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dasha
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 Posted - 01/16/2017 : 09:02:59
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這是三篇整合,還是一樣大家來幫忙抓錯.
又到定時發表東西的時間,本來想講些命理與宗教的,想想這邊朋友大部分是軍事圈,ACG自己又看得很偏,來談談軍事吧.
說台灣應該買VTOL戰鬥機的聲浪一直不斷,因為機場太容易被攻擊,可以分散佈署不需要跑道的VTOL戰鬥機才能存活.真的是這樣嗎?
其實北約在1950年代後半到1960年代前半,也對這種垂直起降戰鬥機與攻擊機很有興趣,但後來等於只留下有展示單位性質的皇家空軍佈署,不然就是上全通式甲板航艦,其關鍵在最早進入可服役階段的P.1127/Kestrel測試結果,以及石油危機.
石油危機讓大家都沒錢這點可以理解,但問題還不只是在買飛機沒錢而已,VTOL的分散佈署更是可怕,就是當年的測試中發現,飛機分散佈署的話,有些在大機場中可以共用的設備,在分散佈署地就必須每個地方一套,便宜的彈藥車油料車就罷了,大修用的高級廠房以及油庫都這樣搞才讓人吐血,一個機場上百架飛機你可以只有一兩組這種設備,分散佈署變成需要上百組?!然後相關地勤人員也會因此成長為百倍?!
本來大家認為麻煩的大設備可以擺在機場,分散佈署的飛機定時或輪流回大機場大修就好,但Kestrel測試結果,戰術上不可行,接下來一打算盤,看看要花多少錢,美國陸軍空軍與德國空軍就放棄VTOL戰鬥機的構想,甚至連皇家空軍都差點要抽腿,只是終究要支持自己國家的航太工業......
當時Kestrel在北約各國組成的聯合評估單位中,測過不少東西,包括最高到20度角的滑跳台與地面測試,以及一般軍艦後方甲板起降操作等,很多現在的人會提出的構想,其實當時都做過,然後就沒了.
VTOL分散佈署的缺點其實很多,還有像酬載與作戰半徑遠遠不足,以及爬升起飛耗時非常多,不管怎樣的作戰模式,以台灣為例,傳統戰鬥機在發現敵機才起飛,敵機到海岸線前已經有機會起飛2波,甚至是1~2波到達攔截作戰高度,但VTOL戰鬥機卻要等敵機丟完炸彈回到福建海岸線時,第一波才來得及到達作戰高度......生存性高?或許,但達成任務的可能性等於或低於任何型態的傳統機場作業,才是事實.
而且小弟看到1970年代前半的資料時,不少批評針對的是測試過程的高失事率......後來介紹AV-8的資料,都會強調實際作業多安全之類,那個其實是洗白測試時期的紀錄.
STOVL在這方面相對好一點,至少起飛爬升不會慢到連馬後炮都打不到的地步,所以JSF時代,要求的就不再是VTOL,而是STOVL.
瑞典的公路機場其實也是相關但很容易被誤會的問題,下次有機會再來談談.
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10月提過VTOL戰鬥機不好用的原因,在於分散布署後的人力設備重複量太大,運作成本高升到難以接受,只有航艦合用,所以北約1960年代的VTOL戰機熱,在1970年代就退燒.台灣還有人迷信這個,基本上是因為沒有成立實際單位測過,否則會計與戶政單位都會出面阻擋.
那麼,STOL或水上飛機呢?還有瑞典瑞士那種公路機場呢?這就是可行性比較高,但也只能說是比較高的方法.
講STOL之前,其實要先提一下定義,現在F-35B的STOL定義,基本上是250公尺跑道起降,當然垂直降落不需要這麼長.但是過去的時代定義就不一定這樣嚴苛,比方瑞典以前是起降800公尺,加上考慮降落誤差,跑道需求甚至可以拉長到1200公尺......
當然,1950年代像F-104/105這種傢伙,跑道一要2000~3000公尺,800公尺真的是很短了,只是拿到現在大家大概都會說"你在開玩笑嗎?"
另一方面,也不是過去的要求都很長,短得很極端卻又明確不是VTOL的也有,前年在日本買到書,看到PS-1研發團隊寫到當年的資料,為了在最大5級浪(蒲福風級)條件起降,5級浪的起飛距離只能略大於90公尺,以免一直浪間上上下下拉不起來,還會影響機身結構,雖然這時海浪可以帶來類似滑跳甲板的效果,但100公尺以內,其實是比Harrier的要求還要嚴苛......
