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关于战斗机妹子们的科普系列-第一弹JAS-39“鹰狮”

只看楼主收藏回复

既然动画快要开播了本军宅就来科普一下三次元里妹子们的原型机,资料绝大多数都是转载,个人会写点点评的说


IP属地:广东1楼2018-09-07 15:02回复

    格里芬的三次元本体JAS-39D“鹰狮”双座型


    IP属地:广东3楼2018-09-07 15:07
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      以下为转载内容
      引言
        萨伯(Saab)公司的“鹰狮”飞机几乎是创造了一项奇迹。它在所有的高度上都具有超音速的能力,可以从粗糙的道面上起飞,采用了集成化的航电设备,使飞行员具有良好的空情警觉性,设计时考虑了尽量缩短外场使用时的复飞准备时间,外场只需要少量维护人员。“鹰狮”飞机的机身较小,无论从气动力还是从结构来讲,都是高度复杂的。
      研制背景
        70 年代后期,当瑞典空军编制“鹰狮”飞机的技术要求的时候,是准备用它来替代 Saab-35“龙”和 Saab-37“雷”的,着重强调飞机的“变用途”能力和飞机的空中优势能力,因此命名为 JAS-39 战斗、攻击、巡逻机。“变用途”是指飞机在执行任务的过程中改变用途的能力;“多用途”要求飞机在执行任务之前按照特定的任务进行配置。JAS-39“鹰狮”飞机的主要目标是截击接近瑞典海岸的外国飞机,并对入侵的敌机给予还击。
        当时,华沙条约国和北约成员国的飞机经常进人瑞典的领空。具体来讲,瑞典空军希望寻求一种能够对抗苏联的 Su-27“侧卫”及其改型机的飞机。据瑞典情报部门预测,在“鹰狮”飞机的服役过程中,Su-27 飞机是它可能遇到的最大的威胁。由于俄罗斯距瑞典的最近点只有 200km,“鹰狮”飞机不必要设计成为一种大型的双发飞机——这一点不同于同时代的其它飞机。这种轻型单发的设计方案的直接优势是减少了飞机的成本,“鹰狮”飞机的出厂成本只有“台风”或“阵风”的三分之一,但同样具有良好的机敏性和较小的雷达截面。较小的机身也降低了飞机的耗油率。
      JAS-39“鹰狮”飞机的设计论证始于 70 年代,当时政府出资进行了一个论证项目,研究下个世纪的国防需求。该项目的目标是减小战斗机的尺寸、降低战斗机的费用,而不是提高飞机的性能。
        其实,在 1965 年当瑞典考虑 Saab-37“雷”的替代机种的时候,政府的采购委员会认为麦道公司的 F-4“鬼怪”飞机比较合适,但仍有一些缺点。它不能满足瑞典空军的作战需求,使用和维护费用较高,换装瑞典的综合控制系统还需要花费更多的费用。

      Saab-37“雷”JAS-39 的前辈


      IP属地:广东4楼2018-09-07 15:10
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        当时瑞典方面就预测,从 60 年代到 80 年代,技术的进步将使飞机的重量减轻一半左右。技术进步的主要方面是:发动机的改进、复合材料的使用、纵向不稳定性与电传飞行控制技术以及航电技术的发展。现在看来这些预测都是正确的。
          当时研究了许多飞机构型,其中包括前掠翼+V 型垂尾、传统后掠翼+前置尾翼以及各种鸭翼+三角翼布局。瑞典还与许多其它的飞机制造商进行了讨论,其中包括英国航宇公司(BAe)、MBB 和洛克韦尔公司。MBB 和洛克韦尔公司当时特别关注过失速机动,但 Saab 公司一直认为在未来作战中过失速机动不会发挥重要作用。直到今天,这仍然是一个争论热点,许多飞机制造商开始认真地考虑矢量推力,使飞机获得“超机动”能力。




