F-4战斗机

美国麦克唐纳公司研制的双发战机

F-4战斗机

F-4战斗机(英文名:F-4 Fighter,代号:Phantom II,别名:F-4 鬼怪2式战斗机、鬼怪、幽灵)是美国麦克唐纳公司于20世纪60年代设计生产的一款双发高空高速重型战斗机。[1][0][2]F‑4战斗机的研发源自朝鲜战争结束后美军总结形成的空战理论。[6]1954年8月,麦道公司向美国海军提交F3H‑G/H方案,海军航空局选定F3H‑G方案,并签署两架原型机的意向采购文件。12月14日,海军取消多任务指标,要求改为全天候截击机。1955年5月26日,美国海军航空局正式要求麦克唐纳公司研制两架全部以导弹为武器的双座全天候战斗机。6月23日,该机编号定为YF4H‑1。7月25日,双方敲定YF4H‑1详细技术规范,11月完成模型评审。1958年5月27日,首架YF4H‑1在圣路易斯机场完成首飞。1959年7月3日,YF4H‑1正式定名“鬼怪”II。1959年秋季,该机开展舰载适配试验。1960年2月15日,该机完成首次舰上起飞,经军方验收试飞后获准列装。[0]1961年,F-4战斗机正式在美国海军服役。1996年,F-4正式从美军飞行大队退役。[0][5][7]

F-4战斗机(英文名:F-4 Fighter,代号:Phantom II,别名:F-4 鬼怪2式战斗机、鬼怪、幽灵)是美国麦克唐纳公司于20世纪60年代设计生产的一款双发高空高速重型战斗机。[2][1][3]

F‑4战斗机的研发源自朝鲜战争结束后美军总结形成的空战理论。[7]1954年8月,麦道公司向美国海军提交F3H‑G/H方案,海军航空局选定F3H‑G方案,并签署两架原型机的意向采购文件。12月14日,海军取消多任务指标,要求改为全天候截击机。1955年5月26日,美国海军航空局正式要求麦克唐纳公司研制两架全部以导弹为武器的双座全天候战斗机。6月23日,该机编号定为YF4H‑1。7月25日,双方敲定YF4H‑1详细技术规范,11月完成模型评审。1958年5月27日,首架YF4H‑1在圣路易斯机场完成首飞。1959年7月3日,YF4H‑1正式定名“鬼怪”II。1959年秋季,该机开展舰载适配试验。1960年2月15日,该机完成首次舰上起飞,经军方验收试飞后获准列装。[1]1961年,F-4战斗机正式在美国海军服役。1996年,F-4正式从美军飞行大队退役。[1][6][8]

F‑4战斗机在设计上侧重多用途与高速性能。为保障高速飞行的稳定性,该机采用平尾下反、外翼段上反的特殊构型,配备两台涡轮喷气发动机;依托机载雷达与先进机载武器,它能够高速突防,完成打击后迅速撤离。[2][1]它全长19.2米,翼展11.8米,高度5.0米,最大起飞重量为28030千克,最大飞行速度为2301千米/小时(高度14972米),最大航程3034千米。[5]F‑4战斗机是除了F-35战斗机外,唯一一款在美国空军、海军、海军陆战队中同时服役过的机型。在20世纪80年代停产前,该机共生产5195架,并衍生出F-4B、F-4D、F-4E等型号,出口11个国家,是第二代战斗机中的典型代表。[2][1][4]

历史背景

朝鲜战争结束后,美军针对战争空战案例开展复盘研究,形成一系列空战与战机发展理念:其一,受米格‑15作战表现影响,将最大飞行速度视作夺取空中优势的核心指标,为追求高速可牺牲爬升、盘旋等机动性能;其二,鉴于传统轰炸机需大量战机护航、损耗与成本居高不下,提倡发展兼具空战与对地打击能力的多用途机型,推动战斗轰炸机的研发;其三,摒弃传统编队空战思路,主张截击机依托速度优势实施平直轨迹下的一次性攻击,规避大过载机动;其四,空空导弹取得实战战果后,航炮的战术价值遭到低估,部分新机方案甚至取消航炮配置;其五,重视航空电子系统对战力的增益,加大相关领域研发投入。[7]

第二代战斗机便基于上述作战思想诞生。该代典型机型包括美国F‑4战斗机,普遍实现两倍音速最大平飞速度,配装大推力涡喷发动机,搭载单脉冲雷达、导航计算机、惯性导航等成套航电设备,具备全天候作战能力,可使用中距空空导弹,同时强化对地打击能力,整机呈现重型化发展特征。[7]

起源

19世纪50年代初期,麦克唐纳飞机公司设计师何曼Herman Barkley领导了一个设计团队,最初的目标是改进公司F3H“恶魔”战斗机的性能和多用途性以此使F3H的生产线能延续下去。[1]

1953年9月19日,麦克唐纳公司主动向海军航空局提交了98B方案,但数周后该方案被迅速退回。重要原因是格鲁曼XF9F‑9“虎”、沃特XF8U‑1“十字军战士”已分别于1953年4月、6月启动研制,两款机型能够满足海军对超音速作战的需求,预计可快速列装。尽管未采纳98B方案,但海军方面鼓励麦克唐纳公司继续设计一种单座双发全天候攻击机去和北美公司、格鲁曼公司竞争。1954年8月,麦克唐纳公司向海军正式提交了F3H-G/H方案,格鲁曼公司与北美公司也分别提出了各自的方案。海军航空局选择了F3H-G方案,并签署了生产2架原型机的意向书。10月18日,该飞机编号被命名为“AH-1”。[1]