其實STOL的定義,廣泛的話,可以採用當代類似機種如F-35B的數據當基準,但個案分析最好是看當事國的需求.偏偏要討論台灣需求的話,老實說,根本不知道台灣是怎麼分析的......
北約或瑞典瑞士在這方面就有分析,原則上是估計機場被空襲時的跑道破壞狀況,推斷可以剩下多少長度的跑道供利用,不然就是F-35B這樣,先確知能用的航艦跑道只有多長......
當然,這種分析有很多的機率要素,實戰經驗不多的情況下,你很難確定分析是否準確,但VTOL既然已經在人力財力雙方面被否決,這種風險就難以避免.
瑞典本身是STOL與公路機場發展的良好範例,不過狀況不像外界想像得那麼好就是......
1958年的BAS60計劃中,瑞典計劃建立70個分散基地機場,其中46個是常用的,每個基地使用時都要1,200~1,500人.但實際上瑞典沒那個人力與財力,1970年代就縮水成24個基地與16支部隊(相當於常用機場數),而1987年冷戰將結束時,實際用的是11個單位與12個基地;把一些變成或直接算是民航機場的地方加起來,也只做了18個基地.
而民航機場當然不可能像宣傳用的機場那樣隱秘化,不然誰找得到登機地點?外界印象深刻的那種公路機場,實際上只有1.5~2個而已,其他基地就算沒有像民航機場那樣飛機都暴露在外,但也不是台灣看不到的設計.倒是50個完成的強化戰備跑道,規模不算小.
但瑞典的優勢是他們的戰鬥機是自己設計的,不像瑞士或台灣靠外購,然後又不是VTOL機,一些檢測設備裝在飛機內帶來的呆重不會讓飛機飛不起來,所以在分散部署上,就比台灣有利.
至於500~800公尺的起降距離需求,會不會太寬鬆呢?雖然瑞典對SAAB-37與JAS-39的起飛需求,都有掛2枚大重量的反艦飛彈,與其他國家宣傳短場起飛只掛少量對空飛彈的情況不能比,但相信瑞典人其實也是會覺得太鬆了.
只是,太嚴的話,技術上會不可能,瑞典從SAAB-35以來的戰鬥機,都不以運動性著稱,以至於作戰構想是以最前線的那2個公路基地的飛機當誘餌,然後以其它基地起飛的攔截機,特別是北方基地的戰鬥機,從側後方對付那些抓住誘餌機的敵機,而優先採育的資料鏈,也是在這種地理環境與構想下成立的.
台灣雖然自己做了IDF,但因為設計小組當年經驗不足,考慮不周詳,需求可能也很模糊,IDF的降落距離相對於瑞典飛機長得一塌糊塗,這方面也不如瑞典.
不過在分散的戰備跑道方面,瑞士台灣其實也都做得不錯,當然台灣幾十年來高速公路戰備跑道測試真的很少,真要用到戰備跑道時,會不會發現裝備東缺一個西缺一個到時不能起飛,是個問題,但這不是基地建設的問題了.
真要說台灣操作STOL機,其實環境是在的,但是外購裝備不能符合需求,自己研發的到現在也還是不符需求,還有當過兵的人都知道的問題,很多東西平常你沒驗證,甚至就壞掉了,像戰備跑道大度路變成飆車聖地,最後用一堆水泥到處卡住,也堵掉了當戰備跑道的可能性......
最重要的,台灣有沒有評估,自己要STOL的話,跑道長度要多少才合理?而為了起降性能你要在其他方面做多少妥協?沒有評估能力,基本上是台灣國防的嚴重問題,當然你要國防大學的教授去算可以,但很多事情只靠理論計算並不夠,還要實際操一操驗證才知道會在哪些地方有疏漏.仰賴美軍替你評估,你就永遠只能做人家的小弟......
當然你買VTOL/STOVL機,就不用評估跑道長度,而現在也有F-35B這個機種存在,號稱買VTOL實際上當STOL應用,也是可以,但其他方面的性能可以符合需求嗎?
至於多年來一直在傳的AV-8,小弟必須說,即使裝了AIM-120,以這傢伙的中高空爬升速度,J-8大概就能來去自如不怕被打下,因為高度差太大;如果沒有AIM-120這類BVR武器,靠機炮與WVR飛彈,甚至攔截Tu-95或轟六都要一點運氣,你爬到人家的高度耗時太多,人家已經回家了......更不用說AV-8系列停產多年,零件是問題,推力也是問題.
