引言
LCA“光辉”战机是印度自主研制的一款现代化轻型战斗机,也是印度航空工业的明星产品。虽然LCA“光辉”战机的研制过程并不顺利,从项目提出到服役长达数十年之久,但印度并没有因此而放弃国产战机的研发。而且,在空军陆基型的基础上,LCA“光辉”战机还推出了海军舰载机型号,显示出了雄心勃勃的发展劲头。
LCA战机的舰载版原型机首次降落在航母上
2020年1月11日,LCA“光辉”战机的舰载版原型机首次成功降落在航母上,印度宣称这是一个“里程碑”式的进步。在空军型的发展都举步维艰的情况下,印度为何还要研制“光辉”战机的舰载版呢?跟空军陆基型相比,“光辉”战机舰载版的性能如何呢?另外,“光辉”战机的舰载版距离正式服役还有多远呢?下面就为大家逐一解答以上疑惑,希望可以起到抛砖引玉的效果。
一、LCA“光辉”战机舰载版的研制过程
在分析LCA战机的舰载版之前,先来看一下这款战机的空军陆基版的起源和发展历程。1980年,LCA计划提出,1983年被批准,1984年印度组建了航空发展局(ADA)负责LCA战机的研制。由于技术底子薄弱,印度的LCA战机项目进度十分缓慢。按照最初的计划,LCA战机将在1990年实现首飞,然而事实却是一而再再而三地拖延。为了加快研制速度,印度还为LCA战机进口了许多技术和装备,其中就包括来自美国通用公司的F404发动机(用于技术验证机和原型机)。
LCA首架原型机
然而直到1995年11月,印度才生产出第一架LCA技术验证机(编号TD1,生产序列号为KH2001),首飞时间也是一推再推。1999年4月,首架LCA验证机进行地面测试。2001年1月4日,LCA验证机终于完成了首飞。1998年8月,第二架LCA技术验证机(编号TD2,生产序列号为KH2002)出厂,随后在2002年6月进行了首飞。2003年5月,LCA战机被命名为“光辉”战机(也称“敏捷”战机),同时第一架原型机也亮相了。2003年11月25日,编号PV1的LCA首架原型机完成首飞。
LCA战机舰载版
在研制LCA战机空军版的时候,印度还一并提出了它的海军舰载版。早在1999年,LCA战机舰载版的初步设计就被批准了,但是一直到2003年左右才开始进入研制阶段。由于印度没有研发舰载机的经验,所以在最开始研制LCA舰载版时想寻求美国的帮助。2002年底,印度就与美国进行了接触,希望能够合作研制LCA海军型战机。然而美国不同意洛克希德·马丁公司为印度研制LCA海军型战机提供帮助,所以印度只能自主研制或者向其他国家寻求支持。
和空军陆基版的LCA战机一样,海军版的LCA在研制过程中同样遇到了很大困难。除了发动机之外,印度发现关于这款战机的很多装备和系统,单靠印度自身的力量根本研制不出来。LCA战机的气动布局设计借鉴了法国的“幻影”战机,然而印度却无法从自主研制相关的技术和装备。不过随着印度国产航母的开工,印度必须未雨绸缪,必须坚持自主研制国产舰载机。于是LCA的海军舰载版只能继续向前发展,尽管它的性能很难让人满意。2009年,印度海军订购了6架LCA舰载版战机以表支持。
“光辉”战机舰载版从岸基测试设施上起飞
在2010年前后,印度还建立了一个岸基测试设施(SBTF),用于LCA“光辉”战机舰载版的测试。这个设施是全球第三个专门测试舰载机的设施,由此可见印度对LCA海军型战机的重视程度(大约2014年建成)。时间来到2010年的7月6日,编号NP1的印度第一架LCA“光辉”战机舰载版原型机下线,搭载的是一台从美国进口的通用公司F404-IN20涡扇发动机。2011年9月,NP1原型机进行了首次发动机地面运转测试。2012年4月27日,LCA“光辉”战机舰载版原型机进行了首飞。
首架“光辉”战机舰载版原型机
