一:F-15EX战斗机的起源
50年代,美国空军研制了以超音速投掷核弹的F-4鬼怪战斗机,但卷入越南战争后才发觉这种战斗机无法消灭敌机,于是在1965年推出全力追求优越空战性能的F-X“实验战斗机”计划,最终发展出第四代战斗机先驱与标杆的F-15“鹰”式战斗机,随后在美国及其盟国空军服役数十年,参与了不少实战行动,以色列在1981年得到F-15战斗机后,就在1982年的贝卡谷地空战中碾压叙利亚的米格-21、米格-23战斗机,一举击落几十架战斗机而自己无一损失,1986年参加空袭伊拉克乌希拉克核电站也是毫无损失,海湾战争中一举击落了超过33架伊拉克军机,美军声称F-15“鹰”式战斗机累计共击落105架敌机,却从未在空战中被击落过。
当然这些空战都不是设计时想象的大规模高强度空战,对手也不是头号对手-苏27,F-15“鹰”式战斗机面对的都是落后一代的或没有空情保障的对手,F-15“鹰”式战斗机无论技术水平还是飞机数量都是处于压倒性优势,遇到的对手均是不堪一击环境条件下的特有战绩。目前,美国空军主要装备了178架F-22隐身战斗机、266架F-15C/D战斗机,165架F-15E战斗机,791架F-16C/D战斗机以及近400架F-35隐身战斗机,美国空军战斗机数量虽然比海湾战争少了三分之二,但远远超过大多数国家,但除了F-22隐身战斗机和F-35隐身战斗机外,其他战斗机全部都是21世纪以前生产的,渐渐开始老旧,经历了多场战争的损耗后,机体已经严重老化。
最初F-15设计的飞行寿命是4000小时,现在超过10000小时,开始连续发生坠机事件,甚至发生过断裂的事故,延寿升级已经没有价值,更严重的是航电设备已经严重过时,而中国空军大量战机都是2015年交付的,装备了最新的有源相控阵雷达和红外观瞄系统,中国空军还装备了大量歼-20隐身战斗机,大大缩小了与美军的技术代差,美国空军未来面临战斗机捉襟见肘的问题,重启F-22战斗机生产线耗资巨大,F-35战斗机又是扶不起的阿斗,美国空军唯一的希望只有波音公司大力推销的F-15EX战斗机,在几次美国空军战斗机竞争中屡挫洛·马公司的波音公司为了维持F-15战斗机生产线,早在2009年就推出F-15SE“沉默鹰”战斗机,主要在F-15战斗机的基础上改进隐身技术,以适应国际战斗机市场上对隐身战机的要求。
“沉默鹰”的气动结构和机体设计基本和F-15E战斗轰炸机基本一致,F-15E战斗轰炸机源自F-15D战斗/教练机,是美国空军目前最强大的纵深突击战斗机,与F-15C战斗机最大的不同是增加外挂点,F-15E战斗轰炸机满载可挂载26枚MK82炸弹,F-15C战斗机只有机腹中线、机身侧四个导弹挂架和每侧机翼各一个挂点,在保证对空自卫火力的同时很难挂载大量炸弹,只是F-15E战斗轰炸机为了增加的机载设备,占用了机内200升油箱空间,内部载油量比F-15C的7836升降到7643升,航炮备弹数也从940发降低到512发,为了增加航程又不要挂载副油箱占用载弹挂架,F-15E战斗轰炸机在每侧进气道外侧机身上加装了与机身融合的保形油箱,并在油箱上设置了两排纵向外挂点。
“沉默鹰”就是利用这两个保形油箱空间改成带舱门和折叠挂架的弹舱,能够挂载1枚AIM-120或AIM-9导弹,或者1枚454公斤的JDAM制导炸弹,通过进气道涂吸波涂料和加装发动机风扇屏蔽网降低正面雷达反射面积至1~2平方米,机载雷达和数据链、电子战等系统都是现有产品,相对其他型号,这种改进投入低,不需要改动F-15E的基本结构就可以将隐身状态接近F-22战斗机的水平,在美国空军想建立全隐身战斗机部队又无法大量采购F-22战斗机时,这种可以在现役机型改进的方法很有吸引力,可以看成是波音公司用低成本搞出的“山寨版F-22”,有助于在美国空军全隐身战斗机队计划中分一杯羹,虽然隐身能力和战斗力不能和F-22战斗机相比,但在突防和超视距空战中降低F-22战斗机对F-15E战斗机机队的护航要求。
