更新时间:2023-11-17 21:40
Saab-37战斗机(英文:Saab-37 Fighter,绰号:Viggen,译文:雷)是20世纪60年代瑞典萨博(又译:萨伯)飞机公司研制的一种全天候多用途战斗机。
1952年,瑞典皇家空军提出让萨博公司开始预研新型战斗机取代刚刚服役的Saab-35战斗机。20世纪60年代,萨博公司开始研制Saab-37全天候多用途战斗机。
Saab-37战斗机(英文:Saab 37 Viggen,绰号:Viggen,译文:雷)瑞典皇家空军用“雷”来命名是想暗示Saab-37战斗机为多功能战机(又称:雷战斗机)。Saab-37战斗机还是瑞典空军第37武器系统的主要组成部分。第37系统包括:Saab-37战斗机及其动力装置、机载设备、军械、弹药及照相设备;地面维护设备,包括测试设备;训练设备,以及各种模拟器。在该机发展过程中,瑞典萨伯公司特别强调第37系统对瑞典空军基地配置与防空指挥系统的协同适应。
瑞典空军要求研制新型战斗机的议案在1961年得到瑞典国会的同意,但新型战机的研制费用和单机成本要严格限制。与此同时,为了保证新机的动力强劲,瑞典沃尔沃航空发动机公司得到了美国普·惠公司JT8D型涡扇发动机的生产许可证,这也是瑞典第一次引进美国人的发动机。为了适应瑞典的使用环境而将其燃烧室进行适当改进后,沃尔沃公司开始生产瑞典版的JT8D,即单台正常推力6.7吨的RM8A型涡扇发动机。瑞典人的传统是购买发动机的技术,然后在国内改进和生产,而不是单纯采购发动机成品。
1962年2月萨博公司将最终确定的三角翼鸭式布局设计方案连同详细的技术说明送交瑞典航空部。两个月后设计方案得到批准,同时萨伯公司成立研制小组正式开始Saab-37战斗机的研制工作。1967年2月8日,Saab-37首飞成功。萨博公司为了“雷”的研制共制造了七架原型机用于试飞等各种试验,包括:飞行包线、操纵系统、电子设备测试、动力系统试验和精测平飞速度、武器装备试验、最完整的原型机和各系统的综合测试、双座教练型Sk37的原型机。
1968年,瑞典空军验收认定Saab-37满足设计要求,可以投产。同年订购首批生产型,最初计划总订货量将达800架以上,而后来实际订购数量只有329架。1970年Saab-37战斗机试飞工作全部完成,开始生产原型机。
短距起降性能外,是以一种机型发展出攻击机、侦察机和战斗机,只需装备不同的设备和武器就行了。一机多型的设计思想,在现代战斗机设计已经普遍应用,但在当时还是超前的。
20世纪60年代时,美苏等航空大国还在研制专用的制空战机和专用的对地攻击机时,作为小国的瑞典却无法承受如此的武器发展战略。在单一作战性能指标上,专用战机的作战性能一般要优于多用途战机,但这要付出昂贵的经济代价。萨伯公司开始考虑改变战机的设计思想,不过这种思想的转变也是“雷”在设计过程中几次反复的原因之一,因为在1952年提出的几种设计方案还没那么前卫地考虑到一机多型的概念,而龙式也是在设计工作基本完成后才开始考虑将其改装成多用途战机的。象“雷”这样在设计中就体现一机多型的多用途战斗机实在不多,但这种设计思想不仅有助于提高战机的通用性,减轻后勤负担,最重要的是具有很好的经济性,美国JSF项目就是这种思想的体现。
在Saab-37战斗机的研制中,瑞典从国外购置和专利仿制了一些分系统,其中主要的有:美国普拉特·惠特尼公司的JT8D涡扇发动机,由瑞典进行了改进设计,加装加力燃烧室,给予瑞典编号RM8;美国加雷特公司航空研究分公司的数字式大气数据计算机;美国辛格公司基尔福特分公司的惯性导航系统(JA-37用);美国航空仪表实验室的战术仪表着陆系统;美国霍尼韦尔公司的雷达高度表和自动飞行控制系统;英国史密斯仪表公司的各种座舱显示装置和飞行仪表;美国休利特·帕卡德公司的自动试验和检测设备。