要用AV-8,中高空變成完全要放給防空飛彈去攔截,這是早年Sea Harrier面對的質疑,雖然後來Sea Harrier證明其攻擊能力與飛彈缺乏的低空防空能力價值,但台灣不是英國特遣艦隊,不能跑,碰到雷達波異常狀況,飛彈網就會出現難以彌補的漏洞......還不用說上次估算過的J-20匿蹤性問題,看來J-20的匿蹤性是足以突破台海飛彈網,戰鬥機的重要性就升高了.
F-35B沒有這麼大的問題,但其空戰性能是否足以應付需求?F-35A會不會反而更有效?考慮到F-35B的要求結構荷重僅7G,平時操作顧慮使用壽命甚至要壓低到5.5G,與9G的F-35A差距並不小,這些評估都是要做的.
當然你可以說幾年內排不到我們買F-35系列,也沒有F-35以外的新貨可以買,除了自製戰鬥機以外,不用評估......但這就是台灣現在國防上的嚴重問題,戰略設定與評估能力欠缺.
水上飛機則有其他技術問題,下次再講,雖然這次已經帶到一個頭了......
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VTOL戰機大量分散部署行不通,VTOL/STOL戰機密集部署效果又無法評估,導致漢光演習空軍房間長官因為無法做事睡成一團,所以還有人想到的就是水上戰鬥機.只是,這種東西技術難度反而比VTOL更高......
水上飛機直到二次大戰都很風行,一來是日德蘭海戰有水上飛機協助炮戰觀測,皇家海軍給的評價很高;二來是殖民帝國的海外小島要建機場有時會有實質困難,水上飛機簡單得多,甚至連水上機母艦都比航艦要容易造;三來華盛頓海軍公約限制航艦數量,但對水上機母艦沒有多加限制.
但是水上飛機不管是外掛浮舟,還是把機身當成浮舟,追加的重量,以及浮舟部分不可能符合氣動力,都不是說笑的.1910~1920年代的飛機結構大部份太脆弱,容易在高G或高速時解體,水上飛機為了緩解降落時的衝擊而特別加強的結構,還算讓早期的水上飛機可以靠俯衝或高G挽回速度高度劣勢,甚至出現像Fairy Flycatcher這種兼具戰鬥/轟炸/魚雷/航艦/水上機的多用途能力名機.
但是進入1930年代,不需要擔心結構問題後,水上戰鬥機就沒有多少優勢了.更糟的是1940年代戰鬥機重量快速增加,從過去空重多半僅2~3噸,一下就衝到快5噸,作戰重量到了噴射機時代甚至衝上10噸,大概10年內戰鬥機重量增為3倍,浮舟想提供同樣的浮力,體積也要3倍......很多意義上都不可能.
尤其飛機的動力系統,水的密度大概是空氣的800倍,螺旋槳高速下撞到可不得了,保證受損,噴射引擎吸入過多的水也會無法燃燒,海水的鹽分還會卡入噴射引擎內部加速磨損,早期噴射引擎使用壽命本來就不長,再磨損下去,飛一次就換引擎,那誰都受不了.
所以,水上飛機不僅要保證能靠浮舟浮在水上,還要保證動力系統遠離水面,這就造成機身正面的截面積奇大,不然就是外掛浮舟體積大道與機身差不多,甚至比機身還大,這不只對戰鬥機無法接受,甚至到了1950年代後半,連運輸機轟炸機都無法接受,1960年代看到的就是一堆水上飛機計劃通通失敗.
另一方面,二次大戰美國大造航空母艦,總計近200艘,這讓一次大戰後因為航艦不足讓水上飛機風行的軍事因素不復存,殖民帝國崩潰則讓殖民帝國保護偏遠小島的政治需求消失,因此維持水上飛機運作的水上機母艦退役時遇缺不補,水上飛機也只好龜縮到少數還能用的利基市場苟延殘喘.
因此,還想要水上戰鬥機的單位,比方匿蹤專題提到JSF計劃時帶過的美國海陸,就挑另一種方式,以類似滑板的方式進行高速起降的XF2Y.
基本上低速與海象平緩時,海水比較不容易濺上機背,麻煩的是高速起降過程,因此滑板只要起降時能拉得夠遠,等到飛機速度降低時收回,挑選海象平緩地區降落,理論上就沒問題.
可惜一測試就發現問題,滑板形狀要怎樣才能保證起降穩定?換了6種,沒一種滿意,因為問題不只在滑板,還有地面效應;引擎進水問題比想像嚴重;最後是結構強度問題,搞到飛機空中解體,計劃就搞不下去了.