研制

1954年12月14日,海军正式放弃对飞机的多任务要求,转而要求麦克唐纳公司设计一种全天候截击机。为此,麦克唐纳公司取消机炮和除了机腹副油箱挂点以外的全部挂点;机腹部开槽以便半埋挂载4枚“麻雀”AIM-7空空导弹;雷达采用雷西昂公司的APQ-50。[1]

1955年5月26日,美国海军航空局经需求论证,向麦克唐纳公司提出研制2架双座全天候战斗机,要求武器系统全部采用导弹配置。6月23日,该机获得军方正式编号YF4H‑1。次日,麦克唐纳公司公布项目内部代号98Q,并拿到共计18架飞机的生产合同,包含2架原型机与1架地面静态试验机,此后项目内部代号又变更为98S。7月25日,美国海军与麦克唐纳公司签订YF4H‑1详细技术规格。海军提出战术指标:新机需可在距航母250海里位置巡逻2小时以上,无空中加油条件下续航时间不少于3小时。F4H的研制方向也随之敲定,海军要求再订购5架预生产型(生产序列号143388‑143392)。11月17日至23日,YF4H‑1完成模型评审。该机选用两台J79加力涡喷发动机,进气道为固定式设计;主战武器为4枚半主动雷达制导“麻雀”导弹,未配置航炮。1956年12月19日,美国海军再次订购11架F4H-1(145307~145317),这是第一批正式生产型。[1]

1957年8月,F4H‑1确定换装西屋APQ‑72雷达,原型机则依旧保留APQ‑50。首架YF4H‑1原定搭载J79‑GE‑8发动机,受研发进度延误影响,改用空军调拨的J79‑GE‑3A发动机。作为技术验证机,该机未装配雷达,不具备导弹发射能力,机腹挂载的4枚“麻雀”导弹均为模型;机头以压舱物替代雷达设备实现配平,仅设置飞行员座舱,后座全部安装测试仪器。[1]

首飞

1958年5月27日,麦克唐纳公司试飞员罗伯特·C·里特尔于圣路易斯机场完成第一架YF4H‑1的首次试飞。本次首飞起落架全程未收起,试飞过程暴露液压系统与发动机故障,试飞时长较计划缩短,但飞机安全着陆。地勤随后更换右发,并将进气道斜板调至4度。5月29日开展第二次试飞,起落架依旧未收回。5月31日、6月2日的第三、四次试飞状态明显改善,该机最大飞行速度达到1.68马赫。10月,第二架YF4H‑1完成首飞,该机装配AN/APQ‑50雷达与完整后座舱。可调进气道斜板固定段设置为5度,可调段为10度;扰流板无开孔,左侧进气道上方装设冲压空气涡轮,可在应急状态驱动应急液压泵,保障操纵系统供油,机载自动驾驶仪为ASA‑32,弹射座椅采用马丁‑贝克MKH5型。该原型机于1960年获得AIM‑7“麻雀”导弹发射能力。[1]

命名

1959年7月3日,在麦克唐纳公司庆祝公司成立20周年的一个仪式上,F4H-1被正式命名为“鬼怪”II(PhantomII)。项目经理唐·马尔文(Don Malvern)原想的绰号是“撒旦”(Satan),而麦克唐纳先生(James S. McDonnell)则想把飞机命名为“蜜特拉”(Mithras,波斯神话中的光明之神)。“鬼怪”后面的罗马字母“II”是为了和第一代“鬼怪”FH-1相区别。事实上,FH-1的产量并不大,而且它在部队服役的时间也很短,几乎被人遗忘,因此,“鬼怪”II很快就变成了“鬼怪”,人们通常所说的“鬼怪”就是指YF4H-1,并不是FH-1。[1]

验收

在爱德华兹空军基地开展测试的首架YF4H‑1原型机,于1958年10月返回麦克唐纳公司继续试验。1959年10月21日,该机执行第296次飞行任务时,因右侧发动机故障发生坠毁,试飞员杰拉尔德·胡尔斯比克(Gerald Huelsbec)不幸遇难。1959年秋季,YF4H‑1启动舰载适配试验,1960年2月15日完成首次舰上起飞。与此同时,YF4H‑1通过国家验收试飞,正式获准列装部队。[1]

展示

1959年12月6日,为对外展示新型战机性能,美国海军动用第二架YF4H‑1冲击飞行高度纪录,试验代号“超一流行动”(Operation Top Flight)。该机由劳伦斯·E·弗林特驾驶,先爬升至14325米高度,再实施垂直爬升,最终抵达30048米,打破苏联Su‑T‑43‑1此前28851米的飞行高度世界纪录。[1]

设计特点

F-4战斗机经大量风洞试验验证,暴露出高速飞行状态下稳定性不足、难以达到2马赫的缺陷。为消除上述问题,该机实施多项关键改进:将水平尾翼设置23°下反角,以此提升方向稳定性,该角度亦可规避发动机尾焰高温对尾翼的不利影响;机翼外翼折叠段改为12°上反角,并将外翼前缘向前延伸形成锯齿状前缘;把原固定式进气道更换为带可调压缩斜板的垂直方形进气口,可在不同飞行速度与迎角条件下优化进气气流。1956年12月31日,F-4战斗机的这套全新结构布局得到正式确认。[1][注1]