Saab-37战斗机为了满足空军对短距起降性能的要求,首先是选择推力大的发动机。1961年,萨伯选择RM8A涡扇发动机作为“雷”的动力,而不是当时流行的涡喷发动机。RM8A的原型JT8D本是一款供大型客机使用的涡扇发动机,诸如原麦道公司的MD80和波音公司的波音727、737等。普惠公司应瑞典的要求改进出了军用型,为了达到超音速飞行的要求为JT8D加装了加力燃烧室。形容“雷”所采用的发动机推力超群绝不过分,那时很少为战斗机安装单台最大加力推力达12吨的发动机,与其同时代的只有极少数几种战斗机采用了这个级别的发动机,比如原苏联的米格-23鞭挞者飞机使用的发动机的加力推力刚刚能达到10吨,但米格-23的正常起飞重量几乎是Saab-37战斗机的两倍。F-15、F-16初期所使用普.惠F100-PW-100加力涡扇发动机是1970年后才研制成功的,况且这两种飞机服役比“雷”晚了将近十年。
RM8型加力式涡扇发动机还有一个推力换向器。在“雷”的发动机尾喷管内末段有三块伸缩挡板,在飞行过程中挡板收回,使发动机顺利排出燃气,正常工作;当“雷”着陆时,在前起落架触地时起落架支柱由于受压会收缩,而与其联动的三块挡板便会自动伸出,改变燃气的排出方向,使燃气沿着挡板从发动机尾喷管管壁圆周分布的三条缝中向前喷出,实现推力换向。而“雷”的起落架可承受最大为5米/秒的垂直下降速度,还采用类似汽车上使用的ABS防滑刹车系统,用来快速平稳地缩短“雷”的着陆滑跑距离。
同样出于短距起降性能的考虑,萨博公司在“雷”的设计中融入了鸭式气动布局,萨博37“雷”也是萨伯公司设计的第一款鸭式布局战机。鉴于萨博35龙的成功研制,无尾三角翼对于萨伯公司来说已不再陌生,而且由于对无尾三角翼技术的熟练掌握,开始在三角翼布局的基础上向设计鸭式布局的战机挺进。由于在保证短距起降性能的前提下还要兼顾“雷”的高速性能,选择了带有副翼的近距耦合固定式鸭翼和小展弦比三角主翼的气动布局。对于“雷”来说,鸭翼自身的产生的升力并不大,基本是个涡流发生器,鸭翼翼面上产生的脱体涡在主翼上不仅可以产生附加升力,还可以抑制大迎角机动时的气流分离,大大提高“雷”的格斗机动性能。鸭翼的后缘襟翼则可以提高飞机的低速性能-特别是短距起降性能。萨伯37虽然在鸭翼上安装了后缘襟翼,但它的主翼却没有安装任何襟翼,主翼后安装的只是两段式升降副翼。飞机主翼前缘有三种后掠角,内侧为45°,中间稍小于60°,外侧稍大于60°。前翼为简单三角翼,前缘后掠角58°。主翼下反。前翼原有上反角,后因带导弹时稳定性不好,生产时改为无上反角。主翼前缘有锯齿,后缘有两段式液压作动升降副翼,可差动偏转或同向偏转。前翼有后缘襟翼。
Saab-37战斗机的设计最大过载为12个g,通常最大使用过载不超过8个g,因为飞行员承受不了过大的过载。机体在结构中大量采用胶接蜂窝壁板。机翼为下单翼多梁式结构。与机身纵轴垂直的主梁(在翼根弦40%处)和后梁组成承扭盒,并用作整体油箱。斜前翼梁与主梁之间为主起落架轮舱。除前缘外,上、下翼面,起落架舱门和升降副翼均采用胶接蜂窝壁板。前翼也采用了多梁结构,前梁是斜的,主梁和后梁垂直于机身轴线。后缘襟翼为胶接蜂窝结构。机身为全金属半硬壳式结构,采用轻金属锻造和耐热塑料胶接工艺,只在局部部位(如发动机防火壁等)采用钛合金。有4块金属胶接蜂窝结构的减速板,腹下两块,两侧各一块。中机身某些部位也采用蜂窝壁板。机头罩上有开合手柄,顺导轨前推可打开以便维护雷达设备。只有垂尾。其安定面为多梁式结构。方向舵为蜂窝壁板结构。垂尾可以向左折叠以降低机高。
