F-117A攻击机(英文:F-117A Attack aircraft,代号:Nighthawk/夜鹰),是
美国洛克希德·马丁公司生产的一型单座双发飞翼亚音速喷气式多功能隐身攻击机,是世界上第一种可正式作战的隐身战斗机。
1975年开始研制,1981年 6月第一架生产型F-117首飞,1983年服役,1988年首次公布,参加过入侵
巴拿马共和国、
海湾战争、
科索沃战争等军事行动,2008年4月全部退役。共生产64架,其中生产型59架。
F-117A攻击机的设计目的是凭其隐形性能突破敌火力网,压制敌防空系统,摧毁严密防守的指挥所、战略要地、工业目标,可执行侦察任务。
2022年1月,一架美军F-117和F-35C隐身战斗机在进行飞行测试时被抓拍。据称F-117被
美国军队退役后,一直负责
美国空军的飞行测试任务。
发展
研制背景
早在
第二次世界大战期间,
纳粹德国试制成功了一种能够吸收电磁波的特殊涂料,这种涂料可以使敌方的雷达接收不到反射信号,从而达到隐身的目的,随着战争结束,德国人的隐形研制计划也随之流产。20世纪50年代,美国人成功研制出具有一定隐形功能的
U-2侦察机高空
侦察机,1960年5月,U-2在一次侦察飞行中,意外地被
苏联红军导弹击落。
1964年,
苏联数学家
彼得·乌菲莫切夫在莫斯科无线电工程学院的期刊上发表了题为《物理行射理论中的边缘波行为》的开创性论文,证明了从物体反射的电磁波强度与它的边缘形状有关,而不是与它的尺寸有关。显而易见,大型飞机也可以利用这一原理来减少其雷达信号特征。然而,据此设计的飞机在
空气动力学学上会变得不稳定,而且当年的
计算机技术水平也无法提供合适的操纵系统。到了20世纪70年代初,
洛克希德·马丁公司发现乌菲莫切夫的论文时,计算机和
软件技术已经取得了显著进步,为
隐身飞机的开发奠定了基础。1973年
第四次中东战争期间埃及和
叙利亚军队大量使用SA-6雷达制导地对空导弹以及ZSU-23-4雷达瞄准
自行高射炮。这些新式苏制
防空武器对
以色列空军造成了重大损失,仅仅18天以军就损失了109架飞机。作为应对,
美国国防部高级研究计划局于1974年启动了低雷达可探测性战术飞机的研制项目。当时共邀请了5家飞机
制造企业参与,不过
快捷半导体(苏州)有限公司与
诺斯罗普·格鲁门公司拒绝参加,
通用动力坚持使用电子对抗措施,也退出了项目。最终只有
洛克希德·马丁公司与诺斯罗普公司决定参与,并分别获得了10万美元的初始研究经费。
研发历程
“哈维”计划与“绝望钻石”
1975年,
洛克希德·马丁公司臭鼬工厂开始研究低雷达可探测性飞机,项目代号“哈维”计划。该项目以1950年
詹姆斯·史都华主演的电影《哈维》命名,电影讲述了一只看不见的6英尺(约1.82米)高兔子的故事,这只兔子只有斯图尔特一人能看到。1975年,臭鼬工厂的两名工程师根据麦克斯韦方程(可预测给定形状的物体如何散射或反射电磁波)展开了
隐身飞机的初步研究,其中资深设计师比尔·施罗德绘制了一架可飞行、可操纵飞机的草图,就像一颗钻石被切割成飞机的形状,这种技术被称为“刻面”施罗德将草图交给了软件工程师丹尼斯·奥沃霍尔瑟,后者开发了一款名为“ECHO1”的程序,可以对
多面体形状物体的雷达波散射进行
建模,并预测其雷达反射截面积。
臭鼬工厂的工程师根据
计算机程序制造了一个10英尺(约3米)长的木制模型,称其为“绝望钻石”为了获得最小雷达反射截面积,模型呈多面体形状,气动布局为
菱形升力体,没有传统的机翼、垂直尾翼和水平尾翼。进气道位于机体背部,
发动机尾喷口外形扁平,能大幅降低红外特征。此外,机体全面覆盖雷达吸波材料。该模型被运到帕姆代尔附近莫哈韦沙漠的室外雷达测试场安装在12英尺(约3.6米)高的杆子上。雷达天线从约1500英尺(约457米)外进行瞄准,现场的雷达操作员却无法在显示屏上看到该模型直到一只鸟降落在模型的顶部,雷达才发现了那只鸟··....令人遗憾的是
空气动力学分析和风洞试验表明该方案根本无法升空。此后,
洛克希德·马丁公司对“绝望钻石”进行了多次改进,制造了许多木制模型。
“海弗蓝”
1975年夏,美国国防部高级研究计划局邀请洛克希德公司、诺思罗普公司和
麦道公司开发一款名为“实验生存测试平台”的飞机,麦道公司直接退出。该项目第一阶段由洛克希德公司和诺思罗普公司建造全尺寸模型来测试雷达信号特征并进行风洞测试。第二阶段则选择一家公司建造和测试两架验证机。
