F-5战斗机的设计特点 F-5战斗机的性能介绍
F-16\u6218\u6597\u673a\u7684\u8bbe\u8ba1\u7279\u70b9F-16\u8fd9\u79cd\u7b2c\u4e09\u4ee3\u6218\u6597\u673a\u6709\u4ee5\u4e0b\u4e00\u4e9b\u4e3b\u8981\u8bbe\u8ba1\u7279\u70b9\uff1a\uff081\uff09\u6709\u4f18\u826f\u7684\u98de\u884c\u6027\u80fd\uff0c\u5f3a\u8c03\u4e2d\u4f4e\u7a7a\u8de8\u97f3\u901f\u673a\u52a8\u6027\u80fd\u548c\u8fdc\u7a0b\u4f5c\u6218\u80fd\u529b\uff1b\uff082\uff09\u673a\u8f7d\u7535\u5b50\u8bbe\u5907\u5148\u8fdb\uff0c\u6709\u826f\u597d\u7684\u5168\u5929\u5019\u4f5c\u6218\u80fd\u529b\uff0c\u4e0b\u89c6\u4e0b\u5c04\u80fd\u529b\u5927\u4e3a\u63d0\u9ad8\uff1b\uff084\uff09\u7a81\u51fa\u7a7a\u6218\u80fd\u529b\uff0c\u4f46\u4e5f\u591a\u517c\u6709\u826f\u597d\u7684\u5bf9\u5730\u653b\u51fb\u80fd\u529b\uff1b\uff085\uff09\u98de\u673a\u7684\u53ef\u9760\u6027\u548c\u53ef\u7ef4\u62a4\u6027\u80fd\u597d\uff0c\u6539\u8fdb\u53d1\u5c55\u6f5c\u529b\u5927\u3002 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早在20世纪70年代，瑞士空军已开始对其主要机种进行现代化换装，诺斯罗普公司生产的F-5E被选中，以替代英国造“猎人”式战斗机执行防空任务。瑞士于1976年开始的代号为“和平阿尔卑斯”(Peace Alps)的换装计划，通过美国军火外销途径初步选购了66架F-5E和6架F-5F，随后又在1981年增购32架F-5E和6架F-5F，所有F-5均在1985年3月交付瑞士空军，并担任“瑞士巡逻兵”(Patrouille Suisse)特技飞行队表演用机。平时仅有3个中队执行战备任务。然而一旦有战事爆发，可全部动员所有战斗机中队，F-5E机队也将进驻前线机场。瑞士空军的F-5E战斗机主要用于防空任务，装备AIM-9P“响尾蛇”导弹，也有部分为可执行对地攻击任务并能携带AGM-65G激光制导炸弹的攻击机。
F-5E绰号“虎”，是 F-5的改进型。1970年它被美国国防部选为“国防战斗机”，作为F-5A的后继机，在80年代初用来装备一些军事受援国和受援地区的空军。其中向台湾提供了100架，并于1979年前在台湾装配完毕。
F-5E是以前苏联的米格-21和苏-7为主要作战对象而研制的，要求它的中、低空性能接近于米格-21，同时还具有对地攻击的能力。据报道，在研制F-5E时，特别注意改善它的空战机动性。
F-5F是F-5E双座战斗/教练型。由于增加了一个座椅，故机身增长了 1.04 米。F-5F动力装置是两台通用电气公司的J85-GE-21型涡轮喷气发动机，单台推力2268公斤（带加力）。其火控系统与F--5E基本相同。
F-5F在机头右侧装1门M-39A2型20毫米航空机炮，备弹 140 发，翼尖2枚 AIM-9 型“响尾蛇”空对空导弹。除此之外，翼下和机身下还可以吊挂3175公斤的炸弹，MK-82型500磅炸弹，SUU-20型炸弹和火箭发射巢等。其电子设备有： AN/ARC-164型超高频通讯设备，SST-181X波段雷达应答器，AN/APX-72敌我识别器， AN/ARA-50型超高频无线电罗盘，AN/ARN-118型塔康导航系统，AN/ARN-108型盲目着陆系统，CPU-80型航向电子计算机以及AN/AIC-18型机内通讯联络系统等。