综合了这一系列的专门设计,“雷”在普通公路上仅滑行400米即可起飞;使用推力换向器,其在公路上着陆的滑跑距离可限制在450米以内,完全满足了瑞典皇家空军的短距起降要求。当然,“雷”的400米短距起飞性能对于新型战机来说并不出奇,但其在简易机场上的短距着陆性能就很少有常规固定翼飞机能够匹敌,普通的战机的着陆滑行距离一般要在一千米以上。
Saab-37战斗机值得称道的不仅是它的短距起降性能,还有它继承自龙的易维护性和可靠性设计。为了便于维护,“雷”机身上一百多个维护用舱门集中设计在机体下侧,维护时不需使用扶梯,地勤人员在地面即可对飞机完成维护作业。该机的每小时维护工时只有约20小时,两次任务飞行间的加油和装弹仅需10分钟。如果需要更换发动机,只需将后机身拆下,换发作业6名地勤人员只需一小时即可完成。更可贵的是为了便于发现电子设备的故障还专门设计了自动检测仪。以上各项设计为保证“雷”的高战斗出勤率发挥了作用。
Saab-37战斗机有两套独立的液压系统,工作压力207×105帕(211千克/厘米2),各自有发动机驱动的液压泵,具有自举油箱和应急时使用的电动备用泵。三相交流电源系统采用威斯汀豪斯公司的75千伏安液冷无电刷发电机,供给210/115伏400赫交流电,同时通过整流器和镍镉电池提供28伏直流电。还设有一台6千伏安涡轮发电机作应急备用电源,当电力供应发生故障时,该涡轮发电机能自动伸入气流中开始工作。地面电源插头设在机身左侧。采用格拉威纳公司的防火系统。采用数字式自动飞行操纵系统。
Saab-37战斗机的电子和飞行设备分别装于50个“黑盒子”内,重约600千克。各种机载设备包括:自动速度控制系统,史密斯电子公司的平视显示器,博福斯航空电子公司的飞行姿态参考系统、电台和战斗机数据链设备,辛格公司基尔福特分公司的SKC-2037数字式中央计算机,加雷特公司的LD-5数字式大气数据计算机,辛格公司基尔福特分公司的KT-70L惯性测量设备,霍尼韦尔/萨伯-斯堪尼亚公司的SA07数字式自动飞行控制系统,霍尼韦尔公司的雷达高度表,德卡公司的多普勒导航设备,SATT雷达警告系统,埃利克森公司的雷达显示系统和电子对抗设备,战术仪表着陆系统,微波扫瞄波束着陆引导系统。大部分航空电子设备与中央数字计算机联接,可在地面上及飞行中对这些系统自动进行检测和监视。机身下中心线上的冲压式进气道供电子设备舱冷却之用。
Saab-37战斗机作为鸭式布局、短距起降战斗机,实现了一机多型的设计思想,是符合瑞典国情的一型成功之作。作为一款六十年代研制的战机,它有领先时代的一面,当然也有一些不可避免的缺陷。“雷”在设计中的一大遗憾就是没有引进空中加油技术,以当时瑞典与欧美航空大国的国际关系来说获得空中加油技术并不困难,即使无法从国外获得该技术而独立研发也并非难事。当然,对于瑞典的国土面积和当时的国防政策来说,“雷”即使不采用空中加油技术也完全可以满足作战需要。另一个遗憾是仍然采用机械式操纵系统,如果晚几年服役的话或许还赶得上应用电传操纵技术,而这将大大提高“雷”的操纵性能。对于一架本身静不稳定的鸭式战机来说采用机械式操纵系统,其高机动性不易得到全面的发挥。对于航空迷来说,采用这些技术会使“雷”更加趋于完善。
Saab-37战斗机参考数据:
