歐洲自研航母艦載戰鬥機發展分析

白旭堯 孫明月 藍海星智庫

編者按：2017年3月，法國啟動F4型「陣風」戰鬥機研發工作，升級版「陣風」戰鬥機預計在2025年開始交付。「陣風」戰鬥機是歐洲艦載戰鬥機的傑出代表，憑藉性能卓越在全球市場佔有較大份額。本文圍繞歐洲具備自主研發艦載機能力的英、法兩國開展研究，梳理了以兩國為代表的歐洲艦載戰鬥機的發展歷程，總結了歐洲艦載戰鬥機性能特點的演變，給出歐洲艦載戰鬥機的發展規律。

二戰中後期，航母在海戰中取得了巨大戰果。由於利用艦載機執行防空、反艦、反潛等作戰任務，航母在作戰靈活性、作戰半徑方面較以大口徑艦炮為主力的戰列艦、巡洋艦等水面主戰艦艇擁有顯著優勢，航母逐漸成為海上作戰的核心力量。二戰結束后，雖然英國、法國、義大利、西班牙都發展了航母，但僅有英、法兩國具備自主研發艦載機的能力，並最終形成裝備。本文主要對英、法兩國的艦載戰鬥機發展歷程進行研究，梳理歐洲艦載戰鬥機發展脈絡及性能發展情況。

一、歐洲艦載戰鬥機發展歷程

1、二戰後英國艦載戰鬥機發展概況

二戰結束到20世紀70年代前，英國共發展了9型艦載戰鬥機，包括「攻擊者」、「海毒液」、「塘鵝」、「海鷹」、「海鷗」、「飛龍」、「彎刀」、「海雌狐」、「掠奪者」。在此期間、雖然英國國力迅速衰落、海軍規模日漸萎縮，但仍擁有2艘20世紀50年代初服役的「鷹」號和「皇家方舟」號大型航母，排水量分別達到46500噸和53060噸。由於擁有上述大型航母，英國艦載戰鬥機的發展並未受到航母承載能力、彈射及著艦能力不足的制約。因此隨著作戰需求的日益提升和技術的不斷進步，英國艦載戰鬥機綜合性能越來越高，起飛重量、作戰半徑、動力系統、機載武器系統等均有了較大提升。期間的9型艦載戰鬥機均採用彈射或滑躍起飛和攔阻著艦的方式。

但在20世紀70年代，英國艦載戰鬥機發展路線出現了調整，由於當時英國國內對發展航母的質疑，致使海軍沒能繼續發展大型航母，最後以發展載機巡洋艦的名義發展了排水量僅2萬噸的「無敵」級航母，艦載戰鬥機的發展也隨之進入新的軌跡。為了適應新的輕型航母並著力提升其作戰能力，英國海軍另闢蹊徑，發展了可垂直起降的「海鷂」艦載機，使航母的作戰能力得到極大躍升，並最終助英國在1982年的馬島海戰中取得了勝利。此戰穩固了英國航母的地位，使得「無敵」級航母連同「海鷂」艦載機一直服役至新世紀。期間，「海鷂」艦載機出口至西班牙、印度等多國，成為多國輕型航母的核心載機。

英國「海鷂」戰鬥機

進入新世紀后，英國提出「全球抵達，世界一流」的海軍建設目標，開始發展排水量6萬噸級的「伊莉莎白女王」級航母，重建英國強大的海軍。但為節約成本，英國海軍並未單獨發展新的艦載戰鬥機，而是與美國聯合研發F-35艦載機。最終，出於航母研製成本以及載機技術成熟度的考慮，英國最終確定了滑躍起飛/垂直降落的航母設計方案以及具備垂短起降能力的F-35B型載機。

F-35「閃電II」聯合攻擊機是美、英等10國聯合研發的第五代戰鬥機，主承包商為洛馬公司，主要合作夥伴還包括諾格和BAE系統公司。F-35包括彈射起飛/阻攔著艦型（F-35C）、短距起飛/垂直著陸型（F-35B）、常規起降型（F-35A）三種，能分別滿足海空軍不同需求，並在設計上保持高度共通性。

