水上多面手-A-7攻击机

2012-09-26 13:40  字号:T | T

  前言

  1962年,美国海军开始研究替代A-4“天鹰”的轻型舰载攻击机。1963年5月29日(有的资料报道是17日或23日),美国海军根据“从海上基地进行空中攻击的研究”的结果,向各公司发布了研制轻型攻击机(VAL)的战术技术要求。该机作为A-4攻击机的后继机,1967年开始服役。主要战术技术要求是能携带大量常规武器、结构简单、生存力强和装备先进的导航和攻击设备。对于飞行性能则不要求超音速,而着重改善亚音速性能。总体要求概括起来说主要有4点:⑴载弹量和续航能力应是A-4的2倍;⑵从靠近海岸的航空母舰上起飞,能攻击1100km(600nm)以内的内陆目标;⑶结构简单,易于进行武器的装载和飞机维护;⑷4年后(1967年)应能装备部队。为了降低研制成本,海军要求参与竞标的各个厂商必须以现有机型为基础提出新的攻击机方案。针对这些要求有4家公司进行了投标,道格拉斯公司的方案是A-4的性能提高型,格鲁曼公司的方案是A-6的简化型,北美航空公司的方案是AF-1E的发展型,凌·特姆科·沃特公司的方案是在该公司的F-8舰载战斗机基础上设计的新飞机。为了满足海军提出的性能指标,研制方和海军都认为一种高亚音速的攻击机会比超音速攻击机更为优胜,因为在当时的技术条件下,而超音速攻击机为了实现速度指标,必然在载重、外挂能力和航程等方面打折扣。即便如此,在低空突防时,上述两种飞机在速度上没有多少区别。因此美国海军认为不应该像美国空军那样,只研制装备超音速战斗攻击机,A-7也就被规划为一种高亚音速攻击机。

  1964年2月11日,海军最后选定沃特公司的方案,并于3月19日签订制造3架原型机(N0.152580~N0.152582)的合同。这种方案是以该公司的F-8“十字军战士”机体作为基础设计的,可以携带大量武器。F-8当时是美国海军批量装备的舰载战斗机,以其为原型进行研制,成本低,研制周期短。与F-8相比,A-7的机身相对较短,取消了F-8标志性的可变俯仰角机翼设计,并使用了涡扇发动机以增大航程。由于上述外观变化,美军飞行员给A-7起了个外号:“短粗丑胖子”("SLUF"ShortLittleUglyFeller)。

  1964年3月签订研制合同,共制造了3架A-7原型机,于1965年9月27日首次试飞。1964年6月25日进行了1:1的模型审查,1965年1月15日完成了最后的设计,并增加了39架定货。1965年9月27日,第1架原型机比预定日期提前了25天进行了首飞。10月又增加了157架的定货。1966年3月23日1号机在试飞中坠毁,8月18日在得克萨斯州3号机也坠毁。北美公司竞争该项目最终落选,但其AF-1E的古董身形与挂载能力的对比令人印象深刻。

  结构介绍

  美国A-7攻击机是一种上单翼单座战术攻击机。进气口位于机头雷达罩下方。后掠式机翼有明显的下反角,水平尾翼有上反角,垂直尾翼上端切去一角,以减小机高,便于在航空母舰上停放。机身和机翼下共有八个外挂架,可挂多种武器。机翼 保留了F-8的后掠翼平面形状,取消了机翼迎角可调系统。翼型为NACA65A007。机翼下反角5°,1/4弦线后掠角35°,安装角1°,相对厚度7%,展弦比4,翼尖弦长1.18米,翼根弦长4.72米。机翼可折叠部位前缘形成锯齿。机翼结构是按“破损安全”原则设计的多梁式结构,上、下蒙皮为铝合金机加壁板,翼盒用作整体油箱。机翼前缘为全翼展前缘襟翼,分为内外两段。机翼后缘固定段有大面积单缝襟翼,可折叠的外翼段后缘是副翼。后缘襟翼前面各有一块扰流板。机翼上的所有可动部分均用液压作动筒或双腔助力器操纵。早期的A-7有两套液压系统,后来为了提高生存力改为三套。