印度首架“光辉”战机舰载版原型机的首飞过程持续了22分钟,进行了一系列飞行机动,还与其他飞机进行了低速编队飞行。在首飞之前,这架原型机已经完成了低速滑跑测试、高速滑跑测试、地面振动测试和结构耦合测试等,还测试了战机的发动机等设备。首架LCA舰载版原型机是一架双座型教练机,专门针对航母使用环境进行了改进,增加了着舰钩和前缘涡流控制器(LEVCON)等设备,使用了耐腐蚀的机身材料,具有较低的进场和着舰速度。首架原型机的首飞,为印度LCA舰载版的发展打下了基础。
2014年10月,LCA舰载版的第二架原型机开始进行地面测试。这架编号NP2的海军型原型机不同于首架原型机,它是一款单座型飞机。同年12月,NP1原型机进行了斜坡辅助起降。2015年2月7日,第二架LCA舰载版原型机完成首飞。整个首飞过程持续了35分钟,进行了航母兼容性技术演示。NP2原型机改进了舰载机着陆辅助设备,加装了自动油门,还改进了内部和外部攻击角的指示器,加强了起落架的结构等等。两架原型机使用的都是F404发动机,因为国产发动机不能使用。
“光辉”战机舰载版原型机挂载R-73导弹进行“滑跳起飞”试验
2016年3月27日和4月25日,NP1和NP2原型机各挂载2枚R-73空空导弹,从地面测试台上进行了“滑跳起飞”试验,在模拟甲板上滑跑200米后升空。截止到2016年5月,两架原型机在岸基测试设施上进行了30多架次的飞行测试。然而在该年年底,LCA舰载版战机迎来了一个不好的消息。印度海军认为这款飞机实在是太重了,比空军型重500~600千克,不适合在航母上使用,所以计划从国外进口舰载战斗机。不过,印度海军还是决定继续支持LCA“光辉”战机舰载版的研制。
第二架原型机在“维克拉玛蒂亚”号航母上进行了首次拦阻降落
在遭到印度海军的拒绝后,LCA“光辉”战机的舰载型推出了升级版,也就是Mk 2型,对第一版进行了改进。2018年8月前后,LCA舰载版的第二架原型机开始进行航母甲板着陆测试准备,完成了原型机的挂钩与拦阻索的接触动作测试。2019年9月13日,LCA舰载版原型机在岸基测试设施上第一次实现了真正的全状态下的拦阻索着陆测试。2020年1月11日,LCA“光辉”战机舰载版的第二架原型机在“维克拉玛蒂亚”号航母上进行了首次拦阻降落,标志着这款战机取得了重大进展。
二、LCA“光辉”战机舰载版的基本性能
LCA“光辉”战机的舰载版是一款单发舰载战斗机,它的结构设计跟空军陆基版有很多相似之处。作为一种单引擎战术战斗机,“光辉”战机拥有一个复合三角翼,以及一个混合机翼的机体结构,提高了内置的空气动力学不稳定性,具有较强的机动性和短距起降能力。“光辉”战机的玻璃驾驶舱内配备了一个平视显示器(HUD)和两个多功能显示器(MFD),为飞行员提供所需的信息。该战机采用了液压可伸缩前三点式起落架,包括两个单轮可收放式主起落架和一个双轮前收式前起落架。
舰载版的“光辉”战机在陆基型的基础上针对航母起降和海上环境进行了大量改进,加强了机身结构,机身采用了特种金属和材料。和空军型相比,“光辉”战机的舰载型增加了前缘涡控制面,以实现在240千米/小时的速度下着舰,在着舰时的下降率为7.1米/秒。“光辉”战机的舰载型重新设计了重型起落架,能够承受的载荷增大了4倍。航空电子设备中加装了自动油门功能,以减少飞行员的工作量。另外还增加了放油系统,增加了拦阻装置,球鼻型座舱盖,重量有所增加。舰载版的“光辉”战机在着陆时保持机鼻下垂,降低了着陆速度。按照设计目标,舰载版“光辉”战机可在满载状态下在200米距离内从14度的甲板滑跃起飞,并能以拦阻着舰的方式在90米内的距离内完成着舰。
