绝大部分还需要由美国政府负担。用美国资金研制的飞机不能为美国本国创造足够的就业机会,甚至还会影响到以色列采购飞机的速度,美国在“狮”式战斗机发展过程中等于是自己拿钱来影响自己国家的军机生产,而且以色列拥有独立军事工业生产能力也会给美国的中东政策带来不确定的因素。美国最终反对“狮”式战斗机研制计划的原因,归根结底还是为了本国的经济利益和在国家安全上控制住以色列。

除了这些外在因素的影响之外,因为“狮”式战斗机的研制占用了以色列空军大量现役装备的改进资金,而且美国将大比例的军事援助投入“狮”式战斗机的发展也使以色列空军换装F-15、16战斗机的速度受到了影响。“狮”式战斗机发展项目不但使以色列军队急需的装备更新受到了严重的影响,而且即使完成后的“狮”式战斗机的价格也是以色列空军所无法接受的,这样就在以色列空军这个“狮”式战斗机的最终用户内部也出现了越来越强烈的反对声音。

以色列政府为了尽可能的挽救“狮”式战斗机发展计划,曾经准备将1架原型机送到美国试飞,用来争取成为美国新一代对地攻击机的侯选机型并与美国合作生产,不过这个可以说是异想天开的计划也不出意外的在与F-16C/D的竞争中失利。“狮”式战斗机在经过多方面的努力后终于回天乏术,整机的研制计划彻底失败,。以色列飞机工业公司在整机的发展计划失败后,仍然利用了后期生产的第3架原型机来完成为“狮”式战斗机准备的航空电子系统的综合试验,以期尽量保持“狮”式战斗机的技术基础不会全部丧失。

如果“狮”式战斗机在设计中能够保持LO-33的设计要求,在发展费用上将比较容易得到保证,因为美国并没有类似的机型可以提供,应该也不会遇到美国如此强烈的反弹和压制,仍然有发展成功的很大可能。以色列空军如果不在设计过程中要求“狮”式战斗机的技术性能可以压制F-16A战斗机,“狮”式战斗机完全可以发展成为一种与JAS39类似的多用途轻型战斗机,用来替换以色列空军装备数量较多的A-4和“幼狮”飞机。 “狮”式战斗机在开始以F-16作为超越的目标的时候,以色列不但没有办法保证研制和装备300架的预期费用目标,而且“狮”式战斗机和F-16战斗机在很多技术和战术性能上也出现了重叠,在以色列空军已经装备了F-16战斗机之后再发展一种在性能和技术上与F-16类似的型号,从使用的角度可以说是一种非常明显的低效率重复投资,这才是研制后期甚至连以色列空军本身都成为了“狮”式战斗机的反对者的尴尬情况的原因。

与“狮”式战斗机可以进行对比的是瑞典发展的JAS-39战斗机,JAS-39战斗机的发展中没有片面的追求性能上的全面先进,而是通过合理的技术要求得到了一种现代化的战斗机。JAS-39战斗机不但能够适应瑞典空军在军事上的需要,而且还可以依靠在成本和性能上的平衡打开外销的市场,而“狮”式战斗机的技术要求在研制过程中不断出现变化和高新技术的过多应用,使整个计划的发展方向完全背离了以色列空军对新战斗机研制的初衷,将一个科学合理的装备发展项目变成了不切合实际的冒进,这才是导致了“狮”式战斗机发展项目失败的根本原因。

“狮”式战斗机的结构特点

“狮”式战斗机的研制虽然已经失败,但是作为以超越F-16为目标的新型战斗机,“狮”式战斗机在结构设计和性能上仍然表现出了很高的技术水平。以色列在进行“狮”式战斗机发展项目的时候就是采用了尽量利用美国在F-15、16、18战斗机上应用的成熟设计和技术,再结合以色列本国早期预研技术的设计思想。因为“狮”式战斗机的设计思想和战术应用环境与F-16战斗机之间存在很多的相似之处,所以“狮”式战斗机在发展过程中也重点借鉴了F-16战斗机的设计技术,这样就使“狮”式战斗机的设计中体现出了与F-16之间很强的联系。

“狮”式战斗机有较强的空中机动性能和比较强的外挂能力,可以担任争夺前线制空权和为攻击机护航的作战任务。以色列空军十分强调以攻击行动来杀伤和消耗对手的军事力量,这就使“狮”式战斗机的性能设计中不但要求有很强的制空作战能力,而且也提出了具有比较强的对地攻击能力的需要。为了有效的执行对地攻击的作战任务,“狮”式战斗机要具有7吨左右的载弹量和可以挂载多种对地攻击武器的能力。“狮”式战斗机要有较大的作战半径和续航时间,能够在带有对地攻击外挂武器的同时进行低空高速度突防作战,以色列空军的这些战术需要都在“狮”式战斗机设计上得到了很好的体现。

机身

“狮”式战斗机的机身设计是在前期“狮子”发展技术预研的基础上结合引进的F-16A战斗机的机身设计而成,“狮”式战斗机在总体设计上一改“幼狮”的“幻影”的遗传特点,体现出了很强的美国风格。“狮”式战斗机机身基本上采用了与F-16A类似的设计,只是通过对前机身部分的改进来扩大飞机前机身的体积,通过增大的前机身以安置改进设计的鸭式前翼。“狮”式战斗机的机头为椭圆形电介质非金属雷达天线罩,机体结构采用了常规的半硬壳式结构,主要结构件由框架、桁条和蒙皮构成。“狮”式战斗机的机体材料选择上同时采用了复合材料和金属材料,整体结构材料中以轻金属材料为主,只在机身部分蒙皮和非承力结构上应用了非金属复合材料。“狮”式战斗机的后机身采用了常规设计的插入式单垂直安定面,机腹两侧各有一块与F-16A战斗机的设计十分类似的腹鳍。
翼面

翼面是“狮”式战斗机设计中最有以色列风格,也是“狮”式战斗机和F-16区别最为明显的部分。“狮”式战斗机采用了近距离耦合的鸭翼加后掠三角翼的翼面设计,全动前置鸭翼的前缘后掠角为54度,鸭翼翼面前缘后掠角和翼面外形与主翼相同,用以保证前翼和主翼的脱体涡同向、等强以提高飞机的纵向安定性和操纵性。

“狮”式战斗机的后掠三角主翼采用了悬臂式下单翼布置方式,在翼面设计上没有采用F-16上应用的边条翼结构。“狮”式战斗机的机翼前缘和后缘都带有后掠角,机翼的前缘后掠角为54度,在前缘外侧的半翼展部分有可动襟翼,机翼后缘设置有全展长的襟副翼。从基本的空气动力学上来看,大后掠角三角机翼的机翼翼尖部分对飞机升力的贡献很小,而结构重量和气动上造成的消极影响要远比产生的升力要大。去掉三角机翼的翼尖部分并不会对飞机的气动和升力造成明显的影响,而且还可以有效的减轻结构重量和改善机翼流场。

将机翼的翼尖部分切掉后不但可以在机翼外端安装导弹发射导轨或吊舱,切掉的翼尖部分还可以增加机翼的有效展弦比,而且可以明显的减轻外翼段的气流分离和改善飞机的阻力特性,采用翼尖挂梁还具有抑制机翼振动的配重作用。挂在机翼翼尖的对空导弹可以为飞机增加一对有效挂点,翼尖外挂物的阻力要小于在机翼翼下挂点携带的同样类型外挂物,翼尖导弹发射后对机身重心的影响也小于翼下挂点。三角机翼切尖设计因为存在有这些有利因素,在近年来发展的带三角机翼的先进战斗机上,如F-16、FE2000、阵风、JAS39等机型大都采用了切尖设计,在机翼的外段安装有导弹发射导轨或者电子战吊舱。“狮”式战斗机的后掠三角翼也采用了切尖结构,机翼翼尖弦长为1.15米,在机翼外端安装有翼尖导弹导轨。“狮”式战斗机机翼的设计对于没有隐形需要的飞机来说应该是比较完善的,与“狮”式战斗机在很多方面类似的某型多用途战斗机虽然也采用了斜切尖设计,但切掉的部分尺寸过小,仍然属于正常的三角机翼设计,估计该型飞机的大后掠三角机翼虽然采用了复杂的扭转剖面和应用了涡升力,但是在机翼结构和气动设计上与“狮”、FE2000、阵风、JAS39相比还略有不足。如果该机能够放弃对飞行速度的过高要求,在机翼弦长不变的情况下能够适当的减小机翼的前缘后掠角度或翼展,就可以在机翼外侧翼尖增挂两个导弹或者电子对抗吊舱的挂点,不但可以明显的增加机翼的翼面积,而且可以在气动和外挂点设计上获得一定的好处,缺点则是因为翼尖布置的设备而使雷达反射面积有一定程度的增加。