        JAS39的几种原案,最后第二种2110方案被选中成为原型


        IP属地:广东5楼2018-09-07 15:13
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          初始布局
            Saab2110 方案最后发展为 JAS-39,它采用了鸭翼+三角翼布局和侧置进气道。侧置进气道的方案受到了许多观察家的批评,但是,Saab 公司认为,该机的机身较长,足以平滑飞机迎角引起的气流畸变。另外,通用电气公司的 F404-400 发动机也是一种气流适应性较好的发动机。项目的早期研究表明,机腹进气道(像洛马公司的 F-16 飞机那样)并不适合机身较小的飞机。首先,这种布局的飞机前起落架过于靠前,使前后轮距过小,地面操纵性变差。另外,这种布局限制了机身中线外挂物的长度,存在严重的外来物损伤的威胁,产生发动机无法承受的气流畸变,飞机正面的雷达特征信号过大。

          定案的JAS39三视图
          为了获得最佳的翼身融合效果,采用了中置机翼布局,这样也使外挂物获得了良好的地面间隙。而一般来讲,外挂物的地面间隙一直是小型飞机的一个不好解决的问题。由于采用中置机翼,JAS-39 飞机的主起落架安装在机身上,另外,为了与主翼获得最佳的气动力耦合前翼要具有一定的安装角。
            JAS-39“鹰狮”采用切角三角翼,锯齿形前缘,后掠角 45°。增升装置由两组前缘襟翼组成,通过全权限三余度电传飞行控制系统与飞机的升降舵相连。大迎角时,前缘襟翼下偏,可以延迟机翼失速。后缘襟翼向下偏转时,可以使飞机抬头,从而提高飞机的机敏性。这一点与传统的纵向稳定飞机不同,对于纵向稳定的飞机来讲,后缘襟翼下偏会使飞机产生低头力矩。全动鸭翼也是切角三角形,前缘后掠角 43°。

          JAS39的机翼细节
          JAS-39“鹰狮”的布局形式的优点之一是,通过同时偏转鸭翼和升降舵可以产生直接升力。
            差动地偏转鸭翼可以产生侧向力,结合方向舵的偏转,可以产生直接侧力,而不用改变飞机的航向。在使用航炮进行空对空攻击的时候,或对地面目标投放非制导武器的时候,这种“非耦合”的飞行模式是非常有用的。
          JAS-39“鹰狮”的布局形式的优点之一是,通过同时偏转鸭翼和升降舵可以产生直接升力。
            差动地偏转鸭翼可以产生侧向力,结合方向舵的偏转,可以产生直接侧力,而不用改变飞机的航向。在使用航炮进行空对空攻击的时候,或对地面目标投放非制导武器的时候,这种“非耦合”的飞行模式是非常有用的。

          楼主批注:在地面上用作减速板的鸭翼,但是小说里面直接在空战中使用鸭翼做减速板做的天顶星机动是不可能的,很容易导致飞机失控,而且飞控电脑也是不允许这样的动作的,作者不知道怎么想到的这种危险飞行动作


          IP属地:广东6楼2018-09-07 15:20
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            设计特点:
            飞机的费用与其重量直接有关,因此在设计飞机的时候,应该尽可能的减小飞机的重量。在 JAS-39 飞机的设计过程中,通过广泛的采用新技术和先进的计算机模拟技术,实现了飞机的减重,其中复合材料的使用量占到机体结构的 25%~30%。
              碳纤维复合材料主要用于蒙皮和翼梁、尾翼、升降舵、起落架舱门和一些检测口盖。蒙皮不是胶接在支持结构上,而是采用沉头螺钉安装的,为消除整体油箱的漏油现象,在接触处采用了密封材料。据估计,JAS-39 飞机共有紧固件大约 100,000 个,在机体结构中,如果按成本来计算,机加件占到 15% 左右。
            按照现代飞机的制造工艺,JAS-39 飞机的机体结构分为几个部件进行制造,其中机翼分为 7 个部件,机身分为 3 段,3 段机身在总装阶段被永久的连接在一起,这样可以消除传统的过渡连接所产生的重量增加。中段机身又分为 3 个部件:机炮舱、起落架段和机身安装段。
            机翼的弯曲力矩通过 3 个小间距的隔框传向机身,只在前缘翼根处有一个辅助安装节,考虑到三角翼的翼根弦长较长,这种设计是令人惊奇的。其原因是,主机身隔框受主起落架舱和发动机检测门的限制。F404 发动机是从机身下部装拆的,这是为了在拥挤的航母上方便地更换发动机。这种情况迫使 Saab 公司设计了一个强度很高的翼根加强筋,将机翼的弯曲力矩集中传递到机身上。
            你们要的格里芬裸照.jpg


