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F-15戰機是美國麥道公司研製的雙發重型超音速戰鬥機,它屬於第三代戰鬥機,主要作戰性能是奪取制空權以及進行對地攻擊。F-15具有出色的空戰格鬥性能,該機裝備有性能優越的的機載電子戰設備,特別適用於空中近距離格鬥和導彈攻擊。F-15是美國空軍的主力戰機。

1 F-15戰鬥機 -研發歷史

F-15戰鬥機美國F-15戰鬥機

1965年,美國空軍開始考慮研製用於取代F-4「鬼怪」式戰鬥機,並於1968年正式發出研製超音速制空戰鬥機的招標。1969年6月指定麥道公司、費爾柴爾德和北美羅克韋爾三家公司提出設計方案。1969年12月選定麥道公司作為主承包商。並簽訂了製造20架原型機的合同,其中兩架為雙座教練機,3架供靜力和疲勞試驗用的機體。

F-15的首架原型機於1972年7月開始試飛,1974年9月首架生產型首飛,1974年11月開始交付部隊。早期的F-15有A、B兩種型號,A型為單座型,B型為雙座教練型。隨後,麥道公司對F-15A/B進行了改進,於1979年6月推出F-15C/D型。

為使F-15具備對地攻擊能力,80年代麥道公司還研製了F-15E對地攻擊戰鬥機。截至2004年底,美國空軍共生產了355架F-15A,57架F-15B,408架F-15C、61架F-15D,226架F-15E。此外,美國還向日本、以色列、沙特和韓國出口了F-15型飛機。 

2 F-15戰鬥機 -結構特點

F-15戰鬥機F-15戰鬥機的座艙
機翼

F-15採用固定式上單翼,平面形狀為切角三角形,不帶前緣和后緣機動襟翼,選用了固定彎度的普通錐形扭轉機翼來提高空戰機動性。前緣後掠角45°,展弦比為3,根梢比為4 ,相對厚度翼根處為6.6%,翼尖處為3%。上反角1°,安裝角0°。為了選擇F-15機翼,麥克唐納·道格拉斯公司曾對107種模型進行過風洞試驗和分析研究。機翼結構為多梁抗扭盒型破損安全結構。前梁為鋁合金,後邊的三根梁是鈦合金的。內側處一整體油箱部位的下蒙皮是鈦合金壁板,其餘部分為鋁合金機械加工整體壁板。機翼的前、后緣,副翼和襟翼均為鋁合金蒙皮的全鋁蜂窩夾層結構。在C、D型上,內側機翼的前部和後部都擴大成整體油箱。機翼無除冰系統。

機身

座艙的視界、機頭雷達罩、進氣道及發動機的安排決定了F-15的機身底部外形略帶彎曲。進氣道和噴管外側裝有凸出的整流罩,整流罩除用來安裝機炮外,還可以起到翼根整流和安裝平尾及垂尾的作用。這個整流罩從機翼前緣根部向前伸出,大迎角時產生渦流,可推遲機翼失速和提高尾翼效率,起到邊條作用。機身背部座艙後邊裝一塊最大開度為35°的減速板。機身為全金屬半硬殼式結構,由前、中、后三段組成。前段包括機頭雷達罩、座艙和電子設備艙,基本上是鋁合金結構。中段是與機翼連接部分,其承受大載荷的構件為鈦合金件,約佔此段重量的20.4%,前三個框是鋁合金的,后三個框是鈦合金的。後段為發動機艙,除尾翼外,全為鈦合金結構。

F-15戰鬥機日本空軍的F-15J戰鬥機
尾翼

全動式平尾帶有鋸齒形前緣,大面積的雙垂尾可以滿足高速飛行和空戰機動的需要。平尾和垂直安定面均採用了硼纖維複合材料,它們的抗扭盒是鈦合金的,蒙皮是全厚度鋁夾芯和硼-環氧複合材料面板構成的蜂窩壁板。前、后緣為全鋁蜂窩結構。方向舵的梁肋由碳纖維-環氧複合材料製成,而蒙皮由硼-環氧面板和鋁夾芯構成。

