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军情锐评:台空军研究陆基滑跃起飞设施难防解放军远程打击

发表时间:2018-11-09 04:59:37  来源:  浏览:次   【】【】【

参考消息网1月8日报道 (文/黄晋一) 近日,据台湾媒体报道,随着解放军空军的远程攻击能力不断增强,为防止台军战机在对手首轮火力打击(空袭或导弹袭击)后即因机场受损而无法起降,再加上美国拒绝向台军出口F-35B短垂起降战机,台湾地区防务部门主管冯世宽要求台军各基地发展陆基“滑跃起飞”设施,其技术可行性已经由专家立项研究。提起“滑跃起飞”,人们通常会先想到航母上的滑跃起飞甲板,例如中国海军辽宁舰,那么陆基滑跃起飞设施与舰载滑跃甲板有什么区别?又能否帮助台军解决“燃眉之急”呢?本文就此为您解读。

据台湾联合新闻网报道称,受限于台湾岛内面积狭蹙,加上台空军基地分布密度过高,很容易被解放军大规模空袭以及火箭军弹道导弹的饱和式打击“一波流带走”,因此“战力保存”一直被台军作为最优先问题来考虑,一是要保住尽可能多的战机和作战人员躲过首轮火力打击,二是要在躲过打击后,能让这些战机继续升空作战。针对第一点,台军已于上世纪90年代在花莲地区建成了号称“亚洲最大”的佳山地下空军基地,据称内部可停放250架各型战机,还有配套的地下油库、弹药库等附属设施,但地下基地外的长达2500米的跑道在战时很容易成为打击目标。

台湾当局认为,可以采用在地面设置机动式或简易滑跃起飞跳板的办法来解决这个问题。一旦基地跑道受损,战机可以利用滑跃跳板应急,即使跑道长度不足也可强行起飞。他们甚至认为,一旦台军配备了这种滑跃跳板,就可以让解放军“意识到压制台军机场是做无用功,从而达到‘吓阻’目的”,那么事实真是如此么?

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资料图片:台湾佳山地下空军基地卫星照片资料图。(图片来源于网络)

滑跃起飞技术最初由英国人发明。早在1971年9月,英国国防部就下令海、空军组成联合小组,研究如何采用现有技术缩短战机的滑跑起飞距离。英国海军中校道格拉斯·泰勒最先于1973年提出了战机可采用类似滑雪跳台一样的、带有上翘角度的斜坡甲板进行滑跃起飞的概念。英国皇家空军经过多年研究,于1976年建成了第一座陆基模拟设施,并于1977至1978年间,使用“鹞”式短垂战机进行了400多次起降试验,测试的滑跃甲板上翘角度范围从6度到17.5度不等。最终通过多次试验表明,采用上翘角度为12度的滑跃甲板,可以让“鹞”式战机的载弹量增加20%,或是在同等载弹载油量的情况下,让“鹞”式短垂战机的滑跑距离缩短40%。经过多次测试后,英国海军才将该技术应用到“竞技神”号航母和无敌级航母上。由此看来,陆基滑跃起飞设施与舰载滑跃甲板是一个先后关系。

除英国外,美国空军和海军在冷战时期也进行过类似研究。在英国滑跃起飞技术取得成功的同时,美国很快通过信息交换共享的方式获得了这一研究成果,并于1975年启动的“CVNX未来航母研究计划”(其产物就是后来的尼米兹级核航母)中引用了英国的研究成果。在1985年美海军试验工程中心发表的一篇有关滑跃起飞技术的论文中首次披露,美海军在1980至1984年间,使用当时多种主力战机,包括F-14A“雄猫”重型舰载战斗机、F/A-18A“大黄蜂”多用途战机以及T-2C喷气式教练机,进行了总计231架次的试验飞行,取得了丰富的实验数据。

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资料图片:美军F-14A重型战机利用陆基滑跃甲板起飞。(图片来源于网络)

以“大黄蜂”战机为例,该型机在陆地上的普通滑跑起飞距离约250米,但使用上翘角度为7度的滑跃甲板后,在发动机推重比为0.76的情况下,“大黄蜂”仅需滑跑117米就能顺利起飞。这些试验有效证明了常规固定翼战机也可以利用陆基滑跃甲板缩短滑跑距离起飞。