二:F-15EX战斗机的性能
如果该方案成功就可以在F-15C/J/E/I/K/SG改装或SE生产上捞点利益,好以此来维持军机生产线的运转,波音公司推销了F-15SE“沉默鹰”战斗机几年,也没找到买家丶向美空军推销也反应冷淡。这时沙特送上门了,2017年5月20日,美国与沙特签署了价值高达1100亿美元的军售协议,涉及陆海空三军的先进武器装备,但美国拒绝向沙特出售F--35隐形战斗机,而是为沙特现役72架F-15S/SA战斗机提供升级服务,沙特在1978年60架F-1SC/D战斗机,1993年又订购了72架F-15E的低配版战斗机,也称F-15S,2011年又订购84架F-15SA战斗机,这批F-15SA战斗机在在2015年开始的也门战争中担当对地打击主角,被胡赛武装从地面利用简易发射装置发射R27空空导弹击落一架。
因此沙特希望F-15战斗机的性能能够再上一个台阶,因为宿敌伊朗实力日盛,正打算向俄罗斯进口苏-35战斗机,沙特急需新型战斗机抗衡伊朗从俄罗斯等国引进的先进战斗机,沙特空军担心伊朗可以利用战斗机的数量优势强行穿透沙特防空网,沙特空军原有的F-15战斗机已无法在俄罗斯先进地空/空空导弹攻击下生存,所以沙特人的要求是“不求隐形,只求火力"。波音公司拿出的是F-15/2040C升级套件,这种升级套件是以出口给卡塔尔的双座型F-15QA战斗机为基础改为单座,增加了数字化电传飞控系统、数字化任务计算机,头盔显示器、数字化电子战系统和卫星通信系统,“鹰”主/被动告警生存系统电子战套件、“军.团”红外搜索和跟踪系统吊舱。
通过强化挂架,使有效载荷超过13吨,F-15C/D战斗机最多可挂载8枚中距空空导弹,而F-15/2040C战斗机保形油箱下方和机腹可挂载5个双联装挂架,在翼下挂载4个双联装挂架,外加机翼主挂架,共挂载20枚射程超过80公里的AIM-120D空空导弹和两枚AIM-9X近距空空导弹,结合APG-82有源相控阵雷达的远程搜索能力攻击范围将超过苏-35战斗机,该机所有研发成本已经被F-15SE“沉默鹰”战斗机消化,省去了大笔研发经费,这种升级套件也可用在美国空军自用的F-15C/D战斗机上,由于F-15/2040C战斗机脱胎于F-I5E战斗轰炸机,能沿用美国空军现有的基础设施,在飞行员换装上也不存在问题,不过美军的F-15C/D战斗机由于机体结构的疲劳和内部管线太过老旧,延寿要更换机翼和机身主梁,每架花费达到3-4千万美元,全部F-15C战斗机的延寿花费将近100亿美元。
三:F-15EX战斗机的作用
延寿是很不划算的,面对中国空军的崛起,美空军又觉得自己战斗机数量不足,作战中队需要从312个增加到386个,这就需要购买更多的战斗机,但F-22、F-16战斗机生产线已经关闭,F-35战斗机又严重拖期,因此F-15战斗机生产线是美国本土唯一能够自己独立作业的战斗机生产线,于是美国空军在2020财年提出采购8架全新的F-15/2040C战斗机,命名为F-15EX战斗机,并在未来I年内共采购144架F-15EX战斗机,全新的20000小时寿命机体再加先进的F110--GE-129涡扇发动机,每飞行小时成本从F-15C/D战斗机的42000美元降到27000美元,10年内节省的成本就相当于采购一架新机,F-15EX战斗机的采购成本和F-35A战斗机并没有太大差距,但拥有飞行速度、机动性、作战半径和载弹量上的优势。