雖然1970年代還有總結教訓,提出把引擎拉到垂直尾翼的案子,但這個就連試飛都沒做.
相對於戰鬥機,運輸機類的好搞一點,因為浮舟空間可以拿來裝貨,整架飛機密度保持夠低就好,當然這帶來的另一個問題,比同樣運輸量的飛機大一兩圈,也就是買小巴士卻只有小轎車容量這個貴的問題,還是難搞......
不過水上飛機如果只有貴,那就是上上大吉了,問題就在不止於此.早期水上飛機建議起降浪高是0.5~1公尺海面,超過這水準叫做特技表演,高手可以拿來吹噓自己功力,好孩子不要學會死人......
1公尺浪高聽來很高?小漁船至少要能在2公尺浪高運作,3~6公尺去冒險的漁民都很常見,軍艦武器至少要在浪高4公尺以下環境正常運作,浪高5.5~8公尺以下都要能穩定航行,而台灣冬天的天氣稍冷一點時,就這浪高......水上飛機比起來根本遜爆了.
當然有人不滿意這點,要改進,但是飛機動力系統要高於浪高這一點就很頭痛,另一點就是接近地面時的地面效應,可以增大翼下壓力增加升力,但也會讓飛機離地時因升力降低而產生類似吸力的假想力,海浪高度會變動就帶來這種週期性的升力吸力變化,不是高手你會變成根本飛不起來......
本來水上飛機的優點,就是跑道長,不受限於陸地上常常有一堆建築與抗議人群,妨礙你機場跑道長度的問題,但要在稍微差一點的海象起降,你反而只能利用一個海浪的波長之間距離起降,超過這距離地面效應帶來的影響就很可怕.
結果,在STOL起將距離只要求500公尺的時代,為了在2公尺海象環境安全起降,日本的PS-1(US-1/2)開出100公尺起降需求......為了不要短場起降去做水上飛機,最後要求的短場起降能力反而更嚴苛好幾倍,本末倒置莫此為甚.
同樣是地面效應問題,翼地效應載具也都是死在這,因為升力持續變化造成飛行嚴重不穩定,所以控制姿態的水平尾翼,搞到比主翼還大,控制力矩還是不夠大,不時出現機鼻整個插入水中的大角度俯衝......裡海怪物始終都只是怪物沒得服役,也就是這原因,根本不安全.
所以,水上飛機與翼地效應載具,現在變成只是男人的浪漫...... |
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MistOfWar
路人甲乙丙
USA
1511 Posts |
Posted - 01/16/2017 : 13:56:24
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quote:
1958年的BAS60計劃中,瑞典計劃建立70個分散基地機場,其中46個是常用的,每個基地使用時都要1,200~1,500人.但實際上瑞典沒那個人力與財力,1970年代就縮水成24個基地與16支部隊(相當於常用機場數),而1987年冷戰將結束時,實際用的是11個單位與12個基地;把一些變成或直接算是民航機場的地方加起來,也只做了18個基地.
如果1958年人力需求是1200~1500人， 以2016的科技需要多少人？(我只能靠想像的一下， 例如發電，通訊設備等需求人力， 應該會比1958年少， 飛機的維護人員數量應該也是減少的)。
我在其他的欄目有說， 台灣現在推行國民兵計劃， 我認為像這種單位就很適合。 (平常要訓練， 定期集結， 戰事初期就能立即投入， 而且對戰局有影響力)
台灣好像有不少廢棄的飛行場， 只要人力與支援裝備能到位， 給F-35B用應該不成問題。 |
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kumachan
路人甲乙丙
Taiwan
3832 Posts |
Posted - 01/16/2017 : 16:49:21
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VTOL部分大概不需討論,人類目前科技無法做到不嚴重影響性能.
STOL(不求VL)就看看未來新一代標準要訂在哪.
話說1990年F15SMTD短場起降高機動試驗機 最短降落跑道要500M....
冷戰標準用公里為單位時,那樣就算短.
但以現在標準這算哪門子短場,都F35B最大重量短場降落的2-3倍了.
所以標準也隨時代一直變化.
用現代科技減少降落誤差也很重要.
新一代戰機甚至該發展自動降落,或從航電就得到輔助. |
Edited by - kumachan on 01/16/2017 17:04:39 |
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ki1
路人甲乙丙
5871 Posts |
Posted - 01/16/2017 : 19:05:39
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| STOL和海上機動機場配合使用或許是兼顧維護與機動性的方式? |
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