            IP属地:广东7楼2018-09-07 15:23
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              航电设备
                “鹰狮”飞机以较小的机体满足了瑞典空军的要求且只配备一名驾驶员,这主要归功于飞机的航电设备。
                JAS-39 飞机的航电设备是由爱立信(Ericsson)公司设计和制造的,然后由萨伯(Saab)公司进行了综合。与 Saab-37“雷”的航电设备相比,有了巨大的改进。采用了爱立信/费伦第公司(Ericsson/GMAv)的 PS-05 雷达,数据处理能力为“雷”飞机的 PS-46/A 雷达的 3 倍,但体积只有后者的 60%,重量只有后者的 50%。PS-05A 是一种多工作模态脉冲多普勒雷达,采用缝式波导平面阵列天线,液冷行波管发射机。通过使用复杂多变的波形和高中低的脉冲重复频率,实现了各种任务所需的多种工作模式。为提高分辨率和实现远距离目标的探测,使用了频率调制脉冲压缩。

              JAS-39C/D型所配用的爱立信雷达,没错就是爱立信,之前跟索尼大法合作搞手机的那家爱立信,人家也是军火商来着
              雷达的工作模式是由软件控制的,主要包括下列内容:
                空对空:远程搜索与跟踪;多目标边搜索边跟踪;短程宽角搜索与跟踪;航炮与导弹的自动火力控制。
                空对面:搜索与跟踪;地面与海面目标的边扫描边跟踪;高分辨率绘图;空对面测距。
                采用全部可编程的信号与数据处理器,具有良好的电子抗干扰能力和适应未来发展的灵活性。
                PS-05A 灵活的波形避免了雷达测距的不准确性,也使每一工作模式下的性能得到了优化。平面天线阵扫描时产生的旁瓣很少,降低了对干扰的敏感性,也提高了雷达的效率。雷达也能适应制导中距空对空导弹(如 AMRAAM 先进中距空空导弹和“流星”导弹)的数据传输要求,由于采用了模块化设计并具有机内自检测功能,雷达具有良好的适用性和较低的维护费用。爱立信公司已经开始对雷达进行改进,随着新型的快速大容量处理器的应用,一些改进措施已经得以实现,改进的实质是数据处理器。
                爱立信公司的 AESA(主动电子扫描阵列)雷达是一种新型的机载雷达,目前正处于研制阶段,估计不久可以投人使用。它采用新型的主动相控阵技术,其中使用了 1,000 多个发射/接收单元。为了扩大雷达的方位角,天线安装在一个活动的底盘上,可以明显地增加雷达的扫描范围,这种设计方法在相控阵雷达中是比较独特的。采用 AESA 技术改进雷达的目标探测和跟踪性能。
              ESA 雷达将具有多波束能力,所有的波束可以单独地或同时地进行控制。这种雷达也可同时用作火控和障碍告警雷达,它既可以用于空中截击,也可用于对地攻击。
                未来对“鹰狮”飞机的另一项改进是采用红外搜索与跟踪系统 IR-OTIS,这项改进可以大大地提高飞行员的空情警觉性。IR-OTIS 是一种被动式传感器,可用于白天、夜晚和存在电子干扰的环境中。它具有空对空和空对地工作模式,可进行多目标搜索与跟踪、高精度地跟踪选定的目标以及为夜间导航进行成像等。

              加装了IRST红外搜索系统的JAS39,不过楼主对于IRST系统在四代机里比较喜欢苏27家族的


              IP属地:广东9楼2018-09-07 15:33
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                然而男主是坐雷达员的位置,格里芬才做前面


