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「幻影」4000是法國達索公司自己投資研製的單座雙發多用途戰鬥機,主要任務是防空截擊和對遠距目標實施攻擊。「幻影」4000是單機翼,與「幻影」2000相比加大了垂尾,採用了在「幻影」2000上使用的電傳操縱、放寬靜穩定度、複合材料等新技術。與「幻影」2000平行發展。1979年3月原型機首次試飛,后因無訂貨而停飛。1986年又復飛,為下一代戰鬥機「陣風」(Rafale)試飛三角翼-鴨式翼布局在紊流條件下的科目。據估計,「幻影」4000從研製到開始批量生產的研製經費約需50億法朗,該機1983年預計的單價是3000萬美元。

1 幻影4000戰機 -概述

 達索夢想中的光榮,法國空軍泡沫化的希望——幻影4000戰鬥機始末

 

2 幻影4000戰機 -博物館里的幽靈


  1992年10月23日,法國勒布爾歇航空博物館迎來了一位新居民。這位新居民有著非常著名的氣動外形,讓人一看到它就能立即聯想到常盛不衰的幻影家族。博物館幽暗的光線給這架外形優美的飛機的發展項目打上了一個並不優美的句號,它就像高山上的雨滴,像掠過草原的微風,消失在法國航空史的長卷里。它的消失代表了高盧人獨立研製重型制空戰鬥機夢想的終結,它就是達索公司的幻影4000戰鬥機。

3 幻影4000戰機 -達索的夢想和法國空軍的希望

 

幻影4000戰機幻影4000戰鬥機

 法國空軍研製和裝備雙發噴氣戰鬥機的數量很少、類別也不多。最初是英國格洛斯特公司的第一代噴氣戰鬥機——流星,之後的20世紀50-60年代,法國空軍的主力戰鬥機都是單發的幻影系列,只有空軍戰略威懾部隊的「幻影IV」轟炸機採用雙發布局。其間,國營南方航空公司研製了雙發的SO-4050禿鷹(Vulture)噴氣轟炸機,並在此基礎上改進研製了SO-4060超級禿鷹參加法國空軍戰略轟炸機的選型,但由於SO-4060超級禿鷹的研製周期超過了法軍方的要求而被淘汰出局。隨後,法國空軍與英國合作進行了一些項目的開發,其中就包括AFVG(英法聯合研製變后掠翼飛機 Anglo-French Variable Geometry),當時正值可變后掠翼大行其道,英法顯然也想研製自己的變后掠翼戰機,但合作研製項目在1967年6月被取消,英國轉而與德國和義大利合作研製狂風戰鬥轟炸機。而法國則埋頭於幻影f1戰鬥機的研製。其實,法國空軍早在1963年就提出了新型超音速雙用途戰機的性能指標,其中要求高空最大速度2.5馬赫,持續最大速度2.2馬赫。達索公司根據法國空軍的要求在「幻影III」的基礎上先後準備了4個備選方案,分別是幻影IIIT(幻影III換裝新發動機)、幻影IIIV(垂直起降型)、幻影IIIG/G8(可變后掠翼型)和幻影IIIF(固定后掠翼型)。其中幻影IIIG/G8有幾架原型機被製造出來,裝有2台阿塔9K-50發動機。在1971年5月8日完成首飛。它的測試報告充滿了「優異的性能、變后掠翼的成功表現」等等溢美之詞。而幻影IIIG8在1973年7月13日創下的2.35馬赫的飛行極速仍然保持著歐洲國家(除俄羅斯外)軍用飛機的速度記錄。但是它沒有能夠開上生產線,原因顯而易見,雖然可變后掠翼在機動性和任務彈性上佔有無可比擬的優勢,但在當時技術條件下,可變后掠翼所需的液壓系統太複雜,飛機為此付出的重量代價也太大了,而且製造成本高昂。最終,進入法國空軍服役的是單發的固定后掠翼戰鬥機——幻影F1。