“狮”式战斗机的机翼翼展为8.78米,每侧机翼下各设置有2个外挂点,“狮”式战斗机机翼挂点的这个布置方式,是根据对地攻击任务中机翼下携带外挂物要求所进行的优化设计。每侧翼下设置2个挂点可以为机翼下的每个挂点之间留出1.2米左右的距离,能够在满足外挂物投放安全性的同时得到最小的干扰阻力,主起落架的位置与机翼下的外挂物之间的有效空间也比较合理。“狮”式战斗机机翼的前缘后掠角较大,可以有效的减少机翼和外挂物的气动阻力,下单翼布置也可以消除副油箱等大尺寸规格的外挂物与机身间的相互干扰,同时下单翼与地面高度较小也有利于地面勤务工作人员的检查和在缺乏机械设备的情况下用人力为飞机挂装外挂物的需要,在一定程度上降低“狮”式战斗机对地面设备的依赖程度和降低再次出勤的地面准备时间。

“狮”式战斗机机翼的翼型设计十分复杂,整个机翼采用了由50个不同曲度的断面形状组成的,在整体上与F-15翼型结构类似的带有复杂固定弯扭剖面的翼型,为了提高“狮”式战斗机在大迎角和低速度时的升力性能,在机翼的外翼段设置有半展长的前缘襟翼,这种设计体现出了“狮”式战斗机在机翼设计思想上对亚、跨音速机动性和超音速飞行性能之间所进行的折衷处理。“狮”式战斗机的机翼因为带有固定扭转,可动襟翼就成为了控制机翼弯度的调节器,“狮”式战斗机在亚、跨音速飞行时前缘襟翼下偏来增加机翼的弯度,提高飞机的升力以满足“狮”式战斗机对亚、跨音速机动性的要求,而当“狮”式战斗机进行超音速飞行时将前缘襟翼收起以减小机翼的弯度,依靠机翼固定的扭转结构来满足对翼面升力性能的要求。高速飞行时通过减小机翼的弯度可以大幅度的降低机翼弯曲阻力,“狮”式战斗机试飞中也证明了在超音速条件下减小机翼的弯度可以降低50%的机翼弯曲阻力,“狮”式战斗机采用的这个方法在总体上是个比较成功的设计。

“狮”式战斗机的前置的鸭翼应用了与机翼相同的翼形,鸭翼结构设计上采用了金属转轴和复合材料蒙皮。前置鸭翼与机翼成近距离耦合布置,近距离耦合前置鸭翼拉出的涡流从鸭面流出激励机翼内段气流,这个趋势抑制了涡流破裂,可以在机翼上形成更大的线性升力和俯仰力矩。通过前置鸭翼与机翼之间形成的有利干扰来减少机翼的波阻和诱导阻力,提供较好的升力分布并且通过前置鸭翼拉出的脱体涡流来提高副翼的效率。

虽然在“狮”式战斗机上采用鸭式翼面的整体设计是由以色列飞机工业公司完成的,但是以色列飞机工业公司本身并不具备完成机翼细化设计的技术实力,“狮”式战斗机设计方案中的翼面采用了复合材料蒙皮,对于复合材料翼面设计中存在的气动裁减技术在当时的以色列也完全是空白。

在以色列本国技术力量不足的情况下,以色列政府将“狮”式战斗机的翼面部分全部转包给美国格鲁门公司进行设计和制造,以色列政府原计划是在格鲁门公司设计完成后再引进技术由以色列飞机工业公司进行生产。美国政府早期对是否向以色列提供气动裁剪技术进行过激烈的争论,不过格鲁门公司仍然应用了该技术为以色列的“狮”式战斗机完成了翼面的设计和制造。虽然翼面的设计是由美国格鲁门公司来完成的,但是从“狮”式战斗机试飞中的表现看来,“狮”式战斗机在翼面设计上确实存在有比较明显的操纵性不足的问题,这个问题对“狮”式战斗机的性能造成了很大的消极影响。 “狮”式战斗机在后期设计完善计划中,原本要由格鲁门公司对机翼和操纵面的设计进行修改和完善,并且改进设计一种内部有整体油箱的全复合材料机翼来代替现用的机翼,不过这些后续计划都由于“狮”式战斗机项目的取消而没有全部完成,也就是说“狮”式战斗机一直也没有解决机翼所存在的气动和操纵问题,也没有达到原设计要求中的内部载油量标准。

动力

“狮”式战斗机在动力系统选择上经过了几个不同的阶段,在早期LO-33的设计中为了回避对美国技术的依赖,原计划采用的是由涡轮联合公司研制的RB199三转子加力式涡轮风扇发动机,但是在LO-33发展成为“狮”式项目后,在设计中出现了飞机重量迅速增加的趋势,RB199发动机的推力标准已经无法继续满足飞机整体设计上的需要。为了在重量增加的同时保证“狮”式战斗机的动力性能,“狮”式项目启动时的动力系统采用了美国生产的F404双转子加力式涡扇发动机。当“狮”式战斗机研制全面开展之后,以色列空军对飞机的性能提出了更高的要求,尤其是在提出使“狮”式战斗机的性能超过F-16A的要求后,“狮”式战斗机的设计重量又一次出现了明显的增加,再一次为飞机更换动力系统已经成为了必然的选择。

以色列为“狮”式战斗机动力系统选择的最终方案是普.惠公司利用F100涡轮风扇发动机的核心机改进设计的PW1120加力式涡轮喷气发动机。“狮”式战斗机采用PW1120发动机存在有几方面的好处,首先是采用了比F100推力略小的发动机符合以色列政府向美国保证的“狮”式战斗机只是作为与F-16配合作战的低端机型的说法,能够避免美国政府对“狮”式战斗机可能会成为F-16竞争对手的担心(虽然以色列在事实上就是这样的打算),免除政治上对“狮”式战斗机发展项目可能存在的干扰,有利于争取美国政府对“狮”式战斗机项目的资金援助;其次是在以色列空军引进了F-15和F-16战斗机之后,在空军战斗机中采用一种不同的动力系统能够提高飞机作战使用的可靠性,避免因为动力系统出现技术问题造成停飞而同时对三种主力作战飞机都造成影响;最后的理由是PW1120是一台涡轮喷气发动机,与F100相比在直径上和长度上更加接近原计划采用的F404,应用PW1120代替F404不必对机身结构设计做过多的改进,可以节约时间和降低研究经费的投入。从机种发动机技术数据的对比表中可以看出,F404发动机的长度为4.04米,F100发动机的长度为4.86米, 而PW1120发动机的4.36米的发动机长度上只比F404的4.04米增加0.32米,这个设想从这三种发动机的尺寸规格比较上来看应该说是完全成功的。

在“狮”式战斗机动力系统中选择PW1120的更深一层考虑是,以色列空军在“狮”式战斗机上装备了PW1120涡轮喷气发动机后,将明显的提高以色列空军作战飞机动力系统的标准化水平,在后勤维护和保障上可以得到很大的好处。PW1120的重量和外廓尺寸与以色列空军装备的F-4和“幼狮”上使用的J79涡轮喷气发动机基本相同,而且在改装时还可以通用原J79涡轮喷气发动机的管路系统。PW1120涡轮喷气发动机在重量比J79涡轮喷气发动机降低455公斤的同时,发动机的推力可以提高907公斤,采用PW1120涡轮喷气发动机替换J79涡轮喷气发动机,在不需要对飞机结构进行大改动的情况下,可以大幅度的提高原来使用J79涡轮喷气发动机的F-4和“幼狮”战斗机的整体性能水平。以色列空军在采用“狮”式战斗机取代落后的A-4攻击机和 “幼狮”式战斗机后,以色列空军将形成以装备F100涡轮风扇发动机的F-15和F-16战斗机与装备PW1120涡轮喷气发动机的“狮”、F-4“鬼怪”这两大系列,而PW1120涡轮喷气发动机和F100涡轮风扇发动机采用同样的核心机,这两种发动机在整体结构和部件中有60%是完全相同的,PW1120涡轮喷气发动机的装备可以使以色列空军主力战斗机的动力系统标准化程度达到世界最先进的水平,对以色列空军在技术和战术上所存在的意义都是十分明显的。