F-4战斗机的机翼自翼尖至1/4弦长处布设前缘机动襟翼,该襟翼在机翼折叠位置分为两段,低速飞行时放下以增大升力。该机运用附面层吹气控制技术,从发动机高压段引出高压气流吹拂机翼前缘,大迎角条件下维持机翼气流附着,保障舵面操纵效能;高速飞行时则用以吹除机翼表面附面层。F-4战斗机配备带附面层隔板的NACA型进气道,进气道斜板安装角为5°,进气口设于前后座舱之间;座舱位置设有冲压空气进口,引入进气道气流为机载电子设备散热。机翼后缘分为两段,内侧为襟翼,外侧为仅可向下偏转的“类襟翼”,属于特殊副翼结构;每侧类襟翼前方设置大型扰流片。该机不配备传统副翼,依靠类襟翼与扰流片协同实现滚转控制,例如向左滚转时,右侧类襟翼下偏、左侧扰流片抬起。外翼段除前缘机动襟翼外无其余操纵舵面。水平尾翼拥有23.25°下反角,承担俯仰操纵功能。[1][2]

气动结构

座舱

座舱为串列式布局,两名机组乘员座舱分别打开,座椅为英国马丁·贝克公司研制的Mark5型火箭弹射座椅。后座乘员用海军的术语称就是“雷达截击官员”,他的前视野很差。某些型号的F-4战斗机没有飞行控制系统,其它型号应军方要求,增加了一套操作系统。[5]

机身

全金属半硬壳式结构,分为前、中、后三段。机身前段主要包括座舱、前起落架和电子设备舱,构件多为钣金件、承力部部采用段铸件。为防止变形,进气道采用很多横向隔框,进气口前缘为铸件,经化学铁切制成。中段有发动机舱和油箱舱。与机翼连接的承力框为整体件,由铝锻件机加工制成。油箱舱在发动机舱上方,采用双壁结构导入空气进入冷却。靠近发动机的结构大量采用钛合金。后段广泛采用钛和钢,下侧为双壁结构,用空气冷却。[5]

机翼

F-4战斗机采用悬臂式下单翼布局,翼根、机翼折线处、翼尖分别采用修形NACA006.4‑64、NACA004‑64、修形NACA003‑64翼型;机翼前缘后掠角52°,四分之一弦线后掠角45°,安装角1°,平均相对厚度5.1%,翼尖相对厚度3%,机翼面积49.24平方米。早期F3H‑G机翼无上反角,F4H‑1将外翼段改为12°上反角以提升横滚性能;外翼前缘向前延伸形成锯齿前缘,依靠生成的涡流疏导附面层,抑制翼尖气流分离与过早失速。外翼段配备液压折叠机构,适配航母甲板与机库存放;空军使用型号取消液压折叠机构,改为手动折叠,但全部机型均保留可折叠外翼。[5]

机翼为全金属结构,中翼与内翼为贯穿机身的双梁抗扭盒式整体结构,兼作容积2380升的整体油箱;前后梁布置于15%、40%弦长处,由大型锻件机加工成型,蒙皮为6.35厘米厚板加工的带肋整体壁板;后梁后方设置锻件加工的辅助梁,分担主起落架与减速板载荷。外翼同样为双梁结构,梁位与内翼一致,外翼蒙皮厚7毫米,翼尖蒙皮厚2.5毫米;蒙皮主要使用7178铝合金,锻件采用7079铝合金,机翼后缘为铝合金蜂窝整体结构。[5]

该机不配备传统副翼,依靠襟翼外侧翼下的类襟翼舵面与上翼面扰流板实现横滚操纵。类襟翼仅可向下偏转,最大偏角30°;扰流板仅可向上偏转,最大偏角45°,二者由两套独立液压系统协同工作完成横侧机动。[5]

尾翼

F-4战斗机的水平尾翼为全动整体式结构。早期F3H‑G平尾无上下反角,呈水平布置;F‑4则采用独具特点的23°下反平尾,既保障高迎角下的操纵效能,又可规避发动机喷流的干扰,英国使用的K、M型下反角改为15°。平尾前缘增设缝翼;因长期处于发动机燃气流环境,其肋骨、桁条采用钢材,蒙皮为钛合金,后缘使用钢质蜂窝结构。垂直尾翼为大面积梯形构型,翼根展长较大,低速工况下垂尾可与横滚舵面交联工作。

飞机的水平尾翼为全动式整体结构。早期的F3H-G飞机的水平尾翼没有上下反角,即与水平平行,但F-4战斗机上的水平尾翼改为十分独特的23°下反角结构。这种结构可保证水平尾翼在高迎角(也称攻角)状态下的操作仍然有效,同时,也可使其避免发动机喷流的影响。英国的K、M型下以角为15°。平尾前缘增加了缝翼。由于处于发动机燃气流中,平尾采用钢质肋骨和桁条,蒙皮为钛合金,后缘采用钢质蜂窝结构。垂直尾翼为面积较大的梯形,翼根较长。垂尾与副翼在低速时交联。[5]

起落架

起落架为前三点式,主起落架为单轮结构,铰链在机翼内,向内收回机身。前起落架为双轮结构,机轮没有内胎,有减摆器和转向机构,机轮向后收起。前轮可进行360°转向,通过液压助力操作。前起落架具有伸缩功能,起飞时伸长以增加起飞迎角从而增加升力,美国海军战斗机多有此功能,一些陆上飞机也有这样设计,主要是减少起飞距离。[5]

动力系统

进气道

F-4战斗机是较早应用二维矩形可调超音速进气道的战机,进气口为矩形或近似矩形。每侧进气口设有大尺寸、前缘锐利的固定式附面层隔板,与机身间距约5厘米,用于隔绝机身低能附面层气流,同时生成斜激波对来流预压缩,提升进气总压恢复。隔板装有铰接面板,由液压机构驱动自动位移,板上开设12500个附面层吸附小孔,可随飞行速度调节进气流量,该进气道设计后被苏联米格‑23借鉴。[5]