1975年11月1日,两家公司分别获得了150万美元的合同。在4个月内,他们各自建造了全尺寸木制模型,然后在
美国空军位于
新墨西哥州白沙靶场的雷达目标散射测试设施进行评估。
洛克希德·马丁公司最终决定把“绝望钻石”机体前缘向后延伸形成机翼,机尾加装内倾双垂尾。经过6周时间,该公司计算出了新方案的雷达反射截面积。为了测试该设计的雷达回波,洛克希德公司竖立了一根价值187000美元的特制杆子,将模型装在其上。1976年4月,洛克希德公司获胜,原因是诺思罗普公司模型的侧半球雷达反射截面积更高。不过诺思罗普公司并未停止
隐身飞机的研究,启动了“战场监视实验飞机项目。该项目后来演变为“沉默蓝并最终发展为
B-2轰炸机隐身轰炸机。
1977年初,“实验生存测试平台”进入第二阶段,
美国国防部高级研究计划局要求
洛克希德·马丁公司制造两架验证机,项目代号“海弗蓝其机体尺寸为设计方案缩比60%。两架“海弗蓝”验证机总价达到3700万美元,其中一架用于试飞.另一架测试雷达信号特征。“海弗蓝的外形已经具有了F-117的主要特征,主要区别是“海弗蓝”的垂直尾翼安装在尾喷口外侧并内倾30度“海弗蓝”乘员1人,机长14.4米、翼展6.86米、机高2.29米、空重4060
千克、最大起飞重量5670干克,动力装置为两台J85无加力涡轮喷气发动机,单台推力13.1千牛最大速度965千米/小时。为了节约成本,“海弗蓝”大量采用现成部件,如A-10的起落架
F-16战斗机的电传操纵系统、F-5的座舱仪表和弹射座椅,而且没有弹舱和
航空武器系统。两架“海弗蓝”验证机在加州帕姆代尔
美国空军42号工厂内的
洛克希德·马丁公司10号工厂完成总装,它们没有美国空军序列号,只有工厂编号1001和1002,代表10号工厂的1号机和2号机。
首架“海弗蓝”验证机(1001号机)于1977年11月完工,并于12月1日在
内华达州格鲁姆湖进行了首飞。为掩人耳目,机体涂上了迷彩伪装。“海弗蓝”操纵性不好被称为“会飞的猪”。1978年5月4日首架“海弗蓝”因起落架卡住坠毁,试飞员安全弹射。
1978年7月20日,第二架“海弗蓝”(1002号机)在格鲁姆湖开始试飞,到1979年进行了52次试飞,测试了雷达信号特征。除
E-3空中预警机预警机外,战斗机机载雷达无法发现“海弗蓝”,陆基地对空
导弹制导雷达只能在最小射程之内才能发现“海弗蓝”,各种雷达制导陆基地对空导弹和机载
空空导弹都无法锁定“海弗蓝”。1979年7月11日,第二架“海弗蓝”因
发动机起火事故坠毁,试飞员安全弹射。
尽管两架“海弗蓝”全部坠毁该项目仍被认为取得了成功,其中最重要的发现是最佳低可探测战术是以机头正对雷达波发射源。
“夜鹰”出世
1977年10月10日,
洛克希德·马丁公司获得了
美国国防部高级研究计划局授予的合同,要求研制“先进技术飞机A”,总价值1110万美元,合同为期一年。在技术指标上,“先进技术飞机A”是一种低雷达可探测性单座战术
强击机,载弹量5000磅(2268
千克),机内燃油航程400
海里(740千米)。洛克希德公司的臭融工厂负责该项目,并很快在低雷达可探测性气动外形方面取得了突破。1978年夏,
美国空军决定“先进技术飞机A”进入全尺寸研发阶段。同年11月,
美国空军授予
洛克希德·马丁公司全面开发合同要求制造5架全尺寸原型机与20架生产型机,项目代号“高级趋势”这就是F-117的全面开发决定。
“先进技术飞机A”以“海弗蓝验证机为基础,优化了
气动外形,减小了机翼后掠角以解决重心问题,前机身缩短以优化视野,垂直尾翼改为向外倾斜。此外,机身内增设了两个弹舱,每个弹舱可以容纳一枚2000磅(910
千克)
激光制导炸弹或B61战术
核炸弹。
第一架YF-117A原型机,序列号79-10780,于1981年6月18日从
内华达州格鲁姆湖完成首飞。第一架生产型F-117A于1982年交付,并于1983年10月具备作战能力。至此,第一代
隐身飞机正式投入使用,空战进入了新时代。
生产记录
1981年6月18日第一架F-117原型机首飞,共生产了5架,其中一架1982年4月20日坠毁,1982年6月21日,又有一架飞机在首飞时坠毁。原计划生产100架F-117A,后来减少到59架。