用来取代Saab-32“矛”式战机的攻击机型“雷”,是“雷”家族中的第一个型号。由于具备一定的空战能力,所以该型“雷”的型号为AJ。1967年2月,瑞典皇家空军订购第一批108架AJ37,这些AJ37从1971年开始入役。在设计该型攻击“雷”时恰逢各航空大国流行航空武器导弹化,萨伯公司也错误地认为机载武器已经进入了导弹时代,所以不仅没有为AJ37配备内置航炮,甚至连常规的炸弹都没打算使用,在设计人员脑子中“雷”的武器只有导弹。后来,在原型机都已经开工制造时,由于发现“雷”所配备的火控计算机性能不错,即使使用常规炸弹轰炸目标也具有很高的精度,才开始考虑使用航空炸弹作为备用武器。
由于AJ37是攻击型,所以配备的是爱立信公司研制的PS-37对地攻击火控“雷”达,属于第三代多功能机载攻击“雷”达,该火控系统在当时是一大进步,因为它的核心是具有划时代意义的数字式计算机,而当时还是模拟计算机的时代。
执行反舰任务时早期使用的主要武器是Rb04空舰导弹,后期先进的RBS15F空-舰导弹是主要反舰武器;执行对地攻击任务时主要使用博福斯公司的M70型135毫米火箭弹、Rb05无线电制导战术空-地导弹和后来的Rb75(瑞典版的幼畜)电视制导空-地导弹,偶尔也挂载120千克炸弹和30毫米航炮吊舱。
Rb05空-地导弹:该弹是瑞典皇家空军装备的第一种近程空-地导弹,于1960年开始研制,公司代号为萨伯305,1970年入役,空军编号为Rb05A。据说该型导弹甚至可以用来打击低空飞行的直升机。由于A型是无线电指令制导,抗干扰能力差,1975年开始研制电视制导的B型。但因为研制费用过高,该发展计划被瑞典政府取消,转而采购美国人的幼畜电视制导战术空-地导弹(该弹的瑞典型号为Rb75)。
Rb05的最大射程9千米,最大速度大于1马赫,使用高度约350米。160千克爆破战斗部,配用近炸引信。1台液体火箭发动机。该弹尾部有曳光管,以便飞行员目视跟踪然后用无线电遥控导弹飞向目标-制导方式比较落后。
RBS15:该系列导弹是瑞典装备的第二型国产战术空-舰导弹,也是瑞典军队的主要反舰武器。1978年,萨伯下属的导弹分公司与博福斯公司合并组成萨伯-博福斯导弹公司,专门负责导弹系统的研制和销售。1979年瑞典国防部同该公司签订了为海军开发攻击大型舰艇的新一代远程反舰导弹的合同,于是RBS15应运而生。该系列导弹是在Rb04的基础上研制的,第一个型号是RBS15M舰-舰型,1984年6月进入海军服役。RBS15F空-舰型是在RBS15M的基础上改进而来的,1989年开始配备AJ37攻击型“雷”。RBS15F使用200千克重的半穿甲爆破战斗部,最大射程90千米,最大速度0.9马赫,低空掠海飞行,中段采用惯性制导,末段(即攻击段)主动“雷”达制导,抗干扰能力强,性能先进。后来,RBS15又发展出一系列改进型,如RBS15Mk2和最新型的RBS15Mk3。
该减速炸弹是由瑞典FFV军械公司专门为瑞典皇家空军的攻击机实施低空高速轰炸而研制的,全弹重123千克,使用30千克梯恩梯/黑索金混合炸药。1956年开始研制,1963年入役。该弹头使用电容式近炸引信,使炸弹在目标上空5~20m处爆炸,对轻型防护装甲车辆、火炮以及有生力量具有很强的杀伤效果。为了确保低空投弹后载机的安全,该弹采取如下的安全措施:投弹后尾部减速伞打开,使炸弹远离载机;必须经4.5秒后同时降落伞产生的负加速度要达到预定值时引信才会解除保险。
电子战机。该型电子战“雷”可携带电子战吊舱执行电子对抗或电子干扰等任务。