进气道下方布置辅助进气口,地面低速滑行、进气不足时自动开启;高速飞行时充当旁路系统,泄放多余空气。与F‑104的三维轴对称进气道相比,该进气道可适配更宽的飞行速度区间,机动工况下适应性更强,抗进气畸变性能与大迎角进气特性均有改善。[5]

载油量

F-4战斗机的机内总载油量为7570升,腹下可挂一个2270升副油箱,翼下可挂两个1400升副油箱。E、J型机身内增加一个7号油箱,总载油量比其它型号多些。德国型号F-4F在E型上为了减重又去掉7号油箱。[5]

发动机

F‑4战斗机配装美国通用电气公司研制的J79涡轮喷气发动机,该发动机最初面向空军、为B‑58轰炸机开发,1952年启动研制,1956年8月通过150小时定型试验后投入批量生产。[5]

空军对该发动机提出技术指标:具备较高推重比,可在10700米及以上高度达到2马赫飞行速度,同时保证0.9马赫巡航时油耗较低。J79采用通用电气自1950年开始研发的可调压气机静子技术,由此实现三支点单轴总体结构,改善发动机气动性能,抑制喘振;还应用适配超音速工况的双叶片结构。相比同时期早期发动机,J79取得革命性提升,工作可靠、重量较轻、推力输出大,推重比4.4‑4.7。该数值以现代航发标准偏低,但在当时属于优秀水平,推力区间可适配单发轻型与双发重型战斗机,装机通用性较好。[5]

航电系统

F-4战斗机的机载电子设备配置完备,包含塔康(TACAN)战术空中导航系统,依托地面信标完成导航;还配备无线电罗盘、AN/APQ雷达高度表、CPK.92A/A24G‑34中央大气数据计算机、敌我识别装置、MS25447/MS25448计算式加速度表、AN/AJB‑7全高度轰炸系统、AN/ASN‑64A导航计算机、AN/AJB‑63惯性导航系统、AN/APA‑128(‑157、‑165)连续波制导雷达、AN/ASQ‑91武器投放系统、AN/ASG‑26前置角光学瞄准具、AN/APR‑36/‑37雷达告警寻的系统、AN/FSA‑32自动火控系统、AN/ARW‑77 AGM‑12导弹控制系统、TD‑709/AN/AJB‑7程序计时装置、ID‑1755/A备用姿态参考系统、KB‑25A照相枪、超高频电台以及AN/APQ‑120火控雷达。[5]

AN/AAA-4红外线搜索跟踪传感器

AN/AAA‑4红外搜索跟踪传感器是F-4战斗机颇具特色的机载设备,成为该系列战机的识别特征之一,部分型号虽取消该装置,但其技术特点仍具备参考价值。该系统英文全称IR Detection System,由麦克唐纳公司研发,主要由目标位标器、电子舱与致冷器等部件组成,探测距离30千米,仅可获取目标方位,不能测算目标距离。该传感器配合AN/APQ‑72雷达协同工作,承担目标跟踪与测量任务;当Aero‑1A火控系统的雷达遭到干扰时,可接替完成雷达的基础工作,提升整套火控系统的抗干扰能力。[5]

AN/AGW-10火控系统

机载火控系统是衡量战斗机技术水平的重要标志。早期F‑4B配备AMCS“Aero‑1A”火控系统,核心为西屋电气研发的AN/APQ‑50雷达。Aero‑1A属于Aero‑13系列,采用真空管器件,该系列最初为F4D“空中射线”战斗机开发,首次将雷达与其他设备集成于标准柱状组件内,直接装入机头,一改以往多套独立设备拼凑的架构。系统内置带连续波照射功能的脉冲雷达,可为“麻雀”导弹提供目标照射与跟踪信息。后期F‑4B换装AN/AGW‑10火控系统,F‑4J、F‑4S海军型同样使用该系统;英国F‑4K、F‑4M则采用其改进型号AN/AGW‑11、AN/AGW‑12。[5]

瞄准具

F‑4配备的ASG‑26瞄准具拥有空对空、空对地两种工作模式,可借助光学显示组件的选择开关切换,再配合轰炸投放、武器选择等开关选定具体攻击方式。[5]

1)空对空模式用于机炮作战,瞄准具解算射击前置角并以光环形式输出,飞行员操控战机令光环套住目标,机炮即可对准目标预估的未来位置。[5]

2)空对地模式依据预设高度、俯冲角、目标距离参数计算下沉角,光环随之偏移;攻击时将光环中心光点对准目标并保持短暂稳定跟踪,便可投放机载武器。[5]

AN/APQ‑120火控雷达

F‑4战斗机所使用的AN/APQ‑120火控雷达,在APQ‑72、APQ‑100、APQ‑109雷达基础上发展而来,将脉冲搜索雷达、连续波制导雷达与目标截击计算机整合为单套设备。该雷达天线直径缩小,但探测距离并未衰减;大量采用固体器件,可靠性提升,同时体积、重量得以缩减。雷达共设置关机、准备、空对空、空对地、天线固定、自检1、自检2七种工作模式,其中战斗模式为空对空、空对地、天线固定;天线可选择1行或2行高低扫描,具备四种显示格式。

该雷达显示系统由显示器与控制装置组成。F‑4E‑48‑MC(序列号71‑236)之前机型,配用IP‑870/APQ‑120、IP‑871/APQ‑120显示器与C‑7347/APQ‑120控制装置;该批次之后换装OD‑67/APQ‑120多传感器显示组件,包含IP‑1093/APQ‑120E(前座舱)、IP‑1094/APQ‑120E(后座舱)显示器及C‑8909/APQ‑120E控制装置。该组件除雷达画面外,还可切换显示电视图像,支持与ASX‑1系统同步工作,前后座舱显示器可分别承担雷达与ASX‑1画面输出,角色可互换。发射AGM‑65A/B、AGM‑62及GBU‑8/B、GBU‑9/B等制导武器时,亦以此组件作为显示终端,导弹发射后操纵依靠4504A/ARW‑77控制器。[5]