2、二戰後法國艦載戰鬥機發展概況

法國戰後一直採取了獨立自主的軍事發展路線，航母和載機全部自主研發。

二戰後，法國研製了第一型「克萊蒙梭」級航母，滿載排水量32000噸，帶有斜角甲板，艦艏安裝一部蒸汽彈射器，艦艉有4根阻攔索，搭載法國研製的「超軍旗」攻擊機和「十字軍戰士」戰鬥機。

20世紀90年代后，隨著「克萊蒙梭」級航母逐步退役，法國隨即開始發展新一代「戴高樂」號核動力航母，也成為當時世界上除美國以外唯一的核動力航母。「戴高樂」號航母排水量4萬噸，搭載國產「陣風」M戰鬥機和美國E-2C艦載固定翼預警機，實現了航母作戰能力的重大躍升。「陣風」M為海軍艦載型，替代此前的「十字軍戰士」和「超軍旗」艦載機，執行防空、反艦、對陸攻擊任務。「陣風」M是法國第一型在航母上採用前輪彈射起飛的飛機，也是第一型具有側桿控制器的航母艦載機。「陣風」M攜帶基本空空導彈和副油箱時的起飛重量為18.144噸。「陣風」飛機設計之初就考慮了空軍、海軍最大可能的通用性，「陣風」M艦載型僅比空軍的「陣風」C重454千克，結構和設備通用性為80%，系統通用性為95%，且未因航母作業要求而降低作戰性能要求。

二、歐洲艦載戰鬥機性能特點演變

1、翼載能力更強，可搭載更多武器，提升作戰能力

翼載是飛機重量和機翼參考面積的比值，是決定飛機機動性能、爬升性能和起降性能的關鍵參數，通常，較小的翼載有利於提高機動性，而較大的翼載則有利於高速飛行和降低阻力。英、法艦載戰鬥機的翼展在1951年到1970年間並未產生明顯變化，而1970年以來，英國最新艦載機「海鷂」的翼展驟減至7.7m，法國最新艦載機「陣風」也將翼展控制在10.8m，而關係到飛行升力的展弦比並未產生明顯變化，沒有犧牲飛行升力。縮小翼展和機翼面積的目的是為了遵循「幾何尺寸最小而有效載荷最大」的原則，減小艦載機佔用空間和機身重量，提升機動性和飛行速度，同時還能減小雷達反射面積。

艦載戰鬥機機翼面積影響艦載武器可占空間的大小，其隨著不同型號作戰任務以及武備種類、數量的變化而變化，並未呈現出明顯的變化趨勢。但總體而言，艦載戰鬥機的翼載能力呈上升趨勢，使得新一代的艦載戰鬥機可掛載更多武器裝備，實現更強打擊能力。英國方面由「海鷹」的232kg/m2增加至「飛龍」的292kg/m2，緊接著「海雌狐」將翼載能力提升至313kg/m2；法國方面則由「貿易風」的229kg/m2到「軍旗」的282kg/m2，而「超級軍旗」則進一步將翼載能力提升至396kg/m2。

2、動力從單發向雙發發展，動力更強勁，向超聲速方向發展

動力方面，英國「海毒液」使用單台離心式渦發動噴機，最大推力約為23.6kN；「彎刀」為提升動力性能採用了兩台渦噴發動機；而隨後的「掠奪者」使用了兩台動力性能更為優越的渦扇發動機，最大推力50.5kN；最新的「海鷂」則使用了單台Mk 106型渦扇發動機，推力可達95.6kN，且同一噴管可通過轉向實現垂直噴射和水平噴射。