SF-37型号中的SF是瑞典语Spaning Foto(意为侦察照相)两词的打头字母,该型是“雷”家族中的照相侦察机型号,共28架,1973年5月21日首飞,1979年至1990年交付瑞典皇家空军,用来取代龙家族中的侦察型S35E。由于所有的侦察相机都安装在机头整流罩内,只好拆除火控“雷”达及其天线。安装的侦察相机包括:三台SKa24C-120低空照相用侦察相机,一台SKa24-57广角相机和两台SKa31-600高空照相用侦察相机。但这些相机只能在白天使用,要执行夜间侦察任务需要在机腹左右两侧各挂一个侦察专用吊舱,其中一个内装三台使用红外感光胶片的SKa34-75相机,另一个内装红外闪光弹及其投放设备,其作用与相机的闪光灯类似。执行照相侦察任务时最多可以携带六枚Rb24导弹(瑞典版的AIM-9B)或者Rb24J导弹(AIM-9L)用来自卫。
SH-37型号中的SH是瑞典语Spaning Havsovervakning(意为海上侦察)两词的打头字母,是“雷”家族中的海上搜索侦察型,共26架,1973年12月原型机首飞。与SF37不同的是机头内安装了侦察“雷”达,也可挂载内装SKa24D型相机的全天候照相侦察吊舱。在执行海上监视、侦察任务时也可挂最多六枚的Rb24导弹自卫。
飞行试验。1973年底将改装的4架AJ-37用于JA-37的发展计划,其中第一架用于操
纵系统的试验,1974年6月首次试飞;第二架用于发动机试验,装RM8B,在1974年9月首次试飞;第三架于1974年11月首次试飞,与第四架分别用于电子试验与武器系统试验。由于当时原苏联一大批新型高性能轰炸机陆续服役,萨伯公司发展该型截击机用以提升瑞典皇家空军的截击能力。在设计这型截击“雷”时萨博公司终于认识到,将航炮从航空武器的花名册中开除还为时尚早,于是为JA37选择了瑞士的厄利空KCA型30毫米航炮。大概是当时过分强调了航炮的重要性,萨伯公司看中了瑞士厄利空30毫米KCA型航炮-当时战斗机所使用的威力最大的航炮,单管四膛旋转式(原理与左轮手枪类似)结构,射速1350发/分钟,炮弹初速1030米/秒,射程约2千米,炮弹的出炮口动能几乎是同为30毫米口径的阿登航炮(该航炮曾安装在龙式上)的六倍。
自动驾驶仪相联。只要飞行员将目标锁定并选择“雷”达瞄准模式,就可以让自动驾驶仪接管飞机,由其控制飞机的机动使航炮对准目标,同时将瞄准目标的信息显示在平视显示器(HUD)上,提示飞行员射击。这样设计的目的是为了减轻飞行员的负担,使飞行员将精力集中于了解当前的空战局势并制定正确的空战战术,设计思想在当时比较先进。
JA37所携带的空-空导弹型号繁多,包括Rb74近距格斗导弹、Rb71中程空-空导弹和后来的Rb99先进中程空-空导弹,以上几种导弹均属引进型武器。Rb74是瑞典版的AIM-9L;Rb71是瑞典版的英国天空闪光(Skyflash)导弹,而天空闪光是英国在引进自美国的AIM-7E麻雀Ⅲ型导弹基础上改进出的英国麻雀;至于Rb99就是美国的AIM-120空空导弹。
由于电子技术的进步和新型武器的出现,在JA37服役后瑞典皇家空军为了提升截击“雷”的战斗力对其进行了几次阶段性升级。升级首先考虑的是火控系统的软件和硬件:硬件方面将火控“雷”达由原来的只能跟踪两个目标升级成能跟踪多个目标;软件升级使JA37可以发射Rb99中程空-空导弹。Rb99是瑞典版的AIM-120B导弹,当时因为AIM-120B先进中程空-空导弹被瑞典皇家空军选作鹰狮的标准武器,所以“雷”沾了鹰狮的光,升级后也具备了发射该导弹的能力。经过这一系列升级后,截击“雷”所能挂载的武器种类已经接近瑞典装备的最新型战机-JAS39鹰狮。
JA-37D型为中期延寿型截击“雷”,20世纪90年代时,出于执行联合国的国际维和任务的需要,瑞典皇家空军对部分JA-37进行延寿改进,改进后的便是JA-37D。这时“雷”已经算不上先进了,所以只能用来执行维和等二线任务。
