JAS-39戰鬥機

JAS-39戰鬥機

JAS-39戰鬥機(英文代號:JAS-39,瑞典文:Gripen,英文:Griffin或Gryphon,譯文:鷹獅或獅鷲,通稱:JAS-39“鷹獅”),是瑞典一型戰鬥機,在世代上屬於第四代戰鬥機。

JAS-39戰鬥機用以取代Saab-37戰鬥機,其“JAS”縮寫為瑞典文中的“Jakt”(對空戰鬥)“Attack”(對地攻擊)“Spaning”(偵察)的縮寫,其為一戰鬥、攻擊、偵察兼具的多功能戰鬥機(Multirole Aircraft)。

JAS-39戰鬥機由瑞典薩博公司(SAAB)(Svenska Aeroplan AB)為中心所研製,首飛於1988年,之後向全世界推銷,已服役於瑞典捷克匈牙利等國空軍,並正於南非空軍中成軍。2007年10月,泰國國會也已批准首批六架JAS-39戰鬥機訂單。JAS-39在續航距離的妥協、汰換運用上的容易性與高效能低價位的實現使得其成為當今世界最具關注度、最暢銷的戰鬥機之一,且和中國與巴基斯坦共同研製的FC-1戰鬥機定位相同,亦為FC-1梟龍戰鬥機在國際上最大的競爭對手。

基本介紹

  • 中文名:JAS-39戰鬥機
  • 外文名:JAS 39 Griffin
  • 類型多用途戰鬥機
  • 服役:1996年6月9日
  • 單位造價:6000萬美金(2009年)
  • 首飛:1988年12月9日
  • 研製單位:薩博公司
  • 研製時間:1970年代
發展沿革,研製背景,建造沿革,使用國家,技術特點,機型結構,動力系統,武器系統,航電系統,座艙設計,性能數據,系列型號,總體評價,

發展沿革

研製背景

20世紀70年代後期,當瑞典空軍編制鷹獅的技術要求的時候,是準備用它來替代Saab-35“龍”戰鬥機和Saab-37“雷”戰鬥機的,著重強調飛機的“變用途”能力和飛機的空中優勢能力,因此命名為JAS-39戰鬥、攻擊、巡邏多用途機。“變用途”是指飛機在執行任務的過程中改變用途的能力;“多用途”要求飛機在執行任務之前按照特定的任務進行配置。JAS-39“鷹獅”的目標是截擊接近瑞典海岸的外國飛機,並對入侵的敵機給予還擊,承擔瑞典國土防空任務。
薩博37戰鬥機薩博37戰鬥機
當時,華沙條約國和北約成員國的飛機經常進入瑞典的領空。瑞典空軍希望尋求一種能夠對抗蘇聯的蘇-27戰鬥機的飛機。瑞典情報部門預測,在“鷹獅”飛機的服役過程中,蘇-27是它可能遇到的最大的威脅。由於俄羅斯距瑞典的最近點只有200km,鷹獅不必要設計成為一種大型的雙發飛機——這一點不同於同時代的其它飛機。這種輕型單發的設計方案的直接優勢是減少了飛機的成本,出廠成本只有颱風戰鬥機陣風戰鬥機的三分之一,但同樣具有良好的機敏性和較小的雷達截面。較小的機身也降低了飛機的耗油率。
蘇-27戰鬥機UB型蘇-27戰鬥機UB型

建造沿革

  • 1980年:開發開始;
  • 1982年:整體構型確定,瑞典政府下達原型機訂單;
  • 1988年12月9日:原型機試飛;
  • 1989年2月3日:第一架原型機失控墜毀;
  • 1993年3月4日:第一架量產型(39-101)試飛;
  • 1993年:第二架量產型試飛;
  • 1993年8月18日:第二架量產型墜毀;
  • 1996年:配發瑞典空軍作戰單位;
  • 1996年:JAS39B試飛。

使用國家

  • 捷克空軍:租賃14架,含2架雙座型,2005年8月完成交付。
  • 匈牙利空軍:租賃14架,含2架雙座型,預計於2006年3月到2007年12月分批運交。
  • 南非空軍:訂購28架,含9架雙座型,用於汰換美洲豹C/D戰鬥機。
  • 瑞典空軍:訂購204架,含28架雙座型,已有138架服役中。其中的28架(含4架雙座型)將租賃給捷克空軍和匈牙利空軍。其餘的飛機仍分批運交中。
  • 英國皇家試飛員學校(Empire Test Pilots' School)。
  • 泰國皇家空軍:2008年,已宣布訂購6架C/D多功能戰鬥機,將於2008年到2012年間交機,另保留6架選擇權。首批6架“鷹獅”C/D於2011年2月交付。2010年,RTAF又確認訂購了6架“鷹獅”C戰鬥機,這批訂貨預計將在2013年完成交付。
  • 瑞士空軍:2011年11月,瑞士決定採購22架瑞典JAS-39“鷹獅”NG戰鬥機。
  • 巴西空軍:2013年12月18日,瑞典JAS-39獲巴西36架戰機訂單,總額45億美元。
鷹獅使用國鷹獅使用國