起落架

克利富蘭氣動設備公司的液壓收放前三點式起落架,裝有油-氣減震器,均為單輪,都向前收起,古德伊爾公司的前機輪及輪胎,輪胎規格為22×6.6-10,胎壓17.93×105帕(18.28公斤/厘米2)。本迪克斯公司的主機輪,古德伊爾公司的主輪胎,輪胎規格為34.5×9.75-18,胎壓23.44×105帕(23.90公斤/厘米2)。本迪克斯公司的碳吸熱剎車。克倫公司液壓氣動分部的防滑剎車系統。

動力裝置

兩台普拉特·惠特尼公司的F100-PW-100加力式渦輪風扇發動機,單台最大推力為72.5千牛(7400公斤),加力推力 為111.1千牛(11340公斤),採用二元多波系可調進氣道,具有一組調節板和一個放氣門。可自動保證最

佳激波位置和進氣量控制。從1989年起,新生產的F-15可換裝通用電氣公司的F110-GE-129渦輪風扇發動機(單台加力推力129千牛)。機身內有4個燃油箱,左右機翼內各有一個燃油箱。機內載油量A型為5185千克。C型為6103千克。此外在機身和機翼下最多還可帶3個2309升副油箱。

座艙

氣泡形座艙蓋,具有向後180°的視界,前下視角為15°,風擋為整體式,用丙烯樹脂和聚碳酸脂疊層成形。採用IC-7零-零自動彈射座椅。

電子系統

F-15的電子系統由平視顯示儀、APG-63(或APG-70)火控雷達、慣性導航系統、飛行控制系統、高頻無線電通信設備、戰術導航系統、自動著陸系統組成。另外還裝有一個中央電子戰系統、敵我識別系統、電子對抗裝置和中央數字式計算機。 

F-15的平視顯示儀(下圖飛行員前方綠色物體)能將機上綜合電子系統收集到的各種基本飛行信息顯示在飛行員面前的寬幅屏幕上。該顯示儀能在任何光線條件下正常工作,它使得飛行員不需要低頭查看駕駛艙內的各種儀錶,就能夠完成跟蹤並擊落敵機的過程。 

APG-63或APG-70多普勒通用火控雷達系統具有上視上射能力,也具有在地面雜波干擾的條件下發現低空目標的能力。該雷達能在超視距到近距離、高空到貼地高度的範圍內搜索和跟蹤普通敵機或高速的小型目標,例如空空導彈。該雷達將探測到的信息送到中央計算機,以更有效的運用武器。在近距格鬥中,該雷達自動跟蹤敵機,並將信息顯示在平視顯示儀上。F-15的電子戰系統能自動提供告警,並對選定的目標實施自動電子對抗。具體系統包括: 

進攻性電子系統:AN/APG-63 X波段脈衝多譜勒雷達(A/B型裝)、AN/APG-70 X波段脈衝多譜勒雷達(C/D型裝)、AN/APX-76敵我識別問詢機。 

防禦性電子系統:AN/ALQ-135(V) 機內電子干擾設備、AN/ALQ-128雷達告警設備、AN/ALR-56 雷達告警接受機、AN/ALE-45箔條彈投放器。 