1992年时冷战已经结束,瑞典政府认为不需要继续维持庞大的军费开支,再加上原打算为鹰狮配备的RBS15F空-舰导弹、雷神之锤(瑞典语Mjolner)子母弹箱等一系列先进武器已经投产,瑞典皇家空军为了用有限的经费最大程度地保持战斗力,只能选择继续升级“雷”家族。1992年,按计划开始将总计115架的AJ37、SF37、SH37型“雷”升级成AJS37。从它的型号可以看得出,它要执行包括对空作战、对地/海攻击、侦察在内的三种任务,从一机多型开始向一机多用转变,就象JAS39多用途战机一样。想法虽然不错,但可怜的是资金仍然不足,结果升级后的SF37侦察“雷”仍不能执行对地攻击任务,AJ37和SH37的火控雷达维持原状。
瑞典空军所有“雷”式战斗机中队都要轮换执行快速反应警报(QRA)任务。通常情况下,执行QRA任务的战斗机会被部署在瑞典南部的一个基地,以便接近俄罗斯战机可能的入侵空域,如恩厄尔霍尔姆、龙讷比、或维斯比(哥特兰岛的一个后备基地)。QRA飞机偶尔也会部署在靠近首都斯德哥尔摩的乌普萨拉基地或该国最北端的基律纳基地,后者只是在“特殊场合”才会被启动,如邻国挪威举行大型北约军演时。因为不熟悉斯堪的纳维亚半岛北部地理的北约飞行员经常误入瑞典领空,部署在基律纳的两架“雷”迅速起飞引导这些“走丢”飞机返回边境另一侧。
在冷战高峰最紧张时期,“雷”每年要执行400-500架次QRA紧急起飞任务,拦截任何接近瑞典领空的不明飞机。QRA目标同时来自华约和北约国家,一般从波罗的海或波的尼亚湾上空接近瑞典领空。
在“雷”服役后萨伯几次打算出口,但由于瑞典是中立国,不能向北约所谓的好战国出口武器。七十年代,当“雷”开始服役时,一些如比利时、荷兰、丹麦、挪威等北约国家开始寻求新型战机取代已经过时的F-104星战士战机,萨伯公司与其合作伙伴爱立信公司和沃尔沃公司合作推出萨伯37E型战机,字母E代表Eurofighter(欧洲战机)之意。同时竞争该合同的还有达索的幻影F1、诺斯罗普的F/A-18大黄蜂和通用动力的F-16战隼,对于萨伯37来说这些都是新型战机,而其中属F-16的竞争力最强,因为该机当时已被美国空军选为标准战机,所以在价格和技术上都有很大的优势。对于萨伯37E来说,它比F-16更适应北欧的作战环境,毕竟F-16是设计主要在温带地区作战的。
萨博公司很快意识到,如果能拿到这比合同,就会有更多的北约订单接踵而至,因而在竞争该合同时把萨伯37E的价格压到最低,来抢先占领市场。但由于萨伯公司的飞机制造能力本就十分强大,如果再得到这笔合同的话,不久后很可能会对美国的军火出口贸易形成威胁,所以美国动用了政治压力迫使这些国家最终选择其F-16。除了以上这些国家以外,后来还有澳大利亚、日本甚至印度也对“雷”感兴趣,但同样由于美国的干涉这三个国家最终没有采购萨伯37。
最终,“雷”的国外用户只有奥地利一家,其外销成果甚至不如龙式。
进入20世纪80年代后,随着F-15、F-16、幻影-2000、狂风战斗机以及苏-27和米格-29等三代战斗机的先后服役,Saab-37的性能也相形见绌,新一代战斗机的研制也随之被提上议事日程。
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Saab-37战斗机属于世界第三代战斗机,该机除了拥有出色的短距起降性能外,最大的特色是其“一机多型”的设计概念。在20世纪70年代这种设计思想相当超前。该机还具有独特的推力换向装置、鸭式布局、高可靠性和维护性等。
Saab-37战斗机虽然没有采用最先进的尖端技术,却拥有着出色的综合性能,跻身世界先进战斗机行列。(《名机点评》《航空世界》 评)