技術特點

機型結構

JAS-39由鴨型翼(前翼)與三角翼組合而成近距耦合鴨式布局,繼承了Saab37戰鬥機的氣動型式,結構上廣泛採用複合材料,主翼為切尖三角翼帶前緣襟翼和前緣鋸齒,全動前翼位於矩形涵道的兩側,無水平尾翼。機翼和前翼的前緣後掠角分別為45°和43°。該型能在所有高度上實現超音速飛行,並在短場起降上取得最大的效率。可收放前三點的主起落架為單輪結構,向前收入機身;可轉向前起落架為雙輪結構,向後旋轉90°平放入機身下部。機輪和輪胎有碳圓盤剎車及防滑裝置。採用帶有覆面層隔板的楔形涵道。機身內裝自封主油箱和集油油箱,採用燃油綜合管理系統控制。
JAS-39鷹獅戰鬥機JAS-39鷹獅戰鬥機
JAS-39為了獲得最佳的翼身融合效果,採用了中置機翼布局,這樣也使外掛物獲得了良好的地面間隙。而一般來講,外掛物的地面間隙一直是小型飛機的一個不好解決的問題。由於採用中置機翼,JAS-39飛機的主起落架安裝在機身上,另外,為了與主翼獲得最佳的氣動力耦合前翼要具有一定的安裝角。JAS-39“鷹獅”採用切角三角翼,鋸齒形前緣,後掠角45°。增升裝置由兩組前緣襟翼組成,通過全許可權三餘度電傳飛行控制系統與飛機的升降舵相連。大迎角時,前緣襟翼下偏,可以延遲機翼失速。後緣襟翼向下偏轉時,可以使飛機抬頭,從而提高飛機的機敏性。這一點與傳統的縱向穩定飛機不同,對於縱向穩定的飛機來講,後緣襟翼下偏會使飛機產生低頭力矩。全動鴨翼也是切角三角形,前緣後掠角43°。
JAS-39機身剖視圖JAS-39機身剖視圖
JAS-39機腹JAS-39機腹
JAS-39“鷹獅”的布局形式的優點之一是,通過同時偏轉鴨翼和升降舵可以產生直接升力。差動地偏轉鴨翼可以產生側向力,結合方向舵的偏轉,可以產生直接側力,而不用改變飛機的航向。在使用航炮進行空對空攻擊的時候,或對地面目標投放非制導武器的時候,這種“非耦合”的飛行模式是非常有用的。
在JAS-39飛機的設計過程中,通過廣泛的採用新技術和先進的計算機模擬技術,實現了飛機的減重,其中複合材料的使用量占到機體結構的25%~30%。碳纖維複合材料主要用於蒙皮和翼梁、尾翼、升降舵、起落架艙門和一些檢測口蓋。蒙皮不是膠接在支持結構上,而是採用沉頭螺釘安裝的,為消除整體油箱的漏油現象,在接觸處採用了密封材料。據估計,JAS-39飛機共有緊固件大約100,000個,在機體結構中,按成本來計算,機加件占到15%左右。
JAS-39機身與機翼對接過程JAS-39機身與機翼對接過程
按照現代飛機的製造工藝,JAS-39飛機的機體結構分為幾個部件進行製造,其中機翼分為7個部件,機身分為3段,3段機身在總裝階段被永久的連線在一起,這樣可以消除傳統的過渡連線所產生的重量增加。中段機身又分為3個部件:機炮艙、起落架段和機身安裝段。機翼的彎曲力矩通過3個小間距的隔框傳向機身,只在前緣翼根處有一個輔助安裝節,考慮到三角翼的翼根弦長較長,這種設計是令人驚奇的。其原因是,主機身隔框受主起落架艙和發動機檢測門的限制。F404發動機是從機身下部裝拆的,這是為了在擁擠的航母上方便地更換髮動機。這種情況迫使薩博公司設計了一個強度很高的翼根加強筋,將機翼的彎曲力矩集中傳遞到機身上。
JAS-39線圖JAS-39線圖

