技術(shù)特點(diǎn)

折疊氣動(dòng)結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)

F-15戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)身為全金屬半硬殼結(jié)構(gòu)，機(jī)身由前、中、后三段組成。前段包括頭部雷達(dá)罩、座艙和電子設(shè)備艙，主要結(jié)構(gòu)材料為鋁合金。中段與機(jī)翼相連，部分采用鈦合金件承受大載荷，約占此段重量的20.4%，前三個(gè)框?yàn)殇X合金結(jié)構(gòu)，后三個(gè)為鈦合金結(jié)構(gòu)。后段為鈦合金結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)艙。鋸齒形前緣的平尾為全動(dòng)平尾，面積大，可滿足高速飛行和機(jī)動(dòng)需要。

機(jī)翼

F-15機(jī)翼設(shè)計(jì)采用切尖三角翼翼形，可以改善機(jī)翼結(jié)構(gòu)、增大機(jī)內(nèi)容積，同時(shí)可以使飛機(jī)在跨音速區(qū)的阻力增加變得更加平緩，飛機(jī)跨音速時(shí)焦點(diǎn)移動(dòng)量也較小，減小了配平阻力。為了改善飛機(jī)亞音速性能并考慮重量、制造工藝和系統(tǒng)復(fù)雜性方面，F(xiàn)-15采用了無前后緣機(jī)動(dòng)襟翼和前緣固定錐形扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，前緣后掠45度，機(jī)翼相對(duì)厚度為6%/3%(翼根/翼尖)，而沒有采用當(dāng)時(shí)已經(jīng)得到普遍應(yīng)用的前緣機(jī)動(dòng)襟翼。

F-15機(jī)翼采用高達(dá)3的展弦比，配合為5的根梢比，有利于推遲翼尖分離，明顯減小了機(jī)翼誘導(dǎo)阻力;同時(shí)較大的展弦比提高了機(jī)翼升力線斜率，改善了機(jī)翼升力特性。同時(shí)展弦比增大，超音速零升阻力系數(shù)也增大，增大了跨/超音速的波阻。這個(gè)缺點(diǎn)，則利用強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)推力和其它方面的設(shè)計(jì)來彌補(bǔ)。翼面積56.48平方米，下反角1°，安裝角0°。機(jī)翼上僅有后緣高升力襟翼和副翼共4個(gè)操縱面。

機(jī)翼結(jié)構(gòu)為多梁抗扭盒型破損安全結(jié)構(gòu)，前梁為鋁合金，后三梁為鈦合金。內(nèi)側(cè)整體油箱的下蒙皮采用鈦合金壁板，其余為鋁合金機(jī)加工整體壁板。機(jī)翼前后緣、襟翼、副翼均為全鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。機(jī)翼的破損安全結(jié)構(gòu)，配合承力蒙皮，只要有一根翼梁仍然完好，就可以支持飛機(jī)繼續(xù)飛行，大大提高了飛機(jī)的生存能力。

材料

F-15垂直安定面和平尾均為硼纖維復(fù)合材料、鈦合金抗扭盒和全厚度鋁夾芯和硼-環(huán)氧復(fù)合材料面板構(gòu)成的蜂窩壁板蒙皮，夾層結(jié)構(gòu)。兩者的抗扭盒為鈦合金結(jié)構(gòu)，前后緣為全鋁蜂窩結(jié)構(gòu)。方向舵采用碳纖維-環(huán)氧復(fù)合材料梁肋和硼-環(huán)氧面板和鋁夾芯蒙皮。平尾和方向舵均可以左右互換。垂尾采用大展弦比、中等后掠角設(shè)計(jì)，前緣后掠角37°，外傾2°，高度較大，大迎角下可以明顯改善飛機(jī)的航向穩(wěn)定性，從而保證F-15可以有效的進(jìn)行大迎角機(jī)動(dòng)。平尾為大后掠全動(dòng)低平尾設(shè)計(jì)，前緣后掠角50°，具有前緣鋸齒和翼尖斜切設(shè)計(jì) 。

