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[军事] A-10“疣猪”攻击机简史

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发表于 2021-1-3 09:03 AM | 显示全部楼层 |阅读模式


A-10“疣猪”攻击机简史(一),废柴的战术核武器

 Armstrong 空军之翼 2019-10-29

  独特的A-10“疣猪”攻击机因两大原因而诞生:一是越战期间近距离空中支援飞机的不足,二是在欧洲反击苏联装甲部队的必要性,这两项需求最终导致了这种不同寻常的攻击机的问世。

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AX项目

  越南战争期间,美国陆军和美国空军经常在近距离空中支援问题上争吵不休。美国空军将近距空中支援(CAS)视为自己的领地,反对美国陆军试图接管这一任务,而陆军则认为空军对地面部队的召唤反应迟钝。但根据基韦斯特协议,美国陆军被禁止装备武装固定翼飞机,只能操作武装直升机。

  美国空军为了近距空中支援任务,从美国海军接收了大量过时的活塞动力道格拉斯A-1“天袭者”(Skyraider)攻击机,该机被称为“斯巴德”(一战时期的法国双翼战斗机)。虽然A-1最初是为美国海军研制的舰载攻击机,但由于能挂载大量武器、火力凶猛、皮糙肉厚,能在战场长时间徘徊而获得美国陆军步兵们的好评。


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俯冲投弹的A-1H

  但美国空军高层对“斯巴德”的看法很复杂,这种活塞式攻击机已经远远落后与时代,但空军偏爱的快速喷气式飞机却远远无法胜任CAS任务,它们能快速进入\投弹然后脱离,却缺乏在战场上长时间逗留所需的续航力和生存力,并且在各方面都比A-1贵得多。当然,美国空军对“斯巴德”的偏见也并非完全没有道理,由于北越军队在整个战争期间不断提高自己的防空能力,A-1遭受了较大损失,美国空军确实需要一种更先进的攻击机。

  战争后期,美国空军将CAS任务转移到喷气动力的沃特A-7“海盗II”攻击机上,该机被戏称为“矮小丑陋的家伙”,缩写SLUF。和A-1一样,A-7也是来自美国海军的一种“盐水机”,最初是为取代道格拉斯A-4“天鹰”而研制的。SLUF是一架出色的攻击机,但它是为打击-遮断任务而非CAS任务研制,无法像“斯巴德”一样下到泥巴中与地面部队并肩作战。


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美国空军的A-7D

  因此美国空军在1966年中期开始制定实验性攻击机项目(AX),追求一种远优于“天袭者”的CAS攻击机。1967年3月军方发布了初始方案征求书(RFP),AX被定义成一种在载弹量和续航力上与“天袭者”相当的攻击机,但速度要快许多并具有极高机动性,能做小半径转弯以轻松瞄准目标,同时该机还要有具有短距起降和简易机场操作能力。AX将通过装甲和冗余系统(包括双发动机)来提高生存能力,同时还要成本低廉且易于操作和维护。AX一个更有趣的要求是要配备一门速射机炮,很可能是通用电气(GE)M61“火神”20毫米六管加特林型机炮的改型。


废柴的战术核武器

  就在美国航空工业界致力设计方案时,AX的定义有了略微改变。1967-1968年间,北越装甲部队开始出现在战场上。并且在1967年的六日战争期间,以色列空军已经证明法制“幻影”IIIC战斗机的两门30毫米DEFA机炮发射的弹丸,可有效穿透阿拉伯重型坦克顶部的薄弱装甲。

  即使是越南战争中,美国陆军也认为自己的主要任务是抵抗苏联入侵西欧的装甲洪流。当时华约的部队和坦克的数量超过了北约,因此在20世纪60年代初,美国陆军将核武器作为护身符,在欧洲部署成千上万的战术核武器。但随着时间的推移,美国对严重依赖核武器进行防御感到越来越不安,即使当量非常小的战术核打击都可能引发全面核大战,进而摧毁整个人类文明。即使这种最糟糕的情况可被避免,大量使用战术核武器仍会摧毁西欧前沿国家,总之严重依赖核武器在危机中毫无灵活性可言。


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美国陆军在冷战中研制的最著名战术核武器:M65“原子安妮”核大炮

  如果没有美国总统作为三军指挥官的直接授权,陆军投入大量精力获得的核武器就无法使用,这让战地指挥官们感觉手中的战术核武器毫无价值。战术武器的不灵活性意味着美军需要寻求更有能力的常规武器来抵消苏联装甲优势,美国空军开始把AX视为一种反坦克武器而不是反叛乱攻击机,因此要求该机装备更为强大的机炮。这并不是一个小小的改变,因为这种机炮在尺寸上肯定会非常巨大,所以整架飞机都必须围绕它进行设计。


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苏联钢铁洪流


涡桨还是涡扇

  与此同时,各大制造商正在与方案征求书搏斗,尤其是苛刻的速度和续航力要求。由于涡喷发动机是个油老虎,当时唯一能满足要求的只有涡轮螺旋桨发动机了,但涡桨发动机需要重型减速齿轮箱和变距螺旋桨,比涡喷发动机更复杂更重,螺旋桨也对发动机布置提出了限制。尽管涡桨发动机在运输机上工作得很好,但设计师越是深入研究涡桨动力的AX方案,就发现越麻烦。


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格鲁曼的双发涡桨AX方案

  道格拉斯公司曾在20世纪50年代研制出A2D-1“天鲨”(Skyshark)涡桨攻击机作为“天袭者”后继机,但这架飞机成为该公司有史以来制造的最糟糕飞机之一,由于持续遭遇研制问题的困扰,该机最后没有投产。当然“天鲨”失败的部分原因可以被归咎于50年代初涡桨发动机的不成熟,但即便在60年代末更为成熟的涡桨发动机问世之后,这种动力装置也不太适合AX。


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A2D-1“天鲨”

  幸运的是另一种全新发动机异军突起,它就是大涵道比涡扇发动机。50年代末问世的首批实用化涡扇基本上就是增加了一个风扇级的涡喷发动机,省油优点并不明显。从AX角度来看,这些早期涡扇发动机仅在相当高的速度下才具有较高的燃油效率,这对于在较低速度下执行CAS任务的攻击机来说毫无用处。


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涡扇发动机基本原理

  当然早期涡扇的涵道比,也就是外涵道与内涵道之间的气流比率很低,例如B-52H轰炸机上使用的普惠TF33涡扇发动机的涵道比只有1。发动机设计师很快意识到可以通过将但倒闭提高到6或更高来设计出更省油的涡扇发动机,这种大涵道比发动机并不适用于高速战斗机,因为这种发动机排气速度过低,只适合亚音速飞行,所以能用于运输机和客机。


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TF33是早期涡扇的典型代表,至今仍在服役

  大涵道比涡扇发动机在低速时提供了良好的燃油经济性,因此成为AX动力装置的非常具有吸引力的选择。虽然大多数早期大涵道比涡扇发动机都是为大型飞机设计的,但在缩小尺寸方面不存在任何技术障碍。美国空军通过调高AX的速度要求来匹配大涵道比涡扇发动机,更符合这种发动机的最佳工作速度,并且取消了严格的短距起降(STOL)要求,避免为发动机安装复杂的反推装置。


两强角逐

  1970年5月,美国空军颁布了AX的最终方案征求书,要求这架飞机具有很高的生存能力和机动性,即使在恶劣天气和低云之下也能与敌方部队近距离接触。该机的速度为650-750公里/小时,能以最大载弹量从1200米长的跑道上起飞,挂载4300千克弹药时的作战半径为460公里,并能在战场上滞空两小时。该机的武器中当然包括空军设想的重型机炮,除此之外还有不少于10个的外部武器挂架。

  AX被要求在设计上非常简单,不仅仅为了让该机在前线易于维护,同时也使其采购和操作变得更便宜。在20世纪60年代,美国空军先后在通用动力F-111战斗轰炸机和洛克希德C-5“银河”运输机的研制中遭遇重大挫折,导致严重超支,因此对AX项目的成本非常敏感。此外,美国空军也在推进昂贵的实验性战斗机(FX)项目,这是一种空中优势战斗机,该机最终将成为麦克唐纳道格拉斯F-15“鹰”。


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与A-10同时期研制的F-15

  FX项目被排在第一位,AX只能区居第二。美国空军想要降低AX成本也导致该机短距起降要求被放宽,甚至制造商还被告知满足成本上限比满足设计要求更加重要。

  1970年,美国空军还为AX的主要武器GAU-8机炮发布了一份方案征求书,要求这是一种射速高达每分钟4000发的30毫米机炮。美国空军打算无论是飞机还是机炮都采用对比竞争的方式研制,从中选出获胜者。这是空军从F-111项目中吸取的教训,后者在原型机首飞之前就获得了订单,因为没有竞争而导致麻烦不断。

  针对AX方案征求书的回应截止日期是1970年8月10日,六家公司提交了各自的方案,分别是塞斯纳、费尔柴尔德、波音-伏托尔、洛克希德、通用动力和诺斯罗普。四家公司参与了GAU-8机炮的竞标,包括通用电气、菲尔科-福特、休斯和美国通用运输公司(GAT)。


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费尔柴尔德A-10想象图

  1970年底美国空军宣布诺斯罗普和费尔柴尔德成为AX竞争的两个决赛选手,两者都获得了制造两架原型机的合同,诺斯罗普方案被命名为YA-9A,费尔柴尔德方案被命名为YA-10A,诺斯罗普获得了制造两架YA-9A的价值2890万美元的合同,费尔柴尔德则获得了制造两架YA-10A的4120万美元合同。费尔柴尔德之所以获得了更多资金,是因为YA-10A比YA-9A更接近生产型规格。


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诺斯罗普A-9A宣传海报

  YA-10A实际上由费尔柴尔德在纽约州长岛分部制造的,该分部最初是共和飞机公司,制造过二战著名的P-47“雷电”战斗机,朝鲜战争中的F-84“雷电喷气”战斗机,以及越南战争的F-105“雷公”。1965年,该公司被费尔柴尔德收购。


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制造中的YA-10A

  GAU-8竞争的两名决赛选手是通用电气和菲尔科-福特,各获得1210万美元的原型炮研发合同。由于AX原型机研制等不了GAU-8,所以原型机将安装通用电气M61“火神”炮。

  就在两种AX原型机正在制造时,美国国会对项目进行了审查。此时美国陆军正在推进洛克希德AH-56“夏延”重型武装直升机研制(该项目最终将夭折,最后发展出休斯AH-64“阿帕奇”),美国海军陆战队已经获得了英国“鹞”式垂直起降战斗机用于近距支援(也就是麦道AV-8A),国会不理解美国空军为什么还需要第三种近距支援平台?