1982年8月23日,F-117A首次交付
美国空军。到1990年F-117A停产时,该机共生产64架,其中生产型飞机59架,研发和试验飞机5架,单价约4500万美元。
技术特点
设计特点
F-117A是一种高亚音速的战术飞机,装两台F404-
通用电气FID2
涡轮风扇发动机。几何尺寸与
F-15战斗机相当。概括起来,F-117A有两个特点:一是外形奇特,二是机载武器和设备通用性强。
F-117A的外形与众不同,整架飞机几乎全由直线构成。连机翼和V型尾翼也都采用了没有曲线的
菱形翼型,这在战斗机的设计中是前所未有的。对于F-117A的进气口为“网状格栅隐蔽”式,尾
喷口为沿展向的“开缝”式(也有人称其为“
口簧琴”式喷口)。没有采用推力
向量控制技术。两侧
发动机短舱-止部装有辅助进气口。之所以这样设计,
美国空军官员解释说:由于气流通过格栅式逃气口会产生压降,因此发动机效率会有所损失,但在大迎角和侧滑飞行的情况下,格栅式进气口可为发动机提供均匀的气流。辅助进气口只在起飞和复飞时打开使用。
F-117A可进行空中加油,加油口位于机身背部。全机干净利索,没有任何明显的突出物,除了机头的4个多功能大气数据探头外就连天线也设计成可上下伸缩的。此外,座舱益框架、起落架舱门和炸弹舱的边缘以及机身后部的平面形状均做成锯齿形,这些便构成了F-l17A的独特外形。F-117A的最大重量为23835
千克。内部武器舱长4.7米,宽1.75米,可携带2枚900千克的BLU-109
激光制导炸弹,也可带AGM-88A、AGM-6S
空对地导弹和
GBU-27/28激光制导侵彻炸弹15炸弹等。这些武器其它多数战术战斗机均可使用。
F-117A的机载设备也具有很强的通用性,很多都是其它飞机现成或稍加改进就可以:用的东西。其中包括
F-16战斗机的4余度电传操纵系统,
C-130运输机的环境控制系统,F-15的
刹车装置,F-15、F-16和A-10的ACES2弹射座椅,以及与其它飞机通用的通信、导航设备和保障系统笺。就连动力装置也与海军的
F/A-18战斗攻击机具有较高的通用性;这样做,既可降低成本、减少风险、加快研制进度,同时也仪于维护使用。据
美国空军官员说,F-117的维修勤务与
F-15战斗机及
F-16战斗机类似。其维修费用也与其它战术飞机差不多,只比
麦道公司的F-15战斗机略高。
在飞行训练方面,F-117A从1983年10月开始装备部队以来,已有175名飞行员飞过这种飞机。据说,凡是飞过F-117A飞机的飞行员都认为该机的起飞、着陆和其它飞行性能都不错。当然,从另一个角度来看,也可以说F-117A并不是什么都是全新的东西。
隐身性能
F-117A最大的优势是隐身。其隐身的奥秘长期以来鲜为人知。归纳起来,主要有三个方面,一是外形隐身。它有一个非常奇特的外形,看上去好似一只展翅腾飞的蝙蝠。机身采用多平面,多角体结构,它的角形平滑面能向各个不同的方向散射掉向它射来的雷达波束,使雷达接收不到判断目标特性所需的足够能量的雷达反射波。二是材料隐身。F-117A使用了大量轻质吸波
复合材料和吸波涂料,座舱和透明窗口的玻璃均涂有防护层,使雷达波照射到机身上之后不再反射回去。三是光学隐身。为了不让对方的红外线探测装置发现,该机还采用了新型的燃料,这种燃料能高速燃烧,又可以迅速冷却。此外,飞机未装
微波大功率辐射火控雷达,而装了两台激光/红外系统和导航攻击系统。飞机的尾部
喷口还采用了减少飞机
热辐射的设计,使喷出尾喷口的热气流迅速冷却。这样一来,红外探测器的作用就微乎其微了。
在F-117的设计中,其外形的设计已不能仅从常规气动力(如
升力和阻力)角度来考虑,而必须把外形与隐形联系起来,尽可能做到二者统一。前据介绍F-117A飞机的RCS值只有0.001、0.01平方米(沿方位BCS值),比一个飞行员头盔的RCS值还要小。如此小的RCS值,部分是由于F-117A采用了各种吸波(或透波)材料和表面涂料,但更主要的是由于它采用了独特的
多面体外形。
比如,一般来说地面雷达和机载雷达的探测角大都处于飞机轴平面的正负30度范围之内,所以设计师们把F-117A大部分表面的倾角都设计成大于30度,这样就可以将雷达波偏转出去,而避开辐射源。设计师还把F-117A机身表面和转折处设计成使反射波集中于水平面内的儿个窄波束,而不是象常规飞机那样全向散射。这样就能使两波束之间的“微弱信号”与背景躁声难以区别。这种波束很窄,以致于雷达不能够得到足够连续的回波信号,而难以确定是飞机目标,还是瞬变噪声。在对待一些小部件的设计上,设计师也作了周密考虑。如座舱盖接缝、起落架舱门和