  儘管如此,法國空軍尋求雙發戰鬥機的興趣並沒有因此而減弱。1976年4月,法國空軍的代表甚至在愛德華茲空軍基地評估了麥道公司的F-15A鷹式重型制空戰鬥機。很少有人知曉,曾經有那麼一次,法國空軍離F-15戰鬥機是如此之近。法國是在60年代退出北約組織的,這意味著一旦爆發戰爭,它將不能像北約成員國那樣得到其他北約國家的支援,尤其是美國空軍的支援。法國必須憑藉一己之力撐起防空傘,空優戰鬥機在這種背景下便是必不可少的了。而在上世紀六七十年代,高速、高升限、大航程佔據著空戰理念的主流,重型制空戰鬥機在越來越廣闊的範圍內證明了其價值。這就是法國在那麼一段時期里對重型雙發制空戰鬥機如此熱衷的原因。

  但是讓高傲的高盧雄雞低頭可不是那麼容易的事。法國人最後還是沒有採用美製重型戰鬥機,達索公司再次扛起了法國航空業的大旗,1975年底,達索-布雷蓋公司提出了2個全新的採用SNECMA M-53發動機的方案,項目名稱為「蒼鷹」(goshawks projects)。兩個方案中一為單發,即後來的幻影2000;另一個方案為雙發,即幻影4000。兩種方案採用基本相同的氣動外形和內部結構,並重新回到了幻影III后一度中斷的三角翼道路上來。它與幻影III最本質的差異在於引入了電傳飛控系統。

  說到幻影4000就不得不提到航空界傳奇人物——馬塞爾·達索。馬塞爾·達索原名馬塞爾·布洛契,1912年進入高等航空製造工程學院就讀,與他同班的同學中就有前蘇聯著名航空設計師,米格設計局創始人之一的格列維奇。1914年,馬塞爾·布洛契進入法曼公司負責飛行測試工作。隨後他創立了以他自己的名字命名的航空公司,在兩次世界大戰期間成功研製了多種軍用飛機。二戰期間,馬塞爾·布洛契因為拒絕與德國人合作而被關進集中營,險些命喪於此。1947年,馬塞爾·布洛契改名為馬塞爾·達索,並創立達索·布雷蓋公司,從此成為法國航空工業的旗手。

  馬塞爾·達索始終將雙發重型戰鬥機視為一個挑戰和機遇的混合物。首先,20噸級的重型制空戰鬥機的市場確實存在,其他國家已經在這方面做出了成果,像F-14、F-15和狂風。一些國家,尤其是中東國家對這一級別的戰鬥機有著很大的興趣。特別是以色列在1974年引進了美製F-15戰鬥機以替換過時的幻影II戰鬥機后,沙烏地阿拉伯也希望有新的戰機可以替換他們老舊的閃電式戰鬥機,並與以色列的F-15對抗。如果達索公司能憑藉雙發重型戰鬥機進入國際市場,將打破美、俄(當時的蘇聯)對這個市場的壟斷,其意義非凡。同時,如果出口成功,海外用戶也可以獲得一種可能性,一種不依賴美國或蘇聯的可能性,這已經超越了防務產品出口的範疇,有可能影響到一個國家的外交政策。其次,由於幻影4000實際上和幻影2000用的是一個平台,許多系統都是通用的,這可以大大降低成本和研製風險;最後,達索公司對法國空軍的採購抱有希望,畢竟幻影4000和幻影2000有著很多的相同之處,尤其是都採用同一種發動機——M-53。用幻影4000代替幻影IV擔當法國核威脅力量的可能性也是存在的。因為雙發的幻影4000具備超過8噸的載彈量和很大的作戰半徑。
馬塞爾·達索親自將這兩個方案提交給法國總統。他的建議非常簡單:法國政府為幻影2000的研製提供經費;達索-布雷蓋公司負責全部幻影4000的開發。達索-布雷蓋公司將動用自身資產研製一架原型機,這架原型機將承擔起技術驗證的任務。1975年9月,馬塞爾·達索宣布達索公司將自行開發一種三角翼、雙發戰鬥機,作為幻影2000的放大版本。最初的名稱是「超級幻影三角」(Super Mirage Delta),隨後被命名為超級幻影4000(Super Mirage 4000),它的主要設計目標是中距攔截和超低空突防。原型機No.01/F-ZWRM在1977年12月完成。馬塞爾·布雷蓋在他的1978年版的自轉中寫道:「幻影4000實際上與幻影2000相差無幾,本質上屬於同一個項目。但因為它採用了雙發布局,這意味著它擁有更大的有效載荷和更遠的航程。它將成為美國人的F-15和F-18的有力競爭者,后兩者同樣也是雙發制空戰鬥機。