陆基滑跃起飞技术对于台军来说,其实是一个技术成熟的“舶来品”,实现起来并不难,但其能否在面对解放军空军和火箭军的联合火力打击面前发挥作用,就是另一回事了。就生存性而言,可能陆基滑跃起飞技术还不如台空军苦练多年的“高速公路起降”有效。

最根本的一点,虽然陆基机动式滑跃甲板能够解决台军战机因跑道被毁而无法起飞的问题,但这一甲板仍需部署在空军基地内,并没有脱离对手轰炸机和弹道导弹的打击范围,而且现代战争强调的是对目标的“不间断、连续性打击”,很可能没等滑跃甲板部署到位,解放军第2轮火力打击就已开始。

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资料图片:网友制作的台军IDF战机利用陆基滑跃甲板起飞的想象图。(图片来源于网络)

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我们先从正常一些的看起,冷战时期,由于担心主要空军基地和机场跑道很可能在苏联的首轮核打击中被摧毁,西方国家积极开展了战机短距起飞的研究。20世纪50年代,美国研发了图中的“零长度弹射”系统,实际就是利用大推力助推火箭将战机像导弹一样发射升空。图为即将采用“零长弹射”起飞的F-100“超佩刀”战机。

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采用这种方式起飞,优势是反应速度快,但劣势也很明显,例如只能一次性使用,对弹射战机的最大起飞重量有严格要求,野战机动不便等,因此美国等西方国家很快将注意力转移到其他方式上。

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在应用到F-100之前,美空军曾在F-84战机上也试验过该技术。

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图为西德F-104战机使用“零长弹射”起飞。

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巧合的是同一时期,苏联也进行了类似的试验,图为苏联空军使用零长弹射方式放飞米格-19战机。

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几乎在同一时期,美海军也启动了垂直起降战机研发计划,但起降方式与传统战机截然不同,被称为“尾坐式起降”,要求战机在起飞时要机身竖起,尾部接地,直接依靠螺旋桨或喷气动力”拔起来“,图为1954年,美海军测试康维尔公司的XFY-1试验机,左图为尾坐式起飞状态,右图为平飞状态。

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XFY-1在地面移动时需要依靠专用运输车。

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XFY-1起飞前,地勤人员移除飞行员的搭乘梯。

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在进入喷气时代后,美国瑞安公司还研发了X-13喷气式尾坐起降试验机,该机也可从倾斜导轨上发射起飞。

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图为正在进行垂直起降测试的X-13喷气式试验机。

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实际“尾坐式起降”方式并非美国首创,而是出自二战纳粹德国。二战后期,由于纳粹德国空军逐渐失去制空权,机场经常遭到盟军战机轰炸,德军迫切需要一种不依靠机场就能起飞的战机来截击盟军轰炸机群。BA-349“蝮蛇”火箭截击机应运而生,这种战机首次部分采用了尾坐式起飞方式,只是动力采用的是火箭助推器,而且是一次性的。 图为BA-349火箭截击机,可见机头的24联装73毫米火箭巢。

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在1945年2月28日的首次载人飞行试验中,Ba-349原型机在发射后不到10秒就坠毁了,年仅23岁的试飞员当场死亡。之后该型机又进行了3次载人发射,均取得成功。截至纳粹德国战败前,BA-349共制造了36架,均未投入实战。图为BA-349垂直发射架CG还原图。

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图为艺术家绘制的Ba-349升空拦截盟军轰炸机想象图。

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除了BA-349“蝮蛇”外,纳粹德国在二战末期还研发过一种“动力机翼垂直起降战斗机”(Triebflugel),动力改用3台冲压喷气发动机,直接推动三片机翼旋转起飞,但由于设计过于超前,到德军战败投降前,该机只完成了风洞模型测试,都未制造原型机。图为动力翼战机垂直起飞想象图。

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艺术家绘制的动力翼垂直起降战斗机起飞艺术图。

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图为动力翼垂直起降战机拦截盟军轰炸机想象图。

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另一种纳粹德国尾坐式喷气战机编队飞行想象图。

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20世纪50年代,除美国外,法国对尾坐式垂直起降的概念也很感兴趣,SNECMA公司设计了这个采用奇特的环形翼的 C450 Coleoptere 垂直起降研究机。