                IP属地:广东来自iPhone客户端12楼2018-09-07 15:37
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                  围观大佬硬核科普


                  IP属地:广东来自iPhone客户端13楼2018-09-07 15:37
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                    动力装置
                      与大多数当代和下一代双发战斗机(如“台风”和“阵风”)不同,“鹰狮”飞机为单发飞机,采用一台通用电气公司/沃尔沃航空发动机公司的 RM12 发动机。尽管发动机是飞机制造商和飞机用户广泛关注的一个问题,但是 Saab 公司相信,由于技术的进步和发动机的可靠性的大幅度提高,使得双发飞机不再具有优势,采用双发还会引起飞机的重量、成本和复杂性的增加。
                      RM12 发动机是一种低涵道比带加力燃烧室的涡轮风扇发动机,它是由通用电气公司与沃尔沃飞机发动机公司在通用电气公司的 F404-400 发动机的基础上合作研制的。RM12 发动机具有 3 级风扇和 7 级高压压气机,风扇和压气机都采用可变迎角的定子,由单级涡轮驱动。加力燃烧室采用可变面积喷管,其面积从最小到最大都是可调的
                    格里芬的菊花.jpg
                    楼主注:这款RM12引擎话说还和已经领了盒饭的莱诺有点关系,莱诺本体F/A-18C"大黄蜂"用的就是RM12的仿制原型F404引擎不过大黄蜂上面的F404是有两台


                    IP属地:广东15楼2018-09-07 15:52
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                      基本性能数据
                      长度 14.1米
                      翼展 8.4米
                      高度 4.5米
                      机翼面积 25.54平方米
                      空重 6,620千克
                      最大起飞重量 14,000千克
                      动力系统 1×通用动力RM12加力涡扇发动机
                      推力 最大推力:54千牛加力推力:80千牛
                      轮距 2.4米
                      参考性能
                      最大飞行速度 2马赫
                      实用升限 15240米
                      航程 3,200千米
                      作战半径 800千米
                      爬升率 300米/秒
                      翼载荷 283千克/平方米
                      推重比 0.58
                      限制过载 +9/-3g
                      起飞滑跑距离 300米
                      着陆滑跑距离 400-650米[12]


                      IP属地:广东17楼2018-09-07 16:00
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                        顺便说下武器配置,JAS-39C/D型一共有7个外挂点,其中机身中线下一个固定的副油箱挂点,挂载一具1100升的副油箱,机翼左右两侧各有两个重挂点一共四个,其中内侧两个是湿挂点可以各挂一个1100升副油箱,然后翼尖各有一个一共两个红外近距离格斗弹的挂点,一般情况下制空配置是2枚红外格斗弹加4枚中距空空弹,中心挂点一具副油箱,然后日常巡逻配置则是将内侧挂点的两枚导弹换成副油箱增加战斗巡逻的滞空时间,毕竟JAS39这货是轻型战斗机,内部携带的燃油不足,小说里格里芬基本上都是2*格斗导弹4*中距空空弹1*副油箱的制空配置
                        对地挂载一般都是4枚空地导弹,或者两具子母弹投放器,或者两枚空舰导弹,或者4具火箭发射巢,或者是5枚激光/卫星制导炸弹,当然也可以挂载普通的低阻力无控炸弹8枚


                        IP属地:广东18楼2018-09-07 16:15
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                          然后具体到小说里使用的武装来说,格里芬应该使用的是AIM-9系列红外格斗弹和AIM-120系列中距空空弹,毕竟自卫队的仓库里有大量的这两型导弹


                          IP属地:广东19楼2018-09-07 16:17
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                            JAS-39C/D的挂载示意图