動力系統

“鷹獅”飛機為單發飛機,採用一台通用動力公司/沃爾沃航空發動機公司的RM12發動機。儘管發動機是飛機製造商和飛機用戶廣泛關注的一個問題,但是Saab公司相信,由於技術的進步和發動機的可靠性的大幅度提高,使得雙發飛機不再具有優勢,採用雙發還會引起飛機的重量、成本和複雜性的增加。RM12發動機是一種低涵道比帶加力燃燒室的渦輪風扇發動機,它是由通用電氣公司沃爾沃飛機發動機公司在通用電氣公司的F404-400發動機的基礎上合作研製的。RM12發動機具有3級風扇和7級高壓壓氣機,風扇和壓氣機都採用可變迎角的定子,由單級渦輪驅動。加力燃燒室採用可變面積噴管,其面積從最小到最大都是可調的。
RM-12加力渦扇發動機RM-12加力渦扇發動機

武器系統

JAS-39是作為空中優勢戰鬥機進行設計的,但在首次進入服役時卻是作為攻擊機使用的。執行對地攻擊任務的時候,“鷹獅”飛機可以攜帶多種武器,主要是Hughes公司的AGM-65A/B‘‘幼畜”(Rb75)空-地飛彈和DWS-39防區外子母小炸彈散布器。“幼畜”飛彈是經過實戰檢驗的電視制導飛彈,射程約3km,攜帶57kg的戰鬥部,用於攻擊坦克和其它裝甲目標。DWS39是不帶動力的,其射程取決於發射條件,投放之前,將目標的數據傳輸給武器,由慣導系統對武器進行制導和控制。子彈藥可以是24枚反跑道炸彈、96枚集束彈、120枚反坦克地雷、504枚SB44小炸彈或1,848枚M42GP小炸彈。非制導武器包括80kg的M50炸彈、600kg的M60炸彈和ARAK70火箭彈。
執行反艦任務的JAS-39掛載AGM-65和RBS-15執行反艦任務的JAS-39掛載AGM-65和RBS-15
執行反艦任務時,“鷹獅”飛機的主要武器是Saab公司的Rbs-15F反艦飛彈。該飛彈攜帶200kg半穿甲爆破戰鬥部,射程90km,中段採用慣性制導,束段採用主動雷達制導。為了自衛,“鷹獅”飛機裝有電子對抗設備,包括雷達告警接收機和電子對抗系統,電子對抗系統由安裝在翼下掛架內的箔條/曳光彈散布器、拖曳式雷達假目標和干擾機組成。在執行偵察任務時,所有的感測器和照相設備都採用外掛安裝。
JAS-39掛載的RBS-15和AIM-120JAS-39掛載的RBS-15和AIM-120
瑞典曾希望發展Rb71超視距飛彈的後繼型,但是經過若干年的工作以後,最終決定採用Hughes公司的AIM-120中程空對空飛彈AMRAAM(先進中距空空飛彈)。重要的一點是瑞典空軍被允許進行飛彈的飛行試驗。由於瑞典空軍只訂購了100枚AIM-120飛彈,所以“鷹獅”飛機還可能採用“流星”空對空飛彈。“鷹獅”飛機的出口型,也可能採用Meteor飛彈,因為Meteor飛彈與AIM-120飛彈具有互換性,只需進行少量的軟體更改。這兩種飛彈都具有區分不同目標的能力,使用數據鏈和慣性制導,以便在發射後儘可能長時間地保持隱身。數據鏈用於更新關於目標的信息,這些信息可以通過本機或其它飛機(如其它的“鷹獅”飛機或S100B預警機)提供。短距攻擊時,“鷹獅”飛機可以攜帶AIM-9L和AIM-9J“響尾蛇”飛彈。在機腹左下方的整流罩內裝有27mm的Bk27“毛瑟”機炮。
JAS-39的掛載配置JAS-39的掛載配置
JAS-39戰鬥機