型号        F100        F404        RB199        PW1120
转子数        2        2        3        2
长度        4.86        4.04        3.25        4.32
直径        1.18        0.88        0.72        0.84
重量        1368        983        915        1285
增压比        25        25        23.5        23
涡轮温度        1399        1316        1327        1410
最大推力        10806        7256        7255        9360
中间推力        6653        4898        4875        6060
推重比        7.8        7.24        7.93        7.26
空气流量        101.1        64.4        73.1        78
图注:“狮”式战斗机可选择动力系统数据比较

PW1120涡轮喷气发动机是普.惠公司自筹资金为第三代战斗机研制的先进航空动力系统,除了用来装备新研制的战斗机外还意图用来作为改进第二代战斗机动力系统的选择。PW1120涡轮喷气发动机设计中采用了比较成熟的先进技术,PW1120整体设计的60%与当时最先进的F100涡轮风扇发动机相同,发动机的核心部分采用了与F100同样的10级压气机、短环型燃烧室和2级气冷高压涡轮,机匣、管路和发动机调节系统也可以和F100通用。在PW1120研制中充分的利用了F100所应用的先进技术,大幅度的降低了发动机研制的技术风险,PW1120与F100通用大部分零、部件还降低了发动机的生产成本。

PW1120涡轮喷气发动机的低压压气机使用了宽弦叶片,压气机的增压比和极载荷都较高;低压涡轮与F100相同,涡轮在工作中所承受的载荷和工作温度都小于F100;一级高压涡轮采用了气冷涡轮,第二级高压涡轮也进行了以适应高工作温度的冷却改进,通过对涡轮系统的改进使PW1120发动机的热端部件寿命还要超过早期的F100发动机。PW1120虽然是涡轮喷气发动机,但是通过将进气流量的15.5%通过低压压气机引出,通过发动机外侧的套筒流经燃烧室、涡轮、加力燃烧室和尾喷管的外壁以对这些部件进行强制气冷,不但可以使PW1120发动机可以工作在与F100相同的工作温度下,而且可以保证在飞行包线的大部分范围上的实际工作温度要低于F100,改进的冷却系统大幅度的提高了PW1120发动机的使用寿命和维护保养费用,并且可以直接应用对F100所进行的大部分改进。

PW1120涡轮喷气发动机的不加力推力值较大,装备PW1120发动机的“狮”式战斗机在不开加力的条件下就可以完成大部分典型的作战任务,而且不加力时的耗油率也能够保证飞机拥有足够大的作战半径。PW1120虽然是一种涡喷发动机,但是其技术水平从整体设计上来看并不低于F100,而且PW1120较小的轮廓尺寸还提高了发动机的应用灵活性。PW1120发动机不但作为“狮”式战斗机的确定动力系统,而且还可以代替J79来改装二代战斗机和F-16/79出口战斗机,瑞典在开发JAS39的前期也同时把RB199、F404和PW1120作为候选动力。虽然PW1120涡轮喷气发动机的开发工作因为没有合适的配用机,以及美国政府同意出口F100涡轮风扇发动机而使PW1120涡轮喷气发动机的发展项目失败,但是PW1120涡轮喷气发动机在技术性能上确实已经达到了涡喷发动机设计技术的顶峰。

起落架

因为机身主体设计与F-16相同,“狮”式战斗机的起落架设计方式也类似F-16,“狮”式战斗机采用可收放前三点式起落架,前起落架为单轮,向后收起。主起落架位置在机身外侧翼身融合部分,主轮为单轮,向前转动90度收入机身外侧舱室内。“狮”式战斗机主起落架位置布置合理,机身下具有比较“干净”的空间可以用来布置外挂点。主起落架的高度基本上与维护人员的肩膀处于同样的高度,这样就使地面维护人员对“狮”式战斗机进行人力地面挂弹以及对飞机进气道与机翼的常规检查都十分方便。

外挂和负载

作为在设计中就强调了对地攻击能力的“狮”式战斗机来说,外挂载荷的数量和灵活性直接关系到飞机对空及对地攻击能力。虽然“狮”式战斗机在总体结构尺寸上比F-16要小,但是较大的机翼面积使“狮”式战斗机的外挂能力超过了F-16A,在外挂载荷上达到了与F-4E和F-16C相当的高标准。基于外挂管理系统的高兼容性设计使“狮”式战斗机在全外挂负荷配置时具有很高的稳定性,可以在PW1120保持军用推力的时候进行高速度的持续低空突防,扩大的武器投放包线也提高了飞机在执行对地攻击任务时的灵活性。因为“狮”式战斗机可以在低阻力的情况下携带大重量的外挂物,外挂载荷的重量提高了“狮”式战斗机的翼载荷,通过加大翼载荷降低了三角翼在低空高速飞行时对气流干扰的敏感程度,提高了“狮”式战斗机低空突防中的稳定性。

以多用途为设计目的的“狮”式战斗机全机外挂点多达13个,其中每侧机翼的翼尖布置有格斗导弹的发射导轨,每侧机翼下表面各有2个外挂点,机翼下表面宽敞的空间使外挂点之间的距离超过了1米,方便使用大直径的副油箱和宽翼面的攻击武器,也可以使用多联复合挂架来提高单个挂点的载弹量,这样的设计比在机翼下密集的布置多个挂点要更加科学和有效,在气动上付出的代价也更小。因为“狮”式战斗机主起落架位置设置在机身两侧,这样就使机身下部可以布置多个挂点,“狮”式战斗机机身下挂点除了正下方的一个大载荷挂点外,从前到后以两个一组的形式布置了3组共6个半保形外挂点,这6个挂点可以携带重量为454公斤的各种常规炸弹,“狮”式战斗机机身下的半保形挂点与常规挂架比较可以降低空-地作战负荷外挂阻力的40~50%。 “狮”式战斗机的设计时间比较早,这样就使“狮”式战斗机在对地攻击武器选择上还是以常规弹药为主,机身下的6个半保形挂点无法使用可进行精确攻击的激光制导炸弹或者战术导弹,从近年来所设计的先进战斗机普遍采用了适应范围较大的机身挂点来看,“狮”式战斗机的挂点设计清楚的体现出了上世纪80年代初期战术思想和机载武器技术对飞机整体设计的影响。

“狮”式战斗机在空战时通常在机翼上挂带4枚格斗空-空导弹和2个大容量的副油箱,可以完成在中、低空争夺空中优势和为攻击机护航的作战任务。当执行对地攻击任务时可以在机翼翼尖挂2枚格斗空-空导弹,机翼内侧挂点挂2具副油箱,在机翼外侧挂点和机身侧挂点携带8枚454公斤炸弹,能够执行近距离空中支援和战场遮断任务,还可以直接配合装甲兵进行强击作战。

系统和机载设备

因为依靠以色列本国的企业根本无力全部完成“狮”式战斗机的内部设备的研制,所以以色列将飞机功能系统中的大部分都转包给国外专业公司完成,以色列本国的力量全部用来进行机载电子设备的开发工作。“狮”式战斗机的环境控制系统、液压系统、主电源和应急电源系统都由国外公司提供成品。大量采购现成的系统不但降低了飞机研制的时间和资金的消耗,而且可以通过与其他型号飞机使用同样的系统来降低设备采购费用。当飞机系统设备可以通过进口满足的情况下,采购成熟的现成产品是飞机研制中效费比很高的措施。