发动机维修舱门,以及机头处的激光照射器边缘都设计成了锯齿状嵌板,并让这些锯齿边缘与上述某窄波束方向垂直,这样其反射汲就不会形成另外的波束,而与该窄被束方向一致。
为了防止雷达波进入进气口,设计人员除对发动机进行了专门处理外,重点对进气口进行了特殊设计。进气口用相距1.5厘米的吸波
复合材料格栅屏蔽起来,以防止雷达波直接照射到具有强反射特性的发动机风扇叶片上。F-
L17A的进气口高约0.6米,完1.5米左右。这么大尺寸的进气口,一可以绘
发动机提供进气,二可以提供冷却空气。冷却空气从进气口旁路通过,在尾喷口处与发动机的排气混合,然后排出去。这样做,可大大降低发功机的排气温度,减少红外特征。此外,F-117A还采用了V形尾翼(全动式)、埋入式武器舱、可伸缩的天线等。总之,这一切都是为了减小飞机的RCS值,达到隐形的目的。
在理论上,F-117A允许在设防空间的任何高度飞行,不必进行地形跟随低空飞行来躲避敌方雷达的探测。不像常规战斗机那样在实施对地攻击时采取以躲避敌方地面火力为主,以主动攻击为辅的战术。
机型构成
气动布局
F-117A攻击机有着与
F-15战斗机相似的尺寸,外形与众不同,整架飞机几乎全由直线构成,用了三角形飞翼式前三点起落架布局,机翼下表面与机身上表面是由许多块小平面组成一体的三角面锥(前锥、上锥、后锥),机翼前缘就是机身前缘的延伸,垂直尾翼采用的V字形双重尾,机翼和尾翼均采用没有曲线
菱形翼剖面形状,这些都是和常规飞机相异的,采用这种多面外形和尖锐前缘,肯定会增加飞行阻力,使飞机速度下降。为此安装双
发动机,以保证飞机的高亚音速飞行时所需的推力。
由于雷达的视界几乎总是在平飞飞机的水平面上下30°的范围之内。因此F-117A上特意使多面体机体的平板与垂直面的夹角大于30°,这样就将雷达波偏转到上下30“范围之外。机翼和尾翼的前、后缘都是雷达波的强反射体,它们确定了反射的主波瓣。为使此反射主波瓣数量少、宽度窄,将前、后缘设计得尖锐笔直,并使机体表面的其他边缘与其平行,如发动机进气口边缘与机翼前缘平行,排气口边缘与机翼后缘平行等,每个舱门盖和口盖,包括座舱盖接缝、起落架舱门、发动机维修舱门、炸弹舱的边缘和机头处的激光照射器边缘,以及机身后部的平面形状均做成锯齿形均,锯齿的边也与机翼前、后缘平行,实际形成四组平行线,把雷达反射波集中于四个窄波束内,这种很窄的波束,使雷达得不到足够的连续回波信号,难以发现目标,从而达到隐身的目的。
座舱
单座,座舱玻璃分成独立的五块,其中一块为整块的风档。座舱配有Kaiser电子平视显示器(HUD),和大型视频监视器,可显示飞机机载
传感器的红外图像。驾驶舱内有Harris公司开发的全彩移动地图,电传操纵系统由BAESystemsAircraftControls提供。
外置设备
因为飞机机体上的凸出物是强散射源,因此F-117A全机干净利索,没有任何明显的突出物,不设外挂架,武器全部装在机身内部,也不挂副油箱,除了机头的4个多功能大气数据探头外,各电子设备的天线都与飞机齐平或为伸缩式天线。F-117A机背表面装有伸缩式角反射器,在和平时期进出机场或特殊情况下伸出,增大雷达反射面积,以便指挥或航空管制人员用雷达可探测到这种
隐身飞机。机身下面主起落架舱前的机身骨架上有可收放远程通信
无线电天线;机身两侧空军标记后面有一个可拆卸的小六面体,这可能是演习中用的飞机跟踪雷达反射器;飞机表面有几个齐平安装的天线,它们可用于威胁告警、通信和卫星导航等;机背右侧装有伸缩式通信天线;红外传感器和激光指示器位于前机身下前起落架舱右侧。
机体
机身是一个两端尖削的飞行角锥体,机身框架上覆盖有平板形蒙皮,光滑融合过渡。可将雷达波束反射到远离发射源的地方,尤其能有效地对付
预警机的下视雷达。机身上所有的舱门和口盖都有锯齿状边缘来抑制雷达反射。内部武器舱长4.7m,宽1.75m,被两个绞接在中心线上的舱门沿纵向分开。F-117所采用的材料大部分是铝合金,武器舱门和起落架舱门由
复合材料制成,飞机的外表面涂有雷达吸波涂料(RAM)。F-117的雷达截面积估计在10平方厘米到100平方厘米之间。机身表面上的黑色雷达吸波涂料属于耐腐蚀多晶