航電系統

JAS-39飛機的航電設備是由愛立信(Ericsson)公司設計和製造的,然後由薩伯(Saab)公司進行了綜合。與Saab-37“雷”的航電設備相比,有了巨大的改進。採用了愛立信/費倫第公司(Ericsson/GMAv)的PS-05雷達,數據處理能力為“雷”飛機的PS-46/A雷達的3倍,但體積只有後者的60%,重量只有後者的50%。PS-05A是一種多工作模態脈衝都卜勒雷達,採用縫式波導平面陣列天線,液冷行波管發射機。通過使用複雜多變的波形和高中低的脈衝重複頻率,實現了各種任務所需的多種工作模式。為提高解析度和實現遠距離目標的探測,使用了頻率調製脈衝壓縮。
PS-05A脈衝都卜勒雷達PS-05A脈衝都卜勒雷達
雷達的工作模式是由軟體控制的,主要包括下列內容:
  • 空對空:遠程搜尋與跟蹤;多目標邊搜尋邊跟蹤;短程寬角搜尋與跟蹤;航炮與飛彈的自動控制。
  • 空對面:搜尋與跟蹤;地面與海面目標的邊掃描邊跟蹤;高解析度繪圖;空對面測距。
  • 採用全部可程式的信號與數據處理器,具有良好的電子抗干擾能力和適應未來發展的靈活性。
PS-05A靈活的波形避免了雷達測距的不準確性,也使每一工作模式下的性能得到了最佳化。平面天線陣掃描時產生的旁瓣很少,降低了對干擾的敏感性,也提高了雷達的效率。雷達也能適應制導中距空對空飛彈(如AMRAAM先進中距空空飛彈和“流星”飛彈)的數據傳輸要求,由於採用了模組化設計並具有機內自檢測功能,雷達具有良好的適用性和較低的維護費用。它採用新型的主動相控陣技術,其中使用了1,000多個發射/接收單元。為了擴大雷達的方位角,天線安裝在一個活動的底盤上,可以明顯地增加雷達的掃描範圍,這種設計方法在相控陣雷達中是比較獨特的。採用AESA技術改進雷達的目標探測和跟蹤性能。
JAS-39戰鬥機的電子系統JAS-39戰鬥機的電子系統
JAS-39戰鬥機
瑞典空軍一直使用的是戰術儀表著陸系統(TILS),這種系統不但已經過時,而且使用費用昂貴,不適用於分散的戰時機場。為此需要研製一種系統,完全依靠機載感測器和機載設備,能夠引導飛機至任何機場並保證在全時間、全天候條件下安全著陸。新系統採用了兩種為“鷹獅”飛機研究的新技術,即新型綜合導航系統(NINS)和新型綜合著陸系統(NILS)。另外,如果飛行員需要,NINS也可以使用傳統導航設備的信息,如測距裝置(DME)、甚高頻全向信標(VOR)和塔康系統(TACAN)。
一架正在著陸的JAS-39一架正在著陸的JAS-39

座艙設計

JAS-39通過對座艙顯示和操縱系統的仔細設計,大大減輕了飛行員的工作負荷,明顯地提高了飛機的作戰效益。座艙的核心部件是愛立信公司的EP-17顯示系統,採用了3個120mm×150mm的多功能下視顯示器(HDD),1個凱瑟公司(Kaiser)的寬角全息平視顯示器(HUD)。3個單色的下視顯示器(HDD)是完全相同的,可以進行互換。在飛行過程中,顯示器的功能可以進行調整,以適應不同的飛行階段或作戰任務的需要。左側的HDD一般顯示飛行數據,包括HUD上的數據和其它的自衛設備與感測器上的數據;中間的HDD顯示計算機生成的周圍區域的地圖,疊加有戰術信息;右側的HDD顯示來自雷達、前視紅外和武器感測器的目標信息。
JAS-39機頭JAS-39機頭
JAS-39座艙JAS-39座艙
HDD雖然以現有的電視技術為基礎,但其性能得到了較大的提高,可以在光線較差的條件下提供高質量、高清晰度的畫面。根據瑞典空軍的要求,在以後的飛機上還可能採用彩色顯示器。在HDD中採用衍射光柵,可以獲得高亮度的圖像。HUD的視界為28°×22°,即可提供計算機生成的武器瞄準符號,也可提供光電系統(如前視紅外設備)生成的視頻圖像。座艙顯示的所有信息可以記錄在標準的磁帶上,以供飛行員查詢。
為了進一步減少飛行員的工作負擔,“鷹獅”飛機採用了手控油門駕駛桿,雷達和武器的所有操縱按鈕都放置在油門-駕駛桿上。Saab公司對中置和側置駕駛桿都進行了研究,最後選擇了中置小型駕駛桿。這種駕駛桿,在需要的時候,可以用右手或左手操縱。在“鷹獅”飛機的航電系統內,總共有40多台愛立信公司的D80計算機,這些計算機通過三餘度的MIL-STD-1553B數據匯流排連線在一起:一條匯流排用於飛機的基本數據和飛行數據,一條匯流排用於座艙顯示和雷達,一條匯流排用於戰術和武器信息。後續批次的飛機和出口型飛機都具有5條數據匯流排。採用5條數據匯流排,可以使每一條數據匯流排的“負荷”維持在較低的水平。
JAS-39座艙內部JAS-39座艙內部