综合航空电子系统是“狮”式战斗机研制项目中的亮点,也是“狮”式战斗机研制项目中以色列自己完全可以掌握的唯一组成部分。

航空电子系统的研制是以色列国防工业中的一个强项,以色列先后为“狮”式战斗机项目发展了多种先进火力控制雷达。“狮”式战斗机早期计划采用的雷达是EL/M-2021B脉冲多普勒多功能火力控制雷达,EL/M-2021B雷达在1986年开始进行空中试验后就被更先进的EL/M-2035雷达所取代。EL/M-2021B雷达为第二代相参脉冲多普勒火力控制雷达,雷达工作在I/J波段,峰值功率3KW,重量120公斤,采用了卡塞格伦天线,故障间隔时间可以达到100小时。EL/M-2021B雷达在对空作战时具有边扫描边跟踪和自动截获的功能,在执行空对面作战任务时可以对目标进行测距,并且可以采用普勒波束锐化的形式工作在地形测绘状态。EL/M-2021B脉冲多普勒多功能火力控制雷达还可以进行海上动目标显示,并且在低空突防中还能够进行地形跟随和地形回避,能够确保“狮”式战斗机具有可靠的全天候作战和低空突防能力。

以色列在EL/M-2021B之后还继续发展了可配装到“狮”式战斗机上的EL/M-2035脉冲多普勒多功能火力控制雷达,EL/M-2035脉冲多普勒雷达是EL/M-2021B雷达的现代化改进型,在1987年的巴黎航空展上首次公开。EL/M-2035脉冲多普勒雷达工作在X波段,采用了平板缝阵天线雷达和气体冷却。雷达最大功率4KW,对于典型战斗机目标的跟踪距离为47公里。EL/M-2035脉冲多普勒雷达在对空作战时具有边扫描边跟踪、具有上、下视能力的边扫描边测距、单目标自动跟踪、空中态势判断等功能;在空-地任务时可以进行空地测距、动目标显示、真实波束地形测绘、多普勒波束锐化、 搜索和地形回避功能。在“狮”式战斗机项目终止后,EL/M-2035脉冲多普勒雷达的一台样机还进行了较长时间的试验工作,并且对将EL/M-2035脉冲多普勒雷达装备到其他战斗机上进行了研究和试验。

“狮”式战斗机采用了以色列Elta公司研制的以分布式计算机网络联接的全数字自动化电子对抗系统,通过计算机网络系统可以在大范围内对资源实现最佳工作分配状态。一个综合化的ESM/ECM计算机控制系统能够对辐射源进行自动识别并且指挥主动对抗系统进行应答式干扰。采用分布式计算机系统可以保证“狮”式战斗机的电子对抗系统具有很高的反应能力和可靠性。电子对抗系统的核心传感器是一组先进的雷达告警接收机(RWR),雷达告警接收机可以在飞机同时受到空中战斗机、地面防空导弹、高射炮火力控制雷达和和预警雷达密集扫描的复杂电子环境中分拣出对本机具有威胁的辐射源方位,接收机可以在全方位以高灵敏度感受到单脉冲、多普勒和连续波信号,并且可以自动对威胁排序并消除虚警影响。

任务计算机(MC)是一部可在外场对存储器进行修改的机载通用计算机,任务计算机(MC)采用了超大规模集成电路和模块化设计,任务计算机软件系统中储存有自卫程序,可以自动控制综合电子对抗系统进行主动电子对抗、消极干扰弹投放、语音告警和进行威胁等级分析。

外挂管理系统(SMS)是一个带余度的数字化计算机系统,飞行员可以预先设置多种外挂物形式和武器投放方案,在作战使用时完全依靠任务计算机(MC)对武器的使用限制、优先顺序和选择类型进行管理,并且可以通过总线与数字化飞行控制系统进行综合。

“狮”式战斗机采用了数字式中央大气计算机(CADC),是根据为A-4和“幼狮”战斗机设计中央大气计算机的经验为基础设计的,全数字的中央大气计算机(CADC)具有很高的精度和故障间隔时间。机上还安装有1套计算机化的自动电子监控系统,采用自动电子监控系统可以对机载设备进行自动检测,发现潜在的故障并且将故障隔离到分机模块系统中。电子监控系统的采用缩短了飞机起飞前的检查时间,并且在对飞机进行检测的过程中不需要依靠外部设备的支持,检测的结果可以显示在驾驶舱内的显示器中由飞行员直接判读。机载综合通讯系统是专门为战场保密通讯和抗强干扰而特殊设计的,采用了全计算机化设计,并且可以在MIL-STD-1553B数据总线接口下工作。

“狮”式战斗机的航空电子设备组件采用分布式处理机,雷达与惯性导航系统、平显火控系统、任务计算机、外挂管理系统、电子对抗等航空电子系统采用了1553B双路数据总线进行综合,信息内容可以用座舱内的平显和下显进行显示。现代化综合航电的应用,使“狮”式战斗机在航空电子系统的整体技术水平上达到了与F-16A相当的高水平,而在对地攻击性能上超过了F-16A战斗机。“狮”式战斗机在设计中采用的是将航空电子系统与飞机机体结构进行综合设计的方法,“狮”式战斗机的航空电子系统很难通过简单的改装来移植到其他机型上,以色列航空技术人员就认为要使用“狮”式战斗机的航空电子设备来改装F-16A战斗机,那么所需要的费用将比使用在“狮”式战斗机上的同样系统增加150%。
驾驶舱

以色列空军中具有丰富实际作战经验的飞行员参与到“狮”式战斗机的驾驶舱设计中,在总结长期的作战经验的基础上着重提高了驾驶舱的人机功效。“狮”式战斗机座舱的透明部分采用了气泡式座舱罩,前部为固定的整体风挡,后方为高度较大的气泡形舱盖,飞行员的上半身暴露在座舱透明件中,较高的位置使飞行员的视野十分开阔。

驾驶舱内装有休斯公司生产的广角衍射光学平视显示器,该广角衍射光学平视显示器与F-16上使用的平显类似,平显下方为按键式控制板。在仪表板上方遮光板下方水平安排了3个边长5英寸的多用途阴极射线管多功能下视显示器,其中彩色下视显示器在座舱的右侧,其他2个多功能下视显示器为单色。下视显示器具有很好的分辨率和清晰度,飞行员在飞行过程中不必对下视显示器的显示亮度进行调节,3个下视显示器的显示内容可以进行切换。多功能下视显示器在30Hz时可以采用528/875行双扫描数率和1:1、4:3的双高宽比,通过采用自动聚焦使下视显示器具有了很高的分辨率和对比度,多功能下视显示器的全部参数都由一个内部中央处理器(CPU)自动进行控制。

“狮”式战斗机的1个平显和3个下显可以完全显示飞行所需要的信息,仪表板下方安排的普通仪表仅作为备份使用。“狮”式战斗机在导航状态时的航迹、航向、高度和剩余油量都显示在平显上,对空作战时的导弹发射参考标志和航炮热线也可以在平显上显示。平显在对地攻击中可以采用符号的形式显示航线和到达目标点的时间,当飞机到达投弹距离时显示符号改变为一个X形的标志并且提示飞行员拉起飞机,通过飞机的导航和火力控制系统还可以对飞机的航迹所形成的瞄准偏差在平显上进行修正。

在彩色下视显示器上通常采用绿色显示飞机的航线,应用其他颜色显示导航信息、目标位置和敌方地对空导弹的位置,雷达信号则显示在中央下视显示器上。将3个多用途阴极射线管下视显示器并排布置可以缩短下显与平显之间的距离,飞行员在飞行中可以不必对眼睛的焦距进行过多的调整就可以方便的观察下显与平显上的信息,在显示效果上明显的超过了倒品字形的下显布置。

“狮”式战斗机座舱内安装有正常位置的马丁-贝克公司弹射座椅和中央驾驶杆,没有采用美国在F-16上使用的后倾30度的弹射座椅和侧位驾驶杆都体现出了以色列长期战争中得到的丰富实际应用经验的成果。不采用后倾30度的弹射座椅可以明显的缩短座舱的长度,尤其是双座舱的机型效果更加明显,缩短座舱的长度可以有效的增加前设备舱的可用空间和整机空间利用率,增加机载设备布置的合理性。

