2015年9月11日星期五

F-CK-1战斗机

             F-CK-1战机性能诸元

         (参考自1996世界军用机年鉴)

 

长            14.48m               翼展      8.53m

全高          4.7m                    空重      6.492ton

战斗重量      8.5ton               最大起飞重量12.53ton

翼面积        24.26平方米   极速          1.8马赫

海平面爬升率  14326m/分        实用升限      16760m

载油量        单座型  2111kg   双座型  1884kg

作战半径      紧急拦截130km   威力侦巡1100km    

发动机        TFE1042-70涡轮扇发动机x2

最大军用推力  27knt  x2   

最大后然推力  42knt x2

推重比        1.01                重力负荷      9G/-3G

最大外挂      4000kg   

寿命          8000飞行小时

武器      M61A1  20mm机炮x1 

         天剑一型红外线导引短程飞弹 

         天剑二型主动雷达导引中程飞弹     

          F-CK-1是台湾二代空军主力战机(F-CK-1、F-16、幻象2000-5)中的

一种,由美国协助台湾研发,并由后来改组为汉翔航太公司的航发中心负责生产。这是一种轻型防空战机,在美国施加的众多限制下,使得这架设计优异的飞机的性能处处受限:推力太小、航程不够等。尽管如此

,搭配了先进航电系统以及中科院自行研发的天剑二型主动雷达导引空对空飞弹后,其空战能力是相当优秀的,再加上后勤方面的便利及完善

,使得F-CK-1的妥善率高居三种二代战机之冠,故综合战斗力超过同为二代战机的F-16A/B Block20,而仅次于幻象2000-5。      

                         以下由竹中军研社社员Slightwind撰写

 

研发背景:

    民国六七十年代,空军的主力战机F-104战机老旧而F-5E战机只能执行低空巡逻再加上美国和中共签署八一七公报使的我国武器来源面临困境以及中国大陆可能能会取得F-16或M-2000的多重压力下,前总统蒋经国于是授命自立研发战机。

研发过程 :

    民国七十年订定由航发中心研发战机并于民国七十一年订定战机的研发规格以及作战能力需要[当时是以F-16、M-2000、 J8为主要对手]。在民国七十二年订定战机四大计划包括鹰扬计划[机身]云汉计划[发动机]天雷计划[航电系统]以及天剑计划[空对空飞弹]并由鹰扬计划做整合。而在民国七十五到七十八年由于发动机取得困难而面临了战机研发以来的最大困难,在取得TF1042-70发动机后民国七十六年天剑一型飞弹试射成功并于民国七十八年试飞成功。民国八十一年经国号战机完成天剑二型飞弹的试射并于民国八十三年成立第一个 IDF作战中队。

机体结构 :

    初期战机以F-15为蓝本但是后来取消,战机一度设计为三角翼战机但是由于缺乏气力设计数剧额取消,但是也未将来战机性能提升做了良好的基础。IDF的机体设计方面进气口具有高攻角的优点,而进气口向机身内部弯曲缩小的设计让战机再高攻角时不会因为发动机进气量不足而发生失速的优点,此外由于进气口向内弯曲使的发动机所产生的余热教不易散失,无形中增加了飞机的隐密性,这个设计也让当初美国研发

人员大为称赞。而目前法国最先进的飙风式战机也采用了和IDF相同的进气口设计可见此种进气口设计相当优异。并排发动机设计,让飞机有低阻力,发动机成长空间大的优点整合式型飞弹起落架安排可减低飞机的阻力和机身完整的优点。而IDF采用单垂直尾翼也有降低战机尾翼的优点。IDF的水平尾翼和减速板设计为一体让战机有高效率控制的能力

,此外IDF的机翼采用最佳的倾斜角度、曲度让飞机有高动作能力而IDF的机翼和机身混和使飞机适合在高攻角环境并符合超音速的理论设计。而座舱倾斜30度让飞行员能承受较高G值。

      IDF与F-5伴飞测试低空性能                          IDF与F-104伴飞测试高空性能

航电系统 :

    IDF在天雷计划下采用金龙53型雷达,此雷达是由初期F-16使用的APG-66雷达所改良而来,侦测范围200至300公里,搜索范围140公里,能对空中十个飞行物体进行追踪并所定两个发射飞弹将之击落,在这方面或许有点不符合现代战机的设计但是由于发动机推力不足使载弹量受到限制,所以设计太多也没有实质意义。

发动机 :

起初IDF原先设计采用J79型发动机,并由提升F-104的名义向美国购买,但仍无法取得。而我国也曾向英法联洽,由于受限于武器出口限制而取消。而是我国只好采用盖洛普公司的TF1042发动机。此发动机的一般推力为1800公斤左右而使用后燃器也不3000公斤实在不符合先进战机的推力需求使的IDF仍无法列入世界先进战机之流。而我国一度取得F404发动机,而此发动机推力强大有助于提升战机的战力,但是根据发

动机取得时间是在第162架IDF战机才能使用,而在那之前战机产量已由250架减至130架,所以此计划再度取消。

武器系统 :