羰基铁纤维吸波涂料,是一种密度很大的第一代
隐身飞机涂料,其稀释
溶剂含有剧毒。为了彻底剥除781号机的吸波涂料,
洛克希德·马丁公司采用了喷砂处理技术,不过用
碳酸氢钠晶体代替了沙子,不会损坏F-117的复合材料和铝合金混合构建的蒙皮。
动力系统
F-117A攻击机的动力系统同样专门为隐身做了细致周全的考虑,采用两台GE
通用电气的F404-GE-F1D2非
加力涡扇发动机,单台推力48千牛(4898公斤)。发动机装有由森德斯特兰德(Sundstrand)公司研制的空气涡轮启动器,在座舱后部,位于机身背部有可收放空中加油受油口,在座舱顶部有夜间加油照明灯。此外F-117A的内部武器舱可选挂副油箱。F-117A后期逐渐换装推力更大的F412
涡轮风扇发动机,其原本是给A-12隐身
强击机使用的,但A-12计划已取消。由于推力加大,F-117A的速度也增大至接近
音速。
进气口
F-117A为减小
发动机压气机叶片、进气道和进气口的雷达反射,设计人员除对发动机进行了专门处理外,还采用了矩形进气道,重点对进气口进行了特殊设计,进气口用1.9厘米X3.8厘米,间距1.5厘米的吸波
复合材料格栅屏蔽起来,用以散射入射雷达波能量,以消除雷达信号接触到具有高反射性
发动机的风扇叶片上,其电阻率由内向外渐变,以便与自由空间电磁分部规律匹配。由于
气流通过格栅式逃气口会产生压降,因此发动机效率会有所损失,但在大迎角和侧滑飞行的情况下,格栅式进气口可为发动机提供均匀的气流。还配有2.5×1.5厘米的金属加热网,可以防冰,更重要的是可减小进入进气道内的雷达波。辅助进气口位于同一水平面内靠后一点的地方,只在起飞和复飞时打开使用,部分冷气绕过
发动机与排气混合进行冷却。
F-117A的进气口高约0.6米,宽1.5米左右。这么大尺寸的进气口,一可以给
发动机提供进气,二可以提供冷却空气。冷却空气从进气口旁路通过,在尾喷口处与发动机的排气混合,然后排出去。这样做,可大大降低发动机的排气温度,减少红外特征。
喷气口
F-117A后机身有呈“开封式/鸭嘴兽/
口琴”嘴巴形状的窄缝发动机喷口,没有采用推力
向量控制技术,其1.65米长,0.10米高,下唇后延上偏,对疏导排焰和加速排气冷却都起到良好的作用,上面贴有航天飞机使用的防热瓦,喷口内有11片垂直的导流片。下边缘有向后上方翘起的斜板,减弱了机尾后的雷达反射,对红外辐射也有遮挡作用。通过与冷空气的充分混合,排气温度仅有66℃。这种结构不仅降低了飞机的RCS值,而且还降低了飞机的红外信号量,起到了雷达和红外隐身的双重目的。埋入式涡扇
发动机和特殊的进/排气装置,使发动机噪音大为降低,具有一定的声隐身能力。
飞控控制
在飞行之前,任务数据被下载到IBM AP-102任务控制计算机上,该
计算机将任务数据与导航和飞行控制集成,以提供完全自动化的
飞行管理系统。起飞后,飞行员可以将飞行控制权移交给任务程序,直到进入任务第一个目标的视距范围内。然后飞行员恢复对飞机的控制以进行武器投送。
飞机配备了与武器投送系统集成的红外采集和指示系统(IRADS)。飞行员首先在平视显示器上看到目标的视图,首先来自
FLIR,然后来自DLIR。武器发射和撞击都会记录在飞机内部安装的视频系统上,该系统可提供实时损坏评估。
机载武器
所有的武器都挂在内置的武器舱内,武器舱长4.7m、宽1.57m,共可载2268
千克武器装备。它可以携带
美国空军战术战斗机的全部武器,基本配置是:2枚908千克重的炸弹;BLU-109B低空
激光制导炸弹或
GBU-27/28激光制导侵彻炸弹10/GBU-27激光制导炸弹,还可装
AGM-65小牛导弹“幼畜”
空对地导弹和AGM-88反幅射导弹,也可以携带
AIM-9响尾蛇导弹“响尾蛇”
空空导弹,BLU-109激光制导炸弹和B61投放式
核炸弹。
机载设备
F-117A攻击机的机载设备也具有很强的通用性,很多都是其它飞机现成或稍加改进就可以。其中包括
F-16战斗机的四余度电传操纵系统,
C-130运输机的环境控制系统,
F-15战斗机的
刹车装置,F-15、F-16和A-10的ACES2弹射座椅,以及与其它飞机通用的通信、导航设备和保障系统笺。就连动力装置也与海军的F-18具有较高的通用性;这样做,既可降低成本、减少风险、加快研制进度,同时也易于维护使用。据