通常认为F-16使用的后倾30度的弹射座椅可以提高飞行员抗过载的能力,但是通过长时期的实际使用发现这个说法并不具有普遍性的意义。现代战斗机在进行大过载机动时通常带有15度左右的迎角,采用13度位置的座椅在进行机动格斗时的实际倾角就已经接近30度,而后倾30度的座椅将达到45度左右,实际进行的离心机试验也证明在大过载机动空战中采用30度倾角座椅的抗G载荷能力与13度倾角的座椅相比并没有明显的优势,而且30度倾角座椅在出现不耐受时的反应也比使用13度座椅时更加明显。虽然后倾30度的座椅在巡航飞行时更加舒服,但是长时间的训练和实际战斗也证明,即使有30度后倾座椅的飞行员在战斗中的姿态往往也是接近正姿直坐的,在有的时候还有一定的前倾趋势,离心机试验也证明在大机动中飞行员采取后倾13度的近似正姿的抗G载荷能力与后倾30度时并没有本质上的差距。

采用小倾角的弹射座椅时飞行员的位置比较高,可以方便的观察仪表板上的显示信息,而采用后倾30度座姿的飞行员观察仪表板下方的仪表时就比较困难,长时间进行俯视也会增加飞行员颈、肩部的疲劳。采用中央驾驶杆可以方便驾驶员双手协调操纵,提高飞行员进行飞机操纵时的操作效率,在长时间低空突防中有着很强的实际意义。可以认为 “狮”式战斗机座舱内安装有正常位置的弹射座椅对机动飞行时飞行员的抗过载能力并没有造成过于不利的影响,而接近正姿直坐的飞行员也更加适合“狮”式战斗机执行低空突防和对地攻击作战任务。

武器

“狮”式战斗机的固定武器采用了1门与“幼狮”战斗机口径相同的30毫米转膛炮,30毫米口径的弹丸重量和威力都远超过了F-16使用的20毫米炮弹,装备30毫米炮让“狮”式战斗机在使用机炮对地攻击时的威力比F-16有明显的提高,也符合“狮”式战斗机强调对地攻击的任务定位。

因为以色列具有可以发射AIM-7中距离导弹的F-4和F-15战斗机,所以在设计“狮”式战斗机武器系统的时候以色列空军接受了美国F-16空优战斗机的设计思想,主要强调了“狮”式战斗机的格斗空战能力。“狮”式战斗机可以应用以色列设计的 “蛇”-3格斗空空导弹,并且在“狮”式战斗机研制的同时还开始开发了性能更先进的“蛇”-4先进空空导弹。

“蛇”-3格斗空空导弹采用了与AIM-9类似的气动设计,采用了高灵敏度的红外探测器,带有2500颗钢珠的预制破片战斗部和固体火箭发动机。“蛇”-3格斗空空导弹的离轴发射角、制导精度、射程和可靠性都很高,是达到第三代水平的先进格斗空空导弹,在综合作战性能上超过了美国AIM-9L空空导弹。可全向发射的“蛇”-3格斗空空导弹在80年代初与叙利亚的米格战斗机进行的大规模空战中有很好的表现,作战性能在同时代导弹中处于领先水平。我国在80年代也从以色列引进了“蛇”-3格斗空空导弹并且引进了生产线,国内生产型名称为PL-8,是我国空军J-7、8各型号和新型多用途战斗机的主要近距离空战武器,也是我国引进生产的先进重型战斗机机载武器国产化的选择之一。

如果“狮”式战斗机的研制可以顺利的完成,那么在“狮”式战斗机开始服役后装备的将是比“蛇”-3格斗空空导弹更加先进的“蛇”-4空空导弹。

“蛇”-4空空导弹的研制目的是为了提供导弹更大的离轴发射角和增加目标的不可逃逸区范围,“蛇”-4空空导弹采用了组合式的大面积空气动力控制面来代替其他国家同代导弹上采用的推力矢量结构,在取得很高的机动过载的同时使导弹的结构设计更加简单,空气动力控制面在导弹助推和接近目标的末段比推力矢量更加有效。“蛇”-4空空导弹采用了2组前弹翼和1对滚转稳定翼的气动控制系统使导弹的滚转稳定性和指向能力极强,尾翼前缘延伸的4条大边条大幅度的提高了导弹在末段时的弹体刚度,“蛇”-4空空导弹可以达到的最大G值可超过AIM-9M的一倍,即使与美国最先进的AIM-9X相比,在机动性上也毫不逊色。

“蛇”-4空空导弹的动力系统采用了DN-10双推力固体火箭发动机,双推力固体火箭发动机具有根据导弹飞行剖面燃烧的特点,火箭发动机在最初的3~4秒时间里产生816公斤的推力,用来保证完成导弹的加速和大离轴角转弯机动,在以后的8秒时间里以71公斤的推力保持导弹的动能,提高导弹动力射程和末段的机动性能,双推力固体火箭发动机的应用使飞行员可以保证命中机头正面120度范围内,距离在5.5公里内的一个较大区域内以9G过载进行高机动的目标(正面盲区可以通过载机与目标间的高度差来克服)。“蛇”-4空空导弹可以通过机载雷达、导引头自行搜索和头盔瞄准具进行目标指引,高爆炸力的破片战斗部和激光近炸引信能够保证导弹在复杂的攻击环境中也能够有很高的杀伤可靠性。

装备“蛇”-4空空导弹的“狮”式战斗机在格斗空战中可以与目前已知的任何空中对手进行对抗,虽然在设计时并没有对“狮”式战斗机的中距离攻击能力提出要求,但是通过应用在“蛇”-4空空导弹基础上发展的主动雷达制导空空导弹,“狮”式战斗机同样可以具有很强的中距离空战和一定的防空拦截能力。

“狮”式战斗机应用的对地攻击武器比较传统,在执行对地攻击任务时“狮”式战斗机可以携带250公斤口径的TAL-1/2子母炸弹、450公斤口径的ATAP-1000子母炸弹以及以色列本国和西方国家所生产的口径小于1000公斤的各种炸弹、制导炸弹和中、小型战术导弹。因为“狮”式战斗机发展的时间比较早,主要以使用常规自由落体炸弹对地攻击为主,在设计中并没有过多考虑使用各种吊舱和防区外精确制导武器的能力,不过因为机载电子系统是由以色列本国企业完成的,以色列完全可以依靠自己的力量随技术的进步而为“狮”式战斗机扩展使用精确制导武器的能力。

虽然“狮”式战斗机可以使用激光制导炸弹等精确制导武器,但是制导弹药只能挂在机翼下的外挂点上,在机身下侧方6个半埋外挂点因为结构限制而无法使用普通的制导炸弹。“狮”式战斗机在外挂点设计方式和外挂物扩展能力上与F-16相比有一定的差距,在设计中仍然具有很强的战场强击机的应用色彩。

结构材料

以色列飞机工业公司为了满足使“狮”式战斗机的性能超过F-16的设计要求,尤其是在首次研制先进战斗机的成就感的刺激下,以色列飞机工业公司在进行“狮”式战斗机的结构和材料设计上采用了尽可能多的先进技术。虽然“狮”式战斗机结构材料以金属材料和铝合金为主,但是机体结构的22%应用了先进的复合材料,这个比例已经远远的超过了美国F-14A、F-15A和F-16A复合材料占机体1~2%的比例,甚至比同时期应用复合材料12.5%的F/A-18还要高。“狮”式战斗机的机翼蒙皮、操纵面、全动鸭翼、垂直尾翼和各种舱门、口盖都采用了复合材料,在机体结构材料中大量应用复合材料取得了显著的减重作用,是“狮”式战斗机获得先进的飞行性能的重要保证,同样也因为大量应用复合材料也使“狮”式战斗机的研制和生产费用明显提高。在以色列飞机工业公司几乎没有复合材料制造和部件生产能力的情况下,如此大规模的应用复合材料只能完全依靠美国,这也使“狮”式战斗机无论在设计还是在制造上都完全无法脱离美国的协助。