導航系統:AN/ARN-112儀錶著陸系統、AN/ARN-118塔康系統、AN/ASN-109慣性導航系統。 

通信系統:AN/ARC-190高頻無線電通信電台、KY-58保密話音通信系統。 

機載設備
F-15戰鬥機F-15戰鬥機準備編隊起飛

AN/APG-70火控雷達(C/D型,A/B型裝AN/APG-63);AN/AJN-18失事地點指示器;AN/ASH-28信號數據記錄儀;AN/ASN-108姿態/方向參考系統;C-10376機內通話控制板;AN/ALQ-119電子干擾艙;AN/ALQ-135電子干擾設備;AN/ALR-56雷達告警接收機;AN/ASW-38自動駕駛儀;MX-9287A干擾抑制器;AN/APX-101敵我識別應答器;AN-APX-76敵我識別詢問機;AN/ARN-112儀錶著陸系統;AN/ARN-118塔康系統;AN/ASN-109慣性導航系統;OA-5639超高頻測向器;AN/ASK-6中央大氣數據計算機;CP-1075/AYK中央計算機;AN/AVQ-20平視顯示器;AN/AWG-20火控系統;CN-1377前置計算陀螺;AN/ARC-190高頻無線電通信電台;KY-58保密話音通信系統。

武器配備

六個翼下、四個機身外側、一個機身中線掛點,總外掛可達16,000磅(7,300公斤),武器包括: 
機炮:一座M61A1火神式20毫米機炮,彈藥940發/512發(F-15E)
導彈:四枚AIM-7麻雀導彈或四枚AIM-120先進中程空對空導彈,通常掛載於機身外側掛點或適型油箱下掛點,四枚AIM-9響尾蛇導彈,通常掛載於翼下大型多功能掛架。
炸彈:F-15E可掛載各種美國空軍空用炸彈,包括自由落體核彈,以及GBU-28 4,500磅(2000公斤)碉堡穿透炸彈

3 F-15戰鬥機 -型號

F-15戰鬥機F-15戰鬥機正在進行地面保養

F—15A 

第一種戰鬥機改型。   

F—15B 

A型的雙座教練機改型,曾稱作TF—15A。  

F—15C 

單座戰鬥機,油箱內還可帶電子戰,偵察及各種探測設備。  

F—15D 

C型的雙座教練型。  

F—15E 

是一種戰鬥轟炸機。因為設備複雜,採用F—14那樣的串列雙座制。它換裝了高解析度APG—70火控雷達及前視紅外/激光跟蹤器,導航精度和地形跟蹤(貼地飛行)功能大大提高。可外掛各種對空對地攻擊武器,比F—15D多12個外掛點(也採用保形油箱)。  

F-15F  

為沙特準備的F-15E單座方案,換裝新型發動機、雷達和座艙顯示器設備。沙特原準備在48架F-15S雙座型基礎上訂購24架F-15F,后全部改為F-15S。F-15F最終未能投產。  

F-15H  

用於競爭希臘空軍戰鬥機計劃的F-15E出口型。  

F-15I 

以色列空軍裝備的F-15E出口型。它用以色列自行研製的SPS-2000系統取代了美國產的戰術電子戰系統,其他基本不變,發動機為後期型的F100-PW-229。前後共計訂購25架。1997年9月12日首飛,同年11月6日交付。已交付完畢,裝備以空軍1個中隊。  

F-15J/DJ  

日本根據許可證生產的F-15C/D。計劃生產233架,前14架在美生產,其餘由日本三菱重工製造。和F-15C/D相比,主要是換裝了一些日本國產的航電設備。 F-15J/DJ共裝備7個中隊,仍是日本航空自衛隊主力戰機。  

F-15K 

韓國訂購的F-15E出口型。和F-15E的主要區別是:改進了航電設備,加強了機身結構,改進了座艙顯示設備 航程增加了三分之一。  

F-15MANX  

基於NASA的主動推力矢量控制計劃的無尾隱形方案。為後來的F22隱形設計提供了一些經驗,為B-2的控制系統提供了一些經驗。  

F-15N  

F-15的海軍型方案,因起降距離太長,重量太重,下降時對航母甲板衝擊過大,資金太高而被迫放棄。  

F-15S  

沙特訂購的F-15E簡化型。發動機為F100-PW-229,但航電設備水平降低,大量採用F-15C/D上的設備。雷達雖然是APG-70,但取消了地面測繪能力,性能和APG-63相當。此外還取消了部分電子對抗設備,降低了藍盾吊艙的性能。這一系列的改動使得該機的對地攻擊能力大打折扣。   