  机身 全金属半硬壳式。机身上的舱门和检查口盖比较多,便于维护。中机身下侧有一块大减速板。油箱、发动机及座舱部位的机身下侧均有防护装甲。

  尾翼 由低置(相对于机翼)全动平尾和垂尾组成。单块式全动平尾,翼展5.53米,面积5.24米2,上反角5°25′,1/4弦线后掠角45°。垂直尾翼后掠角44°28′。机身上有背鳍,与垂尾相连。方向舵为助力操纵式。垂尾根部有一根排油管,端部有天线,端部后缘切去一角。

  起落架 可收放前三点式。主起落架是单轮式,向前收起放在机身两侧的轮舱内,轮胎规格为28×9-12。前起落架为双轮式,向后收起,轮胎规格为22×5.50,装有弹射钩,机轮有转向装置。机身下有着舰钩。

  动力装置 各型A-7都装不加力式涡轮风扇发动机,但发动机型号和推力有所不同,详见型别介绍。最初采用的发动机是普·惠公司的TF30-P涡扇发动机,与F-111使用的发动机相似,但没有加力燃烧室。发动机具有自起动能力。为了减少被发现的可能性,增加了“消烟系统”。燃油系统除机翼的整体油箱外,机身内还装有六个油箱,油箱里均充填聚尿烷防火泡沫材料。部分机身后油箱和油路有防护装甲和备用油路,可以保证油箱中有一定的燃油供紧急返航用。可挂4个副油箱,每个副油箱容积为1136升。此外,飞机还装有空中受油装置。发动机舱用碳化硼装甲保护。

  座舱 有碳化硼装甲和防弹风挡玻璃。风挡可抗12.7毫米枪弹。座椅为Escapac-C2型火箭弹射座椅。舱内除普通飞行和作战仪表设备外,还有自动进场油门控制系统,迎角指示系统以及核弹热辐射和光辐射防护系统。防辐射系统由玻璃钢座舱防护罩、飞行员头盔上的亮光感受器及保护眼镜组成。驾驶员穿的飞行服有通风调温装置。

  系统 飞机的操纵系统为三轴液压全助力式。操纵杆“启动”力不超过4.4牛顿(0.45公斤),向后拉杆力最大102.0牛顿(10.4公斤)。副翼操纵“启动”力约8.9牛顿(0.91公斤),最大达80.4牛顿(8.2公斤),脚蹬“启动”力39.2牛顿(4公斤),最大达490.4牛顿(50公斤)。操纵系统中有失速告警装置。液压系统原来为两套,后来的改型又增加一套,共三套。每一套系统都有独立的变流量液压泵,工作压力(217.7±9.8)×105帕(222±10公斤/厘米2),只要有一套正常工作就可以保证飞机着陆。在三套液压系统都损坏的情况下,还有一个应急风扇,利用相对气流的动能带动一个液压泵和一台发电机,维持应急飞行操纵。电气系统包括发动机起动、地面维护和通信设备用的电池组。飞机上有10升液态氧,在海平面高度可供氧7小时36分。

  机载设备 A-7E装有导航和武器投放系统、飞行自动控制系统、“百舌鸟”反雷达导弹显示系统、电子对抗设备和比较完善的其它多种机载设备。主要包括:AN/APQ-126(V)多用途雷达,有十种功能,如空地测距、地形跟踪、地形回避、电视显示、“百舌鸟”反雷达导弹系统显示(SIDS)等;AN/APN-190(V)多普勒雷达,用于测量地速、偏航角。AN/ASN-90(V)惯性测量系统,为导航和武器投放提供三轴参考数据;AN/ASN-91导航与武器投放计算机;AN/ASN-99活动地图系统;AN/AVQ-7(V)平视显示器,负责接收和显示战术计算机计算的攻击、导航和着陆数据、飞机性能数据和各系统的信号;CP-953/AJQ大气数据计算机。还有武器发射和投放的控制系统。上述导航攻击系统保证了A-7投弹的精度达到20米CEP,在当时是相当高的水平。多普勒导航设备在飞机起飞前,仅需要2.5分钟的准备,与F-4战斗机的13分钟相比,是重大的改进。此外,该机每次任务仅需11.5人小时的维护工作量,这也是一个极为重要的改进之处。

