感谢双垂尾Luna的技术支持

  解释一下为什么说是“F-35A不能狗斗”报告,这是引用事件始作俑者war-is-boring博客的文章标题《Test Pilot Admits the F-35 Can’t Dogfight》。飞行员5页测试报告也来自该博客。https://medium.com/war-is-boring

  非专业翻译,出现错误请不吝指正。

F-35A大迎角作战机动

  2015年1月14日

  测试飞机:F-35A AF-2,测试编号715,飞行编号505,飞机构型10-001B(翼下无外挂),软件版本0.1-v12.006 (R33.1)

测试飞机:F-35A AF-2

参加测试的F-16D Block 40翼下挂两个370加仑副油箱

 

目标

  此次测试的目的是在典型大迎角作战机动中以及使用攻击性操纵杆/脚舵输入对飞机的大迎角控制律进行压力测试。集中评估飞机在动态环境中执行各种指定机动的整体有效性,这些机动包括在10000-30000英尺(3000-9100米)海拔高度范围内的进攻、防守、及中立情景设置下的传统基本战斗机机动(BFM)。飞行品质的标准应该是飞机响应积极且可预测,同时不能出现无关的、意外的、或不可预测的响应。最后根据飞机的大迎角能力、进入低能量状态的表现、以及各种人为因素考量作出定性观察。

测试飞机

  F-35A AF-2的弹舱是空的,翼下也没有挂载,软件版本R33.1.5。需要注意的是,F-35A在此次测试时没有可用的CATM(战斗武器培训和维护)训练设备,及可用的任务系统,也没有用于模拟武器发射的控制弹舱门开关的试飞协助系统(FTA)。F-35的头盔显示器(HMD)安装了一个固定在瞄准线上的瞄准,具用于辅助截获/跟踪任务,但头盔没有符号防抖滤镜。目标飞机是一架F-16D Block 40,安装GE-100发动机,翼下挂载两个370加仑(1400升)副油箱,没有挂载CATM设备。除了副油箱用光前法向载荷被限制在7G外,F-16不受其他限制。

任务执行

  此次任务遵循海上测试靶场的标准管理作业,还进行了搜索练习来让F-35目视熟悉目标飞机。F-35在22000英尺(6700米)海拔高度/400节(740公里/时)的状态下完成了一次6000英尺(1800米)斜距和3000英尺(910米)高度差的进攻截获/跟踪任务,其余所有测试都是在传统BFM场景设置中进行的,从22000英尺(6700米)海拔高度和440节(814公里/时)进入6000英尺(1800米)或9000英尺(2740米)高度的战斗,以及从20000英尺(6100米)海拔高度和380节(704公里/时)进入3000英尺(910米)高度的战斗。中立交战的起始高度约为18000-20000英尺(5500-6100米),在接下来的战斗中没有速度或高度限制。所有战斗的最低海拔高度限制都为10000英尺(3000米)。两机共进行了17次交战,在不受限制的油门、操纵杆和方向舵输入下,没有超出飞机的过载或其他限制。

评论

  下文并未提及某些评论,因为这些评论不是无足轻重就是保密级别较高。建议能让更多飞行员参与此类测试,因为数据收集的效率会远远超过测试描述卡片。

能量机动性

  总体而言,F-35A在视距内空战中最明显的特点就是缺乏能量机动性。F-35A飞行员有2000小时F-15E飞行时间,飞过F-16 30/40/42/50批次,飞过F/A-18F的大迎角机动,并且与上述所有机型以及F-15C进行过异机型BFM交战。F-35A的能量机动性远不如安装PW-229发动机的F-15E,因为F-35A在机翼更小的同时重量却与F-15E相当,发动机加力推力还低了约15000磅(6800千克)。所以总体而言,F-35只要一使用大迎角能力就会显著降低后续的机动潜力。即使在面对受限制的F-16目标机时,F-35A在每次交战中都处于明显的能量劣势。

F-35与F-16的一些数据对比

俯仰速率

  俯仰速率的不足进一步恶化了F-35A的能量机动性。随着时间推移,F-35A在空战中与敌机的能量差距也越来越大。在交战中出现了多个在战术上能以损失过多能量换取短暂武器射击窗口的机会,但被飞控控制律所扼杀(并阻碍了射击)。这种情况也发生在刚脱离高度优势占位发起攻击的高能量状态时。尽管飞行员已经向后快速全力拉杆,F-35A在转弯中或进入盘旋时的平均法向载荷只能达到约6.5G或更低,飞机随着能量的消耗而不断减速,直至被限制器限制机动。俯仰速率不足的情况也发生在速度较慢的情况下,如尝试机炮射击时。F-35无法通过向后猛拉杆占位来抓住猝不及防的敌机进行领先追逐(机炮射击三要素:射程包线内,共面,领先追逐),由于机鼻指向速率慢,让敌机能轻易在炮口前溜走。从机炮防御角度来看,缺乏机鼻指向速率也阻碍了F-35逼近敌机,因为敌机在控制区(敌机后方的一片区域,进攻飞行员可在此进行武器射击或其他任何攻击行动)前端附近时甚至也能逐渐拉开距离。

大迎角

  由于存在上述的能量和俯仰速率限制,所以没有令人信服的理由来让F-35A在大迎角状态下进行战斗。这架飞机进入大迎角时会抖振、座舱盖上方气流减弱、全拉杆俯仰无变化的现象。当穿越F-35的转弯圆环(转弯圆环是飞机在空中转弯时穿过的路径)或在3/9线后方观察F-35时,其前缘襟翼可以作为一个额外的目视标志。前缘襟翼看起来似乎不如F-16的显眼,但由于更大的尺寸,使F-35在战斗中较易被敌机察觉。

F-35在试飞中表现出了极佳的大迎角性能,但能量机动性阻碍了该机在战斗中发挥这一优势

  测试人员发现了一种能在大迎角时制造一些进攻机会的战术,而且证明能够被复制。一旦建立起大迎角,长时间满方向舵输入能产生足够快速的偏航率,从而制造足够的航向夹角带来满足导弹发射条件的机鼻指向。在开始防守时,这种战术似乎比依赖俯仰速率和管理升力矢量与敌机比赛转弯更加有效。但这种战术需要损失能量,必须有足够的能量保证完成机动后的安全高度,而且在进入再次防守前只能获得一个短暂的攻击机会。简而言之,F-35飞行员决定致力于大迎角交战就意味着战斗失利,除非敌机犯错,否则无法保护自己的3/9线。在这种情况下,F-35A在恢复能量发起进攻方面也要面对极大挑战。

大迎角耦合操作区间

  F-35A在容易发生耦合操作的区间内的飞行品质(20-26度迎角)既不直接也不值得称赞,这特别令人沮丧。因为在空战中,很明显,这架飞机无论在转弯或建立一个树形/剪刀机动时的迎角就位于这种迎角区间,带来了往往是不可预知的横向/方向控制。这次测试似乎特别有效地揭示了这个缺陷,因为在此前的大多数测试中,飞行员会时刻注意迎角值(或按照目标迎角值飞行),因此他能预测飞机的响应。但在动态战斗中,飞行员关注的重点是敌机而不是具体迎角值,飞机的横向/方向响应在大迎角耦合操作区间往往就扑朔迷离了。有多次,F-35A的滚转速率未达预期,或机身中轴偏航率达到预期却出现了航向偏差。在其他一些例子中,随着F-35的迎角落入此区间,飞机的响应也在一同随机动变化。