  法國空軍計劃購買5架預生產型,組建一個實驗中隊,以防止可能出現的因為沒有國家訂貨而導致的對出口的影響。

4 幻影4000戰機 -幻影4000的性能



  幻影4000和幻影2000使用相同的發動機和武器系統,但與後者相比,它的全長增加了20%、翼展增加33%、翼面積增加80%、最大起飛重量更從17.5噸增加到32噸,是一款標準的重型制空戰鬥機。

  但幻影4000並不是幻影2000簡單的放大,兩者之間有值得注意的差異。除了雙發和單發的區別外,幻影4000還在進氣道兩側增加了一對固定式前翼而非幻影2000的小型條板翼,它們可以有效改善高迎角條件下的氣流並使飛機獲得更大的機動性(這個成果顯然幫助了幻影2000的後期改進型,幻影2000-5就採用了固定鴨翼)。

  幻影4000在設計和製造中採用了有限元計演算法、計算機輔助設計製造、碳纖維複合材料、電傳操縱飛行控制系統、放寬靜穩定度等新技術。放寬靜不穩定性,加上優良的電傳飛控系統這使它具備了比它的小兄弟幻影2000更優良的機動性。幻影4000在研製階段廣泛採用了計算機輔助設計(當時,這項計劃剛剛開始被運用於航空領域),它被設計成很容易在前線機場維修和維護。

  幻影4000的機身採用半硬殼式結構。門型制動片位於機身兩側進氣口,機翼前緣上方。起落架由Messier-Hispano-Bugatti公司提供,鼻輪為雙輪,主輪為單輪式。兩側進氣道裝有半圓錐型進氣道調節錐。飛機的機身、舵、升降副翼、機翼、垂直尾翼、固定前翼都廣泛運用了硼和碳纖維複合材料。而且,幻影4000是世界上第一架採用全複合材料、內置油箱式垂尾的戰鬥機。其垂尾由碳纖維複合材料製成,有內藏式油箱,加上機身和機翼內的油箱,幻影4000的燃油攜帶量是幻影2000的三倍。加上其具備空中加油能力,作戰半徑比其他幻影家族的飛機都要大的多。由此帶來的任務彈性也是重型制空戰鬥機與輕型多用途戰鬥機之間的重要區別。達索本以為這個特質可以打動法國國防部,使法國空軍建立起與美國空軍相似的高-低搭配的作戰模式(也就是說仿照美國空軍以F-15戰鬥機執行奪取制空權的任務,加上數量更大的F-16戰鬥機輔助作戰並執行對地攻擊等其他任務),將幻影4000與幻影2000搭配使用。但很顯然,法國空軍沒有認同馬塞爾·達索的理念

  幻影4000安裝的兩台M-53系列的發動機可以提供超過1的推重比(無外掛情況下)——這在當時同級別戰機中是最高的,如果它能正式服役的話,其性能堪與F-15和蘇-27戰鬥機相比。

  幻影4000的座艙採用氣泡型設計,擁有無可比擬的優良視野。座艙內安裝了馬丁·貝克MK10彈射座椅,同樣的座椅也安裝的幻影2000上。

  幻影4000擁有7個武器外掛點,最大外掛武器攜載量超過8噸,機頭還為2門德發30毫米機炮留出了位置。幻影4000的機械系統和電子設備都採用了幻影2000的相同裝備。液壓系統來自Messier-Hispano-Bugatti公司,壓力值為280巴(4000磅/平方英寸)。它由4個先進的液壓泵驅動,採用了輕量的鈦合金管道。幻影4000還裝備了2台Auxilec發電機。在座艙後部就是1台透伯梅卡公司的燃氣渦輪。