座艙

飛行員座艙為了提供良好的視界而使用整體風(fēng)擋，座椅位置也安排得較高，飛行員幾乎1/3個(gè)身子露在機(jī)身外，使得飛行員具有上半球360度環(huán)視視界，正前方下視角達(dá)到15°。

進(jìn)氣道

進(jìn)氣道外側(cè)有凸出的整流罩，從機(jī)翼根部前緣向前延伸，大迎角下可以產(chǎn)生渦流，推遲機(jī)翼失速和提高尾翼效率，相當(dāng)于邊條翼，但由于整流罩前緣半徑較大，具有較大吸力，氣流不易分離，其效果不如邊條翼好。整流罩結(jié)構(gòu)經(jīng)過機(jī)翼向后延伸，形成尾部支撐桁架(尾撐)結(jié)構(gòu)，除了提供尾翼安裝空間外，大迎角下還能產(chǎn)生一定的低頭力矩，改善飛機(jī)的大迎角性能。

單塊減速板位于機(jī)身背部，最大開度35°，可以在任何速度下打開，并不會(huì)改變飛機(jī)的俯仰姿態(tài)。F-15的尾部采用雙發(fā)小間距布局，減小了飛機(jī)阻力。

折疊動(dòng)力系統(tǒng)

F-15戰(zhàn)斗機(jī)早期裝兩臺(tái)普·惠公司F100-PW-100渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，1991年后換裝推力為129千牛/級(jí)的F110-GE-129或F100-PW-229渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。普拉特.惠特尼研制的F100-PW-100發(fā)動(dòng)機(jī)單臺(tái)靜推力65.2千牛，加力推力高達(dá)11340千克，為F-15的優(yōu)越性能提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這是一種軸流渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，涵道比0.7，雙軸3級(jí)風(fēng)扇+10級(jí)高壓壓氣機(jī)+2級(jí)渦輪。該發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)相當(dāng)先進(jìn)，推重比7.8，可以左右互換安裝，在理想條件下拆卸時(shí)間只需要20分鐘。低阻力的保形油箱(Conformal Fuel Tanks，CFT)是特別為C/D型研發(fā)的，裝設(shè)在兩邊進(jìn)氣道外側(cè)，主翼下方的位置，可以裝載約3200升的油料，這個(gè)裝置使得F-15能夠減少空中加油所需的時(shí)間，因而增加其在戰(zhàn)場(chǎng)上執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間，有助于其全球部署行動(dòng) 。

折疊武器系統(tǒng)

F-15戰(zhàn)斗機(jī)有六個(gè)翼下掛點(diǎn)、四個(gè)機(jī)身外側(cè)掛點(diǎn)、一個(gè)機(jī)身中線掛點(diǎn)，總外掛可達(dá)7300千克，F(xiàn)-15的主要武器是AIM-7空空導(dǎo)彈、AIM-9空空導(dǎo)彈和AIM-120空空導(dǎo)彈等，其中進(jìn)氣道下方外側(cè)可以掛載AIM-7和AIM-120，機(jī)翼下的多功能掛架可以掛載AIM-9和AIM-120。還可以掛載美國空軍各種航空炸彈，包括自由落體核彈，以及2000千克GBU-28碉堡穿透炸彈。輔助武器為右側(cè)進(jìn)氣道外側(cè)安裝的一座M61A1火神機(jī)炮。

F-15搭載有自動(dòng)化的武器系統(tǒng)與手置節(jié)流閥與操縱桿(Hands On Throttle And Stick，HOTAS)的設(shè)計(jì)，讓飛行員只需使用節(jié)流閥桿和操縱桿上的按鈕，就可以有效地進(jìn)行空戰(zhàn)。而所有的設(shè)定與視覺導(dǎo)引都會(huì)顯示在抬頭顯示器上。

折疊航電系統(tǒng)