  其它电子设备包括:AN/ASN-54进场功率补偿装置,AN/ASW-30自动飞行控制系统,ARA-63航空母舰上自动降落系统,双重AN/ARC-159超高频无线电罗盘,AN/ARN-84塔康导航系统,AN/APX-72敌我识别器,AN/APN-154雷达信标机,AN/ASW-25数据传输系统,AN/ARA-50自动测向器,AN/AIC-25机内通话装置,AN/APN-141无线电高度表。用于电子对抗的设备有AN/ALQ-126主动电子干扰装置,AN/ALE-29A干扰丝投放器和ALR-45/50警戒系统。

  武器配备

  该机使用的APQ-126(V)是一部多功能雷达,有空对地测距、地形跟踪、地形回避、地形测绘、雷达信标、地形跟踪/地形回避、地形跟踪/地形测绘、电视和空中加油等九种工作状态。由得克萨斯仪表公司研制,可进行空对地搜索和目标截获,测定目标位置;测量目标斜距;可进行地形测绘、地形跟踪和地形回避;向姿态方位显示器和平视显示器提供俯仰指令信号;雷达信标导航。机身左侧下方有一门20毫米M-61“火神”六管机炮,E型备弹1280发。机身座舱下方两则各有一个能挂227千克载荷的导弹挂架,一般只能挂空-空或空-地导弹。机翼下共有6个挂架,可以选挂炸弹、核弹、火箭弹或电子干扰舱、机炮舱、副油箱等,靠内侧的挂架可挂1134千克的载荷,外侧的两个挂架均可挂1587千克的载荷。

  A-7D/E攻击机总共8个外部挂架。左右机翼下(固定部分)各有3个挂架,内侧挂架最大挂载能力为1134kg(2500lb),中间和外侧挂架最大挂载能力为1587kg(3500lb),机身两侧各有1个挂架,每个的最大挂载能力为227kg(500lb)。

  在对美国A-7攻击机的性能进行鉴定之后,美国国防部认为该机也适合于空军近距支援飞机的要求,可以取代A-1和F-100,于是在1965年决定发展A-7的陆基改型,即A-7D。A-7在装备美国海军之后,又装备了美国空军,还输出到希腊和葡萄牙。到1983年停产时为止,总共生产了1545架各型A-7飞机。

  作战方式

  1、空对空作战

  ⑴超音速截击

  在这种状态中只使用机内的燃油,武器是1门20mm机炮和外挂的2枚“响尾蛇”空对空导弹,作战半径为241km(130nm)。起飞后立即爬高,2min爬升到10670m,12.3min后到达作战空域,用0.9M数进行5min空战。退出战斗后用最经济的巡航状态返回基地。

  ⑵正常截击

  这种状态也只用机内燃油,武器也是1门20mm机炮和2枚“响尾蛇”导弹。但飞往作战空域和返航时均使用最经济巡航状态,所以作战半径要比前一种状态大得多。根据作战时是否使用加力和使用多长时间变化很大。例如,使用2min加力时作战半径为1573km(850nm),使用4min加力时作战半径只有1203km(650nm)。

  ⑶空中巡逻

  巡逻战斗是在距基地一定距离的空域进行巡逻警戒的作战状态。武器是1门20mm机炮和2枚“响尾蛇”导弹,采用经济巡航飞行状态进入和退出巡逻空域。与目标相遇时用M数0.8的速度加速到M数1.1进入战斗。作战半径的大小取决于空中巡逻的时间,例如,空中巡逻时间1h时作战半径为1110km(600nm);巡逻时间2h时,作战半径只有685km(370nm)。

  2、空对地作战

  ⑴空中遮断

  通常采用“高-低-低-高”飞行剖面。出航后在高空采用经济巡航状态飞向目标,距目标93km(50nm)时转入低空,用888km/h的高速进入突防,在目标上空作战5min,然后退出从高空返航。这种作战方式的作战半径取决于载弹量和是否使用外挂副油箱。例如,外挂3400kg武器时,只使用机内燃油时的作战半径为1018km(550nm);外挂2个副油箱时的作战半径为1295km(700nm)。

  ⑵近距空中支援

  这是一种直接支援地面部队作战行动的状态。通常是外挂2个副油箱、4枚“小斗犬”空对地导弹和2枚自卫用的“响尾蛇”空对空导弹。滞空高度通常是1500m,当滞空时间为1h时则作战半径是926km(500nm);当滞空时间为2h时则作战半径是500km(270nm)。