1992年9月11日美國批准沙特的採購計劃——原訂購48架,后將F-15F單座型改為F-15S。1995年6月該機首飛,9月12日交付。已交付完畢。  

F-15S/MTD  

美國空軍在F-15B的基礎上改裝的短距起飛/精確著陸技術驗證機。它採用三翼面布局,換裝數字式電傳飛控系統。發動機為F100-PW-220,但改用二元矢量噴口。該機主要用於驗證飛機在短距起飛和實用推力矢量控制(TVC)時,起飛、著陸以及空戰機動性能。  

F-15XP  

沙特訂購的F-15F/S的最初編號,後分別改為現編號。  

F-15XX  

在F-15C基礎上發展的制空型。重點改進了航電設備和系統,以作為F-22計劃的一個低成本備份方案。1992年該計劃放棄。  

NF-15B/F-15ACTIVE  F-15 ACTIVE主動控制技術驗證機  
NASA改裝的F-15B,作為主動控制技術的驗證機,採用三翼面布局。它由F-15S/MTD驗證機直接改裝而來,換裝了新研製的軸對稱推力矢量噴口——這是它和F-15S/MTD在外觀上的最大區別。發動機是F100-PW-229,外加推力192千牛。主要用於驗證不同迎角和馬赫數下推力矢量工作情況。  

RF-15  

F-15專用偵查型方案,后因黑鳥偵查機實驗成功,偵查衛星相繼發射而不被採用,只生產一架驗證機。  

F-15/PDF  

由F-15C改進的防空壓制型方案,具備精確打擊能力。  

F-15SG  

F-15E 的新加坡版本,配備了主動相控陣雷達、頭盔顯示系統、高精度瞄準吊艙等先進設備,作戰半徑超過1800公里,最大載彈量10噸。  

F-15SE  

具備部分隱身性能的F-15戰鬥機的最新改進型。該機採用了與F/A-18「大黃蜂」戰鬥機類似的向外傾斜的垂尾,以及可以在內部設置武器艙的保形油箱(CFT)。 

截止1997年,麥道公司共生產各型戰鬥機1358架。使用F-15的國家和地區有美國、日本、沙烏地阿拉伯和以色列。

4 F-15戰鬥機 -作戰使用

F-15戰鬥機雙機編隊飛行

F-15C的主要任務是利用飛機的高機動性和加速能力奪取並保持制空權。F-15C的作戰任務一般在中空進行(6100米至9150米),在空中加油的情況下續航2小時。

F-15E主要是作為空對地攻擊機使用,但它仍具有很強的空對空作戰能力。這種雙重作戰能力使「攻擊鷹」成了當代的一種可擔負「雙重任務」的戰鬥機。

其作戰方式為:
1、搜索、跟蹤空中目標;
2、使用機炮、「麻雀」、「響尾蛇」和先進中距空對空導彈等武器攻擊空中目標;
3、搜索、跟蹤地面目標;
4、使用各種空對地武器攻擊地面目標;
5、導航

F-l5E在作戰中,它執行任務可能的飛行範圍,包括低至30米、高至1500米以上的低空,中空和高空,但大部分任務是在中空完成的。在執行任務時,機載雷達的有效作用距離64公里。「攻擊鷹」不僅使用GBU-10和GBU-15等精確制導炸彈,還使用多種常規炸彈,其中包括227公斤Mk82集束炸彈和908公斤Mk84自由下落炸彈, CBU-52和CBU-58集束炸彈。以及Mk20「石眼」 子母彈等。所有這些武器都是使用「藍盾」系統投放的,要求駕駛員和武器系統操作員必須能熟練地掌握和使用常規炸彈和精確制導炸彈的投放操作。