美国空军官员说,F-117A的维修勤务与
F-15战斗机及
F-16战斗机类似。其维修费用也与其它战术飞机差不多,只比
麦道公司的F-15战斗机略高。在飞行训练方面,F-117A从1983年10月开始装备部队以来,已有175名飞行员飞过这种飞机。据说,凡是飞过F-117A飞机的飞行员都认为该机的起飞、着陆和其它飞行性能都不错。
航电系统
F-117A攻击机为了降低研发成本,其电子设备,自动控制系统以及其它一些部分来源于
F-16战斗机,F/A-18及F-15E等战斗机或是攻击机,为了保密,这些零部件以备件名义在预算上出现。其主要设备包括IBM公司的AP-102任务计算机;
得克萨斯州仪表公司的下视红外传感器和激光指示器,以及双视场的前视红外传感器;
霍尼韦尔的SPN-GEANS惯性导航系统(自1991年已被H-423/E环形激光陀螺仪取代)和雷达高度表,高精确性的惯性导航装置,扩展的数据传输系统和高度/方向参考系统,以及GPS和数字式活动地图;座舱内装有基于凯撒公司AN/AVQ-28的平显,大屏幕前视红外下视多功能显示器,其两侧有两个多功能阴极射线管。
F-117A没有配备火控雷达,主要靠位于风挡玻璃下面的双视场前视红外
传感器进行探测和火控瞄准。该
传感器窗口保形布置,覆盖有细小格栅,起到电磁屏蔽的作用,从而使得窗口与机体表面形成一个相对于电磁波而言平整的整体,降低了RCS。F-117A装有GEC公司的飞控
计算机/导航接口和自动驾驶计算机(NIAC)系统,该整合精密导引和攻击系统的数位化飞航控制装置,其自动任务规划系统可以协调所有的攻击任务,计划出攻击路线,并且自动执行,包含武器的释放。目标可借由红外线热影像仪确认,并利用雷射测量距离和标定雷射导引炸弹的目标。
攻击能力
F-117A攻击机起飞前,驾驶员使用史密斯工业公司的数据传输模件把目标坐标装入航空电子系统。当接近目标时,IRADS自动地对准目标区域,而驾驶员在IRADS系统的专用大型显示器上选择目标和瞄准点。一旦截获目标,则系统就自动地跟踪目标。同时激光装置照射目标并对其进行测距。当飞机接近目标后,系统把目标从前视红外装置(
FLIR)移交给下视红外装置(DLIR),在中空、直线水平飞行时可以精确地投放武器,必要时系统也能进行上仰和拉起轰炸。炸弹由安装在机头座舱前下部的可控激光照射器提供指示,该机“具有自卫能力”。
F-117A攻击机也有反舰和空对空能力,空对空攻击的主要目标是空中预警和控制(AEWAC)飞机和远程干扰机。虽然没有火控雷达,但是IRADS有探测空中和海上目标的搜索状态,不过在空对空作战时需要AWACS飞机或其他系统的支援,以便探测和跟踪目标。在理想条件下IRADS的空对空探测距离在50千米以上。
F-117A较高的高度能使飞行员了解全面情况,提高目视探测能力;并可不借助陪伴飞机的帮助,用
激光探测器自己照射目标。常规战斗机虽然也有这种照射能力,但无隐身特性,必须以低空进入来躲避雷达,地形地物变化极快时,该功能施展相当困难。较高高度飞行还可提高投放精度,改善垂直投放武器的穿透能力。F-117A一般在7600米高度接近目标。实施攻击时,为保证精度,至少下降到1000多米的高度(一般高度在600~900米),飞越山区时高度较低。武器投放一般是在水平飞行时进行,而不需采用常规飞机那种低空地形跟踪飞行转为跃升脱离的投弹方式。据报道,F-117A在演习中对红外目标的攻击精度为1米左右。
性能数据
参考资料:
服役历程
第4450战术大队
第一架生产型F-117A(尾号785)于1982年4月抵达格鲁姆湖。785号飞机于4月20日做好首飞准备,洛克希德试飞员罗伯特·L·里德瑙尔(RobertL.Ridenauer)进行首飞。升空后,飞机立即失控飞向地面。里德瑙尔(BobRiedenauer)在事故中幸存下来,但受了重伤,被迫退役。由于这架飞机在
美国空军/TAC验收之前坠毁,因此没有计入生产总量。
秘密成立的美国空军第4450战术大队,是
隐形战斗机的最初接收方,位于
内华达州的内利斯(Nellis)空军基地。该大队于1982年9月2日接收了第一架生产型F-117A隐形飞机,后于1983年迁往托诺帕(Tonopah)。为了避免飞机被好奇的观察者看到,4450大队的所有飞行都在夜间进行,白天飞机被关在特殊机库内。