部分F‑4E‑36‑MC至F‑4E‑45‑MC批次飞机加装AN/ASQ‑153(V)光电目标指示系统,搭配AN/AVQ‑23(V)‑2激光指示器,可对目标实施激光照射,为本机或僚机投放的AGM‑65C、GBU‑10系列、GBU‑11/B、GBU‑12/B等精确制导弹药提供目标导引。[5]

弹道计算机

AN/ASQ‑91为F‑4配备的弹道解算模拟计算机。其输入信号取自AN/ASN‑63惯导输出的地速、速度、方位、高度、加速度等数据、AN/APQ‑120雷达测距与跟踪信息,以及低空轰炸‑武器投放开关状态。解算输出送往AN/AJB‑7轰炸系统、AN/ASA‑32飞控组件、AN/ASG‑26光学瞄准具,同时向选定挂架输出武器投放、发射指令。[5]

该计算机设有六种工作模式:小角度减速投弹、俯冲低空减速投弹、俯冲拉起投弹、目标定位轰炸、偏差间接轰炸、AGM‑45反辐射导弹发射。发射AGM‑45时,导弹传回辐射源角度信息,ASQ‑91解算出操纵指令输送至飞控系统。可由前后座舱武器投放面板及后座计算机面板实施操控;能够输入目标距离、高度、投弹点参数、武器阻力系数等数据,雷达十字线锁定目标并按下目标插入按钮后,计算机启动解算。[5]

AN/AJB‑7姿态参考与轰炸计算系统是F‑4E对地轰炸核心设备,兼具全姿态导航解算能力,支持普通炸弹与核武器的轰炸运算。导航模式下,主要依靠AN/ASN‑63惯导解算俯仰、滚转、航向姿态,姿态信息显示于前座舱姿态指引仪,后座仅显示俯仰、滚转;方位解算分为罗盘应急模式、陀螺方位仪模式、罗盘‑陀螺综合随动模式。[5]

轰炸模式共包含六种投弹方式:

上抛轰炸:多用于核打击,也可投放常规弹药;战机水平接近目标后急跃升,跃升阶段投放武器随即机动脱离。越南战争中以此方式发射AGM‑45“百舌鸟”反辐射导弹,载机低空抵近,在防空火力外以45°‑50°仰角发射导弹后反向脱离,兼顾导弹射程与载机生存;投放核弹常在10670米高空实施,获得更长抛射弹道。[5]即时越肩轰炸:目标坐标不明时使用,飞越目标上空同时半滚拉起,仰角超过90°瞬间投弹,主要适配核武器。[5]计时越肩轰炸:针对已知坐标目标,预先装订航线、速度与参考点,识别参考点并计时,飞越目标上空后执行越肩投弹,多用于核弹投放,兼顾低空突防突然性。[5]直接轰炸:俯冲状态下向目标投放武器。[5]计时水平轰炸:面向已知坐标目标,流程同计时越肩轰炸,武器于水平飞行阶段投放。[5]计时小角度减速轰炸(TLAD/LADD):低空突防并参照参考点,预定位置45°跃升,飞越目标上空投放带减速伞核弹或“蛇眼”减速炸弹。[5]

性能规格

参考数据(F-4E)乘员2人长度19.2米翼展11.8米高度5.0米机翼面积49.2平方米空重13760千克最大起飞重量28030千克动力系统2×J79-GE-17发动机加力推力2×7710千克力最大飞行速度2.21马赫(高度14972米)实用升限18973米航程3034千米(带外挂副油箱)作战半径957千米爬升率311米/秒(海平面)翼载荷383千克/平方米推重比0.58以上信息的参考资料源于[1][5]

优势与不足

优势

F-4“鬼怪”是除F-35战斗机外,唯一一款在美国空军、海军、海军陆战队中同时服役过的机型。F-4战斗机在设计上追求多用途,同时强调以速度取胜。为确保高速稳定性,F-4战斗机采用平尾下反和外翼段上反设计,形成独特的机身外形,加上飞行中两个发动机产生巨大的轰鸣声,同时喷出浓烟,“鬼怪”称号由此而来。另外,得益于机载雷达技术的发展及先进机载武器的出现,F-4战斗机高速突防时如“幽灵”现身,完成打击后迅速消失,因此又得名“幽灵”。作为一款高空高速战斗机,F-4战斗机最大飞行速度2.23马赫,航程2600千米,作战半径1226千米,最大载弹量7.25吨(仅次于F-15战斗机)。早在研制测试阶段,该机在飞行高度和飞行速度方面曾创下多项世界纪录。例如,其原型机曾创下30040米的最大飞行高度纪录和20250米的平飞高度纪录。在空中加油支持下,F-4战斗机曾以2小时47分钟横跨大西洋,平均飞行速度1400千米/小时(约1.14马赫),最快飞行速度2585.06千米/小时(约合2.11马赫)。凭借高空高速优势,F-4战斗机作战性能领先同时期的苏制战斗机,奠定了该机在二代机中的强者地位。[2]

不足

作为一款典型的二代机,F-4战斗机不具备隐身能力,多目标攻击和近距离格斗能力严重不足,已经不适应日趋复杂的作战环境。随着三代机、四代机的出现,F-4战斗机退出历史舞台就成为必然。[2]