F-15E通常以4機「箱」形巡邏編隊飛行。這時,4架飛機橫向間距610米,垂直方向間距300米左右。從更高的角度看這種編隊,4機所構成的形狀如同「箱」形。其好處是,可盡量為編隊飛機提供良好的視界,最大限度地提供相互保護。另外,F-15E、F-l6與海軍陸戰隊F/A-18一起作戰。這些飛機可採用了連續計算彈著點的投彈方式,採用這種攻擊方式,飛機可使用非制導的常規炸彈,使攻擊精確度圓概率偏差為9至12米。據美空軍前戰術司令部司令官盧斯將軍稱,2架F-15E帶上5448公斤的彈藥所造成的毀壞程度相當於8架F-4帶21792公斤彈藥所造成的毀壞效果。

戰時,F-15一般由本土轉場至戰區,在前沿地區作戰。

5 F-15戰鬥機 -售價

根據美國空軍提供的信息,F-15「攻擊鷹」每架價格為3,110萬美元。F-15D相對便宜,為2,990萬美元,而第一代飛機只需要2,790萬美元。 

6 F-15戰鬥機 -使用國家

基於其高貴的價格,早期使用F-15的國家只有以色列(F-15與F-15I)、日本(F-15J與F-15DJ)、沙烏地阿拉伯(F-15C與F-15S)三國。之後開始有新加坡(F-15SG)等國家提出採購需求。另外還有以F-15E為基礎,售予韓國的F-15K,這是第一個使用GE(General Electronic,通用電氣)引擎的F-15,在這之前的F-15都是使用普惠(P&W,即Pratt and Whitey)的引擎。

美國空軍現在有396架正在使用,另外有126架配屬於國民警衛隊。

F-15A/B/C/D,包括外銷用戶的生產量分別為:

美國
F-15戰鬥機F-15戰鬥機

F-15A:365架,現役46架,損失46架,出售15架,退役96架,封存153架
F-15B:59架,現役9架,損失6架,退役18架,出售8架,封存18架
F-15C:408架,現役334架,損失52架,退役一架,出售20架,封存1架
F-15D:62架,現役52架,損失5架,出售5架

以色列

F-15A:38架
F-15B:6架
F-15C:16架
F-15D:11架 

沙烏地阿拉伯

F-15C:46架
F-15D:16架

日本

F-15J:165架,折損8架
F-15DJ:48架,折損3架 

韓國

F-15K:40架 

新加坡

F-15SG:24架

7 F-15戰鬥機 -發展年表

1965年4月29日 空軍司令部正式啟動F-X計劃,要求研製一種新型戰術戰鬥機,具體工作由空軍系統司令部(AFSC)負責。

1965年6月16日 AFSC 指定航空系統分部(ASD)完成F-X的預研工作。

1965年6月22日 F-X 初始想定發布,該機被描述成一種小型、廉價、高性能戰鬥機,可以執行視距內的空地/空空任務。空軍要求70年代初形成初始作戰能力。

1965年12月 空軍完成並將F-X研究方案遞交可能的投標商。

1965年1月份 空軍從八家投標商收到競標方案。

1965年4月份 空軍選擇三家廠商參加F-X競爭:麥克唐納·道格拉斯、北美·洛克韋爾和費爾柴爾德·共和。

1966年8月12日 ASD正式建立系統計劃辦公室(SPO)負責F-X計劃。

1967年6月份 F-15概念表述文件發布。

1968年10月24日 空軍正式將 F-X 命名為 ZF-15A.

