F-15战斗机

发展沿革

研制背景

二战结束后，美国政府和军方认为，未来的战争必将是一场核大战。

传统的空战机动变得陈旧过时，取而代之的是拦截。战斗机设计重点也发生巨大转变，转而强调核武器投射能力和防空截击能力。

1950年朝鲜战争爆发，美国空军的许多战斗机因强调大型化、多用途化导致机动性下降，在空战中不占优势。十余年后，随着美国全面介入越南战争，美国空军被迫在一个与想定条件完全不同的环境里作战。空军不得不使用机动性差的战斗轰炸机和北越的米格战斗机进行空中格斗，原来的拦截和核武器投射能力根本派不上用场。先进的空对空导弹不适应越南潮湿气候，故障频频，而越战初期多数美国空军战斗机就没有装备机炮，以至多次出现占据有利位置却不能击落敌机的情况。敌我识别也是一大问题，多起误伤事件之后，为了避免再次击落己方飞机或国际无武装飞机，美军又加上“目视识别”原则，从而使得第二代战斗机的优势几乎荡然无存。

美国空军自朝鲜战争后不久就取消了空战训练课程，飞行员普遍没有进行空战训练，导致空战能力下降。作为补救措施，美国空军开始给战斗机加装航炮吊舱应急。但这种吊舱射击精度不好，对机动性影响也大。后来美国空军又在新的F-4E上采用了内置机炮，取得了一定效果。在F-4E总计21个战果中，有7架是被航炮击落的。但这些飞机毕竟不是专用的空战战斗机，一线部队迫切需要一种真正的用于夺取空中优势的战斗机，因此F-15便应运而生。

建造沿革

1962年，美国空军展开了F-X（Fighter-Experimental）计划，1966年4月，美国空军指定麦克唐纳·道格拉斯、北美·洛克韦尔和费尔柴尔德·共和三家公司参与F-X计划竞争。在F-X计划进行期间，NASA作为技术发展研究的先行者，也在进行相关战斗机构型研究。研究工作主要在兰利研究中心进行。当时一共提出了4个方案，包括：LFAX-4（可变翼方案），LFAX-8（LFAX-4的固定翼方案），LFAX-9（双发上单翼方案）和 LFAX-10（和苏联米格-25外形相似的方案）。

1967年，兰利中心发布了它们的研究成果，即LFAX-8。1968年，在时任美国国防部研究工程局总监的约翰·佛斯特博士的促使下，正式要求NASA参与F-X发展计划。佛斯特认为，NASA提出的飞机方案使得F-X计划采用的先进技术更加具体化，同时可以作为厂家方案的技术上限；其次NASA及其解决问题的专业意见，有助于最大限度的减小F-X计划发展过程中的风险和问题。此后，NASA的4个方案被进一步深入研究。合作期间，各厂商设计团队相继访问NASA，针对其各个构型的优点、缺点以及技术成熟程度进行不断改进。最终，LFAX-4方案被格鲁门公司采用，成为海军F-14“雄猫”战斗机的基础。而LFAX-8方案，则给麦道公司设计团队留下了深刻印象，他们的设计方案选择了以LFAX-8为基础。事实上，这个方案已经具有后来F-15的部分特征了。这些特征包括：缩短动力组件长度以减轻重量；发动机安装位置前移以便平衡；采用水平调节斜板的发动机进气道，以便在大迎角下获得良好的进气性能；平尾安装在远远向后伸出的尾撑上，以获得更好的安定性和控制能力；发动机间距和整流罩经过优化设计，以减小亚音速巡航阻力。不过，麦道设计团队也对该方案进行了修改。由于空军更加强调高亚音速机动性，麦道的方案中机翼采用了前缘锥形扭转设计。而为了安装大型雷达天线（NASA的方案中机头整流罩太小），麦道综合考虑之后决定采用大型机头整流罩——尽管NASA为此*告说，这种整流罩会增大飞机超音速阻力。

1968年9月30日，经过长期争论之后，空军终于发布详细的F-X方案需求（RFP）。RFP指出新型战斗机应该具有低翼载荷、高推重比，在0.9马赫速度附近具有良好的机动性能；装备脉冲多普勒雷达，具有下视下射能力；足够的转场航程，可以无需空中加油自行部署到欧洲基地；最大飞行速度要求达到2.5马赫（不过，这一条要求只在理论上达到过：由于代价高昂以及复杂性，F-X/F-15在挂弹后速度被限制在1.78马赫）；单座构型；在空战时的重量要求不超过18144公斤；以及其它一些和疲劳寿命、维护性、可视性、自启动能力等相关的要求。