由於艦載戰鬥機所用發動機的不斷更新換代，其最大平飛速度由亞聲速向超聲速的方向不斷發展。最初，英國「攻擊者」的最大平飛速度為950km/h（0.77Ma）；採用渦槳發動機后，最大平飛速度有所降低，大約為400~600km/h；但隨後「彎刀」和「海雌狐」採用了渦噴發動機，最大平飛速度分別躍升至1185km/h（0.97Ma）和1113km/h（0.91Ma）；現役的「海鷂」最大平飛速度進一步提升至0.97Ma。

法國「貿易風」在海平面上的最大平飛速度只有460km/h；隨後，「軍旗」最大平飛速度躍升至1099km/h；「超級軍旗」的最大平飛速度進一步提升至1180km/h；「陣風」M實現了超聲速飛行，其最大平飛速度在高空可達2200km/h（1.8Ma），在低空可達1390km/h。

3、作戰半徑實現大跨越，擁有更大範圍的制空制海能力

隨著動力裝置的不斷發展更新，英、法艦載戰鬥機的航程和作戰半徑也在不斷增大。英國「攻擊者」作戰半徑約為250km；隨後「海毒液」到「飛龍」的作戰半徑提升至大約300~350km；相比之下，「彎刀」的作戰半徑則得到了較大改進，提升至550km；隨後「掠奪者」進一步將作戰半徑提升至805~968km。法國艦載戰鬥機體積、重量更大，相比英國而言，其艦載戰鬥機也普遍具有更大的作戰半徑，從「貿易風」到「陣風」，其作戰半徑從600km逐漸提升至1759km。

4、起落裝置得到改進，提升機身穩定性和可操作性

艦載戰鬥機最關鍵的技術之一是對起飛和降落過程的控制，此過程中起落架的作用至關重要。英國二戰後的艦載戰鬥機中，「攻擊者」、「海鷗」、「飛龍」採用的是后三點式起落架；其餘型號除了「海鷂」以外，均採用的是前三點式起落架；「海鷂」則採用了前單輪起落架與后雙輪起落架結合的方式。法國二戰後的所有艦載戰鬥機則均採用的是前三點式起落架設計。

採用后三點式起落架的艦載戰鬥機在地面的運動穩定性較差，機身容易就地打轉，操作比較困難；而前三點式起落架的艦載戰鬥機穩定性較好，由於機身中心位於主輪前方，因為有助於阻止機身在滑行時原地打轉，著陸時更容易操作，飛機在甲板上行進時，機身與甲板面接近平行，飛行員具有更好的視野。因此，現階段英、法在艦載戰鬥機配置的均為前三點式起落架。

5、艦載武器導彈化，負載能力更加強勁，多功能化作戰能力更強

隨著作戰要求不斷提高，艦載戰鬥機需要能承載更多數量和種類的作戰武器。起初，艦載戰鬥機僅需掛載航炮、航空火箭和航空炸彈，以實現對空對地的打擊。隨後，為完成反潛任務，掛載武備增設了魚雷和深水炸彈。為了實現對空中目標的打擊，在「彎刀」上掛載了「響尾蛇」空空導彈，在「海雌狐」上掛載了「紅頭」和「火光」空空導彈。「海鷂」上則設有7個掛架，可掛載中距空空導彈、近距空空導彈、反輻射導彈、空艦導彈、炸彈、火箭、照明彈等其他武器設備。法國艦載戰鬥機武備發展與英國類似。

武器設備數量種類日益增加的同時，機身總重量又需要控制在一定範圍以內，以滿足更好的作戰機動性和更強的續航能力。在負載與機身重量比方面，英國艦載戰鬥機由「攻擊者」號的0.33逐漸提升至「海鷂」號的0.5。法國「軍旗」號為0.38，到「陣風」號時，該指標已提升至1.1。