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地勤人员在C450试飞前进行调试工作,该机独特的环形机翼布局十分醒目。

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当年采用类似起降方案的还不止西方国家,苏联苏霍伊设计局也曾研发过尾坐式起降战机,图为苏霍伊SHK喷气式战机想象图。

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由于尾坐式垂直起降存在较大弊端,进入20世纪60年代后,各航空大国开始集中研发利用推力矢量技术实现垂直起降。图为德国(西德)于20世纪60年代研发的VJ-101垂直起降试验机,总共搭载了6台涡喷发动机(翼尖各2台,机身前部纵列2台),其中翼尖发动机短舱可在垂直起降阶段旋转70度。

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1964年7月29日, VJ-101C在一次试飞中的最大平飞速度达到了1.04马赫,使其成为了历史上第一种实现超音速飞行的垂直起降飞机。图为德国VJ-101试验机两种不同飞行状态(垂直起降和水平飞行)的资料图。

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同一时期,法国推出了幻影IIIV(又名 巴尔扎克)垂直起降试验机,该机除一台作为主动力的涡扇发动机外,还加装了8台升力涡喷发动机。除具备垂直起降功能外,还保留了2马赫的超音速飞行能力。

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苏联的米高扬设计局在同时期也推出了多种试验机,例如基于米格-21战斗机改装的米格-21PD垂直起降试验机。

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以及基于米格-23战机改装的米格-23PD垂直起降试验机。

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苏霍伊设计局在同时期也推出了基于苏-15截击机改装的代号T-58VD的短垂起降试验机,和大部分试验机一样最终都未投入量产。

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实际中国在20世纪60年代末,出于国土防空需要,也进行过短垂战机项目的研究,但最终因当时技术所限未能完成。图为航空专家白玮制作的歼6垂直起降型试验机3D建模,可见方式十分超前,采用了在机体周围设置4台升力风扇控制垂直起降的方案。

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进入20世纪80年代,美国罗克韦尔公司集中研发了一种名为”引射式增升技术“(在机翼和鸭翼上安装百叶窗式进气装置和喷气导管)的新型推力矢量控制技术, XFV-12试验机就采用了该技术。图为XFV-12剖面图。

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图为XFV-12正面特写,科幻味十足,红框处为辅助进气口。

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图中可见XFV-12在不同状态下的气动面变化状态,右图可见在垂直起降模式时,机尾的塞式主喷管会关闭,喷气流会通过导管导向机翼和鸭翼内的引射增升装置控制战机姿态。

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图为罗克韦尔公司的XFV-12试验机在进行垂直起降测试。可惜在经过多次试验后,该试验机都未能在垂直起降阶段保持足够的推力留空飞行,最终该项目于1981年被取消。

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图为艺术家绘制的冷战时期,美国康维尔公司为美军研发的Convair-200引射式增升舰载战机垂直起降的场面。

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按计划设想, Convair-200起飞时主要采用传统的蒸汽弹射方式,只在着舰时采用垂直起降。

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就在最近, 尾坐式垂直起降概念又有了复兴的趋势,美国诺格公司向DARPA(国防高级研究计划局)递交的一种新型舰载无人机方案中就采用了这种方式, 该无人机可在小型海军舰艇上起降并发动攻击,无需跑道仅用尾部就能完成起降。一套大型反转螺旋桨是其亮点。

(2015-12-28 08:37:00)

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这张对比图详细列举了F-35系列三型号的作战性能,其中F-35A(空军型)是唯一配备固定航炮的型号,F-35B则是三型中唯一具备短垂起降能力的,而F-35C(海军舰载型)是三种型号中尺寸最大的,其作战半径也是三型中最大的,三种型号的最大平飞速度均为1.6马赫。

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由于F-35B兼具隐身、短垂起降和超音速飞行能力于一身,按美海军陆战队计划,F-35B隐身战机将在未来替换现役的AV-8B短垂战机和FA-18CD舰载战机群,图为美陆战队的AV-8B、F-35B和FA-18D(双座型)编队飞行。

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F-35B短垂着舰动态图。

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F-35B剖面结构示意图,展示了F-35B的垂直起降原理,可见F-35B实现垂直起降,主要依靠“升力风扇+尾部发动机喷管90度下偏+调姿喷管”三者配合实现。