1986年7月11日的训练中,罗斯·E·穆哈雷
少校驾驶的七号生产型飞机(尾号792)与
加利福尼亚州贝克斯菲尔德附近的一座山相撞。机在撞击时解体,穆哈雷少校当场身亡。1987年10月14日,迈克尔·C·斯图尔特(MichaelC.Stewart)少校在驾驶30号生产型飞机(尾号815)时在托诺帕以东的内利斯山脉坠毁,飞行员没有弹射,同样机毁人亡。
由于这两起事故,且为了让
隐形战斗机融入其常规行动中,
美国空军开始在白天驾驶该飞机,并进而迫使空军承认该飞机的存在。1988年11月10日,
五角大楼的正式证实传闻已久的“隐形战斗机”的存在,并发布了一张模糊的照片。同一天,空军确认这款隐形战斗机的正式型号为F-117A。
第4450战术大队于1989年10月解散,第37战术战斗机联队成立。第37战术联队拥有3个中队:第415中队、第416中队和第417中队。第415和416中队使用生产型F-117A,而第417中队则使用预生产型F-117A。
巴拿马军事行动
1989年12月19日,即五角大楼披露存在13个月后,F-117A首次投入战斗。为驱逐并逮捕曼努埃尔·诺雷加将军,六架F-117A从托诺帕飞往巴拿马,任务是在里奥哈托的巴拿马国防军(PDF)军营附近投掷2000磅炸弹。这些炸弹投掷的目的是使居住在那里的国防军部队迷失方向,以便
美国军队能够以最小的抵抗和伤亡来袭击军营并俘获部队。飞行员接到指示是将炸弹投掷到距两座独立的国防军营房50米以内的地方。12月19日晚,两架先导F-117A各向RioHato军营投掷了一枚2000磅常规炸弹。轰炸似乎达到了目的,
巴拿马共和国国防军军营很快就被攻陷,美军遭受的抵抗力极小。然而三个月后,有消息称其中一枚炸弹严重偏离目标。据称由于沟通错误,飞行员得到了错误的目标坐标。
1990年4月21日,在媒体批评的背景下,
五角大楼公布了有关F-117A的更多信息,发布了更清晰的图片。内利斯
空军基地公开展示了两架F-117A。最后一架生产型F-117A于1990年7月12日交付给
美国空军。
海湾战争
F-117A在
海湾战争中取得了重要战绩。为了应对1990年8月2日
伊拉克入侵
科威特的情况,第37战术联队的第415战术中队和第416战术中队分别于1990年8月19日和1990年12月被部署到
沙特阿拉伯阿拉伯。1991年1月,第417战术中队的一部分也部署到了沙特阿拉伯。尽管
美国带领的联军大规模集结,
伊拉克总统萨达姆·侯赛因拒绝从科威特撤军。1991年1月17日,为将
伊拉克共和国卫队逐出科威特,联军开始实施空袭。17日凌晨,美国第37战术联队的F-117A飞机发起空战。空袭行动规划者将摧毁
伊拉克关键指挥点和控制设施的任务分配给了F-117A,希望其能够在不被发现的情况下精确打击目标。其他打击目标包括通信中心、
核武器和
化学武器的研发设施,以及伊拉克机场的加固飞机掩体。战争的第一个晚上,一架F-117A从
巴格达市中心的综合通讯大楼的屋顶投下一枚2000磅重的
GBU-27/28激光制导侵彻炸弹27 PavewayIII炸弹。在对底格里斯河旁边的通讯大楼的另一次袭击中,同样把一枚GBU-27 PavewayIII从大楼屋顶中央的通风井投下,摧毁了该建筑。在空袭的前三周内,F-117A精确的摧毁了许多目标。第37飞行联队出动了1271架次战斗,任务执行率85.5%。共出动43架F-117A投掷了2000多吨弹药,攻击了联军打击的约40%的重要目标。没有一架F-117A被击中、击落或因机械故障而损毁,没有证据表明F-117A曾被
伊拉克地面或机载雷达装置探测或跟踪。
大部分部署到
沙特阿拉伯的F-117A于1991年4月返回内利斯空军基地,但仍有少数留在沙特阿拉伯。
F-117A已停产近15年后,
美国参议院军事委员会一度表示有兴趣再采购24架F-117A。然而,空军表示F-117A现在已经是“过时的技术”,并且不再需要或想要更多的F-117A。
F-117在1997年至1998年的沙漠雷霆行动中使用,以执行伊拉克上空的禁飞区任务。
科索沃战争
1999年
科索沃战争期间,F-117参与了
北大西洋公约组织主导的军事行动(Operation Allied Force),该行动据称是为了阻止对