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AH-56“夏延”复合直升机

  美国空军高层虽然对CAS任务感情复杂,但有效为AX进行了辩护,指出“夏延”和“鹞”有各自的用途,而且这两种飞行器都不是步兵在地面战中最需要的近距长航时泥巴战斗机。国会接受了这一观点,但规定一旦从AX竞争中选出最终获胜者,必须在批准投产之前对其作战价值进行更大规模的严格评估,这个意见倒是很合理。


YA-9还是YA-10

  第一架诺斯罗普YA-9A原型机于1972年5月30日首飞,第二架原型机在1972年8月23日首飞。YA-9A的气动布局相当简单,有点像一架超大号的单座教练机。该机具有平直上单翼,每侧翼根部位安装一台Avco莱康明ALF 502涡扇发动机。该机采用传统尾翼布局和前三点式起落架,主起落架收入发动机短舱内,总体上看YA-9A的设计与苏联人的苏霍伊苏-25“蛙足”攻击机大致相似。


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降落中的YA-9A


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ALF 502涡扇发动机

  第一架费尔柴尔德YA-10A于1972年5月10日首飞,由霍华德“山姆”尼尔森驾驶,比YA-9A早了20天。第二架YA-10A原型机于1972年7月21日首飞。YA-10A的外观不同寻常,甚至有些奇怪。该机具有平直下单翼,两台通用电气TF34涡扇发动机被安装在后机身上方两侧的吊舱中,平尾两侧具有两个垂尾。该机采用前三点式起落架,主起落架收入机翼下方的整流罩中,轮胎半露在外,整个设计就好像来自20世纪30年代。在飞机设计届流传着一句老话:“如果它看起来漂亮,就会飞得很好”,YA-10A似乎从一开始就与此相违背。


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试飞中的YA-10A


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TF-34发动机

  两家制造商解决了原型机存在的问题后在10月24日将其移交给美国空军联合测试部队(JTF),后者由一系列空军司令部军官组成,负责从各方面对飞机进行评估。评估涉及飞机实际试飞和纸面研究,非常彻底。美国空军对YA-9A和YA-10A的评价都很高,实际这两种飞机在总体上都超过了设计规格。

  AX项目对于不景气的费尔柴尔德和纽约航空工业来说关系到生死存亡,几年前的20世纪60年代中期,美国陆军招标研制战场观察直升机,费尔柴尔德希勒分部提交的方案很有可能获胜,但霍华德·休斯通过一系列违规和涉嫌腐败的运作使休斯500赢得了这笔交易。由于这个丑闻影响颇大,以至于美国陆军被迫重新招标,但费尔柴尔德再次遭遇不公正待遇,贝尔Model 206“奇奥瓦”几乎默认赢得竞标,所以AX似乎成为费尔柴尔德的最后一次机会。

  虽然美国空军受到政治压力要求选择YA-10A,但这种做法不公平且从长远来看不符合军方最佳利益,他们需要为一线部队部队选出最佳武器,但AX竞争让他们犯了难,虽然YA-9A更易于操作,但YA-10A更容易维护,生存能力也更好。

  最终决定因素居然是费尔柴尔德制造了更接近生产型规格的原型机,他们飞机能更早投入生产和服役。美国空军的评估还显示,YA-10A的机翼比YA-9A的上单翼更容易挂载武器,这是决定任务周转时间的重要因素。1973年1月18日,YA-10A被选为竞争的获胜者,菲尔柴尔德获得了价值1.59亿美元的合同,用于生产10架A-10A发展、测试和评估用机(DT&E),也就是预生产型。


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满挂弹药的YA-10A

 楼主| 发表于 2021-1-3 09:03 AM | 显示全部楼层

A-10“疣猪”攻击机简史(二),绝不是地球爱好者

 Armstrong 空军之翼 2019-10-31

“疣猪”的由来

  合同的一个选项是订购首批48架生产型飞机,但根据国会指示,A-10A的投产必须等到完成全部试飞后才能进行。美国空军在竞争评估中也充分考虑了YA-9A安装通用电气发动机和YA-10A安装Avco莱康明发动机的可行性,尽管莱康明ALF 502的推力远低于通用电气TF34,但胜在重量轻,且该公司正在研制一种能与TF34竞争的升级版本。TF34的优点是现成解决方案,该发动机最初是为美国海军S-3“北欧海盗”舰载反潜机研制的,只需稍作修改就能安装到A-10。美国空军时间紧又不想冒险,所以最终选择了TF34。


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与A-10采用同款发动机的S-3“北欧海盗”

  与此同时,通用电气和菲尔科-福特的GAU-8机炮之争也在进行中,就在费尔柴尔德赢得AX竞争的前三天,GAU-8原型炮在1973年1月15日开始地面射击测试。自1968年以来,通用电气就一直致力于研制重型机炮,加上该公司在“火神”炮上的丰富经验,表现出比菲尔科-福特更大的优势,所以在1973年6月赢得了机炮竞争,获得了价值2370万美元的生产11门GAU-8/A预生产机炮的合同,其中3门用于地面测试,8门将安装到预生产型YA-10A上进行飞行测试。


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这张著名照片很好地显示了GAU-8“复仇者”机炮的惊人尺寸

  根据国会指示,两架YA-10A在1973年剩下的时间里和1974年继续试飞,此时国会仍然对是否采购A-10举棋不定,并在1973年中期将预生产型数量削减到六架。虽然一些立法者想要砍掉A-10用A-7D取而代之,但遭到美国空军强硬抵抗。1973年9月,国会暂时批准继续推进A-10项目,但要求在YA-10A和A-7D之间进行第二次对比试飞。


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被涂成绿色迷彩的第二架YA-10A原型机

  试飞于1974年4-5月在堪萨斯州莱利堡进行,证明了美国空军早已知道的事情:A-7能更好地突入敌人后方实施打击,但YA-10A更适合伴随步兵在泥地中打滚。在一次特别具有说服力的试飞中,YA-10A飞到了一个偏远地点并再次游荡了两个小时,A-7D只能坚持七分钟。1974年7月,国会终于批准制造另外52架A-10A,其中包括在当年内被砍的四架预生产型和48架生产型。


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即将下线的A-10A预生产型

  首架预生产型飞机于1974年末下线,经过初步地面试验后被拆解后由洛克希德C-5A运输机从长岛运到爱德华兹空军基地。重新组装后该机在1975年2月15日首飞,随后在4月26日第二架预生产机完成了首飞,6月10日是第三架。

  第2、3架预生产型安装了GAU-8/A机炮,虽然导致飞机有点超重,但测试表明30毫米弹药能轻松穿透M-48和T-62坦克的顶部装甲,所以美国空军并不担心该机略微过重的事实。


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测试中的A-10A预生产型和YA-10A原型机

  在完成10架预生产型后,生产型飞机在马里兰州黑格斯敦的费尔柴尔德工厂开始投产。第一架A-10A于1975年10月首飞,在11月5日被移交美国空军。早期生产的A-10A生产型仍被用于试飞,试验和评估,该机在1976年3月开始装备一线部队。


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占据了前机身大量空间的GAU-8巨炮

  为了纪念二战期间的共和祖先,A-10被命名为“雷电II”,这是一个缺乏想象力的绰号,从未被飞行员、航空媒体或公众接受。其实在第一架A-10A预生产型首飞时,该机就获得了一个不那么有尊严但更合适的绰号。

  在A-10之前的所有共和战斗机都是“地球爱好者”,起飞时不愿意离开跑道,所以平直翼的F-84“雷电喷气”获得了“土拨鼠”的绰号(Groundhog),或者简称为“猪”(Hog)。当后掠翼的F-84F出现后,该机就被称为“超级猪”(Super-Hog),有时人们也称F-105“雷公”为“终极猪”(Ultra-Hog)。1973年夏天,美国空军少校迈克尔·梅杰在空军出版物上刊登的一篇文章中把A-10称为“疣猪”(Warthog),这个绰号非常完美,能够捕捉到飞机的外观和个性,所以迅速流行起来。