6、電子信息系統搭載越來越豐富，探測感知、打擊能力越來越強大

隨著電子信息技術的發展，英、法艦載戰鬥機的航電系統、雷達設備也越來越先進。英國「海毒液」艦載機僅安裝有Mk.21搜索雷達，發展至「海鷹」時，機載航電系統已包含了歸航信標、無線電高度表、無線電、敵我識別器等設備。隨後，兩國艦載戰鬥機機載航電系統囊括的設備種類越來越多，其功能也越來越強大。如英國「海鷂」的航電系統中包含了「藍狐」多功能雷達，該雷達具備4種操作模式，分別為搜索模式、空對空操作模式、空對面攻擊模式以及孔徑模式。法國的「陣風」則採用的是集成模塊化航空電子系統，所使用的RBE-2雷達可同時跟蹤8個目標，能自動評估目標威脅程度，排定優先順序。從總體趨勢來看，歐洲艦載戰鬥機電子信息技術發展經歷了4個階段：20世紀40~50年代的分立式航空電子系統、60~70年代的聯合式航空電子系統、80~90年代的綜合航空電子系統、2000年之後的先進綜合航空電子系統。未來艦載戰鬥機綜合航電系統在考慮經濟可承受性的基礎下仍將向著更加綜合化、信息化、技術化、模塊化及智能化的方向發展，並且綜合航電系統的功能、性能以及可靠性、維修性、保障性、測試性和綜合效能也將不斷提升。未來飛機上的綜合航電系統將成為海、陸、空、天綜合立體網上的一個節點。

三、結論

1、艦載戰鬥機發展服從於航母發展

二戰後，由於「1952航母設計」計劃的資金短缺，英國轉而重點發展輕型航母，打算建造一種20000～24000噸的航母，能夠承載24～28架艦載戰鬥機。為了適應這種體積的航母，同時又提升作戰能力，所以研發了可垂直起降的「海鷂」號艦載機，如此就能省略彈射器和攔截索，跑道長度也能夠縮短，使航母體積得以縮小。

另一方面，法國重點發展中型航母，如「夏爾•戴高樂」號為核動力航母，標準排水量36600噸，可搭載各型艦載機40架。由於航母的承載能力更強，法國艦載戰鬥機的起飛重量普遍比英國艦載戰鬥機更大。但這些飛機囿於航母的排水量，最大起飛重量均不足20噸，與美國航母艦載機動輒接近30噸的起飛重量存在一定差距，也一定程度的制約了航母的戰鬥力。

2、艦載戰鬥機向遠航、久航、大負載方向發展

由於航母是作為脫離陸基戰機掩護的獨立作戰單位，因此艦載戰鬥機的航程至關重要。這直接關係到航母編隊本身的防禦圈大小和發動進攻時所面臨的威脅程度。在載重能力普遍越來越強的同時，英、法艦載戰鬥機遠航、久航能力也越來越強。如果要發展艦載戰術飛機，也必須充分考慮這幾方面性能。遠航、久航和載重能力都更好的艦載機更符合發展趨勢，其作戰效能和使用彈性都更大。

3、艦載戰鬥機的發展追求與空軍飛機的通用化

隨著艦載戰鬥機研製費用的大幅提升以及國防經費的普遍緊縮，歐洲艦載戰鬥機研製過程中均力圖實現各軍種飛機的通用化。在降低研製費用的同時，提升三軍的協同保障，以降低全壽期成本。如法國研製「陣風」飛機時，就綜合考慮了空、海軍最大可能的通用性，最終空軍、海軍飛機的結構和設備通用性為80%，系統通用性為95%，一型研製滿足了兩軍的需要，極大壓縮了成本。

F-35更是綜合考慮了空軍、海軍、海軍陸戰隊的需求，同時研發F-35A空軍型、F-35B海軍陸戰隊垂直起降型、F-35C艦載常規起降型，實現了三型飛機結構和設備的極大通用性，可同時滿足數十個國家未來艦載機的需求，初步預估市場潛力達2000余架，極大的分攤了研製採辦、後勤保障的成本，增加了可承受性。（藍海星：白旭堯 孫明月）