试飞过程和技术标准

虽然项目开发的前景已经十分的黯淡,但是“狮”式战斗机于1986年12月31日的成功首飞,还是全面开始了对这种先进战斗机的飞行试验工作。初期所进行的20次飞行主要用来确定“狮”式战斗机的基本飞行包线,验证了飞机亚音速条件下从海平面到10000米高度上的不同迎角性能。“狮”式战斗机在早期飞行试验中也进行了150度/秒的滚转数率和6G过载的飞行试验,试验取得的效果很好,基本上符合设计时所提出的技术要求。因为“狮”式战斗机采用的发动机和机载功能系统都是利用成熟技术发展而成,所以在试飞过程中这些系统的表现较好,体现出了很高的技术可靠性。“狮”式战斗机在试飞过程中表现出在大过载条件下具有很好的操纵性的优点,飞机即使在进行高G机动时的方向安定性能仍然良好,飞行员不必过度进行修正。座舱设置使飞行员的操纵简单有效,因为采用了正常位置的座椅,所以飞行员在保持持续高G机动的过程中仍然可以方便的操纵座舱内所有的系统和控制器。

后期飞行试验还对“狮”式战斗机的飞行品质进行了验证,通过实际飞行试验证明了飞机在加速、减速、爬升、稳定盘旋、瞬间机动以及滚转性能指标上都达到或者超过了设计单位预期的标准,不过在试飞中也发现“狮”式战斗机在翼面设计上还存在有一定的问题,前置的鸭翼下洗气流对机翼存在不利的干扰,在飞机大迎角飞行时副翼效率随迎角增加迅速降低,造成了“狮”式战斗机在控制性能上存在有一定的缺陷,这个问题原来准备通过格鲁门公司为“狮”式战斗机改进设计的带整体油箱的新机翼来解决,但是因为“狮”式战斗机的发展很快就被终止,而用来解决问题的新机翼的试飞也并没有完成,所以“狮”式战斗机的机翼设计问题一直制约着“狮”式战斗机的性能,以色列飞机工业公司受技术上的限制,在失去了美国的帮助后也无法自行解决这个问题。

“狮”式战斗机四余度数字电传系统在试飞过程中表现出了很高的可靠性和性能优势,在“狮”式战斗机与“幼狮”战斗机进行的密集编队飞行试验过程中,“狮”式战斗机的操纵性和状态保持能力都满足了最苛刻的设计要求,而且操纵系统还具备屏蔽错误操纵和振荡影响的能力。数字式电传操纵系统大幅度的降低了飞行员的操纵负担和体力消耗,在低空高速突防飞行时可以保证高响应度和对突风影响的有效抑制能力。

“狮”式战斗机的数字电传系统性能比较完善,不过项目过早的停止发展也对设计中所要求的CCV能力造成了影响,按照“狮”式战斗机试飞要求,CCV能力要在试飞过程中逐渐应用和试验,项目过早的终止使CCV的发展没有达到可实际应用的阶段,飞机在翼面上存在的气动问题也对飞机的控制性能形成了不利的影响。为“狮”式战斗机发展的新机翼并没有完成全部的试飞工作,所以“狮”式战斗机的设计性能指标并没有全部得到验证。因为“狮”式战斗机的原型机并没有完成全部试飞工作,所以“狮”式战斗机目前所宣称的性能标准中很多都是理论数据而不是实际飞行验证的结果。

因为项目终止的过早,所以“狮”式战斗机的原型机发展受到了影响,后期发展型的生产被取消也使“狮”式战斗机没有完成真正意义上的全状态原型机,进行试飞的3架原型机更加类似于EFA和“阵风”A一类的技术验证机。

中国和有以色列之间的军事技术合作

中国在与美国之间建立起正常外交联系之前一直在政治上支持中东的阿拉伯国家,中国大陆与以色列之间受政治问题影响的实际情况,使以色列政府与台湾地方政权在相当长的一段时间里保持着比较密切的军事联系,台湾的导弹艇、反舰导弹直接采用的就是以色列的设计。虽然中国和以色列之间的早期交往受到政治环境很大的影响,但是中国作为一个有影响力的大国是不可能被以色列所漠视的,而以色列所掌握的军事技术和民用技术也是当时中国所欠缺的。在中国和美国之间的关系正常化之后,中国与以色列之间也迅速的建立起了比较密切的联系,这个通过与以色列之间关系的改善和保持着与阿拉伯国家之间的良好关系,几乎在一瞬间就将台湾在中东的政治影响削弱到了可以忽略不计的程度。

中国与以色列之间在军事技术上的合作开展的非常广泛,中国从上世纪80年代开始引进以色列的“蛇”-3红外空对空导弹、无人机、电子设备、坦克火控系统和105毫米坦克炮的技术,从以色列引进的技术已经在国内完成了国产化,其中仿制“蛇”-3的PL-8型空空导弹和105毫米坦克炮已经在中国人民解放军作战部队中广泛的进行装备。中国与以色列之间的军事技术合作发展的非常迅速,在引进之外还存在有互补,并且发展到后期的合作研制。中国与以色列之间军事技术合作最大的项目就是由以色列和俄罗斯合作,为中国人民解放军空军生产4架高性能的大型早期空中预警机,虽然以色列为中国生产预警机的项目最终因为美国政府的阻挠半途而废,但是也可以看出中国和以色列在军事技术合作上所达到的程度。

中国与以色列之间不存在历史问题和政治争端,这就使中国可以从以色列引进性能较好的装备,以色列出售给中国的武器系统基本上没有附加的政治条件,而且大多可以引进工艺技术以利于国内进行仿制。我国从以色列引进的装备大都是以色列军队现役的先进装备,比如“蛇”-3导弹和105毫米坦克炮等很多装备都在实战中取得过很好的效果。以色列的航空技术相当发达,虽然以色列本国缺乏整机的设计生产能力,但是以色列在机载雷达、电子设备和飞行控制系统的设计上具有非常高的水平,而这些技术恰恰是中国航空工业的科研和生产单位当时所欠缺的。
“狮”式战斗机和某型多用途战斗机技术和应用的比较

近年来随着某型号的多用途先进战斗机的逐渐公开,这种飞机与“狮”式战斗机之间的关系也成为了很多人关心的重点,这两种战斗机研制国之间所存在的军事技术上的合作也在这两种飞机之间的联系上蒙上了一丝神秘的色彩。随着航空技术的不断成熟,世界各国飞机设计中趋同的表现越来越明显,多用途战斗机与“狮”式战斗机在规格、气动设计、结构特点、战术要求方面的区别是外形上的接近所不能掩盖的。从技术上对这两种规格和外型比较接近的机型之间的技术特点进行基本的分析和评价,可以看出这两种飞机之间各自的特点和不同的发展基础。

多用途战斗机和“狮”式战斗机的发展是建立在完全不同的基础上的,两个国家航空工业的技术条件和使用单位的战术要求都对这两种飞机的设计带来了很大的影响。从前文对“狮”式战斗机的介绍可以看出,以色列本国的航空工业企业并没有掌握“狮”式战斗机结构设计的核心技术,“狮”式战斗机进气道和后机身基本上仿制F-16战斗机的设计,飞机全部的翼面设计也是由美国公司开发的,重要的航空动力系统完全依靠进口供应,以色列本国科研单位所完成的只是前机身的设计工作。按照“狮”式战斗机的结构设计构成上来看,以色列没有能力全面完成“狮”式战斗机的结构和气动设计,即使对已经完成飞机的结构设计方面的技术掌握也存在有明显的缺陷,况且“狮”式战斗机的设计也并不完善,很多气动上的问题并没有得到根本解决。可以看出以色列本国不具备先进战斗机的整机设计经验,也就没有能力提供全面飞机设计所需要的结构和气动方面的技术资料,以色列飞机工业公司在技术上存在的局限使单纯仿制“狮”式战斗机存在有不可克服的困难。