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A-10的“疣猪”形象已经深入人心


“猪”的特点

  “疣猪”这个绰号意味着A-10与漂亮无缘,的确是这样,该机严格按照所要执行的任务进行设计。如前文所述,A-10具有一副平直下单翼,双垂尾和前三点式起落架,以及位于后机身两侧的TF34涡扇发动机。该机机身四四方方,飞行员高高坐在前机身气泡座舱盖之下,主要由传统航空铝合金制造,并具有一些重型钛合金装甲组件。为了简化制造和维护,A-10机身元件大都采用板材或简单的圆柱形或锥形部件组成。GAU-8/A机炮炮口略微伸出机鼻,机翼下方有许多挂架,用于挂载大量外挂载荷。


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A-10的外观非常有特点

  机翼的三个翼梁使其非常坚固,并具有较大面积以降低翼载,从而实现良好的低速操纵和机动性,以及相对较短的重载起飞滑跑距离。与共和前辈不同,A-10绝不是地球爱好者,当然需要的跑道长度随着载弹量的增大而增加。在典型的战斗荷载下,A-10可在大约1.1公里的跑道内起飞,在350米的跑道内降落,不到典型战斗机的一半。


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满载起飞的A-10C原型机

  该机的短距起降能力通过四个大型福勒襟翼得到增强,这些襟翼放出时延伸到机翼后方。每侧机翼内侧和中段后缘都有一片襟翼,外翼段后缘是用于滚转控制的副翼。副翼为开裂式兼做减速板,可提供有效减速而不会导致飞机出现俯仰变化,而这是困扰机身减速板的常见问题。


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降落中襟翼全部伸展,副翼开裂的A-10

  外翼段有7度上反,翼尖下垂以改善副翼响应并减少影响飞行效率的翼尖涡流。除短距起飞能力外,A-10的敏捷性也很不错,对于战场环境下的防御和进攻来说都很有价值。


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A-10的下垂翼尖

  每侧内翼段内部都有一个油箱,费尔柴尔德的工程师不愿意将油箱放在外翼段内部,因为会成为地面火力的绝佳目标。大部分油箱位于机翼之间的机身中央,不仅提供了装甲保护,并使降低了配平重心的难度。A-10内油总容量为7598升,无需在战斗中挂载副油箱。燃油管路穿过油箱以避免被地面火力击中。在实际操作中,“疣猪”飞行员会首先耗尽机翼油箱中的燃油。


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A-10系统总体布置

  油箱通过左翼起落架整流罩头部内的单点加油接口在地面加油,这里还包括一个自检控制面板。A-10机鼻还有一个空中加油插座,是YA-10A原型机所没有的特点。


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左翼起落架整流罩头部内的加油点和自检面板


起落架设计

  顺便提一下,A-10被设计用于短距起降而不是在无铺装机场起降的,所以该机都向前收起的前三点式起落架都为单轮形式,低压轮胎被直接安装在减震支柱上,并没有类似苏-25起落架悬臂式结构,因为这种“农用拖拉机”型起落架会增加成本和重量。


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A-10相对轻型的起落架设计最多可以支持在硬土跑道上起降

  A-10起落架设计目的是在相对较短的高速公路和被炸弹破坏的跑道上起降,极端一点是在硬土或草地机场,但一般不会从一片毫无铺装的平地上操作。


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千万不可以这样

  主起落架的老式吊舱式起落架舱有助于降低起落架机构的复杂性,否则主起落架就不得不被设计成旋转90度再平放入机翼内,同时消除了切断翼梁以容纳起落架的需要,避免了降低机翼强度。由于轮胎没有完全收入起落架舱,在机腹迫降中也能为机身提供了一定程度的保护。考虑到“疣猪”的飞行速度,吊舱式起落架舱的额外阻力被认为是无关紧要的。


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A-10的主起落架机轮一半暴露在外


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于是为机腹迫降提供了保护

  平尾同样有三根翼梁,非常坚固。平尾两端的双垂尾不仅提供了冗余,即使损失一片垂尾可以控制飞机,还能在剧烈机动过程中提供连续控制响应,因为即使一个方向舵被乱流遮蔽,另一个也能发挥作用。顺便提一下,生产型飞机的垂尾前缘下方为圆角,与YA-10A的棱角分明不同。


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A-10的H型双垂尾


发动机短舱

  如前文所述,TF34涡扇发动机是为美国海军S-3“北欧海盗”反潜机研制,第一种生产型TF34-GE-2于1972年投产,该型号能提供A-10所需的所有性能,但价格过于昂贵,所以通用电气专门为“疣猪”研制了更简单更便宜的改型——TF34-GE-100。该型号取消了海上操作所需的一些功能,并使用了一些更便宜的组件,代价是轻微推力损失和燃料消耗的些许增加。


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TF34涡扇发动机结构图

  每台TF34-GE-100的最大推力是4130千克,推重比超过6,同时具有出色的燃油经济性,增加了“疣猪”战场滞空时间。以喷气式战斗机标准看这种发动机非常安静,这对于低空前线CAS任务来说是一个明显优势,因为对手可能听不到“疣猪”的到来。此外,TF34在设计上易于维护并耐受异物吸入,80年代初通用电气又推出了改进可靠性的TF34-GE-100A。

  位于后机身上方两侧的发动机吊舱有助于提高A-10的生存能力,机翼可为发动机遮挡地面火力,双垂尾和平尾可以遮挡高温排气,避免被红外制导防空导弹锁定。事实上,像TF34这样的大涵道比涡扇具有相对较冷的尾部排气。高置发动机还可以防止A-10在简易跑道上起降时吸入异物的几率,并减少了机炮射击时吞烟。考虑到A-10的GAU-8/A巨炮,吞烟导致的发动机熄火一个主要潜在问题。


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机炮射击中的A-10

  当然发动机这样布置也要付出代价,大迎角时机翼阻挡了通向发动机的气流,因此在主起落架舱和机身之间的内翼段前缘安装了一个很短的缝翼,大迎角下通过液压控制装置自动开启,延缓内翼段上表面分离的气流进入发动机导致喘振。YA-10A在试飞中发现了这个问题,并临时安装了固定缝翼。


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内翼段自动缝翼

  不过前缘缝翼反过来又引入了另一个问题,降低了飞行员能感知到的失速前提示,因此每侧机翼中段前缘都增加一个失速条,确保失速前有足够清晰的抖振警告。


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前缘失速条

  发动机尾喷管向上弯曲偏离中线9度,这种设计能提供些许防止红外制导地空导弹直视发动机涡轮的作用,但更多是为了使飞机推力轴与飞行姿态一致,避免增减油门时引起飞机俯仰姿态变化。发动机吊舱设置有大型检修舱门,能在外场轻松维护发动机,减少拆装发动机的需要。TF34之间的机身中有一个加莱特辅助动力装置(APU),用于发动机起动和提供地面动力。


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A-10向上弯曲的尾喷管


装甲澡盆

  “疣猪”的飞行员坐在装甲“澡盆”中,提供令人印象深刻的防弹性能。“澡盆”由厚度1.27至3.81厘米的钛合金板材通过螺栓固定在一起,总重544千克,几乎占去飞机装甲总重量的一半。“澡盆”内部衬有防弹尼龙装甲,以阻止由于外部撞击造成钛装甲碎片崩落。


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A-10的钛合金装甲“澡盆”


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“澡盆”实物

  飞行员通过内置于前机身左侧的下拉式伸缩梯进入座舱,该设备也是YA-10A所没有的。座舱配备有全向视野极佳的气泡式座舱盖。A-10A最初配备了麦道IE-9 Escapac弹射座椅,这是早期零-零弹射座椅,后来升级为更有效和舒适的麦道“先进概念弹射座椅II”(ACES II)。


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A-10的伸缩登机梯

  以喷气式战斗机标准看A-10座舱仪表很简单,由大量模拟表盘组成,右上角有一个电视显示器用于引导“小牛”空地导弹,风挡后方是Kaiser平视显示器,能够显示简单的飞行和瞄准符号系统。与共和F-84的座舱相比,A-10座舱中的显示器和平显是唯二陌生的东西。A-10航电在早期同样简单,但最终会变得复杂起来。


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A-10A的古老座舱布置

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 楼主| 发表于 2021-1-3 09:03 AM | 显示全部楼层

A-10“疣猪”攻击机简史(三),GAU-8/A“复仇者”

Armstrong 空军之翼 2019-11-03

简陋航电

  A-10甚至没有自动驾驶仪,这对长时间作战的飞行员来说是一个很大不便。该机最初安装了普通无线电和塔康信标导航系统,但塔康是一种直线导航系统,毫无疑问该设备对于飞行员的低空作战导航毫无用处,最终只能通过膝盖上的地图来搞清楚自己到底在哪里。最后美国空军咬牙给最后生产的283架A-10A安装了标准的AN/ASN-141惯性导航系统(INS),由于惯导数据需要显示在Kaiser平显上,所以也顺便升级了平显电子设备,为在日后升级中显示更复杂和更强大的符号系统打下了基础。


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A-10的大尺寸平显

  此外,最初安装在“疣猪”上的简易气压高度计被证明在德国山区恶劣天气的乱流中无法精确工作,所以后期生产的A-10A改用标准AN/APN-164雷达高度计。惯导和雷达高度计最终在外场被加装在早期出厂的“疣猪”上。

  “疣猪”身上最酷炫航电就是位于前机身右侧下方挂架上的马丁·玛丽埃塔AN/AAS-35“铺路便士”(Pave Penny)吊舱了,这是一个激光光点跟踪器,可跟踪被激光照射的目标,并在平显上显示其位置。“铺路便士”吊舱并不是激光瞄准吊舱,甚至没有激光测距仪功能。对于攻击机来说这种激光光点跟踪器通常被安装在机鼻,但GAU-8/A机炮射击时的强烈振动使这个位置无法使用能。“铺路便士”吊舱在1978年推出,早前出厂的A-10也进行了改装。