南斯拉夫社会主义联邦共和国国家科索沃的种族清洗。行动的开始阶段,北约空军出动了400多架次,主要目标是南斯拉夫的综合防空系统。在前两次夜间袭击中,北约空军袭击了南斯拉夫和
科索沃的90个目标。位于美国
新墨西哥州霍洛曼(Holloman)空军基地的第8远征战斗机中队的F-117夜鹰在北约行动期间参与了对
巴尔干半岛目标的空袭。3月27日,一架F-117战斗机被地对空导弹击中在南斯拉夫上空失踪。F-117坠毁数小时后美国搜救队在贝尔格莱德郊外救起了飞行员。这是第一架也是迄今为止唯一一架在战斗中失事的F-117。1999年4月1日,
美国国防部长
威廉·科汉指示另外12架F-117隐形战斗机加入
北大西洋公约组织盟军行动,共有24架F-117中参与了此次战争。
阿富汗、伊拉克战争
F-117还参加了美国2001年在阿富汗进行的“持久自由行动(Operation Enduring Freedom)”和2003年在
伊拉克的“伊拉克自由(Operation Iraqi Freedom)”行动。
正式退役
美国空军于2008年10月正式退役F-117。据称原因是
B-2轰炸机、
F-22战斗机等机型以及
洛克希德·马丁公司的AGM-158JASSM空对地巡航
导弹都可以完成秘密实施精准打击的任务。此外,F-35闪电II的出现也导致F-117机队退役。退役的F-117并未被送至美国空军的“飞机维护与再生中心(AMARC)”,大部分存放于托诺帕试验场机场。最后一架F-117(
序列号86-0831)于2008年8月11日飞往托诺帕。
F-117A曾被称为“飞盘”“
夜鹰目”和“小妖精”,但很长一段时间以来,它都没有正式的名称。飞行员经常将F-117A昵称为“喷射黑(BlackJet)”,但是最终被最终被选定的正式名称是“夜鹰(Nighthawk)”。
退役原因
关于F-117A的退役原因有很多种说法,比较有代表性的观点如下:
相关评价
F-117A名为战斗机,但其毫不具备空战能力,充其量也就是一个轻型轰炸机。F-22的隐形性能是F-117A的2倍,生存能力比常规飞机提高18倍,作战效能是
F-15战斗机的3倍,这意味着F-117A所能执行的任务F-22可以全部替代。另一方面,F-117A作为第一代
隐形战斗机,
美国军队在开始研制时就把它定义为隐形作战的初步尝试,并没有赋予它更多的使命,其开辟了隐形战斗机的先河,领导世界军事进入了隐形时代,随着新一代隐形战斗机相继问世,F-117A的退役是必然的,其总设计师里奇因F-117A获得了美国国家航空航天协会的最高奖励——柯里尔奖。(来源:中国国防报)
F-117A失利的最重要原因是这种专门执行轰炸任务的飞机在隐形技术上存在软肋,由于雷达
隐形涂料对于波长十分敏感,现代长波雷达的精确度正在逐渐提高。试验表明,超视距雷达可在2800公里范围内对隐形飞行器提供远程预警。在
海湾战争中,
沙特阿拉伯的法制“猎鹰”雷达就多次在20公里以外发现F-117A,
英国驱逐舰更在80公里距离上发现过它。此外,F-117A为了追求隐形外形,给飞机的其他性能带来了许多弊端,如空气动力性能不好,飞行不稳定,机动性较差,飞行速度低。(来源:兵工科技)
美国空军经过
伊拉克战争发现,F-117A能够完成的作战任务基本上都可以通过
F-16战斗机、F-15E战机的组合来完成。(来源:
新华网)
F-117A有许多缺点,这主要是设计时以隐身性能为首要考虑而造成的。如例如速度慢,机动能力差,这主要是因为机身结构、布局为照顾隐身需要,气动性能不佳,
发动机则推力减小,并且无加力,但作为世界上第一种隐身战斗轰炸机,在世界航空史上具有重要意义。(来源:《战斗机科技知识(下)》)
人为创造的神话
为什么说F-117A隐身战斗机的神话是人为制造出来的,其参与的
巴拿马共和国和
伊拉克军事行动中是因为巴拿马和
伊拉克的无能为力而不是因为这种飞机的无所不能·。所谓隐身并不是真的看不见,只是说目标特征减小,不大容易在雷达荧光屏上发现而已。至于
伊拉克人在
海湾战争中为什么一点都看不着,那是因为
美国采取了强电磁干扰措施,所以不光是F-117A,别的飞机也同样看不着。F-117A侵入
南斯拉夫联盟共和国境内的作战环境是大致相同的。而且F-117A属于第一代隐身技术战斗机,由于过份强调隐身特性而牺牲了飞机本身的许多性能,如它不能进行
超音速飞机,飞机的机动性较差,在密集的防空火炮中不如常规战斗机灵活等。