  幻影4000原型機飛機上沒有安裝雷達,但是它的機鼻整流罩直徑擴大了,這使它可以安裝功率更大的雷達天線。可能採用的雷達是和幻影2000一樣的由湯姆遜-CSF公司提供的RDM脈衝多普勒雷達,但是雷達天線直徑可達到80厘米(31.5英寸)。RDM多功能多普勒雷達由湯姆遜-CSF無線電公司研製,1983年開始裝備幻影2000戰鬥機的對地攻擊型。RDM雷達由頭錐組件(包括8個LRU)、整流罩和外殼組件、控制板和連續波照射器等部分組成。RDM雷達工作狀態有空對空、空對地和空對海3種狀態。在空對空狀態又分為高空和低空兩種分狀態。採用倒置卡塞格倫天線。執行截擊任務的機型可使用更先進的RDI脈衝多普勒火力控制雷達,該雷達為X波段,同樣由湯姆遜-CSF無線電公司研製。該雷達可以配合超級馬特拉-530D中距空空導彈使用。工作狀態包括空空:全高度搜索、邊掃邊跟、遠距離連續跟蹤、導彈制導、自動鎖定(近距格鬥)、敵我識別。空地:地圖測繪、地形迴避、等高線測繪、空地測距、多普勒波束銳化等。

  幻影4000的其他航電設備包括1個數字式自動駕駛儀、多模式顯示器、1套薩傑姆公司(該公司民用電子設備分部現在正與中國波導公司合作,生產波導手機)的Uliss-52慣性導航系統、1台克魯澤特80型大氣數據計算機、1台湯姆遜-CSF VE-130 HUD和1套數字化自動武器發射系統。

 

5 幻影4000戰機 -飛行測試



  幻影4000的原型機在聖-克勞德(Saint-Cloud)的原型機車間完成組裝。它的各個系統部件由達索-布雷蓋公司的不同部門提供。聖-克勞德工廠製造機身,布倫(法國北部港口城市)的工廠生產機翼;比亞里茨(法國西南部城市,位於西班牙邊界附近的比斯開灣)的工廠製造垂尾;Argenteuil和Seclin製造機械系統。還有一些二級承包商參加了幻影4000項目:Messier-Hispano-Bugatti研製起落架;Auxilec提供發電機。

  1978年9月,幻影4000在聖-克勞德首次對外公布。1979年3月9日,幻影4000原型機在法國伊斯特斯完成首飛,幻影2000已經在此一年前首飛成功(1978年3月10日)。1979年是這是達索公司研製出第一型戰鬥機的30周年紀念——1949年的2月,達索公司設計的第一型噴氣戰鬥機颶風戰鬥機上天——吉恩·瑪利·薩格特駕駛幻影4000原型機在首次試飛中就跨越了馬赫1,幻影4000的首飛成功這是達索公司發展史上里程碑式的成就,和幻影F1、幻影2000以及陣風的誕生一樣。它是達索公司研製的第一型三代重型制空戰鬥機。

 幻影4000的飛行測試進展的非常順利:在1979年3月9日的第一次試飛中,幻影4000達到了馬赫1.2的速度苑稍筆鞘羌鰲ぢ昀と裉亍5詼問苑芍寫鐧攪寺硨?.6。4月11日,幻影4000的第6次試飛就突破兩倍音速,達到馬赫2.04。相比之下,同年對外公開的狂風戰鬥轟炸機用了5年的時間才達到這個成績。幻影4000的爬升率也是狂風戰鬥轟炸機望塵莫及的,主要原因在於幻影4000的推重比遠高於狂風。


  在試飛期間,幻影4000顯示出來的性能完全能與F-15匹敵。當時達索公司的總裁塞爾吉·達索向外界宣布:「幻影4000將憑藉它的優異性能成為重型制空戰鬥機領域內的精英,它是世界上最好的飛機!」。

  但是,在80年代初期,幻影4000被法國空氣採用的可能性已經消失了。甚至於原本幻影4000有可能獲得的定單——取代幻影IV成為法國核威懾力量的代表——也被幻影2000N奪走了。法國空軍拋棄幻影4000的理由沒有一個官方的說法,據防務專家推測,幻影4000在性能的優勢是勿庸置疑的,但它的採購單價太高,而法國空軍同時認為,幻影2000戰鬥機對於制空作戰已經夠用了。與此同時,法國政府已經將注意力轉向了歐洲戰鬥機,以及隨後獨立研製陣風戰鬥機。