海军版“光辉”战机Mk 2型加大了进气口,减轻了起落架,改进了阻拦装置,安装了可收放加油管,改进了内部布局和可维护性。Mk 2型将机翼向外移动约350毫米,显著增加机身和机翼之间的空间,优化了载荷转移,增加了机身燃料容量,能够额外携带约700千克燃料,增加22分钟的飞行时间。舰载版“光辉”战机Mk 2型安装了涡流襟翼,能够降低进近速度,并加装了尾翼稳定器,改善了控制性能。Mk 2型的机身总长度从之前的13.2米增加至14.56米,翼展增加至8.9米。
LCA“光辉”战机拥有一套高度集成的数字航空电子设备套件,以及MIL-STD-1553B总线和32位任务计算机,可用于执行任务计算、飞行管理、重新配置/冗余管理和飞行系统的自我测试等。惯性和空气数据传感器等提供的数据可以通过数字飞行控制计算机(DFCC)传输到座舱内的显示器上,供飞行员查看。“光辉”战机集成了基于环形激光陀螺的惯性导航(INS)和全球定位系统(GPS)的综合导航系统,也可以安装额外的传感器用于制导、导航和侦察。该战机还安装了电子战套件,包括电磁和光电干扰器等。
印度国产UTTAM雷达
在最开始的试飞阶段,“光辉”战机搭载的是以色列Elta公司研制的EL/M-2032雷达的改进版,这是一款机械扫描的多普勒脉冲雷达,能够同时跟踪空中多个目标,具有高分辨率合成孔径模式和空对海模式。不过这款雷达只是暂时的过渡雷达,因为印度希望为“光辉”战机配备更先进的电子扫描阵列雷达。印度电子和雷达发展机构(LRDE)研制了一款国产有源相控阵(AESA)雷达,命名为UTTAM。该雷达具有敌我识别(IFF)、电子数据通信、C波段视距和K波段卫星通信数据链等功能,还集成了机载预警与控制系统(CAEW),对战斗机大小的目标的最大搜索距离为100公里。但是UTTAM雷达的研制进度较慢,所以“光辉”战机Mk 1A型选择安装进口雷达。
萨博雷达
在2017年前后,瑞典萨博公司、以色列Elta系统公司和法国泰雷兹公司等,都提供了有源相控阵雷达系统供印度LCA“光辉”战机进行测试。瑞典萨博公司研制的传感器套件包括高度综合的有源相控阵雷达和小型化电子战组件,还有机载AESA干扰吊舱等。该AESA雷达采用氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)基片,结合最新一代激励器/接收器和处理器技术,具备空对空、空对地和空对海模式。电子战套件的核心是一个电子对抗接收器,连接到飞机内部的前端接收器和翼尖天线,提供基本的态势感知和自我保护。雷达预警系统以超宽带数字接收机为基础,具有很高的截获概率、很高的灵敏度和很高的选择性。AESA干扰吊舱具有体积小、重量轻、阻力小等特点,可以提供先进的干扰技术和任意组合的干扰波形。
RBE2雷达
法国泰雷兹公司为LCA“光辉”战机提供了RBE2雷达的一个衍生版本,拥有更小的定制雷达罩和更低的功耗,具备多任务同时作战模式,包括空对空、空对地、空对海等,还集成了相关的武器系统。但是最终赢得订单的是以色列的EL/M-2052有源相控阵雷达。在2018年,印度与以色列Elta系统公司签署了一项协议,计划采购后者生产的改进版EL/M-2052有源相控阵雷达以及EL/L-8222WB电子干扰吊舱,用于组装83架Mk 1A型“光辉”战机。
EL/M-2052雷达
EL/M-2052雷达是一种先进的火控雷达(FCR),用于空对空作战和打击任务,基于全固态有源电子扫描阵列(AESA)技术,使雷达能够实现远距离搜索,具有多任务处理和多目标跟踪能力。EL/M-2052雷达拥有空对空、空对地和空对海操作模式。在空对空模式下,可提供远程多目标探测,并能同时制导多枚导弹等武器。在空对地模式下,除了A/G测距外,EL/M-2052雷达还可以进行高分辨率SAR制图,探测和跟踪RBM和SAR地图上的地面移动目标。在空对海模式下,该雷达可探测和跟踪远程目标,还具有目标分类能力。