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AN/AAS-35“铺路便士”吊舱

  A-10装备了Itek AN/ALR-46雷达警告接收器(RWR),其凸起的圆形天线被安装在机头和尾部,平面位置显示器(PPI)被安装在仪表板左上角,用于显示雷达辐射威胁方向和位置,如履带式防空车辆的火控雷达。AN/ALR-46后来被功能更强的AN/ALR-64的取代,随后又升级为AN/ALR-69,能处理更广泛的雷达辐射。


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A-10机鼻的RWR

  “疣猪”还配备了被动对抗措施,安装了四个AN/ALE-40箔条/红外干扰弹发射器,每侧下垂翼安装一个,每个主起落架吊舱末端安装一个。每个AN/ALE-40可容纳480发干扰弹,分成16组,每组30个。干扰弹由飞行员手动发射。


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发射红外干扰弹的A-10


疣猪的利齿

  A-10的机身基本上是围绕GAU-8/A“复仇者”机炮设计的,该炮从一开始就是A-10的主要武器。AX项目规划阶段进行的详细研究表明,重型机炮是最具成本效益的反坦克武器,当友军和敌军混战时,它也是前线战斗的最佳武器,因为在一片混乱中区分敌我需要靠近再靠近,无法使用空地导弹。


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“复仇者”机炮成为A-10武器系统的核心

  GAU-8/A是一门加特林机炮,七根枪管由两个液压马达旋转,顺序点火射击。该炮的基本原理和许多细节都来自理查德·加特林博士在19世纪60年代发明的手摇转管枪,19世纪90年代加特林改用电动机来驱动他的枪械,第二次世界大战后通用电气复活了加特林的设计,研制出许多著名的加特林机枪和机炮。


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加特林手摇机枪

  GAU-8/A长5.06米,满载重量1830千克。顺便提一下,严格来说GAU-8/A这个名称仅仅指机炮本身,机炮和弹鼓则组成A/A 49E-6机炮系统,但出于简化起见一般只说GAU-8/A。


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完整的A/A 49E-6机炮系统

  机炮可以每分钟2100或4200发(每秒35至70发)的可选射速射击,如果其中一个液压马达故障,仍能以2100发/分射速继续射击,加特林原理使GAU-8/A非常可靠。弹药种类有PGU-14/B穿甲燃烧弹(API),PGU-13/B高爆燃烧弹(HEI)和PGU-15/B训练弹。API的钢制被甲内置高密度贫铀(DU)穿甲弹芯,以动能穿透装甲并附带燃烧效应。HEI更为传统,被甲内具有高爆燃烧填充物,训练弹就是一个带铝帽的简单钢柱。

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  所有弹药都使用铝合金弹壳,与钢制或黄铜弹壳相比可显著降低重量并提高飞机弹药容量。弹药上安装有塑料“驱动带”,用于与炮膛相互配合,降低枪管磨损。弹鼓可混合装载不同弹药,最常见是五发API夹一发HEI。


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GAU-8/A剖视图

  GAU-8/A一秒可发射40发炮弹,五到六发就足以摧毁重型装甲目标。炮弹出膛后以3马赫的速度飞行,无需计算设计提前量和提高量,延时完全可以忽略,也没有弯曲的弹道。“疣猪”在射击1.8公里距离的目标时,80%的弹药能散布在围绕目标的一个直径约12米的圆中。虽然“疣猪”没有线传飞控,但设计有稳定增强系统(SAS),可提高机炮射击时的飞行稳定性。


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被GAU-8摧毁的装甲目标

  GAU-8/A研制中遭遇的一个主要问题是来自弹壳未燃烧推进剂会积聚在枪口前面,再次燃烧产生巨大火球,最后通过改进推进药解决。

  GAU-8/A射击时会产生强大炮口焰和冲击波,这就是炮口被设置在飞机最前端的原因,因为炮口焰可能会摧毁机身蒙皮。机炮在射击时产生高达4080千克的后坐力,导致机身剧烈震动。机炮射击炮管位于飞机中心线上,避免后坐力影响射击精度。


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早期为了解决炮口焰问题而设计的新机鼻

  为了确保机炮射击时不会导致“疣猪”出现俯仰变化,GAU-8/A被安装在飞机重心下方,炮管比与飞行轴线要下偏2度。由于被巨大机炮排挤,A-10的前起落架只能安装在前机身右侧。超大型弹鼓被置于机翼前方的前机身内,以减少弹药大幅消耗后引起的重心变化,弹鼓还能获得装甲保护,避免被地面火力击中后殉爆。

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小牛空地导弹

  虽然GAU-8/A是A-10的主要武器,但如前文所述,该机也能挂载大量外部载荷。“疣猪”共有11个武器挂架,每侧机翼下方4个,另外3个在机腹。机翼最外侧两个挂载最大挂载能力450千克,最内侧两个挂架最大挂载重量1135千克。机腹中线挂架最大挂载能力2270千克,旁边两个机腹挂架最大挂载能力1590千克。

  三个机腹挂架不能同时挂载外挂物,要么是中线挂架,要么是两侧机腹挂架。每侧翼根前方的机腹下方安装有垂直边条,以确保机腹挂架周围气流顺畅,以便外挂物安全分离。


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机腹挂架前的边条

  每侧机翼上最外侧挂架用于挂载自卫设备,一边挂AIM-9“响尾蛇”空空导弹双联发射架,另一个侧挂AN/ALQ-119或AN/ALQ-131雷达干扰吊舱。A-10可以挂载多达三个2536升副油箱,机腹中线挂架和每侧机翼最内侧挂架都“湿”挂架。副油箱主要用于转场飞行,A-10内油续航能力很好,作战中一般用不上副油箱。


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正在挂载副油箱的A-10,油量来自F-111

  A-10是为战场近距支援任务而生的,可挂载大量适合此任务的进攻性弹药。首先是带减速尾翼的通用高爆航弹、集束炸弹和非制导火箭巢,原则上该机也可以挂载较小的激光制导炸弹(LGB)。尽管早期“疣猪”没有瞄准吊舱来为制导炸弹指示目标,但可以借助地面部队的激光照射。

  “疣猪”最具特色的外挂武器是AGM-65“小牛”空地导弹,该机座舱专门配备了一个“小牛”电视显示器用于操作导弹。“小牛”提供了一定程度上的火力圈外攻击能力,允许“疣猪”在进入近距离机炮射击前先解决掉危险目标。A-10一般混合挂载配备望远电视导引头的AGM-65B和红外制导的AGM-65D,后者价格是前者的好几倍,但长期以来为“疣猪”提供了勉强的夜间作战能力,飞行员可用把种导弹的引导头作为临时夜视装置。


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准备挂载AGM-65B的A-10


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可被作为临时夜视装置使用的AGM-65D


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借用游戏截图大概就是这个概念

  虽然有些新闻照片显示A-10会挂载大量武器出击,但一般来说该机不会满载作战,因为这会降低机动性,而这正是该机的主要防御手段。对于“疣猪”来说,典型作战挂载是二到四枚“小牛”,两枚集束炸弹或普通炸弹,两个火箭巢,另外还有两枚“响尾蛇”和一个干扰吊舱。


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A-10典型作战挂载


皮糙肉厚

  如前文所述,“疣猪”在设计上充分考虑了生存性。美国空军在越南战争中被狠狠上了一课,并且由于F-105“雷公”战争初期是美国空军对北越攻击的主力,因此共和飞机公司也从这个过程中学到了很多东西。


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越战时期的F-105

  F-105是一架坚固的飞机,有时在遭受沉重战伤后也能安全返回基地,但有时步枪这类轻武器造成的轻微伤害也能导致该机坠毁。最终共和得出教训:F-105在设计阶段并未真正全面落实生存能力概念。尽管共和总是把他们的飞机制造得强壮、坚固和沉重,经常会配备座舱装甲和自密封油箱设备,但这与从一开始在设计上就让飞机尽可能存活下来并不是一回事。

  一旦确立了这种概念,飞机设计师们就意识到自己一直在做蠢事,例如将冗余液压、电气或控制系统的线管集中在一起,一次命中就可能瘫痪互为备份的两套系统。换句话说,只要简单改进一下液压、电气、控制和其他系统的布置,就能大大提高飞机在被命中后可以安全地回家的几率。所以A-10具有了双液压、电气、气动和飞行控制系统(带手动飞控系统备份),这些冗余系统互相分开,并拥有各自受到保护的管线。


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失去一台发动机后仍返回基地的A-10

  当然,费尔柴尔德工程师也为A-10考虑了提高生存能力的各种设计,前面已经提到了座舱装甲“浴缸”,发动机布置、发动机灭火系统和自卫系统。此外该机的油箱是自密封的,内部填充了折叠网状泡沫板,以减缓油箱被击穿后燃油的泄漏和阻止火焰通过油箱传播,油箱被硬质泡沫包围,可吸收渗漏并阻止火势蔓延。除了座舱“澡盆”外,A-10的大部分装甲都被用于保护燃油系统。

  还有一些其他不显眼的设计特点。A-10的飞行和控制翼面被设计得非常过剩,这不仅仅是为了提高机动性,还允许该机在失去大块翼面后仍能飞行。例如A-10可以失去一半的机翼,一半的尾翼,一台发动机或机鼻后继续飞行。A-10的机身也具有结构冗余,上述程度的战损不会导致机身结构失效。“疣猪”另一个有趣的生存力特点是起落架为“常开”式设计,也就是通过连续施加动力而保持收回状态,如果液压系统失效则会自动放下。