F-4战斗机在设计上侧重高空高速作战,可大部分实际作战环境是低空低速,导致该机不能充分发挥优势。而当F-4战斗机突然由高空高速降至低空低速,容易陷入失速俯冲状态,甚至导致机毁人亡,这便是臭名昭著的“鬼怪俯冲”。[2]

另外,F-4战斗机在设计上忽略近距格斗能力,导致该机与米格-21等战斗机的近距作战处于劣势。为解决这一问题,美军为F-4E战斗机加装机炮,同时为保持载弹量换装小型雷达,此举严重影响到F-4战斗机的气动外形和机动性能,也使该机失去存在的意义。[2]

衍生型号

F-4战斗机发展了多种型号,包括F-4A、F-4B、RF-4B、F-4C、F-4D、F-4E、F-4F、F-4G、F-4K、F-4K、F-4L、F-4M、F-4N、F-J、F-4S等。[1][4][9][10]

F-4A:该型为舰载机,共生产45架,于1958年5月首飞,美国其后订购了21架试验型及24架预产型,预产型于1959年首飞,装两台J79-GE-2发动机,单台推力71.1千牛。该型装备AN/APQ-72雷达,可携带4枚”麻雀“III空对空导弹,没有机炮。[1][4][9][10]

F-4B:该型为全天候战斗机,供美国海军及美国海军陆战队用于制空。火力系统的设备跟F-4A基本相同,但基于当时「导弹万能论」的影响下,没有安装航炮。该型安装两台J79-GE-8引擎,单台推力75.7千牛,设有两套控制系统,后座的驾驶员也可操作飞机。部份F-4B被改装成不同的专用飞机,如EF-4B、NF-4B、F-4N及QF-4B等。[1][4][9][10]

RF-4B:原F4H-1P,B型的侦察型,1965年3月试飞。侦察系统同RF-4C,无军械,单操纵系统,共生产46架。30架于1978年底改装,增加了AN/AAD-5红外线扫描设备、AN/APD-10侧视雷达、AN/ASN-92舰上惯性导航系统和AN/ASW-25自动着舰系统。[1][4][9][10]

F-4C:该型由F-4B改进而成,于1963年5月首飞,1966年停产,一共生产了583架,主要装备美国空军,有36架出口至西班牙。装两台J79-GE-15发动机,单台推力75.7千牛。具有更强的对地打击能力,导弹控制系统的雷达也由APQ-72改为APQ-100,增加了地形测量及手控投弹的能力。拆除了AAA-4红外线探测装置,轰炸系统改为AN/AJB-7,并加入了AN/ARW-77导弹控制器。越南战争结束后,大约有27架F-4C安装了AN/ARN-92瞄准测距器,可携带AGM-45反辐射导弹。同时,空中加油装置由锥套改为伸缩套管。[1][4][9][10]

F-4D:F-4C的升级版,换装AN/APQ-109雷达,可以发射反辐射导弹压制敌方防空阵地。1965年7月首飞。[1][4][9][10]

F-4E:该型从F-4C/D型发展而来,是第一种安装M61机炮的鬼怪战斗机。由第48批生产开始,机翼上安装前缘缝翼,设计提高了飞机的空战格斗力。左翼前端装备有TISEO(电子光学目标识别系统)。F-4F:该型机是专门为西德改良生产的F-4E,西德先后共采购175架。相较于标准的F-4E,这批鬼怪少了一个内部油箱,故重量较轻,而且不能携带AIM-7空空导弹。1983年,经过ICE计划改装后,这批鬼怪战斗机改换与F/A-18战斗轰炸机相同的AN/APG-65雷达,并能够发射AIM-120先进中距空对空导弹。第一批改装后的F-4F在1992年服役。德国空军正逐步以新型的台风战斗机更换这批飞机。[1][4][9][10]

F-4G:该型从F-4E改装而来,共制造116架,是专门压制敌方防空系统的电子战飞机,代号野鼬鼠V(Wild Weasel V)。该型取代了美国空军先前使用的F-105F。美国海军曾经在1963年为12架F-4B加装航舰自动降落系统,并将这12架飞机编号改为F-4G。[1][4][9][10]

F-4J:该型是美国海军与海军陆战队使用的最后一款F-4衍生型。F-4J修正了许多F-4B的缺陷,通过添加新系统近一步提升了性能。[1][4][9][10]

F-4K:该型机是英国皇家海军所采购的F-4外销版,70年代以后,皇家海军的无敌级航空母舰服役后,F-4K也成为了英国最后一种可以在传统航空母舰上起飞的战斗机。[1][4][9][10]

F-4L:该编号曾经赋予1963年到1964年之间数架提供美国海军评估的F-4性能提升版本,不过没有进入生产阶段。[1][4][9][10]

F-4M:英国皇家空军的F-4K升级版,使用劳斯莱斯发动机,共制造了116架。[1][4][9][10]

F-4N:1972年“蜜蜂线”升级计划中对F-4B进行升级后的版本,性能类似F-4J水准,也有改装了无烟发动机,共改装228架。[1][4][9][10]

F-4S:该型是F-4J的升级版,改装了无烟引擎、强化机身、增强机动力,共制造302架。[1][4][9][10]

RF-4C:该型机是由F-4C改装而成的照相侦察机,F-4C上的武器系统和雷达都被照相侦察器材代替。RF-4C最显著的特征是更长更尖的机首,里面安装了照相机、地形测绘雷达、红外影像等设备。[1][4][9][10]