LCA“光辉”战机的舰载版目前尚未确定选择哪款雷达,有可能继续采用EL/M-2052有源相控阵雷达,也有可能选择印度国产的UTTAM雷达。
“光辉”战机的空军陆基版拥有7个外挂点,每侧机翼下各有3个,机腹部位也有一个外挂点,可以携带空空导弹、反舰导弹、非制导火箭和常规/减速炸弹等武器。其中空对空导弹包括以色列的“德比”超视距空空导弹,以及俄罗斯的R-77和R-73导弹等。“德比”导弹的最新型号是Mk III型,它是“德比”导弹的增程型,比基本型“德比”导弹具有更先进的性能,包括双脉冲火箭发动机,软件定义射频导引头,最大射程为100公里。LCA“光辉”战机的空对地导弹包括Kh-59ME电视制导空地导弹和Kh-59MK激光制导空舰导弹等,它的固定武器是一门23毫米双管GSh-23机炮。
海军版“光辉”战机搭载4枚导弹起飞
除此之外,LCA“光辉”战机还计划引进“流星”超视距空空导弹,其最大射程超过100公里。印度还在研制“布拉莫斯”巡航导弹的空射型,目前已经在苏-30MKI战斗机上进行了测试,未来也可能部署到“光辉”战机上。舰载版LCA“光辉”战机的武器载荷有所减少,预计只有3500公斤,搭载的武器应该和空军版相似。2019年11月29日,海军版“光辉”战机搭载4枚导弹起飞,包括2枚“德比”超视距空对空导弹(BVRAAM)和2枚R-73近程空空导弹(CCM)。
GTX-35VS发动机
LCA“光辉”战机的发动机同样是进口的。其实早在1970年代后期,印度就开始研制国产发动机,代号为GTX-37。该系列发动机主要有两种型号,一个是GTX-37-14U发动机,加力推力为4.3千牛;另一个是GTX-37-14UB发动机,最大加力推力为89千牛。但是这两种发动机均没有被LCA战机所采用。于是印度又研制了GTX-35发动机,拥有5级高压压气机。但是由于它的油耗很高,所以也被取消了。之后印度研制了GTX-35VS发动机,拥有6级高压压气机,核心机于1991年开始台架试验。但是“光辉”战机的原型机首飞时,搭载的并不是GTX-35VS,而是从美国进口的F404发动机。
F414-INS6发动机
2004年,印度采购了17台通用电气F404-GE-IN20发动机,用于生产首批LCA“光辉”战机及其舰载版原型机。F404-GE-IN20发动机是在F404-GE-402基型上研制的,包括一个流量更大的风扇,推力也有所增加,静推力53.9千牛,最大加力推力85千牛,拥有全权限数字发动机控制(FADEC)系统。在研制第二批次的“光辉”战机时,欧洲EJ200发动机和F414发动机展开了竞争,最终入选的是F414-INS6发动机。2012年前后,印度订购了99台F414-INS6发动机用于Mk 2型“光辉”战斗机。LCA战机的海军舰载版也将搭载F414-INS6发动机。
通过以上分析不难发现,无论是空军陆基版,还是海军舰载版,LCA“光辉”战机的大部分系统和装备都是从国外进口的。在航电系统方面,“光辉”战机使用的是以色列研制的改进版EL/M-2052有源相控阵雷达以及EL/L-8222WB电子干扰吊舱。在武器系统方面,LCA“光辉”战机及其舰载版携带的是以色列“德比”超视距空对空导弹和俄罗斯R-73近程空空导弹等武器。在动力系统方面,LCA“光辉”战机最开始使用的是美国通用电气F404-GE-IN20发动机,Mk 2型和海军舰载版搭载的是F414-INS6发动机。这些进口装备的使用,反映出印度航空工业技术实力的薄弱,使LCA“光辉”战机及其舰载版的国产化程度大打折扣,也不利于其长远发展。
三、LCA“光辉”战机舰载版距离服役还有多远?