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海湾战争中尾部遭受重创的A-10

  美国空军为A-10进行了广泛的生存性测试,对安装在测试夹具上的主要组件进行了实弹射击测试,共发射了707发23毫米炮弹以及108发较小口径弹药,如使用7.62毫米弹药对挡风玻璃进行射击。

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 楼主| 发表于 2021-1-3 09:03 AM | 显示全部楼层

A-10“疣猪”攻击机简史(四),成长的烦恼

 Armstrong 空军之翼 2019-11-05

成长的烦恼

  在1978年4月3日的一个特别仪式上,美国空军接收了第100架生产型A-10,出席仪式的两名退役空军军官弗朗西斯·加布雷斯基准将和罗伯特·约翰逊上校都是二战中著名共和P-47“雷电”王牌。此时整个A-10项目表现的相当令人满意,执行效率非常高,项目官员克服了所有技术和政治障碍,并且在预算范围内按计划交付了可靠且经过良好测试的产品。

  对于这种之前从未装备过的机型(虽然与A-1“天袭者”有些类似)来说,最好是与美国陆军合作来搞清楚该机的最佳使用方式。于是在1977年,两军联合展开了一项名为联合攻击武器系统(JAWS)的测试,于1977年9月在佐治亚州本宁堡开始初步实验,随后于11月在加州亨特里杰特堡进行了A-10参与的全面军事演习。


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参加JAWS测试,涂有斑点迷彩的A-10

  “疣猪”首要任务是在战场上攻击并摧毁敌方装甲车辆,主要威胁来自苏联ZSU-23-4“石勒喀河”雷达制导四联23毫米自行高炮,这是苏军主要的近距防空武器。此外还有苏联SA-8“壁虎”轮式地空导弹系统,可攻击更远距离的威胁。苏联军队在战术空中支援方面也一贯强力,A-10飞行员很可能会遭遇正在支援地面部队的米格-23“鞭笞者”战斗机。


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著名的ZSU-23-4“石勒喀河”

  美国空军从一开始就清楚“疣猪”要贴近地面作战,利用地形保护自己,然后突然跃升使用机炮或其他武器攻击敌方部队,并利用自身敏捷性和发射干扰弹来避免被击中。JAWS演习表明,“疣猪”与其他陆军装备结合使用时最有效,包括炮兵和武装直升机。研究表明与武装直升机编队作战的“疣猪”更致命。

  A-10可在大约30米左右的树梢高度飞行,下方飞行着直升机,两者合作可以有效发现并摧毁敌方部队中的防空装备,然后再摧毁一切其他较低威胁的目标。A-10和武装直升机之间的协调由地面或空中前进空中管制员(FAC)进行,后者作为“交通警察”指挥打击行动。

  与米格-23相比,“疣猪”飞行员一般更担心防空火力。米格-23飞行员会发现A-10是一个难以吃掉的目标,“疣猪”的红外干扰弹可挫败红外制导空空导弹的瞄准,其低空性能、箔条和干扰吊舱同样能挫败雷达制导空空导弹的攻击。最后一点是,过度靠近“疣猪”并试图与之狗斗的战斗机很可能会被30毫米机炮毁灭。A-10在服役早期并不经常挂载“响尾蛇”,但这种武器最终被添加到标准挂载中。“疣猪”并不是任人宰割的对象,而更像是一头长满了刺的豪猪,虽然飞得不快,但很难下口。


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A-10的双联AIM-9


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发射AIM-9实弹的A-10

  JAWS演习的经验被编成联合空中攻击小组(JAAT)手册,该手册将成为“疣猪”飞行员们的“圣经”。A-10在1979年开始部署欧洲时,其他北约部队仍对该机持怀疑态度。在内华达州或加州阳光明媚的沙漠天气里给坦克开罐是一回事,在欧洲阴沉潮湿的环境下反坦克又完全是另外一码事。“疣猪”没有装备全天候导航装备这一事实使得此问题十分现实。

  正如前文所述,天气问题不会成为A-10作战的阻碍,该机被设计成能在云层下飞行,阴天或阴雨天气不会成为太大障碍。但夜间作战就是问题了,原则上“蓝盾”吊舱能让A-10具备夜战能力,但不幸的是该吊舱研发陷入困境,服役遥遥无期。


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F-14战斗机的“蓝盾”吊舱

  尽管如此,A-10的致命性毋庸置疑。该机可以被部署在距离前线不远的短跑道机场上,快速响应火力支援请求。A-10在西德的演习中被部署在隐藏在树林中的前进基地,从小型机场或高速公路起降。一旦进入战区,只要有必要A-10就可以盘旋在那里。该机非常可靠,妥善率高,能轻松维护,并在任务之间能快速周转,且比快速打击战斗机便宜得多。


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在高速公路上起降的A-10


  “疣猪”飞行员对自己的座机充满信心。它的确飞不快,以至于战斗机飞行员开玩笑说“疣猪”飞行员不得不担心来自后方的鸟击,但该机操控性很好而且非常敏捷。良好的操控性使A-10的飞行变得很愉快,以至于飞行员将其称为“大啾啾鸟”(Big Tweet),能与小巧的塞斯纳T-37“啾啾鸟”教练机相比。A-10的敏捷性甚至能让飞行员能够达到其操纵极限,该机操纵起来的感觉像是小一号的飞机,这在贴地机动是可能具有危险的欺骗性。驾驶“疣猪”的主要问题是发动机油门响应缓慢,机身阻力大,这意味着该机加速性能很差。在完成攻击脱离目标区域时,快速加速是非常需要的。

  虽然YA-10A被漆成浅灰色以与天空融为一体,但测试表明为了欺骗敌方战斗机,A-10最好涂上与地面一致的颜色,于是JAWS测试期间,该机被涂上了一些不同寻常的斑点涂装,并最终采用了被称为“木炭蜥蜴”(Charcoal Lizard)的深绿色和深灰色相间的迷彩。


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A-10“木炭蜥蜴”涂装

  费尔柴尔德到1984年初共生产了703架生产型A-10A,此外还有两架YA-10A和10架A-10A预生产型。A-10生产的结束使费尔柴尔德的财务状况陷入困境,该公司试图在出口市场上出售A-10,但运气不佳。1976年费尔柴尔德从美国空军租借了一架“疣猪”参加英国范堡罗航展,感兴趣者寥寥无几。这是一架不同寻常的飞机,很少有国家认为自己需要装备该机,此外美国政府也禁止出口贫铀弹药,使得销售宣传更加不利。


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费尔柴尔德T-46教练机,尾部设计与A-10一脉相承

  在来年的巴黎航展上,费尔柴尔德再次派出一架A-10参加。事情变得更糟,A-10飞行员萨姆·尼尔森在航展开幕当天的飞行表演中因错误估计高度,在筋斗中坠地,本人当场遇难。该公司在1982-83年继续推销,提出了安装更现代航电和更强大发动机的改型,同样无人问津。最终由于陷入困境的T-46教练机项目被取消,费尔柴尔德在1987年初倒闭。A-10的设计权利和工程资源被格鲁曼公司收购。


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巴黎航展A-10坠机连续镜头


挑战A-10的野马战斗机

  1979年,国会要求美国空军测试小型的派珀PA-48“执法者”轻型攻击机,看看能否使用该机来取代A-10,成为更便宜的解决方案。五年后美国空军才不情愿地开始测试两架PA-48。

  在美国空军后来公布的PA-48测试报告中,首先阐述了国会发起这项评估的原因:“国会对战机研制中的成本上涨、技术复杂程度提高以及战术飞机装备完好率降低表示了担忧”。而螺旋桨驱动的“执法者”将有助于解决以上问题中的至少一个,其制造商派珀声称该机的价格仅为一百万美元,而且维修起来也很便宜。


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派珀PA-48“执法者”

  PA-48很便宜,因为它很简单,就像其二战前辈一样。“执法者”实际上是P-51“野马”战斗机的涡桨动力改型,骑士飞机公司在20世纪60年代末以P-51为基础研制该机的涡桨改型,一开始选择莱康明T55涡桨发动机,后来选择了更易获得了1740轴马力的罗尔斯-罗伊斯“标枪”510涡桨发动机并进行了试飞,飞机被命名为“涡轮-野马 III”。但由于销售不利,1970年骑士公司把涡桨“野马”的图纸卖给派珀,停止了“涡轮野马”的进一步发展。


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参与测试的两架PA-48

  此时美国已卷入越战,美国空军需要为对外军援提供一种廉价的高性能近距支援飞机,项目代号“铺路硬币”。为了获得“铺设硬币”的生产合同,派珀公司着手更野心勃勃的“野马”改装方案:在一架单座F-51D和一架双座TF-51D上安装了2455轴马力的莱康明T55-L-9涡桨发动机,并命名为“执法者”。“野马”的优秀设计与强大的涡桨发动机结合在一起后大幅提高了载弹量,翼下的10个武器挂架上可挂载大量对地弹药。第一架“执法者”于1971年4月19日首飞,但该机命运不佳,美国空军没有看中“铺路硬币”项目中任何一个竞标机型。


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PA-48的翼下挂架

  各种增强功能和飞机的低成本使“执法者”具有一定的吸引力,随后被美国国会选为A-10的潜在低成本替代机。美国空军在1981年9月不情愿地与派珀签订了购买两架原型机合同,然后在1984年开始正式评估。