设计多用途战斗机的国家虽然在航空技术上比较落后,但是从上世纪70年代就开始也对鸭式气动布局进行了十余年的发展研究,虽然因为技术限制而无法满足型号设计的需要,但是却通过取得的技术成果对鸭式飞机的气动布局设计有了比较直观的认识,通过70年代末期开始大量的学习和引进美、欧等多个国家的先进航空技术,已经具有了一定的高技术飞机结构设计基础,并为多用途战斗机研制中贯彻兼收并蓄、洋为中用的发展思想,在主体上坚持引研结合、以我为主的发展路线确定了技术基础。独立研制在任何情况下都不等于闭门造车,如果不是在实在没有办法的情况下,将研制先进战斗机所需要的技术全部自行开发,完全依靠本身的力量来弥补与国外存在的差距是十分困难的。在多用途战斗机型号设计过程中吸收部分国外已经开发的技术与自行开发的技术进行综合,是一个高发展效率和高效费比的设计途径。

通过对多用途战斗机和“狮”式战斗机之间的结构设计区别可以看出在这两种飞机的技术和战术应用上存在有明显的差异。因为以色列空军采用F-15战斗机来进行防空拦截作战,“狮”式战斗机的防空拦截能力并不是飞机设计的重点, “狮”式战斗机在设计中主要强调了近距离格斗空战和低空突防对地攻击作战的能力。“狮”式战斗机的设计实际上是按照战斗轰炸机的思想来发展的,而多用途战斗机受研制国所面对的军事和安全环境的要求,一直将飞机的空中优势作战和防空拦截能力放到了飞机性能要求的首要位置,技术重点上的差别在这两种飞机上表现出了皆然不同的设计特点。

“狮”式战斗机对空战的要求与F-16战斗机类似,重点强调了飞机在M1.6以下的中、低空机动性能,并且在机动格斗性能与对地攻击的性能要求之间进行了折中处理。而多用途战斗机以制空和拦截为主要任务要求,要求飞机具有很强的超音速飞行性能。多用途战斗机虽然被称为多用途战斗机,但是只是在保证空中优势的条件下兼顾了一定的对地攻击能力,和“狮”式战斗机以对地攻击为主的任务定位存在有明显的差别。多用途战斗机为了提高飞行性能而采用了增大面积的三角机翼来提高飞机的整体升力性能,增加的机翼面积使多用途战斗机在重量标准上超过“狮”式战斗机的条件下降低了飞机的单位机翼面积载荷,提高了飞机的运动性能和中、高空机动性能。多用途战斗机对超音速飞行性能的要求使适应高速飞行的可调节进气道成为了新机必然的选择,带有可调节斜板的进气道提高了多用途战斗机在超音速时的动力性能,加强了使用中距离导弹进行防空拦截的能力。多用途战斗机的机翼在翼形上的设计很有特点,多用途战斗机的机翼翼型结构在国内早期技术储备的基础上,更进一步的综合了与“狮”式战斗机和美国F-15战斗机机翼类似的设计优点。


因为多用途战斗机的研制国在航空技术上受到了国外长期的技术封锁和国内科研和生产基础薄弱的影响,造成了航空技术发展速度远远的落后于国外先进水平,如果按部就班的进行发展将会使与国外先进技术之间的差距不断拉大,在这个情况下进行闭门造车是绝对不可行的,通过引进技术来促进国内航空技术的发展是当时唯一的,也是最合理的选择。以色列虽然在整机设计能力上存在不足,但是以色列具有在长期战争中取得的宝贵经验,并且在长时间里一直操纵着世界上最先进的战斗机进行作战,对于现代空战的战术和技术发展都有着直观和清楚的认识,尤其是在必须通过实战来检验的空战战术和飞机性能要求变化上,这个优势是长期使用与落后的MIG-17和MIG-19同类飞机的国家所无法获得的。要在短时间里缩短与国外先进技术水平之间存在的差距需要的是技术跨越而不是保守的技术跟随,在国内航空技术发展水平不足的条件下,通过引进技术和设计思想作为参考来促进国内相应技术的综合发展是最好的选择。

多用途战斗机与“狮”式战斗机在设计上所要求的技术侧重点不同,“狮”式战斗机的技术并不能直接应用到该型飞机的设计中,但是现代战斗机设计本来就是个兼收并蓄的过程,比多用途战斗机更早完成的“狮”式战斗机的技术确实对这型多用途战斗机的设计产生了一定的影响,对该型飞机的成功发展起到了重要的促进作用。

现代战斗机的电子系统和座舱人机界面的设计都必须依靠长期的实践经验,并且需要始终站在航空军事技术的应用前沿才能够使飞机的电子系统和座舱人机界面设计具备较强的实用性和科学性。一个国家如果长期使用落后的机种和战术而使显控与电子设备的设计和应用水平始终在低水平上徘徊,那么在设计先进战斗机机载电子系统的时候就会存在很多的困难,适当的参考国外先进的设计和系统综合思想可以在很大程度上弥补这个缺陷,在机载系统发展过程中就可以不走或者少走弯路。

现代化的鸭式气动布局飞机的发展必须建立在先进的电传操纵系统和放宽静安定度设计的前提之下,只有在新机设计中采用最先进的技术才可以保证新机能够适应现代化战争的需要。在多用途战斗机开始研制的时候国内在这些方面的技术几乎是空白,与以色列在“狮”式战斗机上采用的技术存在有超过20年的差距,以色列在航空电子技术和先进飞行控制技术方面所具有的技术优势是发展先进战斗机所必须的,在国内相应技术发展存在困难的情况下参考国外先进技术是十分必要的。只要利用引进技术来提高国内相应技术的发展水平,才能够使国内航空科学技术能够在根本上弥补与国外的差距,为未来的超越发展准备出坚实的技术基础。

虽然多用途战斗机和“狮”这两种飞机的翼型形不同,但是却是采用了相同的翼型剖面设计原理,多用途战斗机采用了和“狮”式战斗机类似的机翼前缘半展长的襟翼设计,机翼同样是由多个带固定扭转的剖面组合而成的复杂的翼型,虽然早期在MIG-21技术基础上发展的J-8型双发战斗机上就已经开始使用带前缘扭转结构的机翼,但是J-8战斗机在机翼结构设计技术水平上仍然比较简单和原始。新型多用途战斗机在机翼设计中采用的固定扭转和前缘襟翼组合而成的,适应亚、超音速全范围使用的机翼设计思想与“狮”式战斗机的机翼设计在基础技术理论基本相同。多用途战斗机采用了带小切尖(说切角更加合适)的正三角翼,这一方面是为了增加机翼面积,另外一方面也是因为该国对三角机翼的气动设计掌握的要更加清楚,技术难度上要小于带翼尖弹的机翼设计。多用途战斗机机翼外端无法带弹却减少了飞机的有效挂点,使三个机翼挂点完全集中在机翼下表面,从对地攻击时外挂物对机翼挂点设计的要求方面看,多用途战斗机与“狮”、“阵风”和EF2000(机翼翼端为电子对抗系统天线舱)这些先进机型仍然存在有一定的差距,也在一定程度上表现出了多用途战斗机更偏重于对空作战能力的设计特点。

    多用途战斗机采用的可调节进气道与“狮”式战斗机和F-16战斗机上采用的固定式皮托管式进气道相比存在有结构重量重的缺陷,而且也不具备“狮”式战斗机扁平机头部分对空气进行预压缩的功能,但是采用可调节进气道和接近正圆形的机头却可以削弱鸭式气动布局飞机大迎角飞行时容易出现的上仰力矩,降低飞机配平的难度和增加纵向稳定性。通过进气道调节斜板在不同飞行条件下对进气道的调节可以提高总压恢复系数,增加飞机在超音速时的动力性能,这是具有拦截作战能力的战斗机在设计上所必须的要求。因为以色列本国航空工业科研系统基本上不掌握机腹可调节进气道的设计技术,而国内在先进进气道设计方面的储备也明显不足,为了避免技术风险和提高飞机研制速度,在多用途战斗机发展中采用了与国内某型双发战斗机两侧进气道结构类似的设计。多用途战斗机的进气道设计虽然在结构设计和低信号特征技术上与国外先进型号相比有一定的差距,但是在技术可靠性和应用性能上完全满足了型号设计上的需要,进气道内部管道具有一个双弯度的设计特点,使正面入射雷达波不容易直接照射到发动机风扇叶片,削弱了飞机在正迎头方向上的一个强雷达波反射源,在一定程度上起到了缩减飞机正面雷达反射面积的效果。
   