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从洛马公司官方公开的F-35B作战性能看(如图所示),单架F-35B在执行空中遮断任务,携带2枚454千克级JDAM卫星制导炸弹和2枚AIM-120空空导弹(只使用内置弹舱)时,最大作战半径可达876千米,要远超采用同等载弹量的AV-8B和F-18C战机。

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图为F-35A(空军型)地面武器展示资料图。

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按此数据计算,一个F-35B中队(16架战机),在只携带4吨弹药出击时,一次出击可向876千米外的任一目标区投放64吨弹药,而在不计航程时,以7吨最大载弹量起飞,理论最大投弹量可达112吨。与AV-8B相比,已实现了质的飞跃,而且大幅提升了战场生存性能。 图为F-35B四机编队飞行,近处这架隶属于英国皇家海军,其余均隶属于美陆战队。

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这张示意图标出了F-35B从岩国基地起飞,所能覆盖的作战半径(876千米),可打击包括半岛、中国东海以及冲绳的大部分区域,可见对周边国家会具有相当威胁。

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图为2012年3月拍摄的F-35B(BF-03号机)进行空中开启弹舱试验。

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拉近镜头后可见两个弹舱内各挂载一枚454千克级JDAM卫星制导炸弹。

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本图展示了F-35C(海军)舰载型能(计划)搭载的各种对空、对地武器弹药。

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F-35B短垂滑跃起飞动态图。

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图为F-35B(BF-01号机)投放GBU-12激光制导炸弹资料图。

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图为2016年11月拍摄的,在“美国”号两栖攻击舰上进行全外挂短垂起降测试的F-35B,共挂载了4枚GBU-12激光制导炸弹(每枚重230公斤)和2枚AIM-9X格斗导弹。

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此次部署日本岩国基地的为美海军陆战队第121舰载战斗攻击机中队(VMFA-121),中队绰号“绿骑士”,常驻亚利桑那州尤马基地,是美陆战队中最早接收和进行F-35B训练的部队。图为2013年,隶属于VMFA-121中队的F-35B在尤马基地进行短垂起降训练。

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红外传感器拍摄的F-35B战机VTOL起飞动态图。

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F-35B进行全外挂试飞,共挂载了4枚GBU-12激光制导炸弹(每枚重230公斤)、2枚AIM-9X格斗导弹,以及中心线挂载的隐身航炮吊舱,摄于2015年4月。

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图为VMFA-121中队装备的4架F-35B垂尾特写资料图。

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F-35B试射AIM-120中距空空导弹资料图。

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2016年12月,4架F-35B组成编队飞越“美国”号两栖攻击舰。

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图为1月11日公开的,正在飞往岩国基地途中的F-35B战机。

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F-35B(BF-03号机)进行JDAM卫星制导炸弹投放试验,摄于2012年8月。

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2013年5月22日,两架洛克西德-马丁公司新生产出来的F-35B战机,从位于德克萨斯州沃思堡工厂飞往美国海军陆战队尤马基地。从机身涂号看这两架战机隶属于VMFA-121中队。

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F-35B双机在空中切换至VTOL(垂直起降)模式,前部升力风扇舱顶盖已升起,尾喷口也下压至90度。

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图为2012年3月,进行集体地面展示的F-35B(近处4架)和F-35C(最远2架)战机。

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图为F-35B与AAV7两栖突击车群协同训练,摄于2016年3月。

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VMFA-121中队的2架F-35B编队飞行资料图,摄于2013年7月。

(2017-01-17 08:18:00)

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AV-8B全机长14.12米,翼展9.25米,机高3.55米,以短距起飞(滑跑距离仅需524米)方式起飞时,最大起飞重量14吨(垂直起降时为9.4吨),最大平飞速度0.9马赫,最大作战半径556千米。图为第一架AV-8B“鹞”II(英军编号:GR.5) ZD318原型机资料图,由于前机身和机翼由当时的麦道公司制造,颜色有所不同。

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AV-8B具备出色的近距空中支援能力,能挂载不同种类的武器弹药应对不同类型的作战任务,该机两翼下共有6个挂点,短距起飞时最大载弹量为4.2吨(垂直起降时为3吨)。其外挂12枚227公斤Mk82航弹时,可以167千米的作战半径,连续巡逻1个小时;外挂7枚Mk82炸弹和副油箱时,能以187千米的作战半径,巡逻3小时。 图为AV-8B外挂武器示意图。