RF-4E:F-4的侦查衍生型外销版,共制造了150架。RF-4EJ该型机是RF-4E的日本自卫队专用型,共制造140架,后升级航空电子设备称为“RF-4EJ”改,携带AN/APG-66J雷达。[1][4][9][10]

QF-4N:由F-4N改装成的遥控靶机。[1][4][9][10]

美国列装

1961年,F-4A战斗机正式在美国海军服役。1962年6月,美海军陆战队接收了F-4B战斗机。1964年,美空军开始接收F-4C型战机,并投入到越南战争。1986年,F-4战斗机率先从美海军退役。1996年,F-4战斗机正式从美空军一线单位退役。[1][6][8]

F-4战斗机在美国列装情况:美国海军及海军陆战队1246架;美国空军2874架。[11]F-4经过优化,可承担多种特种任务,衍生出40余种改型,在制空作战、近距空中支援、截击、侦察、防空压制等诸多领域表现出众。F-4也是唯一同时被空军“雷鸟”飞行表演队、海军“蓝天使”飞行表演队使用过的战机。[6]

出口外销

F‑4战斗机拥有大量海外用户。[11]

英国:1964年7月1日,英政府批准采购供皇家海军航空兵使用的鬼怪FG.MK1,即麦道公司编号F‑4K;一年后再签订合同,为皇家空军采购鬼怪FGR.MK2,对应麦道编号F‑4M。[12][11]

埃及:依据“和平法老”计划,1979年自美国购入35架二手F‑4E及配套空空导弹,总耗资5.94亿美元;1988年增购7架,九十年代末再补充3架弥补战损。[12][11]

德国:1969年订购88架RF‑4E侦察型,1971年1月开始交付,这批无武装飞机1982年改装获得有限对地攻击能力,1994年全部退役。依照“和平莱茵河”计划,德国采购简化版F‑4F,八十年代中期开展现代化升级;其中24架交由美国霍勒曼空军基地第49战术战斗机联队维护,用于德方空勤人员训练,使用至2002年。1975年德国获得10架F‑4E用于训练,九十年代末被F‑4F替换。1983年德国启动ICE战斗效能提升项目,至1992年完成110架F‑4F改装,原定服役至2012年。[12][11]

希腊:1971年订购全新F‑4E,1974年开始列装;九十年代初又从德国、美国国民警卫队接收二手RF‑4E与F‑4E。[12][11]

巴列维时代的伊朗:与美国合作密切,先后引进大批F‑4D、F‑4E、RF‑4E,革命前夕伊朗空军保有29架F‑4D、162架F‑4E、17‑19架RF‑4E。两伊战争期间伊朗F‑4大量投入空战、对地打击与侦察任务。伊斯兰革命后美伊交恶,断绝外部零配件供应,依靠本国航空工业翻修维护,仍有部分机体维持运作,现存数量说法不一,大致在12‑50架区间。[12][11]

以色列:F‑4战斗机规模最大的海外用户,同时列装全新与二手机型,并发展多款侦察改型。[12][11]

日本:日本航空自卫队采购140架F‑4EJ,受国内政治因素限制,取消核操作装置、武器投放系统、对地导弹控制器、空中加油等能力。首批10架由美国制造,三菱重工1971‑1981年许可生产130架;另进口14架RF‑4E侦察机,F‑4系列总采购量154架。[12][11]

韩国:依托“和平旁观者”计划采购F‑4D,1969年接收首批,通过接收驻韩美军二手战机,至1988年4月累计获得92架。[12][11]

西班牙:借“和平阿尔法”计划引进二手F‑4C,本国编号C.12,1989年退役;同期引进RF‑4C,编号CR.12,1995‑1996年完成电子设备升级,2002年退役。[12][11][13][14]

土耳其:1974年接收40架F‑4E;经“和平钻石 Ⅲ”获得32架F‑4E、8架RF‑4E;“和平钻石 Ⅳ”接收40架美军二手F‑4;1991年再从美国国民警卫队获得40架;1992‑1994年自德国购入32架RF‑4E。1995年由以色列航空工业参照“战锤 2000”方案升级54架F‑4E,定型F‑4E“终结者 2020”。2012年6月22日,一架土耳其F‑4在土叙边境被叙防空火力击落。[12][11]

桑迪亚:国家实验室曾将F‑4机身安装于火箭滑橇开展撞击试验,模拟战机对核电站等加固混凝土建筑的冲击破坏效应。[12][11]

相关事件

海南陵水“四・九空战”

1965年4月9日8时许,美军8架F‑4B超音速战机自航母分两批侵入中国海南领空。第一批敌机窜入海南岛西部空域后随即撤离,第二批4架F‑4B继续北犯,于8时20分以960公里时速深入岛上空域。中国海军航空兵某部紧急起飞4架歼‑5亚音速战机升空拦截。双方在中国海南陵水上空发生空战。解放军宣布美军F-4B在空战中发射空对空导弹将另一架F-4B击落。[15]

广西板兴“四・二四空战”

1967年4月24日,两架美军F‑4B超音速战斗机侵入中国广西板兴上空。中国解放军空军航空兵与高射炮兵协同作战,全程耗时不足三分钟。空军高炮第10师30团击落一架入侵敌机,空军第26师飞行员宋义民驾驶亚音速歼‑5战机击落另一架F‑4B。此战创造了中国军队以亚音速战机击落超音速战机的经典战例,成为国土防空作战的标志性胜利。[16]

希腊雅典飞行周F-4E坠毁

当地时间2026年9月5日,在希腊塔纳格拉空军基地举行的希腊雅典飞行周上,一架希腊空军F-4E战机在飞行表演中坠毁,机上两名飞行员未能弹射逃生,已被确认死亡,坠机现场的大火已被扑灭。事故原因正在调查中。[17]