1968年10月24日，空军将F-X定名为ZF-15A。1968年12月30日，空军F-15系统计划办公室（SPO）已经收到麦克唐纳·道格拉斯、北美·洛克韦尔和费尔柴尔德·共和三家公司的投标方案，标价均为1540万美元。这三种方案并没有显著不同，只是北美和费尔柴尔德的方案均采用单垂尾设计。其中后者得到来自长岛的国会议员的大力支持——因为该方案如果中标将在长岛生产。

1969年12月23日，经过详尽的评估之后，美国空军系统司令部（AFSC）宣布麦克唐纳.道格拉斯所提出的设计方案在F-15计划竞争中获胜，成为该计划主承包商。

1970年1月1日，F-15发展合同正式生效，麦道开始进入全尺寸研制阶段。初始合同要求生产20架飞机用于工程发展，其中包括10架试验型F-15A和2架TF-15A（后改称F-15B）双座教练型，还有8架全尺寸发展型FSD飞机，全部是F-15A。由于麦.道曾经研制过“鬼怪”战斗机，F-15早期研制工作于其中获益良多。乔治·格拉夫被任命为设计小组负责人，负责工程研制工作。项目经理唐·马文则负责处理组织工作的实际问题，并确保项目进度。1971年4月8日，F-15评审工作最终完成。

1972年6月26日，第一架原型机YF-15A（71-0280，代号F-1）出厂。1972 年7月27日，麦·道首席试飞员欧文·L·保罗斯驾驶YF-15F-1从爱德华兹空军基地起飞，开始这只“雏鹰”的首次飞行。此次飞行持续时间50分钟，最大飞行高度3658 米，空速463千米/小时。此后，9架单座原型机（F-2/10）和2 架双座原型机（TF-1/2）相继试飞。

服役历程

美国

1976年1月起，美国内利斯空军基地的第1战术战斗机联队下属中队开始换装F-15A/B，担负战斗值班。

1977年，驻德国比特堡空军基地的第36战术战斗机联队换装F-15后开始具备初始作战能力。

1977年12月，驻新墨西哥州霍罗门空军基地的第49战术战斗机联队，成为第三个换装F-15的联队，主要担负战斗值班。内利斯基地的第57战斗机武器联队称为第4个换装F-15的联队，该联队主要担负高级训练、评估测试以及战术研究任务。

1978-1979年间，但由于发动机的原因，F-15大批停飞，交付推迟，造成严重后果。出厂的F-15一度没有安装发动机，直到F-100恢复生产才重新安装。第一批F-15A交付的时候喷涂着浅蓝色的空优涂装。但这种涂装方案很快就放弃了，由于西欧的天空却是浅灰色的，之后（在F-15E出现之前）所有的F-15全部换成了浅灰色的“罗盘幽灵”空优涂装。

1978年9月13日，驻荷兰索斯特堡基地的第32战术战斗机中队为了对抗苏联在欧洲的威胁，继美国国内部队之后，开始换装F-15A/B，该中队虽是美国空军部队，但受荷兰空军指挥执行北约赋予的作战任务。

1978年12月，美国佛罗里达州埃格林基地33战术战斗机联队也开始换装F-15。

1979年9月，F-15C投产并首先装备第18战术战斗机联队。此后，F-15C/D逐步取代F-15A装备一线部队。

20世纪80年代中期，美国第21混合联队（现改编成战术战斗机联队）开始换装F-15A/B。最后装备F-15A/B 的是战术空军司令部下属的4个战斗截击机中队（第5、48、57、318中队），但它们却为北美防空司令部执行防空任务。随着大批F-16A Block15进入战斗截击机中队服役，取代了F-15A的防空主力地位。

1987年8月1日，卢克基地的第405战术训练联队开始组建美国空军第一支F-15E训练部队—第461战术战斗机训练中队。1988月，该中队具备初始作战能力。

1989年10月，第4战术战斗机联队（现更名为第4联队）下属第336战术战斗机中队开始换装F-15E后开始具备有限的作战能力，1990年8月1日达到初始作战能力。此后又有三个联队相继装备F-15E。