                            IP属地:广东20楼2018-09-07 16:18
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                              楼主顺便再吐槽一下,我感觉现在都2018年了作者应该给咱的格里芬换成JAS-39E/F型了
                              jas 39E/F并非受限于轻型战机本身吧,它需要满足的使用国的需求,鸡虽小,但技术指标向更大型的战机看齐。至少在巴西的招标中,指标回事军方考虑的重点因素,至少要求鹰狮具备同台竞技得能力。
                              JAS-39E/F战斗机虽然气动布局变化不大,但机身内部的主体结构几乎进行了全新设计,相应地增加了总体尺寸。该机的主体结构采用了5根贯穿机身的铝锂合金承力梁,支承机身直至机翼内侧的外挂点。
                              一是增大作战半径。萨伯公司将主起落架的承力点从原来的机身两侧向外移至机翼的翼根位置,收进机翼下的凸起部分,从而释放了机身内部空间,增加了40%的内部燃油,有效地延长了续航时间,可以满足类似巴西等幅员辽阔国家的空中防御任务。
                              二是增加武器载荷。萨伯公司充分利用机身腹部腾出的空间,在保留中线外挂点(5C)的基础上,又在左、右两侧增加了两个外挂点(5L和5R),可以携带两枚精确制导炸弹,从而增强了对地打击能力。
                              与现役“鹰狮”C的技术对比:JAS 39E/F战斗机的空重仅增加了454千克,但最大起飞重量却增加了2497千克,达到16.525吨,可以增加1090千克的机内燃油。辅以F414-GE-400发动机(目前已更名为39G发动机),航程的提升还是很大的。
                              针对新型发动机的结构尺寸,萨伯公司最小限度地改动了“鹰狮”E的发动机舱结构,同时修改了进气口,增大了进气道的流通面积,以满足空气流量增大的需要。同时,在机身尾部增加了新的进气口,满足第二环境控制系统的需要,用于冷却雷达和电子战设备。
                              在此次公布基本性能时,萨伯公司强调了JAS-39E/F战斗机具备了以马赫数1.25进行超音速巡航的能力,旨在表明该机初步具备第五代战斗机的一些特点。这一性能是由“鹰狮”验证机在2009年1月21日的一次试飞中首次实现的,更多地依赖于高性能发动机。然而,JAS 39E/F战斗机在携带完整武器载荷的情况下,由于气动阻力的增加,恐怕很难达到超音速巡航速度。
                              JAS39E/F号称总共采用了3500多个新零部件,空重增加了大约200千克。
                                从外部看,主要改进之处是增大了主起落架间距,将承力位置由原来的机身两侧向外移至机翼的翼根位置。为此,萨伯公司修改了机翼内部结构,增加了新的机体承力结构,并采用了英国的APPH公司研制的新型起落架。这一改进的目的在于增加机内燃油容量.同时还增加了外挂点。
                                相比之下,“鹰狮”验证机的机身油箱容量明显增大,使得内部燃油量从原来的2268千克增加到3175千克,有效地扩大了作战半径。该机还可以在机翼下携带新型副油箱,保留了空中加油能力。值得注意的是,曾经在设计方案中考虑的保形油箱并没有出现在验证机上,但公司已明确表示了“下一代鹰狮”采用保形油箱的可行性。从研制角度看,这有可能是迫于进度要求,尽量保持原有的气动性能,以避免验证计划出现拖延。如果潜在用户十分强调航程,“下一代鹰狮”的气动外形还会出现一些变化。
                              外挂载荷增加1000千克,达到了6000千克。机身腹部加装两个新式挂架(即5L和5R),替代了早期设计的一个5号外挂点。在这两个外挂点上。可以携带两枚精确制导炸弹,增强了对地打击能力。根据不同用户的作战需要,可以通过各种复合挂架,将目前的8个武器外挂点扩展到10~12个,加挂超视距导弹和防区外导弹,从而全面增强多用途作战能力。
                              由此导致起飞重量增加了近2吨.但在总体性能和机动能力方面仍将超出或相当于现役型号。当然,所有的额提升的动力基础---F414G涡扇发动机,针对单发战斗机的使用特点,通用电气公司在F414发动机基础上,修改了全权限数字式电子控制软件,以确保能够具备“返回基地”的能力。F414G的推力达到96千牛,比RMl2发动机高出25%,而且还具有非常大的发展潜力。在轻载的情况下,JAS39E/F借助于F414G的强劲推力,甚至具备准超音速巡航能力。


                              IP属地:广东21楼2018-09-07 16:27
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