F-15戰(zhàn)斗機(jī)具有多功能的航電系統(tǒng)，包含了抬頭顯示器(Head-Up Display，HUD)、超高頻(Ultra-High Frequency，UHF)通訊、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)與儀器降落系統(tǒng)(Instrument Landing System，ILS)，休斯公司的AN/APG-70(C/D型)或AN/APG-63(A/B型)火控雷達(dá)，AN/ASN-108姿態(tài)/方向參考系統(tǒng)，AN/ALQ-119電子干擾吊艙，AN/ARN-118塔康系統(tǒng)，AN/ASN-109慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，AN/AWG-20火控系統(tǒng)，AN/ASK-6大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)，CP-1075/AYK中央數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)等。

F-15的AN/ASN-109慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)可以在全球任何位置為F-15提供導(dǎo)航。它可以和AN/ASN-108姿態(tài)/方向參考系統(tǒng)一起綜合提供飛機(jī)的實(shí)時(shí)位置、俯仰/滾轉(zhuǎn)、姿態(tài)、航向、加速度和速度等相關(guān)信息。電子戰(zhàn)系統(tǒng)可以同時(shí)提供威脅告警以及對(duì)選定的威脅實(shí)施電子對(duì)抗。拖曳誘餌則是作為傳統(tǒng)雷達(dá)干擾手段的補(bǔ)充，用于對(duì)付現(xiàn)代雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈--該誘餌可以模擬敵方雷達(dá)信號(hào)，誘使制導(dǎo)頭鎖定自己而非飛機(jī)。

F-15的多功能脈沖多普勒雷達(dá)可以向下俯視搜索目標(biāo)，利用多普勒效應(yīng)能避免目標(biāo)的訊號(hào)被地面雜訊所掩蓋，可以追縱從視距外到近距離、樹梢高度的小型高速目標(biāo)。目標(biāo)反射的雷達(dá)訊號(hào)會(huì)傳到中央電腦，在近距離纏斗下，雷達(dá)可以自動(dòng)捕獲目標(biāo)，并將目標(biāo)資訊投射到抬頭顯示器上。戰(zhàn)術(shù)電子戰(zhàn)系統(tǒng)(TEWS)、敵我識(shí)別器(Identification Friend of Foe，IFF)以及電子反制(Electronic CounterMeasure，ECM)裝置提供威脅來源的警告，并且自動(dòng)進(jìn)行反制。平顯和雙桿操縱系統(tǒng)(HOTAS)中抬頭顯示器會(huì)顯示出由航電系統(tǒng)整合提供的飛行相關(guān)資料，它可以在任何飛行環(huán)境下判讀，提供飛行員飛行、追縱及獵殺敵機(jī)或其它目標(biāo)的必要而即時(shí)的資訊，而不需要低頭看座艙內(nèi)的儀表，大大減輕了飛行員搜索、跟蹤、攻擊目標(biāo)時(shí)的操縱負(fù)擔(dān)，并簡化了操縱程序。

F-15A加裝的是AN/APG-63全天候多模式雷達(dá)系統(tǒng)。APG-63雷達(dá)工作在X波段，探測(cè)距離遠(yuǎn)，具有下視下射能力。探測(cè)信息自動(dòng)送往中央計(jì)算機(jī)，并和計(jì)算結(jié)果一起實(shí)時(shí)反饋給飛行員(通過平顯和下顯)。APG-63具有多種對(duì)空工作模式，可以根據(jù)不同的搜索方式或選擇的交戰(zhàn)模式來選擇不同的脈沖重復(fù)頻率(PRF):遠(yuǎn)程搜索，使用中/高PRF，根據(jù)飛行員選擇的搜索距離(18.5至296千米)確定PRF，以期獲得較好的迎頭和尾追搜索效果;速度搜索，使用高PRF，專用于迎頭高速接近的目標(biāo);近距搜索，使用中PRF，用于格斗時(shí)為響尾蛇導(dǎo)彈和航炮提供數(shù)據(jù)，具有16、32、64千米三種探測(cè)范圍，可以跟蹤多個(gè)目標(biāo)。作為以上三種模式的備份，APG-63還有一種非PD模式，使用低PRF，只能提供上視能力，因?yàn)榉荘D模式無法過濾地面雜波。此外，APG-63還有多種提供特殊功能的模式，包括:信標(biāo)模式，用于向空中飛機(jī)的敵我識(shí)別系統(tǒng)(IFF)發(fā)射詢問信號(hào);手動(dòng)跟蹤模式，作為自動(dòng)跟蹤模式的備份;被動(dòng)模式，用于監(jiān)測(cè)外部雷達(dá)輻射信號(hào)，同時(shí)自身只發(fā)送微弱脈沖，以盡可能減小自我暴露的可能性;地圖測(cè)繪模式。