F-5F的生产型于1974年9月25日首次试飞，首批于1976 年投入服役。该机机长15.72米，翼展（翼尖不带导弹）8.13米，机高4.01米，尾翼翼展4.31米，飞机空重4346公斤，最大起飞重量11192公斤，最大平飞速度（11000高空）M1.55，最大巡航速度（发动机不加力）M0.98，经济巡航速度M0.80，最大爬升率（标准大气压/海平面）10130米/分，实用升限15484米，航程（带最大燃油量，且着陆时有20分钟的备用油）2946公里。如今，台湾只少量地装备有这种飞机，它也是台湾较为先进的机种之一。
据报道，这种飞机每架售价 550万美元，世界上有近二十个国家和地区购买了这种飞机。 新加坡空军装备有24架F-5E和6架F-5F，可携带AIM-9“响尾蛇”空对空导弹，最后一批5架是以备份零件组装而成。事实上，新加坡也是最后一个使用美原厂生产的F-5E的国家。新加坡宇航公司曾自行将8架F-5E改装为RF-5E。1994年又从约旦得到7架F-5E。新加坡空军的F-5E/F也换装新HUD/WAC等航电设备，以及SPS-2000雷达告警装置、利顿LN-93激光惯性陀螺仪、两具多功能彩色显示屏、HOTAS油门推杆，和一套空中数据控制器，所有功能可由1553B数据总线完成集中处理。然而，这其中最具特色的则是FIAR Grifo F/X强化型脉冲多普勒火控雷达，这种雷达有10种空对空及14种空对地搜索模式，可与先进中程空对空导弹及半主动式反辐射导弹协调运作。为能安装这种新型雷达，在机鼻内的部分电子设备组须向后方延伸，因此取消了一门20毫米机炮以便容纳较大型的雷达天线，这批经过现代化改装的机型为F-5S/T。马来西亚于1982年订购了17架F-5E与3架RF-5E侦察机。马来西亚空军的F-5中队均用于防空任务，并将型号改为M29。装备有AIM-9“响尾蛇”和精确制导炸弹，可在空战结束后用于发动对地攻击。此后马来西亚又从泰国获得4架F-5F。印尼也装备有16架F-5E和4架F-5F，1995年3月曾进行过性能改进。
泰国引进27架F-5E和3架F-5F，泰国空军的F-5E被称为BKh.18A战斗机。1985年6月，20架F-5E交由以色列IAI进行性能提升改装，加装了LN-39惯性导航系统、AN/ALR-46雷达警示接收器、ALE-40电子战/热焰诱饵发射器，以及马可平视显示器与空中告警装置。还有18架仅加装平视显示器和惯性导航系统，用于执行对地任务，此外泰国空军还购得通用电机公司的GPU-5/A型30毫米机炮吊舱，挂载于机腹中线，这款机炮舱内携带有一门四管GAU-13/A转膛机炮，射速为每分钟2400发。
南越空军曾于1972年接收到18架从伊朗转交来的F-5E，其它的同型机也多半是从美国的盟国转手而来。但在南越空军的作战记录上却不常见到F-5E的出击记载。在1975年4月30日越南统一之前，南越空军曾有多达22架以上的F-5E和4架F-5A飞抵泰国寻求庇护，美国将这批战斗机全部运返本土的麦克利兰基地(McClellan AFB)封存，以待日后再转售给其他国家。这批回到美国的前南越空军飞机，后被用作美国空军成立的假想敌中队编制机种，用于模仿“敌对”国家使用的米格机型，参与美军训练。其中曾有两架F-5E被赠送给东欧国家，一架于1977年赠予波兰，捷克，该机现陈列于布拉格的科贝里(Kbely)航空博物馆。 韩国也是F-5E的主要使用国之一，除RF-5E之外，几乎所有的F-5系列均有装备。总计共有126架F-5E和20架F-5F。1980年，韩国的韩航军用飞机工厂与诺斯罗普公司签约授权在当地批量生产48架F-5E和20架F-5F，以及其J85-21发动机，在1974—1986年间，共制造出233架F-5E/F交付韩国空军使用，其发动机由三星航天制造。