  与“野马”相比,PA-48“执法者”可以说是一架经过重新设计的飞机,两者只有10%的部件可互换。“执法者”机翼之后的机身延长了48.26厘米,并加大了尾翼面积,机鼻换装一台T55-L-9涡桨发动机,并去掉了“野马”标志性的腹部散热器,把巨大的发动机排气管安装在机鼻左侧。PA-48的单座座舱内安装了扬基火箭弹射座椅,翼尖增加了副油箱,翼下挂架增加到10个,该机机翼内没有机枪,只能挂载机炮吊舱。

  两架PA-48分别在1983年4月9日和7月8日开始试飞,美国空军分别在埃尔金空军基地和爱德华兹空军基地对两架飞机评估。“执法者”总重6350千克,最高速度648公里/小时,巡航速度584公里/小时,实用升限11460米,作战半径(挂载两个机炮吊舱)754公里。该机在评估中表现出了一个严重问题,那就是翼下挂载的GPU-5机炮吊舱后坐力太大,根本无法进行精确射击。该吊舱内置一门A-10的30毫米GAU-8加特林机炮的简化型号——GAU-13,由六管简化成四管。如果无法使用这个吊舱,PA-48在火力上将大打折扣,将完全无法与“疣猪”相提并论。


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GPU-5机炮吊舱

  美国空军在评估中发现PA-48的确很容易操作和维修,但这架飞机的动力不足,在满载炸弹和火箭后的操控性很差。而且由于机鼻很长,飞行员在对地攻击中也很难看清目标。试飞员表示如果不熟悉目标区域,他们就无法击中任何目标。官方报告还指出,虽然PA-48的雷达和红外特征很小,但在遭遇敌机或地空导弹的攻击时既没速度也没机动性来躲避。与A-10相比,单发的PA-48还非常脆弱,缺乏“疣猪”的钛制装甲座舱澡盆。

  诚然“执法者”很便宜,但是A-10也是如此,至少与美国空军当时采购的其他战斗机比是这样。A-10的价格远低于昂贵的B-1或F-15,后两者的单机价格当时分别超过6000万美元和1500万美元。最后美国空军得出结论,“执法者”与“疣猪”相比没有任何优势。最后PA-48“执法者”没有获得任何生产订单,两个原型机在1986年末被美国空军扔到飞机坟场,其中之一后来被莱特-帕特森空军基地博物馆收藏。


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满挂弹药的PA-48


全天候双座“疣猪”

  A-10从一开始就存在的一个明显缺点就是该机基本上是白天武器,不具备夜间作战能力。1977年底,费尔柴尔德开始与美国空军就研制A-10的“夜间/全天候”(N/AW)改型进行谈判,1978年4月,该公司开始使用公司和美国空军的资金以及来自一些感兴趣分包商的物质援助展开验证机研制工作。


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N/AW A-10想象图

  第一架预生产型A-10A在13个月内被改装为N/AW验证机,于1979年5月6日进行了首次飞行。这是一架双座飞机,后座是武器系统操作员(WSO)。


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改装中的预生产型

  第二个座位被置于弹鼓上方,位置升高使WSO拥有一个良好的前方视野,一些航电设备被重新布置在座舱后方的整流罩内。前后座舱内都有单独的向右侧掀开的座舱盖。为了补偿串列座舱带来的空气动力学干扰,N/AW验证机垂尾高度有所增加。


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全新设计的前机身

  除了串列双座座舱外,N/AW A-10的航电设备也大幅进化,其中包括:

  一个内置威斯汀豪斯(Westinghouse)WX-50气象雷达的翼下吊舱,雷达经过改进被作为一种廉价的导航和攻击雷达。

  机腹中线挂架上的瞄准吊舱,转塔内置德州仪器AN/AAR-42前视红外(FLIR)成像仪和费伦提(Ferranti)105激光目标指示器。

  安装在“铺路便士”激光光电跟踪器上的低亮度电视(LLLTV)。

  立顿(Litton)LN-39惯性导航系统(INS)。

  飞行员的Kaiser平显经过修改后与新航电集成,后座WSO有两台CRT显示器,用于显示来自FLIR、雷达或LLLTV的图像。WSO座舱有简单飞行控制设备,如果飞行员失能,他可以接管操纵。


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N/AW A-10的瞄准吊舱和雷达吊舱

  尽管N/AW“疣猪”经过大幅升级,但仍然比通用动力F-111等高速打击战斗机便宜得多。部分原因是因为F-111需要复杂的雷达和自动地形跟踪系统进行高速贴地飞行,N/AW“疣猪”的速度要慢许多,只要手动驾驶就行了。WSO可以使用INS进行导航,并将导航点发给飞行员,后者在平显上能观看雷达、FLIR和LLLTV信息输入。


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N/AW A-10的后座座舱

  N/AW“疣猪”从1979年到1982年进行了广泛试飞,评估非常成功。费尔柴尔德推出了一种生产型,将两个吊舱中的传感器集成到经过扩展的主起落架吊舱整流罩中,此外还具有一体式蛤壳式座舱盖和和后座舱装甲侧板,还根据N/AW项目提出了各种不同配置的单座和双座夜战“疣猪”概念。但美国空军当时正推进新的洛克希德“蓝盾”(LANTIRN)瞄准吊舱系统,认为这将是一个很好的廉价解决方案,能让标准A-10具备夜间/全天候攻击能力。由于“蓝盾”将在1985年投产,因此没有必要装备N/AW“疣猪”。


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垂尾加高的N/AW A-10

  对于N/AW双座“疣猪”来说最大的问题是找到合格的后座WSO,培训和维持WSO并不便宜,将是一笔重大开支。“疣猪”最终将获得在夜间和恶劣天气中作战的能力,但这要等到大约20年之后,这个时间甚至比多数人认为该机能持续服役的时间还要长。1981年,美国空军订购了20架具有串列双座座舱的A-10B,该机只是双座教练机,不会安装先进航电。但该订单被美国国会取消,原因很简单,“疣猪”的换装训练并不是一个很大的挑战,无需双座教练型。


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N/AW A-10生产型概念图


“疣猪”大战“蛙足”

  在全球范围内与A-10最接近的攻击机就是苏霍伊研制的苏-25“白嘴鸦”(Grach),该机的北约代号“蛙足”(Frogfoot)更加有名一些。从某种意义上说这并不令人惊讶,因为苏联空军在二战时期就装备了著名的伊尔-2“斯图莫维克”攻击机,这架飞机在设计理念上与“疣猪”非常类似,都是简单坚固的重装甲战场支援飞机,苏联人是这种攻击机的先驱。


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与苏-25编队飞行的A-10

  二战结束后,苏联人失去了对此类攻击机的兴趣,与美国一样依靠传统战斗机来执行近距支援任务。苏-25是苏联空军对美国空军AX项目的直接回应,但由于项目进展得十分匆忙,导致该机在很多方面明显逊于A-10。苏-25的载弹量较小,高油耗涡喷发动机限制了该机的续航时间,双管“跷跷板”使GSh-30 30毫米机炮的反坦克效能也不及GAU-8/A。顺便提一下,苏联人确实按照GAU-8/A的思路为米格-27攻击机研制了一们六管30毫米的GSh-6-30加特林机炮,但该炮实际表现不佳,在射击中很容易故障,甚至强大后坐力产生的震动会损坏飞机的所有着陆灯。


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米格-27的GSh-6-30机炮

  苏-25的总体布局与诺斯罗普YA-9A类似,发动机位于机翼根部,这使得它们比A-10的吊舱式TF34更容易遭受战损,总体上看苏-25在生存能力方面没有像A-10那样经过深思熟虑。尽管如此,苏-25在阿富汗战争正仍证明了自己是一架非常强大的攻击机,取得了良好战绩。该机灵活而坚固。图曼斯基R-195涡喷发动机可能是台油老虎,但具有很高的作战可靠性,并且能提供比A-10涡扇发动机更好的油门响应。此外与A-10相比“蛙足”的制造成本可能更低。


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阿富汗战争中正在投弹的苏联苏-25


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一侧发动机被便携式防空导弹击毁后安全降落的苏-25

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 楼主| 发表于 2021-1-3 09:03 AM | 显示全部楼层

A-10“疣猪”攻击机简史(五),超级猪

 Armstrong 空军之翼 2019-11-06

不务正业的A-16

  越南战争期间,美国空军与美国陆军进行了非常艰苦的斗争,最终确定由美国空军而不是陆军的固定翼飞机执行CAS任务。美国空军坚持认为陆军无法完成这项任务,但又同时拒绝做出令陆军满意的工作,这导致了两个军种围绕A-10进行无休止的争吵。

  尽管A-10完全符合美国空军制定的设计规范,但美国空军到20世纪80年代末就对该机心生厌烦,对CAS任务的矛盾心理再次浮出水面。可以肯定的是,美国空军与陆军长期存在的摩擦导致双方以不同立场去看待CAS任务,分歧永远不会消失。美国空军对“疣猪”心生不耐的一个主要原因是空军需要可执行多任务的战斗机,而不是仅为近距离支援任务优化的A-10,无论该机在这种任务中表现有多出色,对其他任务来说都毫无用处。

  A-10研发时正处于航电技术飞越发展的时期,新型战斗机在空战和对地攻击中都能发挥很好的作用。一个明显的例子就是通用动力F-16战斗机,该机最初是被作为轻型白天战斗机研制的,但最终进化成全天候多用途战斗机。美国空军打算精简飞机型号,这不仅仅是为了简化后勤和培训,也可依靠规模化生产获得更低的单机成本。所以对于美国空军高层来说,多用途F-16看起来自然比只能在泥地打滚的A-10顺眼许多,该机正在批量制造中,如果取代A-10将能进一步压低单机成本。