1969 財年 F-X SPO重組,運作控制權移交系統管理部門。

1969年7月14日 F-15 計劃辦公室成為獨立組織,直接向AFSC司令部負責。ASD繼續提供行政、後勤工程援助。本傑明·N·比利斯被准將指定為F-15項目負責人。

1969年10月19日 AFSC 司令部指定F-15SPO負責 F-15 項目。所有計劃內部門均直接向其負責。

1969年12月23日 空軍選擇麥·道作為F-15主承包商。

1970年1月1日 F33657-70-C-0300合同生效,麥·道進入F-15全尺寸發展階段。

1970年2月27日 普拉特·惠特尼公司被選中作為 F-15 發動機承包商。

1970年9月30日 休斯公司被選中作為F-15雷達系統分包商。

1971年4月8日 F-15 設計二次評審完成。

1971年6月18日 空軍批准為F-15設計的F100發動機方案。

1972年5月31日 政府批准F100發動機首次試車。

1972年6月26日 第一架F-15出廠。

1972年7月27日 F-15首次試飛成功。

1973年3月1日 首批30 架具備全部作戰能力的F-15 獲准投產。

1973年7月份 F-15B(TF-15A)首飛成功。

1974年11月14日 麥·道向空軍交付首批兩架F-15B(73-108、73-109)。

1975年9月份 第一個F-15中隊形成初始作戰能力(IOC)。

1977年4月27日 23架F-15從蘭利空軍基地起飛,前往德國比特堡空軍基地。這是F-15首次海外部署。

1977年12月28日 日本宣布將在1978財年訂購100架F-15.

1978年7月份 美國政府同意向以色列和沙烏地阿拉伯交付 F-15.

1979年6月份 F-15對外軍售計劃啟動,總計108架飛機,約25億美元。

1980年12月份 麥·道提出「攻擊鷹」方案,為F-15雙座戰鬥轟炸型。該提案還包括為空軍的早期F-15翻新,並更新電子設備。這一提案涉及到防空司令部的114架F-15,戰術空軍司令部的206架F-15A/B,304架 F-15C/D.此外,空軍也計劃訂購204架F-15C/D,398 架雙重任務戰鬥機。

1981年6月2日 巴比倫行動。以色列8 架F-16遠程奔襲伊拉克的巴格達核反應堆,F-15為之護航。行動完全成功,沒有發生空戰。

1984年4月27日 空軍司令部批准發展F-15E.

1986年12月11日 F-15E首飛。

1990~1991年 F-15SPO為將F-15C/D/E部署到海灣的「沙漠之鷹」行動提供全力支援,同時和華納·羅賓斯航空後勤中心合作,儘快將第4戰術戰鬥機聯隊缺編的F-15E交付使用。空軍共有48架F-15E部署到沙特,但在對地攻擊中損失2架。由於各方保障得力,F-15E在「沙漠風暴」中保持了95.5%的戰備完好率。根據統計,F-15在空戰中取得了26:0的戰績。

1991年8月16日 首批兩架F-15S根據「和平陽光」計劃運交沙特。

1991年12月18日 F-15I首飛(根據「和平之狐」計劃出售給以色列的F-15E)。

1997年8月1日 F-15研製生產廠商麥·道公司被波音公司兼并。

1998年1月份 以色列空軍開始接收首批兩架F-15I.

1999年12月份 空軍宣布計劃為F-15C換裝APG-63(V)2主動相控陣雷達,期望在增強能力的同時降低維護費用。

2002年5月21日 韓國空軍宣布向波音訂購40架F-15K,價值42.28億美元。

2005年3月3日 F-15K在美國聖路易斯首飛成功。

2005年10月7日 韓國引進的40架美製新型F-15K戰鬥機的首批兩架抵達漢城。

2005年12月12日 新加坡國防部與美國波音公司簽訂合同,向波音公司購買12架F-15SG型戰鬥機,總價約為10億美元。

2011年12月29日 美國白宮方面宣布,已和沙烏地阿拉伯簽署價值為294億美元的合約,提供給沙特F-15戰機。報道指出,這項交易除有利美國經濟和就業外,也可能被解讀為意在對付伊朗,增強對波斯灣的監看能力。

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