1981年8月8日，国民党空军第5联队少校考核官黄植诚驾驶1架美制F-5F战斗教练机借考核新飞行员之机，驾机起义。当他飞到福建龙田上空时，后座的飞行学员许秋麟坚决要求回台湾，黄植诚便掉头飞到东引岛以西让许跳伞，随后再次飞往大陆，在福建福州机场安全降落。黄植诚获得奖金65万元，1988年被授予上校军衔。而台湾国防部长高魁元则因此事引咎辞职 。
1989年2月11日，台东737联队第7飞行大队44中队辅导长林贤顺，以空中考察为借口，驾驶一架F-5E战机从志航基地起飞，贴海面低空飞行，绕过鹅銮鼻雷达站。5分钟后，台空军发现飞机失踪，才派出12架同款战机携弹升空追击。最后，林贤顺在大雾茫茫中弃机跳伞，降落在广东丰顺县 。 1971年，沙特在美国代号为“和平苍鹰”的军事援助计划下获得其第一批20架F-5B和30架F-5E战斗机。1975年，在“和平苍鹰”二号计划中沙特再次得到40架F-5E和22架F-5F。1982年，沙特又获得10架RF-5E侦察机，还另外添购了4架F-5E和1架F-5F。沙特的F-5战斗机被用于对地支援任务。此外，还能搭载AGM-65A/B“幼畜”导弹，可执行对地及反舰任务。甚至据传沙特还以F-5E搭载法制马特拉R。550“魔术”空对空导弹。电子装置则有LN-33惯性导航系统与加装的空中加油管，可配合KC-130进行空中加油作业。此外，美方还提供有ALQ-101/119电子战吊舱。双座型还在座舱内装有诺斯罗普公司生产的AVQ-27激光标定系统。在海湾战争期间，沙特F-5E以执行支援任务为主，其中一架曾于1991年2月13日被伊拉克地面炮火击落。
1982年巴林获得8架F-5E和4架F-5F战斗机，但到最后F-5E/F仅剩下5架。1974—1976年间，伊朗共有166架以上的F-5E/F，编成8个中队，并维持了较高水平的作战能力。这批战斗机还装有惯性航行系统和武器/弹道投掷计算机。但至1988年两伊战事结束时，伊朗仅剩余不到一个中队的F-5E。1975年美国提供约旦61架F-5E和12架F-5F，稍后又从苏丹取得一架F-5F，可能仅有1个中队仍在使用F-5E/F。 F-5号称是低档战斗机，但它的机动性能相对同时代战斗机来说并无多少逊色。下表是F-5A、F-5E和米格-21战斗机的基本性能对比。
不过要注意表中的数据在计算标准上有些差异。F-5的空重是纯空机重量，米格-21的空重是使用空重，包括了人员、不可用燃油、部分配重以及一些设备。表中F-5的爬升率和盘旋角速度是在半油状态下计算的，而米格-21的性能是在机内满油状态下计算的。如果按照满油状态计算，F-5的爬升和盘旋性能相应会下降约10%。
F-5的爬升率略低于米格-21，但盘旋性能，尤其是稳定盘旋角速度优于米格-21。
飞机的爬升性能主要取决于推重比、翼载荷及阻力系数。在其它条件相同的情况下，推力越大爬升率越高。但是飞机做直线飞行时，不但要考虑推力，还要考虑阻力。在阻力方程中，飞机的阻力和机翼面积成正比。如果机翼面积越小（相应的翼载荷就越大），阻力就越小。正常起飞状态下，F-5A的推重比为 0.6，F-5E为0.64，而米格-21∏Φ为0.81，米格-21БИС为0.86。虽然F-5推重比低于米格-21，但爬升率相比差距并不大，其中一个原因就在于F-5的机翼面积相对较小，翼载荷较大。
但另一方面，当其它条件不变时，减小翼面积必然降低飞机的最大升力，这样就会降低飞机可以达到的最大过载，也会降低飞机的盘旋性能。
飞机做盘旋机动时，有瞬间盘旋和稳定盘旋两种基本情况。做瞬间盘旋时不要求保持飞行速度和高度，飞机以最大升力侧飞，升力提供向心力。做稳定盘旋时要求保持高度和速度，飞机必须以一定坡度侧飞，升力的垂直分量用以平衡重力，水平分量提供向心力。另外在速度轴向上发动机推力必须等于阻力。
由此可见，飞机的瞬间盘旋性能主要取决于飞机所能获得的最大升力，而稳定盘旋则要求在增大升力的同时尽量减小阻力，主要取决于亚音速时的升阻比。F-5虽然翼面积较小，但是机翼后掠角小（前缘后掠角32度，米格-21为57度），升力线斜率较大。尤其是它采用了边条翼的布局，大大提高了飞机的升力系数，弥补了机翼面积小造成的升力损失。F-5所采用的中等后掠角中等展弦比（展弦比3.82）机翼非常适合在高亚音速和跨音速区域飞行，在这个区域里升阻比较大。F-5E的亚音速升阻比约为10.7，而米格-21约为8.4。亚音速升阻比高对稳定盘旋性能和巡航能力都有利，也有利于提高飞机的短距起降能力。从上表的数据可以看出，F-5的起飞和降落滑跑距离明显低于米格-21。