    因为国内的复合材料设计和应用技术也比较落后,致使多用途战斗机结构材料构成中复合材料的比例远低于“狮”式战斗机的标准,这个缺陷增加了多用途战斗机的机体结构重量,对飞机的性能造成了一定的影响。随着国内航空材料技术的进步和应用的发展,复合材料将在不久的将来大幅度的应用在多用途战斗机的改进设计中,通过在多用途战斗机上增加复合材料用量和先进结构设计,有能力在现基础上进一步的提高多用途战斗机的综合飞行性能。

因为在空军装备构成和战术使用上与以色列存在有不同的要求,所以多用途战斗机虽然在外形上与“狮”式战斗机类似,但是“狮”式战斗机的实质特点和技术要求类似于F-16战斗机和A-4攻击机的混合体,而多用途战斗机的实质技术特点和战术要求却更加接近于法国的“幻影”2000战斗机,尤其是在多用途战斗机的外挂点布置方式上与“幻影”2000战斗机几乎相同。多用途战斗机的机身下挂点虽然比“狮”式战斗机少了一对,而且全外挂的阻力也要超过“狮”式战斗机的半埋挂载方式,但是对外挂物的尺寸限制要比“狮”式战斗机小的多。多用途战斗机机身下的挂点不但可以挂带各种500公斤口径以下的常规炸弹,而且还有能力使用各种吊舱和与MICA规格类似的空空导弹,机身挂点的外挂使用灵活性要超过“狮”式战斗机。

在多用途战斗机研制初期与以色列之间良好的国防技术交流和相似的气动设计,使“狮”式战斗机成为了多用途战斗机设计参考的主要对象之一,“狮”式战斗机尤其在机载设备和航空电子综合设计方面,对多用途战斗机设计中的意义更是十分重要。

多用途战斗机在战术使用上必须符合研制国特殊的军事需要,研制方自己所独立发展的技术是构成多用途战斗机总体设计的基础,而研制方在上世纪80年代得到的“狮”、F-16和幻影2000等西方战斗机的技术和经验在飞机的设计之中也得到了比较明显的体现。多用途战斗机的设计时间要晚于“狮”式战斗机,在设计过程中可以参照西方三代和三代半先进战斗机的改进和设计过程,吸收有用的思想和技术来完善多用途战斗机的气动设计,这就使多用途战斗机在最初的气动设计方面就与“狮”式战斗机存在有明显的区别。上世纪90年代开始与俄罗斯的军事技术交流和引进的俄罗斯先进战斗机,也使多用途战斗机在自行发展技术和吸收西方航空技术的基础上,进一步参考了俄罗斯先进战斗机设计的优点,从俄罗斯引进的先进航空动力系统也为多用途战斗机的设计发展扫清了最后一个障碍。多用途战斗机的发展可以说是在本国长期技术积累的基础上大量吸收东、西方先进经验和技术的成果,对促进国内航空技术综合发展起到了不可替代的重要作用。

多用途战斗机的发展经过了近20年的时间终于完成,通过对引进技术与国内技术发展的综合,国内的航空设计和生产单位已经学习并且掌握了先进气动布局设计、数字式电传操纵系统、综合航空电子系统、计算机辅助设计和制造等方面的技术,走完了现代化先进战斗机发展的整个过程。与吸收国外成熟技术相比更加重要的是,通过型号研制为国内培养出了一批熟悉和掌握现代化先进作战飞机、机载系统设计原理和思想的设计人员,这个成就对国内航空技术的发展比单纯引进技术更加重要。国内航空技术由多用途战斗机发展开始时与国外先进水平落后近2代发展到现在的只有1代差距,引进技术和设计思想的作用是十分重要的,多用途战斗机与引进的某型先进重型战斗机一起使国内战斗机技术突破了最困难的瓶颈,在多用途战斗机研制过程中获得和掌握的先进技术也已经用来对多种机型进行发展改进,成为国内战斗机技术进一步发展的基础。

结论

以色列能够将“狮”式这种在性能上完全达到第三代先进战斗机技术标准的战斗机发展到一个比较完善的程度,无论如何都可以称得上是一个奇迹,“狮”式战斗机的发展中也再一次的表现出了犹太民族的聪明才智和创新精神。“狮”式战斗机虽然在发展过程中因为技术定位的问题而使飞机的设计存在有很强的对外依赖而最终导致项目发展失败,项目的终止也给了以色列飞机工业以沉重的打击,但是以色列确实也通过“狮”式战斗机的发展得到了很多的收获,因为将大部分机体结构设计和机载系统包给国外企业,这就使以色列本国可以将科研力量集中到航空电子等核心技术的研制之中,根据“狮”式战斗机发展项目所进行的先进航空电子系统、机载武器系统、电子对抗系统和先进制造技术都在以色列军事工业之后的产品发展中得到了很好的应用。以色列现在虽然可以说已经失去了独立研制先进战斗机的基础实力,但是在战术飞机分系统技术标准上已经接近或者达到了与美、欧先进国家相当的程度,“狮”式战斗机项目发展中取得的技术和经验在获得这些突破性的发展中处于很重要的地位。“狮”式战斗机虽然没有成为一种现役的先进机型,但是“狮”式战斗机的技术也对以色列国内和其他国家的先进作战飞机发展,在技术上和经验上都起到了重要的参考和促进作用。
]]
先顶再看:D
先顶再看,看完再顶
原帖由 疯狂的伊万伊万 于 2008-4-28 20:13 发表
[:a3:] [:a3:] LIZIYU老大原文是登载在???[:a3:]


……刚才不是说对了吗;P
先顶再看吧,毕业后就再没买杂志看过,堕落啊:L
好```````长呀!
还没看就头昏眼花……因为刚趴在电脑前睡觉这才醒:lol
顶!超详细!
[:a2:] [:a2:] ...写的很详细和生动....都有点不像LIZYU老大以前一些文章的风格了....:D :b :D
“狮”式战斗机和某型多用途战斗机技术和应用的比较
全文的精髓所在啊!不过这篇文章老了点,似乎是在歼10公开前发表的啊!
是战场文集2上的么?
先顶再看~~~~~~~~~~~
也就是说J-10借鉴狮的地方是航电、飞控、座仓人机界面、翼形?
原帖由 黄金骑士 于 2008-4-28 21:11 发表
“狮”式战斗机和某型多用途战斗机技术和应用的比较
全文的精髓所在啊!不过这篇文章老了点,似乎是在歼10公开前发表的啊!


……这文章完成的时间大约比J10公开要早一年半以上。
]]
顶了再看[:a14:]
偶关心复合材料占的比例........[:a15:] [:a15:]
好文,收藏。不顶,是不行地。:D
收藏顶起拜读,一样也不能少。
不错,顶之,看来对于战斗机历史CD还是很丰富有料
诶呀,以色列幼狮打中东确实 不简单,不过他要是来打亚太了就泥菩萨过诃自身难保了呵呵
写的很详细和生动
如此看来是刊登在05年的《舰载武器》上


CFC3.0.gif
  顶,剽窃,收藏:victory: :D
某人注意,要是再搞不清幼狮和lavi,我就要砍人了:@ :@ [:a16:]
lavi在希伯来文里也是小狮子的意思
我觉得台湾那边分不清幼狮和lavi,和翻译有关
支持好文!!!
原帖由 zwz 于 2008-5-8 21:04 发表
某人注意,要是再搞不清幼狮和lavi,我就要砍人了:@ :@ [:a16:]

老大,其实,其实LAVI也,也不是成年狮子比lion cub大一点:$
胎死腹中的ARIE才是兽王呀:Q :')
先顶再看!
还是值得回味的:victory:
胎死腹中的ARIE:o ?谁整来看看?
美国人的本意就是让以色列人研制成F20一级的轻型战斗机,其实以色列也应当适当装备部分象鹰狮一类的战机,毕竟以色列国土面积小,轻型战机还是大有用处的。
原帖由 digitalunit 于 2008-5-10 11:14 发表
胎死腹中的ARIE:o ?谁整来看看?


……大体上就是这么个东西,看着可是满吓人的。
离子鱼发的图片,鸭翼是固定的?