总体评价

从空气动力学角度来说,这款战机设计丑陋。刚推出时,F-4的前途并不被看好。(美国《国家利益》评)[18]

F-4战斗机原本会彻底失败,但“鬼怪”的神奇之处就在于它发挥了作用。尽管从纯性能的角度来说它或许不是最优秀的战斗机,但它强大有力、坚固耐用且具备多种用途。F-4作为战斗机、攻击机和侦察机,在世界各地的冲突中出战过,包括河内、苏伊士运河、伊朗和土耳其。对西方及其盟友而言,“鬼怪”是冷战大部分时间里的主要战斗机。(美国《国家利益》评)[18]

F-4战斗机是第二代战斗机中的典型代表。(《中国国防报》评)[2]

F-4是一款名副其实的长寿机,在其首飞后60年的2018年,这款飞机仍在伊朗、日本、韩国、希腊和土耳其服役。(《航空知识》评)[4]

参考资料 18

  1. https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=9FozRGRw00L2Nuu2Q8HAkdI1l2KwAnInBR3fhMOe2wY8rHDknMwZmdbN4fE1Wu7rTPgr1_vqiDZl44VPKy0K8NsbS2n9CpEvzl2BGbyAnPN2fmgn-6BGmPk51g1b-hTmBzjkBtFlikSDGHIL77Gq98XsdqRaJrGkyEEgdoCEwDoH0p_LuRSPtA==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
  2. 空中“幽灵” F-4“鬼怪”战斗机即将谢幕 — 中国国防报
  3. 参考 3
  4. F-4“鬼怪”是个什么鬼? 扒一扒美国喷气式战斗机家族谱(2) — 航空知识
  5. https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=9FozRGRw00K05tVZI_PW4DV8GBleGva_2FUQeXP40kIXy5A9UlGJjcIY9VRp937lL3pXFom1IdCI1BPgxrsAeNf7IdSHMrVNQcT5OLLaErpfYjpeLGX8O_jR-pLKyEk4KCf56egt2FSl5jTWVIWOKkDH9Hkm9EfS_jTHZPPVYeHDJMEn1Q8mEg==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
  6. 再见,鬼怪 — airandspaceforces
  7. 第二代飞机 — 中国科普博览
  8. 美媒:F-4“鬼怪”战机即将在全球范围退出现役 — 百家号
  9. https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=9FozRGRw00J9Etpk4Ya8NiOEFGzd9MFTdCWacuNUGt61eVKSFIoeB3eI146sz49th_E8EMp4JmHsIs8TJm-EIzHN_ECRuO934B9XBSfg33WmktBlAYjC_4t8WoZeRk5UIujfsWXceOxfvc1r0vZNw74jLjEZ8Ta9hY9YlE-r2qTKhjRytxIojw==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
  10. https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=14XpHnsxtHEiX3Ko051dwJlUDCl07qVHALK5fGJJyVbPP3T1NlfvWmkGc5b2-0i3KUfS8sWjFsomelnCXLy8ZKaK4CSDCZr9MN7miMmsie5sdThcxqcE88gtJRns4FfDT1ZCQKP6DLMmASQaFD_-AqoSienNVfLQ8MJK-5AkInAfnvkGiUnv1A==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
  11. https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=9FozRGRw00KnSuCHvJGh6HWz8EuJhVEUNtx-uNpkxiMD8cG3q4GBPDAAXgFfbqyNwRmH9XefkJ50IDMAWXYINOjOOtVFqkZZ9RPe4sIjHYZSKSGxtzETrKDXI-CYj-MRO6zyHbj9ROvKi1QrG9o4scIr1GXP1di17uUmZdLSnYG6H0pMI_zRRw==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
  12. https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=9FozRGRw00LntooQZDbUTzVKnM3ks78TPsmNIsRRhmukfcAtXeAnlnFOb7UmlGATwa44vNz-uJcd8vJXAcTx02Gd9FV_7iZtZBvAimE7hNcHgIgHqrGZRxgNE7LLK8un83dvH-HaoVzsE_rvmu-q5HsYhvOndSwva3GyQrnN6OJexbGDMDS_vQ==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
  13. https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=9FozRGRw00LePrpqO_UvqAjM0pALv9HHv6WJfer3Y1_hPZARu5ts03Ny8RA0nAzUKujFEcijO1iPN7VJkhX_839qqn7KXnnDcaubUBE9WKuxlRpYn9QRcIN66JulWBLgfh4fB50os3zWEN-SvIP5tH7BL2Wx-B3yo7lePYvQ6bIZC7SvNF7WQQ==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
  14. https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=9FozRGRw00Ixudar4Jl1nFi38pEvV1xfZ4ACwAdon36yjkOcodijeJIo53TsYujlS0c95ksUhe53I-un3X_0z4yUkE-zF4Nt2sIn0GkxZAtjO4CU6TGWrtvQ6Cc3A0OfBDhUObxPV6_26UVKVjO_piwOgvai_U2DYeDOrA-aZ5sRfHlSwQeIFg==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
  15. 海军成立70年丨一炮未发“打下”敌机的李大云获表彰 — 澎湃新闻
  16. 全程不到三分钟,1967年他驾驶歼-5打掉了美国超音速战机 — 澎湃新闻
  17. 希腊一架战机坠毁 两名飞行员死亡 — 央视新闻
  18. 美刊盘点美军最伟大五大战机:F-4设计怪作用神奇 — 新浪网

注释

  1. 参考资料中的最后一张图
广告位:底部(ad-bottom)—— 请到中台「公共区块」编辑此内容