从F-5E的盘旋性能图可看出，飞机一般在马赫数0.7至0.9的飞行区域里盘旋角速度最大。如果飞行速度过低则升力不足，如果飞行速度过高则阻力太大且盘旋半径偏大，都不利于提高盘旋角速度。 飞机的机动动作是由最基本的爬升和盘旋组合起来的。从上面的对比可以看出，F-5在设计上主要是考虑亚音速和跨音速区域的机动性能，而米格 -21则更适合超音速截击作战。下面是它们的飞行包线对比，从图上更清楚地反映了这一点。图中阴影部分是格斗空战最常发生的区域。飞机在这个区域里机动性能一般最好。在进入格斗空战时，飞行员一般都要增速或减速，以使飞机进入该区域，从而获得最佳的机动性能。
另外，衡量发动机推力的时候还必须考虑发动机的推力曲线和飞机的进气效率。发动机的性能，一般给出的只是地面测出的台架推力值。在实际飞行中，发动机推力随速度和高度的不同而有较大变化。进气系统的效率也会影响发动机的推力。如果进气道设计不当，导致进气道总压恢复系数降低或者进气量不足，都会使实际推力大大降低。F-5的整个推进系统，包括发动机的推力曲线和进气道的形状，主要是为了适应高亚音速区域的飞行而设计的，而米格-21不可避免地要照顾到超音速飞行的需要。因此，在实际飞行当中，F-5的推进系统应该更适应机动作战区域的要求。
F-5为了获得较好的机动性能，还采取了一些在当时比较先进的气动手段。从N156F开始就采用了前缘襟翼，但是仅在起飞和着陆时使用。在F-5E上改进为机动襟翼，和后缘襟翼联动，在M数不超过0.95时起作用。起降或低速机动时前后缘襟翼分别放下24°和20°；中速机动时前后缘分别放下 18°和16°，或者12°和8°；巡航时前缘襟翼收上，后缘放下8°；超音速飞行时都收上去。采用这样的变弯度设计，可以提高飞机的抖振边界和最大升力系数，在给定的升力系数范围内，可以取得较高的临界马赫数，改善亚音速巡航和机动性能。尤其是在低速情况下，最大升力系数增加较多，诱导阻力因子也相应下降。采用前缘襟翼还能改善飞机的失速性能。总之，采用变弯度机翼，可改善飞机在亚音速情况下的起降、机动和巡航性能，但是增加了超音速状态下的诱导阻力和波阻，降低了飞机的超音速性能。
从N156F开始，就在机翼上采用了边条翼的设计。最初的边条翼形状为三角形，面积仅相当于主翼面积的2.2%。由N156T发展而来的T- 38的主翼形状和F-5A相同，但是由于F-5A采用了边条翼的设计，最大升力系数比T-38增加20%。F-5E进一步改进了边条翼的设计，采用双折线的外型，面积增大为主翼面积的4.4%，最大升力系数比T38增大50%。这同时也降低了飞机的纵向和方向安定性。这在F-5E上尚属于可接受的范围，但是由于F-5F的机头比F-5E长了约1米，细长的头部降低了飞机的方向安定性，因此在F-5F上增加了一对翼刀。 F-5A和F-5E均采用两门20毫米 M39航炮，在对空作战时可以携带AIM-9导弹。其机头下垂，座舱视野开阔，下视视角11°，比米格-21大3.3°。飞机外型尺寸较小，发动机尾烟清洁，使之在格斗中的目视目标非常小，不容易被对方飞行员发现。虽然F-5的外型尺寸较小，但座舱还是尽量做得比较宽大，使飞行员不感到局促。仪表布局也比较合理，使飞行员可以集中精力注意舱外的情况。这体现了美国武器对人机工程的一贯重视。而早期的苏式飞机在这方面就较差。米格-21的座舱非常狭窄，容易使飞行员疲劳，从而降低了持续作战能力。这些不能进行量化比较的性能，反而往往是影响战斗力的重要因素。
综上所述，F-5主要设计点在高亚音速区域的格斗，用很低的推重比就实现了优良的起降、巡航和盘旋、爬升性能，尤其是稳定盘旋性能超过米格 -21。米格-21与之格斗时不适合进入水平机动。但是米格-21的推重比较大，水平加速性优于F-5，升限和最大马赫数大大超过F-5，因此米格-21 在作战上应该尽力保持主动，从高空高速进入截击；如果作战不利则直线加速摆脱对手，不宜与F-5进行缠斗。
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