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大象散步中的A-10与F-16

  美国空军对“疣猪”不顺眼的另一个更具体原因是战术防空系统在不断进化。虽然A-10被设计成能承受几枚23毫米炮弹的直接打击,但苏联自行高炮和地空导弹系统一直在持续改进,“疣猪”真的还能在泥地中继续愉快地打滚吗?如果不能,那就意味高速打击战斗机才能生存下来,现在的口号是:“速度就是生命。”

  于是美国空军开始更多关注如何把F-16作为CAS任务解决方案,答案就是GAU-8/A的四管版本GAU-13/A,该炮已经研制成功并被安装在GPU-5/A“铺路爪”吊舱内,后者可挂载于F-16的机腹挂架上。美国空军甚至还开始讨论制造A-16,这是一种针对CAS任务优化的F-16,批次定义为是Block 60。A-16将内置30毫米机炮,同时加强机翼结构以挂载反坦克武器,除“铺路爪”吊舱外还配备有额外的装甲。美国空军把两架F-16A Block 15改装成A-16验证机,结果在改装发现30毫米机炮带来了无法解决的设计振动和炮口焰冲击问题,需要大大加强机身左侧的机炮舱。于是A-16计划无疾而终,美国空军决定让F-16挂着机腹机炮吊舱来执行对地攻击任务。


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GPU-5/A“铺路爪”吊舱

  1988年11月纽约州国警队第174战术战斗机联队第138中队从A-10A换装F-16A/B Block 10,成为第一支专门执行近距支援任务的F-16中队。该中队的24架Block 10都接受了对地支援改装,机腹挂架经过加强后可挂载一具通用电气GPU-5/A“铺路爪”机炮吊舱,飞机编号也改为F/A-16。GPU-5/A“铺路爪”吊舱内置一门衍生自A-10 GAU-8/A机炮的GAU-13/A 4管加特林机炮和353发炮弹,保持了前者的巨大威力,但射速约为GAU-8的一半,即约每分钟2400发。GAU-13/A沿用了GAU-8/A巨大如可口可乐瓶的30X173毫米炮弹,其中包括贫铀穿甲弹,因此足以击毁战场上任何装甲目标。


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射击中的GPU-5/A吊舱

  如果第138中队F/A-16被证明是成功的话,美国空军还准备改装出一批更先进的F/A-16C。为了验证这一概念,美国空军改装了7架F-16C和一架F-16B,增加了“铺路便士”激光瞄准设备、30毫米机炮吊舱,并施以“欧洲一号”绿色迷彩涂装,其中F-16B还增加了“隼眼”前视红外系统。就在美国空军踌躇满志,准备一举拿下A-10时,海湾战争爆发了。


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参加F/A-16项目验证的F-16B/C


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“隼眼”前视红外系统

  在“沙漠风暴”行动中,A-10被证明极其优秀,该机在对地攻击任务中获得“坦克开罐器”的绰号,并在敌后救援任务中也发挥出色。反观第138中队的F/A-16,则是个悲剧……飞行员们发现GPU-5/A“铺路爪”机炮吊舱根本无法进行精确射击,除了F-16的速度比A-10高许多\留给飞行员的瞄准时间不足外,F/A-16机腹挂架的刚性不足也是原因之一。此外由于GAU-13/A射击还会引起强烈的振动,火控计算机没有连续计算弹着点(CCIP)功能,于是飞行员被迫把GPU-5/A作为类似集束炸弹的大散布武器使用。

  但几天后他们就放弃了,拆下吊舱改为挂载集束炸弹来轰炸目标,因为与GPU-5/A相比,集束炸弹的效果显然要好许多。1994年这24架可挂载机炮吊舱的F-16被送到飞机坟场封存,F/A-16C计划也无疾而终。虽然美国空军用F-16取代A-10的想法没有被消灭,但已经闭口不提30毫米炮的事情了。


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F/A-16的尝试最终以悲剧收场

  随着冷战的结束,A-10应对的主要威胁快速消失,该机的未来也岌岌可危起来。虽然不算好用,但原则上F-16可以完成全部CAS任务,于是美国空军制定了逐步退役A-10的计划。为了充分利用现役A-10,美国空军决定为该机重新分配前进空中控制(FAC)任务,并将该机重新命名为OA-10A。其实OA-10A与A-10A完全相同,唯一区别在于OA-10A正常挂载用于标记目标的70毫米发烟火箭弹。OA-10A这个名称通常被认为是美国空军的文字游戏,从未真正流行起来。


一战成名

  1990年伊拉克对科威特的入侵导致美国为首的多国部队强力干预,美国空军在“沙漠盾牌行动中向沙特部署了194架A-10。当萨达姆拒绝最后通牒从科威特撤军时,联军在1991年1月16日发起一场闪电战击败了伊拉克军队,这就是“沙漠风暴”行动。


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海湾战争中的A-10

  “疣猪”在这场战争中证明了自身的价值,该机作战出动8755架次,主要执行战场遮断(BAI)和近距空中支援任务,具有很高的妥善率和命中率。该机在战争中发射了超过5000枚“小牛”导弹,占这次战争消耗量的90%以上,飞机可靠率达94%,可遂行任务率达87.7%,总共击毁至少330辆伊军坦克和装甲车辆,受伤的15架A-10中有14架最终被修复。A-10飞行员每天大约飞行8小时甚至更长时间,该机甚至在2月6日和2月15日使用机炮击落了两架伊拉克直升机,获得了两个空战战绩。A-10还执行了FAC任务,为其他飞机指示目标,还执行过为搜救直升机护航的任务。


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被A-10摧毁的伊拉克坦克

  在战争中有五架A-10被击落,导致两名飞行员遇难。2月15日,保罗·约翰逊上尉驾驶的“疣猪”被一枚便携式地空导弹在机翼上撕开一条9米长的口子,该机仍坚持飞回基地。还有一架A-10被打飞了大部分右侧方向舵,仍能继续飞行,飞行员甚至看到了被座舱钛浴缸弹飞的弹丸。在伊拉克军队在2月25日徒劳无功的反击期间,两架“疣猪”每架飞行三架次,共击毁23辆伊拉克坦克,击伤10辆。


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被防空导弹撕裂的机翼

  伊拉克军队非常害怕A-10,称之为“盘旋的秃鹰”,因为该机能以令人伤脑筋的方式在头顶上盘旋数小时,寻找一些可以攻击的目标,然后倾泻下死亡火焰。A-10的噪音很低,以至于许多伊拉克人在第一次知道自己正遭受“疣猪”袭击时已经被炮火覆盖。据报道当“疣猪”出现时,许多伊拉克坦克兵纷纷弃车逃跑。

  海湾战争中的A-10保留了“木炭蜥蜴”灰绿色涂装,这种涂装在沙漠环境中伪装效果不佳。飞行员们用亮眼的机鼻艺术来装扮飞机,这是前线作战人员的特权。尽管A-10不具备夜战能力,但该机还是参加了夜间作战,飞行员用“小牛”导弹的红外引导头识别目标,需要时还会投掷照明弹。虽然夜间作战多有不便,但对伊拉克军队来说更加艰难。


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海湾战争中伤了鼻子的A-10,可能是加油机的杰作

  最终在A-10的第一次实战中,“疣猪”证明了自身设计理念的正确。就像越战一样,海湾战争中的地面部队同样不需要能打了就跑的高速打击战斗机,而是真正的“泥巴战斗机”,可以在战场上长时间徘徊,为地面部队解决随时出现的危机。在这种任务中,F-16的低空生存能力远不及A-10,且速度太快来不及瞄准。一位退休的五角大楼工程师在《华尔街日报》的一篇文章中用说,使用F-16执行CAS任务的概念是“美国空军曾经犯下的最具欺骗性的想法之一”。美国空军最终接受了现实,取消了逐步淘汰A-10的计划,当然该机数量被大幅削减以享受冷战后的“和平福利”。

  A-10在20世纪90年代继续战斗,参加了对伊拉克禁和北约对南斯拉夫内战的干预。由于美国空军在这种冲突中拥有绝对空中优势,所以A-10的主要威胁是地空导弹而不是敌方战斗机,结果该机的涂装被更换为整机浅灰色空优涂装。


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空优涂装的A-10


充满争议的贫铀弹

  A-10在其漫长的服役生涯中产生最大争议之一是该机的贫铀炮弹,海湾战争后人们担心A-10发射的大量贫铀弹丸可能是神秘疾病“海湾战争综合症”产生的诱因素。

  贫化铀是核反应堆产生的副产品,放射性是天然铀的大约60%,具有足够坚硬的质地。GAU-8的PGU-14/B穿甲燃烧弹内装一个直径较小的高比重贫铀穿甲芯,贫铀穿甲芯除具有很强的穿透力外,还是一种自然的引火材料,增强了穿甲燃烧效应。


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PGU-14/B的贫铀弹芯

  南斯拉夫内战结束后,联合国环境规划署的一个小组进入了布满A-10和其他武器平台发射的贫铀弹药的一个地区,以确定这种弹药对环境产生的影响。事实证明,几乎不可能从环境自然背景辐射中监测出贫铀弹药的辐射。贫铀弹药更严重的问题是会对环境造成重金属污染,就像传统的铅弹丸那样。