    由于战机推力不足使的战机最大载重量只有4000公斤因此只能配备两枚剑二飞弹两枚两枚剑一飞弹至于对地武器根本不可能,不过IDF曾完成许多飞弹试射成功如小牛飞弹雄风二型飞弹…………因此一但发动机推力问题解决后,IDF可以执行许多任务。而机炮方面IDF采用M61A1秃鹰式二十厘米机炮最多可容纳400枚炮弹,而这种机炮是许多战所使用如F16 F-2 F-15 …………

未来改良:

    IDF一但改善发动推力不足的问题一定是一架世界瞩目的优异战机,由于当初曾设计成三角翼战机,所以说我国一但解决发动机和得到三角翼战机气力数遽,IDF可以轻松的变成一架三角翼战机,也就像F-16变成F-16XL一样,除此之外,未来的IDF将会配备向量式喷嘴空中缠斗能力将会提升许多,且雷达系统也会又所改良,因此如果政府能持续发展IDF一定能成为一架非常优异的战机。

 

 

 

补充资料(1)          竹中军研社Slightwind          

    现在大家看见的经国号机身,其实和一开始的想法是相当不同。而那就C构型[现在的是SE构型]这种构型的的设计和美军的F15类似,其主要的诉求有:导流进气口、传统机翼水平尾翼控制伐、半埋式低阻飞弹安排[后来也有采用]双垂直尾翼 、还有就是分离发动机安排。这种机身构造正符合机身简单符合我们发动机推力的大小,但是工程师发现,双垂直尾翼要有双套结构、双套机构、双套控制面增加了很多机体

重量。而在民国七十四年工程师也归纳出分离发动机安排的几项缺点:

1.容积效率降低

2.表面积增加,加大摩嚓阻力不利于飞机的加速性能

3.需要更大的垂直尾翼来平衡一具发动机失效所造成的力矩

4.工程师不认为扁平机身能带来较大的辅助升力

5.机身菱角区域内系统使用效率降低

6.翼前延伸版所造成的涡流,引响气流下游垂直尾翼的控制效益因此分

  离发动机所造成得风险太大,所以战机C构型我们放弃

        发动机的选择方面,初期构想是要采用J79型发动机,所以我们用购买F104的名义向外国购买已通过进口许可得J79型发动机,但是美国显然不太愿意,于是拖拖拉拉,一下说要卖,一下又说不卖,当美国正式向我国提出100具J79型发动机的订单时,IDF采用TF1042发动机的雏形已经出来了,所以说我们没有采用。说到TF1042发动机,他得前身TF-731其实是民航机的发动机,所以说发动机推力根本不够,更重要的是TF1042的测试工作居然也是在民航机上测试的,因此根本不符合先进

战机得需求,当然我们在采购上也是几经波折阿。起初盖洛普公司是希望我们能和瑞典合作[因为一开始JAS39也是想使用TF1042发动机],结果一方面瑞典不愿意一方面后来JAS39取的了F404发动机所以他们放弃了TF1042发动机,这时我们的最后希望一度破灭,幸好最后还是去得了TF1042发动机。

 

          有很多人问为何IDF当初没有采用AIM7,谈到这就要还想IDF的飞弹配置,半埋式的飞弹配置能减少阻力,减小了飞机的:

雷达截面积,但是AIM7的大机翼将无法使用在上述的飞弹配置方式,再考量到我们没有很多AIM7的资料、此飞弹安装困难、更重要的是美国不考虑卖给我们AIM7等问题,所以我们采用了剑二飞弹。后来证明我们是对的,剑二不但资料齐全、飞弹性能好、翼面面积减小更重要的是剑二是我们自立研发,主导权在我们身上,不会牵制于其他国家等各种优点所以我们采用剑二飞弹。由于IDF采用剑二飞弹,中科院对剑二飞弹的研发也就没有停止,新一代的剑二飞弹的最大射程可达90公里以上且又具有射后不理的能力,令IDF有如虎添翼的感觉。

 

       很多人批评IDF发动机推力不足造成得缺点有:

1.作战半径不足

2.滞空时间过短

3.载弹量不足

      说到作战半径方面,我要强调IDF是一架为台湾设计的防空战机所以说他的作战半径只要300公里就符合我们的需求了,且IDF的作战半径可达到400公里,所以说这方面足够了。老实说难道我们工程师不能把作战半径坐的大一些吗?除了我们不太需要外,就是受到美国的限制,老美怕IDF变成一架攻击姓战机,因此限制我们的作战半径不能超过F5E[486公里]。

   空时间我就觉得一定要改善了,IDF的制空时间只有短短的40分钟[幻象2000是180分钟]这真的太短了,就算搭配副油箱也只能增加到90分钟,且搭配副油箱势必会增加机体重量,影响飞机灵活性,所以说这方面的缺点要改进,我记的二战时德国有一架性能优异的战机,他的各方面都很好,唯读制空时间太短了,所以说同盟军战机只要在他没油时缠着他不让他返航,他就完了。虽然说上述情况不一定适用于台海战场,不过还是要以防万一。

        由于发动机的关系,IDF的最大武装配备也不过是两没剑二两没剑一,如果说要搭配副油箱那更惨,只能带两枚飞弹,因此要带其他武器根本不符合效益[虽然说IDF可以带小牛和雄二]自主国防是一定要走的路,如果政府不继续提倡航太工业让我们在研发IDF的心血又浪费掉了那会非常可惜。

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