F-35A战斗机作战半径仅为1160千米,最高速度仅为1.6马赫,而F-15战斗机作战半径达到1800千米,最高速度可达2.5马赫,争夺制空权时F-15可挂载最多20枚空空导弹,即便满载,但双发动力足以支持一些敏捷动作,近距格斗中的占位能力更强,F-35A战斗机只能携带4枚空空导弹,在“野兽模式"下也挂载最多16枚空空导弹,但飞行速度、机动性、隐身能力、作战半径将严重缩水,美国代理国防部长夏纳翰毫不掩饰地说:F-35战斗机性能令人惨不忍睹,用F-35战斗机迎接下一场战争只会成为昂贵的标靶,而且F-15战斗机在执行和平时期和低威胁战场条件下的空中巡逻、拦截任务时效费比高于F-22和F-35隐身战斗机,在查证、监视和拦截接近领空的不明空中目标时F-15战斗机完全够用,高机动性、高速和大航程也要比F-35战斗机更适合执行远距拦截。
与高端对手争夺制空权时,F-15EX战斗机在飞行速度、载弹量和作战半径上与中国大量装备的歼-16战斗机的性能可以说是旗鼓相当,作战时可以维持多个战区必要的空优战斗机阵容,和F-22战斗机进行“高低搭配”,F-22战斗机负责前方破敌防御,F-15X战斗机躲在幕后,在F-22标定与识别目标后,就用数据链通知F-15战斗机开火,以弥补F-22、F-35战斗机内置弹药不足的问题。均为隐身机型的F-22战斗机和F-35A战斗机更适合搭配起来去执行对地攻击任务,但F-35A的单台发动机不是很理想,F-22战斗机搭配F-15EX战斗机更适合争夺制空权,F-15战斗机机翼面积为56平方米,空战翼载荷为每平方米300公斤,在空载的情况下可进行9G的稳定盘旋和20度最大稳定盘旋角速度,基本和苏-27战斗机差不多。
苏-27战斗机的研制过程因超重现象不得不在结构材料上广泛采用减薄、打孔等减重措施,导致跨音速飞行时允许最大过载比标称的最大过载明显下降,在跨音速格斗时对美国第三代战斗机并不占有优势,为了弥补这个缺陷,苏-27战斗机配备了设有复杂舵面和R-73近距空空导弹,从苏-27UB战斗教练机基础上改进的的苏-30MKK战斗机重新加强了机体结构,同样保持了苏27战斗机的低翼载和大升力系数特点,只是双座舱对前机身结构更改量较大,增加了阻力和结构重量,破坏了苏-27S战斗机原本良好的气动条件,对飞行性能造成的影响比F-15EX战斗机大,同样从苏-27UB战斗教练机基础上改进的歼-16战斗机气动布局基本沿用了苏-27UB战斗教练机的机体设计。
F-15EX战斗机拆除保形油箱后的飞行性能与单座F-15C战斗机并无差距,歼-16战斗机则下降就比较明显,作为战斗/教练机是合适的,但作为多用途战斗机付出了过多不必要的代价,已经从重型战斗机退化为机动性较好的战斗轰炸机,飞行性能的降低只能依靠采用性能更好的空空导弹进行弥补,歼-16战斗机拥有的大直径有源相控阵雷达对空探测能力与歼20战斗机是一样的,凭借其更大的雷达阵面、更大的发射功率、更远的探测距离对脉冲多普勒雷达有全面的、压倒性的优势,对由F-15C战斗机配备APG-63(V)3相控阵雷达升级而来的APG-82(V)I有源相控阵雷达也有一定的优势,加上射程达到150公里的霹雳-15空空导弹,作战能力将会远超F-15EX战斗机。
四:结语
预期到2030年,解放军空军的战斗机数量不会少于2000架,其中歼-20战斗机不少于500架,歼-16战斗机目前有己有近300架,按照年产48架算,到2030年不少于700架,而F-15EX战斗机到2030年只有144架,如果2030年有中美战争,美国航母上的F-35C战斗机和空军的F-35A战斗机都无法在中国弹道导弹射程内自由活动,美空可以依靠的就只有144架F-15EX战斗机和140架F-22战斗机,而且从3000公里外的关岛出击一天最多只能岀动一次,面对解放军空军一天能岀动三次的500架歼-20战斗机和700架歼-16战斗机机山机海,那是何等的绝望,用美国空军协会智库执行长柏基的话说:空军部署这种战机真是糟透了。这更像是帝国崩盘前的垂死挣扎,和苏联在1991还在计划建造核动力航母有异曲同工之妙