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PGU-14/B

  但贫铀弹芯击中目标后破碎燃烧产生的气溶胶具有微弱放射性,被人体吸入后会致癌。1991年海湾战争结束后许多退伍军人肿瘤病高发,很可能是战场上吸入贫铀导致的。联合国环境计划署于2005年证实,伊拉克境内有311处贫铀污染地。美军在1991年的“沙漠风暴”行动中消耗了375吨贫铀弹,在2003年的伊拉克战争中又消耗了220吨,其中A-10是大户。

  目前美国空军库存的PGU-14/B穿甲燃烧弹已经临近32年的保质期,如果超期使用可能会因发射药老化出现发射速度过慢的情况。正常炮弹从击发到飞出炮管的时间仅需4.5毫秒,老化炮弹一旦超过6毫秒就会引发连锁反应,损坏机炮甚至是整架飞机。因此为A-10生产新炮弹就被提上了议事日程。

  鉴于贫铀弹在过去引发的争议,美国空军打算为A-10生产一批非贫铀穿甲弹,改用碳化钨弹芯,但该计划能否实施还要看国际市场上钨的价格,如果价格过高,那么生产数十万发新炮弹的高昂成本可能会让计划无疾而终。也有美国空军内部人士担心新的钨合金炮弹由于穿甲能力不及贫铀,会出现飞行员按照以往习惯进行射击后却没能摧毁目标的尴尬情况,需要二次补刀,这无疑增加了任务的危险性。

  不过从近年来A-10执行的反恐任务来看,穿甲弹的重要性已经下降了许多。由于战场上缺乏重装甲目标,A-10在此类任务中发射的大都是PGU-13/B高爆燃烧弹,并取得更好的作战效果。由于高爆弹的大量消耗,美国空军已经在2019财年的预算申请中特别要求划拨资金来购买所谓的A-10“城市组合”弹药,也就是PGU-13/B高爆燃烧弹+PGU-15/B训练弹,两者数量2:1。所以在贫铀弹退役后,A-10可能再也用不到穿甲弹了。


超级猪

  A-10进入21世纪后继续征战,911事件后于2001年被部署到阿富汗参加反恐战争,随后又是2003年的入侵伊拉克行动。“疣猪”的重型火力支援在反恐战争中发挥出色,并再一次证明了该机承受战伤的能力。女飞行员金·坎贝尔上尉驾驶的A-10A在被高炮击中,失去所有液压之后仍返回基地。加里·沃尔夫少校的A-10在被便携式防空导弹完全摧毁一台发动机后,同样飞了回去。


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金·坎贝尔与她的A-10

  A-10获得了持续升级,这无疑让“疣猪”飞行员们非常高兴。就在海湾战争爆发前,美国空军已开始实施一项名为低空安全和瞄准增强(LASTE)的项目,涉及为A-10配备导航攻击系统。该系统源自A-7攻击战斗机,与A-10的稳定性增强系统(SAS)交联。LASTE能为弹药和GAU-8/A机炮提供了精确目标瞄准,将射击从一门艺术变成科学,并能让该机在高空发起攻击。飞行员要做的只是在攻击航线中将座舱平显上的一个准星压住目标,LASTE会自动决定在何时合适释放弹药或射击机炮。LASTE甚至允许A-10以4575米斜距进行机炮攻击,这在此前是一个不可思议的能力。

  LASTE还提供了备受赞赏的自动驾驶仪和地面防撞系统(GCAS),可通过雷达高度计在高度过低时发出警告,以一种尖叫的声音提示飞行员立即拉起。在海湾战争之后,A-10座舱也终于开始兼容夜视镜。


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A-10飞行员还率先配备四眼GPNVG-18全景夜视镜

  2000年,A-10终于获得了挂载拉斐尔/诺格“利特宁2”(Litening 2)瞄准吊舱的资格。该吊舱集成了具有变焦功能的可见光CCD电视摄像机、前视红外(FLIR)摄像机、激光目标指示器、激光测距仪和光点跟踪器。在2001年冬季的阿富汗作战期间以及2003年春季的伊拉克作战期间,吊舱派上了用场,不仅被用于投掷制导炸弹,而且还用于监视和轰炸效果判定。


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挂载“利特宁2”吊舱的A-10

  美国空军随后对A-10进行了更重大升级,项目名为“精确攻击”(PE)。A-10最初只能使用“小牛”导弹的显示器来显示“利特宁2”吊舱的视频,功能非常有限。PE项目则提供了更加全面的座舱和航电系统升级,包括:

  两个12.7 x 12.7厘米(5 x 5英寸)全彩色多功能显示器(MFD),支持洛马“狙击手”XR吊舱以及利特宁2吊舱。

  手不离杆(HOTAS)操纵杆和油门。

  现代化数字外挂物管理系统,支持投掷惯性导航的风修正弹药分配器(WCMD)集束炸弹和GPS制导炸弹(JDAM和小直径炸弹SDB)。SDB是一种轻型弹药,A-10一次出击可挂载大量SDB。

  态势感知数据链(SADL)。

  电源升级。


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A-10C座舱

  为了在近距对地任务中提高对目标的识别和截获效率,“疣猪”还获得了“蝎子”头盔瞄准具,要知道当时即将服役的F-22“猛禽”直到现在还没这项装备。升级后的“疣猪”改名为A-10C。首批飞机由洛克希德·马丁公司实施升级,随后转由美国空军犹他州奥格登希尔空军基地使用升级包自行升级。第一架A-10C在2005年初首飞,2006年该机开始正式服役。目前整个升级项目已经完成。


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A-10C飞行员还配备了“蝎子”头盔瞄准具,进一步提高CAS任务效率

  下一步升级是规模较小的“精确攻击+”,也被一些更具想象力的人称为“白金猪”、“超级猪”或“银色母猪”。这项升级涉及把TF34-100A涡扇发动机翻新升级至TF34-100B标准,后者具有全新风扇组件,热端工作温度也更高,高温高原性能有明显改善,并将A-10的爬升性能提高30%,同时显著提高升限。“精确攻击+”升级的主要驱动力是阿富汗战争,A-10的高空性能遭遇挑战。


更换机翼

  2007年波音公司开始为A-10生产全新机翼,第一架更换机翼的飞机于2012年重新服役。之所以为A-10更换机翼是因为现役最年轻一批A-10也是1984年出厂的,今年已经35岁高龄,机身老化问题日益严重,2008年10月美国空军曾因机翼裂纹问题停飞了127架A-10。

  当费尔柴尔德公司在上世纪70年代推出A-10攻击机时,根本没想过该机能服役到2019年,所以该机的设计寿命极限是6000小时(后延寿到8000小时),当时这个指标已经相当优秀,但由于A-10超期服役再加上反恐战争的剧烈消耗,到2006年时机队平均飞行时间已经达到9000小时,老化导致的机翼结构问题也就随之而来。费尔柴尔德生产的A-10中有一大部分采用了薄蒙皮机翼,与后期型的后蒙皮机翼相比更容易出现裂纹等结构性问题。2006年美国空军现役350架A-10中有240多架就属于薄蒙皮机翼型号,要想彻底解决这批飞机的问题,唯一的解决途径就是更换新机翼。

  于是2007年在增强型机翼装配项目之下,波音公司获得了价值11亿美元的合同,在乔治亚州梅肯工厂开始为173架A-10制造全新机翼,并于2011年顺利量产。这种新机翼以后期型厚蒙皮机翼为基础,单价635万美元,能持续飞行10000小时而无需大修,内部改进的线束设计使机翼更容易拆卸,并减少在拆卸过程中损坏机翼的风险。A-10的大修和新机翼换装则由希尔空军基地奥格登航空后勤中心进行,由于该机早已停产,许多必要零件只能从飞机坟场的退役A-10上拆卸,此外还还必须自行制造一些新零件。


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更换机翼中的A-10

  A-10的最新一项升级是3D音频管理系统(AAMS),10月美国国防部宣布授予丹麦Terma公司6000万美元的该系统升级合同。AAMS系统通过将头盔立体声耳机与数字音频控制系统相结合,获得一种可以精确定位声源方位的3D音频系统,除能大副改善A-10C飞行员的空间、战场和态势感知能力外,还能通过主动降噪技术提高音频通讯质量,减轻飞行员工作负荷,降低听力损失和操作疲劳。目前该系统已经装备丹麦空军的F-16战斗机及英国空军的“台风”战斗机。

  根据该合同,将有150-200架A-10会进行座舱音频系统重大升级,其3D音频警告系统能在飞行员头盔中发出类似电影院立体环绕声的定向听觉警告,通过328种3D音源直观地告知飞行员威胁具体方位和种类。音频定位精度能精确到5°之内,让飞行员非常直观地了解威胁来自哪个方向,缩短反应时间。目前该系统已经能播放来自导弹逼近告警系统、雷达告警接收机、激光预警系统、 地形障碍警告和提示系统中的定位警告音频,并同时在座舱显示器上显示相应的威胁信号。

  这套3D音频系统最有趣的用途是在无线电通话中,飞行员可以清楚地听到与他对话的人来自哪个方位,比如在空中加油中他可以与左边编队中的战斗机飞行员通话,再与头顶上的加油机操作员交流。这种感知方位的通话方式可以使飞行员更容易识别无线电中的说话者是谁,沟通方式也更自然。


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AAMS示意图

  波音在今年8月又收到一份价值13亿美元的后续合同,更换剩余109架A-10的机翼。更换机翼后的A-10寿命延长至16000小时,将一直服役到30年代末,然后被F-35A取代。(全文完)

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