1973年，APG-63雷達(dá)投入使用。1979年，該雷達(dá)裝備了可編程信號(hào)處理器，這是其首次在機(jī)載雷達(dá)上應(yīng)用。這使得系統(tǒng)通過軟件編程就可以適應(yīng)新的戰(zhàn)術(shù)、使用模式以及武器系統(tǒng)，而無需進(jìn)行大規(guī)模硬件改進(jìn)。1986年，APG-63停產(chǎn)，共生產(chǎn)大約1000臺(tái)，裝備所有F-15A/B型和早期F-15C/D型。但是APG-63并不完善。其平均維修間隔時(shí)間(MTBM)不到15小時(shí)。對(duì)該系統(tǒng)的航線可更換件(LRU)的技術(shù)支持日益困難。原因之一是很多部件采購困難，而采用新技術(shù)部件則往往要求重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)而被迫放棄。另一方面，持續(xù)惡化的可靠性影響了飛機(jī)的部署。如果航空站沒有二級(jí)維修能力，就無法對(duì)雷達(dá)故障提供技術(shù)支援。此外，由于設(shè)計(jì)時(shí)的局限，APG-63事實(shí)上沒有多余的處理能力和存儲(chǔ)能力來升級(jí)軟件，應(yīng)付日益增大的威脅。為此，從F-15C/D后期型開始換裝APG-70雷達(dá)。

APG-63(V)1則是針對(duì)APG-63缺點(diǎn)所做的重大改型，在可靠性和可維護(hù)性方面有了明顯提高，以滿足用戶要求。作為美國空軍雷達(dá)換裝計(jì)劃的一部分，APG-63(V)1將取代APG-63裝備F-15C/D，以保證美國空軍雷達(dá)方面的優(yōu)勢(shì)。(V)1系統(tǒng)更換了發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理器、低壓電源和信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。在系統(tǒng)能力增強(qiáng)的同時(shí)，可靠性提高了近10倍，MTBM達(dá)到120小時(shí)。

性能數(shù)據(jù)

F-15戰(zhàn)斗機(jī)

基本參數(shù)

乘員

1人(A/C)

2人(B/D/E)

機(jī)長

19.45米

翼展

13.05米

機(jī)高

5.65米

機(jī)翼面積

56.5平方米

整體空重

12973千克

最大起飛重量

30845千克

參考性能

最大飛行速度

2.5馬赫

實(shí)用升限

19800米(A/B/C/D型)

15000米(E型)

最大航程

3692千米(不帶保形油箱) ;4155千米(帶保形油箱)

5552千米(帶保形油箱和三個(gè)外掛副油箱)

F-15E型:3840千米(帶保形油箱和三個(gè)外掛副油箱)

作戰(zhàn)半徑

1967千米

爬升率

254米/秒

翼載荷

546千克/平方米

推重比

0.85

限制過載

+9/-3G

起飛滑跑距離

274米(截?fù)?

著陸滑跑距離

1067米(截?fù)?，不用減速傘)

續(xù)航時(shí)間

5小時(shí)15分(無空中加油)

15小時(shí)(空中加油)

動(dòng)力裝置

發(fā)動(dòng)機(jī)

2臺(tái)F110加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)

加力推力

2×129千牛

載油量

6103千克(內(nèi)部油箱)

9818千克(外掛3個(gè)副油箱和2個(gè)保形油箱)

武器系統(tǒng)

載彈量

7300~10705千克

導(dǎo)彈

AIM-7空空導(dǎo)彈、AIM-9空空導(dǎo)彈和AIM-120空空導(dǎo)彈

航彈

普通航彈、自由落體核彈、GBU-28碉堡穿透炸彈

機(jī)炮

一門M61A1火神機(jī)炮