性能數據

參考數據
乘員
1人
長度
14.1米
翼展
8.4米
高度
4.5米
機翼面積
25.54平方米
空重
6,620千克
最大起飛重量
14,000千克
動力系統
通用動力RM12加力渦扇發動機
推力
最大推力:54千牛
加力推力:80千牛
輪距
2.4米
參考性能
最大飛行速度
實用升限
15240米
航程
3,200千米
作戰半徑
800千米
爬升率
300米/秒
翼載荷
283千克/平方米
推重比
0.58
限制過載
+9/-3g
起飛滑跑距離
300米
著陸滑跑距離
400-650米
武器系統
飛彈
空對空飛彈6枚:Rb.74/Rb.98,4枚:Rb.99/Rb.71/MICA/Meteor
空對地飛彈:4枚Rb.75空對地飛彈,2枚KEPD350視距外飛彈,2枚Rb.15F
炸彈
火箭
4具CRV-7火箭莢艙
機炮
1門27毫米毛瑟BK-27單管機炮
JAS-39視圖JAS-39視圖

系列型號

JAS-39,為當初瑞典國內專用作為考量而建造。但是於90年代後期瑞典與英國宇航合作開始進行JAS-39的外銷,為了滿足客戶的需求,瑞典將原先的JAS-39進行了整體強化,包括航電、機身結構、引擎皆進行更新;與原本構型外在最大差別為增加了軟管給油方式的空中加油裝置。這種新機型稱為JAS-39C/D,除了外銷客戶以外瑞典空軍也在使用者之列。
JAS-39E/F實際就是“鷹獅NG”的正式生產型,該機最大的改進內容就是換裝F414G發動機。F414G是美國“超級大黃蜂”現用發動機F414型的發展型,針對“鷹獅”這種單發戰機進行了一定修改。F414G的最大推力可達98千牛,增大近20%。JAS-39E/F相應的最大起飛重量從14噸提升到16噸,但空重只提高了200千克,增重部分提高了內部燃料達40%。增大的推力使JAS-39E/F的巡航速度可達1.2馬赫(攜帶空空飛彈),成為一種“準超音速巡航”戰鬥機,戰鬥力提高幅度十分顯著。
JAS-39E/F的另一項重大改進就是AESA雷達。“鷹獅”戰機配備的PS-05/A已升級到MK4階段,具備了合成孔徑能力,MK5階段則全面升級為AESA雷達。

總體評價

JAS-39是瑞典研製的全天候全高度戰鬥/攻擊/偵察機。氣動布局採用三角形機翼和全動前翼,結構的大約 30% 採用複合材料,可以減輕重量 25%,可以在所有高度上實現超音速飛行。該機按照一機多用的原則進行設計,同一架飛機可以執行幾種不同的任務。雖然 JAS-39 飛機服役時間不長,但瑞典已經開始對它進行改進。從 2002 年中期開始,第 2 批飛機安裝彩色的具有夜視功能的新型座艙,採用新的敵我識別設備、輔助動力裝置和新的 CDL39 數據鏈,並具有空中加油能力。
從 2003 年開始生產的第 3 批飛機改進更多,主要改進包括:愛立信公司的 D96/Macs 任務計算機,匯流排 1553 乙太網航電系統,GPS 導航系統和新型儀表著陸系統。從 2003 年起,還安裝薩伯公司的 EMS39/S 綜合電子戰系統、頭盔顯示器、地面防撞系統以及前視紅外感測器。飛機將安裝具有主動電子掃描陣列的新一代雷達,使飛機的性能達到更高的水平。
“鷹獅”戰鬥機一直以低成本作為發展策略,JAS-39C/D型的報價在4千萬-6千萬美元之間,相對於其他新一代戰鬥機有明顯價格優勢。但JAS-39C/D型以前,“鷹獅”的雷達和機動性只能算中庸水平,難以對大客戶形成足夠吸引力。JAS-39E/F的全面升級,使“鷹獅”的性能有了跨代的大變化,但造價也劇增,出口瑞士的單機報價達到1.48億美元(包含研製費用分攤以及零部件、訓練和修護等費用)。因此,瑞典不得不採用合作方式,以分攤不菲的經費。隨著F-35成本飆升到2-3億美元之上,“鷹獅”、“陣風”等三代半戰鬥機的高價卻已經不那么扎眼。芬蘭克羅地亞等國都有購買“鷹獅”的意向,另外荷蘭也考慮將“鷹獅”作為F-35出現嚴重問題時的替代者。

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