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除外挂武器外,AV-8B还有一门五管25毫米GAU-12型加特林航炮,位于机身左侧下方吊舱内,最大射速每分4200发,备弹300发。执行空地支援任务时,AV-8B通常载2个19联装火箭巢、2枚Mk-82航弹和2枚“响尾蛇”空空导弹用于自卫。需要时也可挂载AGM-65空地导弹或“鱼叉”反舰导弹。图为AV-8B使用GAU-12加特林航炮开火资料图。

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图为AV-8B配备的25毫米GAU-12五管加特林航炮航炮吊舱结构示意图,布局较为独特,一侧为航炮,另一侧为弹舱。

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AV-8B首次大规模实战是在1991年的“沙漠军刀”行动期间,美军AV-8B机群采用前沿部署方式,伴随地面部队行动,通常会在作战空域待命20分钟,战况激烈时,机群每隔15分钟就会轮换一次,以补充燃油和弹药。 图为1991年拍摄的部署在前线基地的美军AV-8B战机,可见近处整齐摆放的“蛇眼“减速炸弹。

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整个作战期间,AV-8B总出击次数为3380架次,总飞行时间只有4083个飞行小时,可见起降次数之频繁。图为1991年拍摄的,美海军部署在波斯湾的两栖战舰上的AV-8B机群。

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据美军战后总结,海湾战争期间,AV-8B的“作战任务执行成功率”超过90%,损失很小,仅有5架被击落,2名飞行员阵亡。但AV-8B也有一些致命硬伤,例如作战半径过短(尽管可以通过前沿部署、快速出击的方式弥补),载弹量少。图为短暂降落在前线基地,正在进行“热加油”(在发动机不熄火的情况下,补充油料)的美陆战队AV-8B攻击机。

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另外就是红外信号特征较大,容易被敌方红外制导地空导弹锁定。图为夜视仪拍摄的美军AV-8B夜间着舰画面,可见“飞马”发动机喷口产生的强烈红外信号,很容易被采用红外制导的单兵肩扛式防空导弹锁定。

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图为AV-8B投放“蛇眼”减速炸弹。

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图为隶属于美海军陆战队VMA-513中队的4架AV-8B以密集编队飞行。

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图为由AV-8B的平视显示器(HUD)视角拍摄的4机密集编队飞行资料图。

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进入二十一世纪后,随着最新型的F-35B舰载隐身短垂战机陆续服役,AV-8B开始逐渐退出历史舞台,为这位作战性能更强的“后辈”让路。图为AV-8B与F-35B编队飞行。

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图为电影《真实的谎言》出场的AV-8B,从挂载可见采用的是标准对地配置,每架挂有2枚AGM-65空地导弹(已发射),2个19联装火箭巢和2枚“响尾蛇”空空导弹,图中这两架隶属于美海军陆战队VMA-223“斗牛犬”攻击机中队。

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图为《真实的谎言》中的经典场面,州长驾驶AV-8B,将挂有反派的“响尾蛇”导弹发射出去(剧情需要,现实中的AIM-9导弹没法在挂有一个成人的情况下,还能保持直线飞行)。

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AV-8B发射“响尾蛇”导弹动态图。

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图为著名射击游戏《使命召唤4 现代战争》中出场的美军AV-8B短垂战机。

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AV-8B在著名飞行射击游戏《皇牌空战 突击地平线》中也有登场,图中可见游戏中还原了AV-8B的最大对空挂载配置,翼下挂有4枚AIM-120中距空空弹和2枚“响尾蛇”近距格斗弹。

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图中这架机身上带有中文“虎”字的AV-8B隶属于驻日美海军陆战队VMA-542舰载攻击机中队,刚好该中队的绰号是“老虎”(Tiger)。

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图为美海军陆战队地勤在“佩里硫”号两栖攻击舰上正在维护AV-8B的25毫米航炮吊舱,如图所示,其采用了可分离式设计。

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AV-8B齐射红外诱饵弹资料图。

(2016-12-29 08:21:00)

责任编辑:霍宇昂