尽管LCA“光辉”战机的舰载版原型机实现了在航母上拦阻降落,但这并不意味着海军型“光辉”战机能够很快服役。相反,印度舰载版LCA战机仍将经历一段相当长时间的改进、测试和完善,才有可能进入量产阶段,才能最终登上印度海军的航母甲板。
首先,印度没有太多研制现代化战斗机的经验,特别是在航母舰载机方面。印度虽然拥有几十年的航母舰载机使用经验,但在研制舰载战斗机上还是第一次。印度在研制现代化战机方面缺乏经验,仅“光辉”战机从项目提出到量产服役就耗时30余年。从海军型LCA的提出,到“光辉”舰载版原型机的首飞,有差不多10年时间;到这次在航母上降落,过去了约20年时间。因此,印度虽然对舰载版“光辉”战机取得的进步感到欢欣鼓舞,但实际上应该看到,这种进步来的太晚了,研发进度太慢了。
其次,印度航空工业的总体实力较弱,导致LCA“光辉”战机及其舰载版的国产化程度太低。虽然印度宣称“光辉”战机是自主研制的,但透过现象看本质、透过机身看内部,“光辉”战机搭载的很多装备都是从国外进口的。其实印度从一开始确实是想依靠自己的力量研制LCA“光辉”战机,但无一取得成功。比如说在发动机方面,印度从1970年代就开始着手研制国产加力涡扇发动机,但性能一直不达标,最终只能采用美制F404和F414发动机。在雷达方面也是一样,印度至今仍在完善国产的UTTAM相控阵雷达,在它成功之前,“光辉”战机只能采用以色列研制的EL/M-2052雷达。
第三,印度LCA“光辉”战机的产能严重不足,不利于海军舰载版的早日投产。众所周知,印度所有的战斗机几乎都是由印度斯坦航空公司(HAL)负责生产,“光辉”战机也是该公司的主要产品之一。但是该公司的总体实力并不强大,不仅要生产和组装战机,还要负责印度现役军用飞机的维护工作,因此造成“光辉”战机的产能不足。此前有 道称,印度斯坦航空公司只有一条LCA战机生产线,每年只能生产8架该型战机。到2019年初,第13架量产型“光辉”战机才完成首飞。不过好消息是,这架飞机是第二条生产线的产品,这意味着其产能将提高一倍。不过即便如此,要完成空军的LCA订单也要十年以上的时间,舰载版的投产更是遥遥无期。
最后,印度海军对LCA“光辉”战机的舰载版并不看好,这也会影响它的发展和服役。在2016年末,印度海军否定了舰载版“光辉”战机,因为它太重了,不适合在航母上起降。到了次年,印度海军对外招标计划购买57架舰载战斗机。虽然印度海军表示仍然支持舰载版“光辉”战机的研制,但它已经不再是自家海军的首选。因为参与招标的F/A-18E/F“超级大黄蜂”、米格-29K、“阵风”M等舰载战斗机,性能更加成熟和先进,海军型LCA战机完全不能与它们相比。因此可以断定,舰载版LCA“光辉”战机距离服役还有很长一段路要走。
声明:本站部分文章内容及图片转载于互联 、内容不代表本站观点,如有内容涉及版权,请您尽早时间联系jinwei@zod.com.cn