  當年6月,幻影4000首次參加了巴黎航展,1980年底,幻影4000原型機已經飛行了大約100小時。1981年,發動機由M-53p2換成了M-53-5。1982年,它作為攔截機和攻擊機參加了英國范堡羅航展。

6 幻影4000戰機 -出口的努力



  達索公司為幻影4000的出口做出了巨大的努力。在經過第一個系列的試飛后,它被送往布爾歇機場參加1979年的巴黎航展, 航展一向是航空公司宣傳新產品最好的新聞發布會。達索公司希望除了法國空軍之外,還能找到國外客戶的定單,以分散飛機的製造成本,就像幻影III在世界飛機市場上取得的成功一樣。馬塞爾·達索在1978年的自轉中指出:「許多國家都希望能通過許可證製造的方式獲得幻影4000。」但他並沒有指出是哪些國家。

  在今天,尋找關於幻影4000項目的信息仍然是很困難的。大多數文件仍舊處於高度機密的狀態。就目前所知,當時的法國空軍參謀長莫里斯·塞恩特·克利克負責尋找可能對幻影4000有興趣的國家。大多數認真的接觸都發生在與伊拉克和沙烏地阿拉伯之間,馬塞爾·達索在1984年9月24日的記事簿上列出了這兩個國家的名字。

  第一個意向合同是與伊拉克簽定的,後者希望能用幻影4000對抗伊朗購買的美製F-14雄貓戰鬥機。這個計劃看起來進展很順利,一個伊拉克代表團來到法國與達索公司和法國政府談判購買事宜。但是在1980年兩伊戰爭爆發后,伊拉克就再也沒有資金來支持這個採購項目了。世界也因此而沒能看到美國和法國的主力戰機在中東的天空中直接對抗。美國人應該因此而感到慶幸,因為如果伊拉克人有足夠的錢買來幻影4000,那麼F-14的日子恐怕會不太好過。而一旦雄貓被幻影揍下來,那將給予美國戰機在國際防務產品市場上的地位以沉重打擊。

  在幻影4000模型進行展示后,沙烏地阿拉伯首先表現出興趣。似乎達索公司與阿拉伯工業組織(Arab Organization for Industrialisation AOI)就許可證生產問題進行過深入的談判。1980年,沙特國防部長蘇丹·阿卜杜拉·阿齊茲親王稱,沙特已考慮購買幻影4000。但由於幻影4000昂貴的採購單價,加上美國政府為了把法國航空製造商擠到一邊而對沙烏地阿拉伯施加的壓力使談判沒有獲得實質性的成果。沙烏地阿拉伯最終選擇了美國的F-15戰鬥機。1984年,又購買了狂風戰鬥轟炸機。

  法國國防委員會也曾準備採購50架幻影4000以替代威懾部隊的幻影IV轟炸機。但是這些訂貨沒有一個落到了實處,主要原因還是它昂貴的採購單價(同時也因為幻影2000有更好的效費比)。

7 幻影4000戰機 -錯過了的機會


  無論如何,達索公司還沒有完全失去希望。進入20世紀80年代中後期,幻影2000的出口速度已經降低,達索公司已經準備開發更高級的改進型(幻影2000-5)。為了進一步鞏固市場,達索公司在1986年重新啟動幻影4000項目,將它的名字由超級幻影4000改為幻影4000,並將塗裝換成沙漠迷彩,充分顯示了其進軍中東市場的決心。它換裝了推力更強勁的M-53p2發動機,並與陣風一起參加了當年的范堡羅航展。1987年2月16日,幻影4000進行了它的第267次飛行,並開始作為陣風戰鬥機的測試平台(研究三角-鴨式翼布局在紊流條件下的飛行情況)。1987年,它再次出現的巴黎航展上。