  技术数据

  外形尺寸

  翼展 11.80米

  (翼尖折叠) 7.24米

  机长 14.06米

  机高 4.89米

  机翼面积 34.83米2

  机翼后掠角(1/4弦线) 35°

  水平尾翼翼展 5.53米

  水平尾翼面积 5.24米2

  主轮距 2.90米

  前主轮距 4.40米

  重量及载荷

  正常起飞重量 13320千克

  最大起飞重量 19050千克

  最大允许着陆重量 11884千克

  空机重量(装TF-41发动机) 8972千克

  燃油重量(机内) 4200千克

  (机内+4个副油箱) 7946千克

  最大载弹量 6805千克

  性能数据

  最大平飞速度(高度7600米) M0.94(1065公里/小时)

  (无外挂,海平面) M0.91(1113公里/小时)

  最大允许速度(无外挂) M1.12

  最大允许表速 1195公里/小时

  巡航速度(高度10670米) M0.72~0.80

  航程(机内燃油,D型) 3671公里

  转场航程(机内和外挂副油箱满油) 6243公里

  活动半径(无外挂副油箱,带6颗炸弹) 600公里

  实用升限(无外挂) 14780米

  战斗升限 14170米

  爬升时间(0至7600米高度) 4分4秒

  起飞滑跑距离(最大重量) 1525米

  着陆滑跑距离(总重11340千克) 1355米

  盘旋过载(高度1525米,总重13047千克,带6个挂架,2枚“响尾蛇”导弹) +4g

  限制过载 +7.0/-3.0g

  A-7改进型

  A-7A 原型机和最初的生产型。装一台普拉特·惠特尼公司的不加力式TF30-P-6涡轮风扇发动机,推力50.5千牛(5150公斤)。生产型于1966年10月开始交付海军使用。美海军共订货199架,于1968年春交付完毕。最初的生产型在降落时,一旦遇到横风干扰便存在着较为严重的稳定性问题,而且发动机推力略显不足,但总体上飞行员对A-7A是满意的。上述问题在后来的改进型号中得到了很大改善。

  A-7B A型的改型。装一台TF30-P-8发动机,推力增加到54.3千牛(5534公斤)。第一架飞机于1968年2月试飞,共生产了196架。1969年5月7日交付完毕。

  A-7C 串列双座教练型方案。该型机身加长至14.73米,发动机仍采用TF30-P-8,但未投产。后来,美国海军将最早服役的前67架A-7E(单座)的编号改为A-7C,目的是区别后来装艾利逊公司的TF41-A-2涡扇发动机的A-7E。

  TA-7C 由60架早期的A-7B和A-7C改装成的双座教练型,具备作战能力。1976年12月8日首次试飞,从1985年1月22日开始交付改装成的TA-7C飞机,1987年8月交付完毕。其中49架装艾利逊公司TF41发动机,改用斯坦塞尔公司的弹射座椅,采用自动机动襟翼和发动机监视系统。另有6架装有前视红外和电子作战装备,称为EA-7L。

  A-7D 空军用的陆基型。两架A-7D原型机装TF30-P-8发动机,于1968年4月首次试飞。生产型改为装艾利逊公司的TF41-A-1涡扇发动机(即经过改进的英国的“斯贝”205),推力为63.4千牛(6465公斤)。第一架生产型于1968年9月试飞,同年12月交付空军。美空军首批订货387架,已于1973年交付完毕,装备了三个空军联队。1976年年初,一架A-7D左外翼换成复合材料机翼进行试飞,以后又有八个复合材料机翼装机试飞,由凌·特姆科·沃特公司制造12个复合材料机翼供试飞使用。1973年,为在A-10A和A-7D对比试飞结束之前维持生产线,空军又追加订货24架,加上以后的订货,共生产了459架,于1976年12月交付完毕。1978年中期,美国空军决定将383架A-7D改装,主要是在进气道唇口下面装设激光目标指示装置,同时还考虑把剩下的A-7D改装为双座教练机。

  A-7E 海军的A-7舰载攻击机的主要改型。前67架装TF30-P-408涡扇发动机,1968年11月25日首次试飞,1969年7月开始交付,现编号改为A-7C。从第68架改装一台艾利逊公司的TF41-A-2涡扇发动机,其推力为66.7千牛(6800公斤)。飞机的机载导航-武器投放设备又有改进,从而提高了命中精度。到1979年6月美国海军已装备598架。1977年早期,又研制了装前视红外探测器的A-7E,1978年投入生产。主要是装上得克萨斯仪表公司的红外探测器和GEC公司的平视显示装置,以便提高夜间的活动能力。这种系统被称作TRAM,即目标识别和攻击探测器系统。

  YA-7E E型的双座型。

  A-7G 为瑞士空军替换“猎人”战斗轰炸机、以A-7D为基础的改型。装TF41-A-3发动机,电子设备也按瑞士空军的要求有所改变。通过与法国“幻影”-“米兰”的对比试飞,被瑞士空军选中,但因瑞士议会不同意拨款而作罢。

  YA-7H 公司自已用E型改进改型的双座教练机,同时具有昼间和夜间对地攻击和进行电子战的能力。为了增加一名乘员,机身加长了0.41米。驾驶舱内前后串置两个麦克唐纳·道格拉斯公司的Escapac-C2弹射座椅。其特点是弹射时不需先抛座舱盖,而由座椅直接将舱盖顶破弹出。为缩短着陆距离,机上带有阻力伞。第一架YA-7H于1972年8月首次试飞,公司编号为V-159。

  A-7H A-7E的陆基型。保留了可折叠机翼,但不具备空中加油能力。1975年5月6日首次试飞。希腊共订购了60架,已于1977年交付完毕。

  TA-7H 希腊空军的双座型。装艾利逊公司的TF41-A-400发动机。此型与TA-7C相似,但无空中受油设备,希腊空军订购5架,于1980年7月开始交付,10月交付完毕。

  A-7LANA 美国空军国民警卫队将83架A-7D和A-7K加装低空夜间攻击系统而成。1986年10月2日首飞,1987年夏天开始交付。

  A-7FLIR 由75架A-7D和8架双座型A-7K改装而成。主要改进包括;加装前视红外探测系统和红外吊舱,吊舱内装有得克萨斯仪表公司的AN/AAR-49红外探测器,机上配有战术任务计算机,地形跟踪系统,AN/APQ-126雷达,GEC公司的广角平显,该平显是F-16C/D所用平显的改进型。改进后的A-7具备24小时和各种气象条件下使用的能力。

  A-7K 美国空军A-7D的双座型。机身加长了0.86米,采用艾利逊公司的TF41-A-1发动机,推力64.5千牛(6577公斤)。美国空军国民警卫队总共购买了31架,主要用作教练机。这种飞机仍保留了作战能力。

  A-7P 为葡萄牙空军改装的A-7A飞机,采用TF30-P-408发动机,混合采用A-7D和A-7E的标准电子设备。于1981年7月20日首次试飞。首批20架的交付工作于1982年9月完成。1983年又订购第二批共30架,包括6架双座型,于1984年10月5日开始交付。这些飞机可以携带诺斯罗普公司AN/ALQ-17(V)电子对抗舱,以对付地面及机载火控雷达的威胁。

  YA-7F/A-7plus 根据1987年5月7日凌·特姆科·沃特公司同美国空军签定的合同,2架A-7D LANA型改装成了YA-7F,用于美国空军提高空对地支援能力的研究计划,该计划包括近距空中支援和战场遮断能力(CAS/BAI)。原计划对337架A-7进行改装,改装后的型号称A-7plus。改装的内容主要包括:换装F100-PW-220或F110-GE-100发动机,推力可增加50%,机翼前的机身加长75厘米,机翼后的机身加长46厘米,后机身上翘4°20′,并更换机翼蒙皮。机上计划配备GEC公司的平显和大气数据计算机,改进的环控系统和氧气发生器系统等,改进后的A-7plus的作战性能和起飞/着陆性能都有很大提高。1989年11月29日和1990年4月3日两架改装好的YA-7F分别首飞,并于1989年12月20日和1990年4月6日交付美国空军。试飞中,YA-7F的平飞速度达到了M1.2。M0.9时可承受6g过载,起飞距离缩短了45%。1990年11月,美国国防部选择F-16执行近距空中支援和战场遮断任务(CAS/BAI),A-7plus计划停止。

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