  同年4月25日,塞爾吉·達索在Nice-Coast of Azure機場將幻影4000和陣風戰鬥機一起介紹給沙特空軍參謀長法赫德親王。這是專門組織的一次表演。在進行飛行表演時,機場的航班全部停下。路易斯·伊恩作為試飛員向來賓展示幻影4000的性能。塞爾吉·達索公開聲稱:「並非只有美國才能製造如此先進、強大的飛機!」

  1995年,它被運往巴黎,成為勒布爾歇博物館的永久展品。這架光榮的演示機在被送進博物館之前,塞爾吉·達索悲傷的說:「機會錯過了,因為這架飛機是我們唯一可以與F-15戰鬥機競爭的飛機」。陣風和幻影2000-5從那時開始成為法國空軍的象徵。

  幻影4000除了一架在博物館展出的原型機和一個破碎的重型制空戰鬥機的夢想外再也沒有留下更多的東西,但作為法國航空技術多年積累的結晶,它仍將與XB-70戰神俾女、CF-105箭等一些了不起的原型機一起名留青史。







8 幻影4000戰機 -SNECMA M-53:為超音速飛機準備的發動機


  為了研製一種適合80年代的高速高性能多用途戰鬥攻擊機的發動機,SNECMA公司於1967年開始M-53發動機的設計。1970年2月M-53首次試驗,1973年7月裝在專門改裝的「快帆」空中試車台上首次試飛,1974年12月又裝在幻影F1空中試車台上首次超音速飛行,馬赫數達1.2,在以後的試飛中馬赫數超過2。1978年3月在幻影2000上首飛,1978年末在幻影4000上首飛。1976年8月M-53完成軍方定型試驗,1979年末開始生產。

  M-53的設計目標是:適合高速(M2.5)飛行的高單位推力、輕的重量和結構完整性;低空超音速巡航的耗油率低;可靠性高;結構簡單;維修費用低。截止2001年12月31日,M-53發動機共有617台在世界各地服役,總累積超過93萬飛行小時。M-53服役計劃將超過2025年。

  M-53採用了阿塔發動機、TF-106與TF-306發動機的研製技術與經驗。與阿塔9K50發動機相比,在直徑相同情況下,M-53的推力提高約1960千牛,巡航耗油率降低10-15%,長度縮短約1米。它採用了環形,帶尖進氣錐的進氣口;3級軸流式風扇(跨音速風扇懸臂支承在前滾棒軸承上。轉子葉片用鈦合金製造);5級軸流式壓氣機(整流葉片不可調,無中間放氣。前3級轉子是電子束焊接的鈦合金整體式結構,后2級是鋼製,螺栓連接);環形,無煙燃燒室(6段氣膜冷卻,14個預蒸發燃油噴嘴);2級軸流式渦輪(M-53p2為3級,轉子葉片與導向器葉片為對流冷卻);平行進氣的內外涵氣流混合式加力燃燒室。M-53-5採用電氣-機械控制系統,但帶有一台對全系統都起作用的電子計算機。此外,還有後備系統。當主系統發生故障時,仍可保證主系統和加力系統的工作。M-53p2為全權數字電子控制系統,同時備有應急燃油系統。

  M-53最大的的特點是採用三支點的單轉子結構,與雙轉子結構相比,這種結構雖然性能較差,但零部件少,結構簡單,便於維修。M-53採用了大量鈦合金,大大減輕了發動機重量。該發動機共有12個單元體。M-53的研製費用約1億多美元。

  M-53-2  早期的原型機。

  M-53-5  在M53-2基礎上的發展型,除加力推力稍增加外,外廓尺寸、重量和設計參數與M-53-2基本相同。為改善發動機喘振裕度,對壓氣機葉片、控制系統和渦輪導向器做了改進。

  M-53p2M-53的進一步改進型。主要改進包括採用先進的低壓壓氣機、改進的渦輪轉子葉片設計、重新設計熱端部件、先進氣膜與對流冷卻。M-53p2於1981年6月首次台架試驗,1985年1月開始生產。

  M-53px3 該型發動機具有高推力、低成本和先進工藝技術。技術改進包括全新的數字電調、渦輪優化設計和可重複工作的加力系統。M-53px3型發動機將使幻影2000戰鬥機保持尖端性能。

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