1990年10月1日，第48中队撤编，此后美国本土再也没有一个装备F-15的一线防空中队。

美国空军F-15装备情况

型号 状态

F-15A 共365架，现役46架，损失46架，退役96架，出售15架，封存153架

F-15B 共59架，现役9架，损失6架，退役18架，出售8架，封存18架

F-15C 共408架，现役334架，损失52架，退役1架，出售20架，封存1架

F-15D 共62架，现役52架，损失5架，出售5架

其他

F-15基于其高昂的价格，除美国外，早期使用的国家只有以色列（F-15与F-15I）、日本（F-15J与F-15DJ）、沙特阿拉伯（F-15C与F-15S）等三国，之后逐渐有新加坡（F-15SG）等国家提出采购需求。另外还有以F-15E为基础，售予韩国的F-15K，这是第一个使用GE（General Electronic，通用电气）引擎的F-15，在这之前的F-15都是使用普惠（P&W，即Pratt and Whitey）的引擎。截止到2008年，除了韩国的F-15K外，为美国空军和其它外国客户生产的各型F-15都已经交付完毕。

国家 数量

以色列 F-15A38架，F-15B6架，F-15C16架，F-15D11架

沙特阿拉伯

F-15C46架，F-15D16架

日本

F-15J165架，折损8架；F-15DJ48架，折损3架

韩国 F-15K40架

新加坡 F-15SG24架

技术特点

机型结构

结构

F-15战斗机机身为全金属半硬壳结构，机身由前、中、后三段组成。前段包括头部雷达罩、座舱和电子设备舱，主要结构材料为铝合金。中段与机翼相连，部分采用钛合金件承受大载荷，约占此段重量的20.4%，前三个框为铝合金结构，后三个为钛合金结构。后段为钛合金结构发动机舱。锯齿形前缘的平尾为全动平尾，面积大，可满足高速飞行和机动需要。

机翼

F-15机翼设计采用切尖三角翼翼形，可以改善机翼结构、增大机内容积，同时可以使飞机在跨音速区的阻力增加变得更加平缓，飞机跨音速时焦点移动量也较小，减小了配平阻力。为了改善飞机亚音速性能并考虑重量、制造工艺和系统复杂性方面，F-15采用了无前后缘机动襟翼和前缘固定锥形扭转设计，前缘后掠45度，机翼相对厚度为6%/3%（翼根/翼尖），而没有采用当时已经得到普遍应用的前缘机动襟翼。

机翼采用高达3的展弦比，配合为5的根梢比，有利于推迟翼尖分离，明显减小了机翼诱导阻力；同时较大的展弦比提高了机翼升力线斜率，改善了机翼升力特性。同时展弦比增大，超音速零升阻力系数也增大，增大了跨/超音速的波阻。这个缺点，则利用强大的发动机推力和其它方面的设计来弥补。翼面积56.48平方米，下反角1°，安装角0°。机翼上仅有后缘高升力襟翼和副翼共4个操纵面。

机翼结构为多梁抗扭盒型破损安全结构，前梁为铝合金，后三梁为钛合金。内侧整体油箱的下蒙皮采用钛合金壁板，其余为铝合金机加工整体壁板。机翼前后缘、襟翼、副翼均为全铝蜂窝夹层结构。机翼的破损安全结构，配合承力蒙皮，只要有一根翼梁仍然完好，就可以支持飞机继续飞行，大大提高了飞机的生存能力。

材料

F-15垂直安定面和平尾均为硼纤维复合材料、钛合金抗扭盒和全厚度铝夹芯和硼-环氧复合材料面板构成的蜂窝壁板蒙皮，夹层结构。两者的抗扭盒为钛合金结构，前后缘为全铝蜂窝结构。方向舵采用碳纤维-环氧复合材料梁肋和硼-环氧面板和铝夹芯蒙皮。平尾和方向舵均可以左右互换。垂尾采用大展弦比、中等后掠角设计，前缘后掠角37°，外倾2°，高度较大，大迎角下可以明显改善飞机的航向稳定性，从而保证F-15可以有效的进行大迎角机动。平尾为大后掠全动低平尾设计，前缘后掠角50°，具有前缘锯齿和翼尖斜切设计。

座舱

飞行员座舱为了提供良好的视界而使用整体风挡，座椅位置也安排得较高，飞行员几乎1/3个身子露在机身外，使得飞行员具有上半球360度环视视界，正前方下视角达到15°。

进气道

进气道外侧有凸出的整流罩，从机翼根部前缘向前延伸，大迎角下可以产生涡流，推迟机翼失速和提高尾翼效率，相当于边条翼，但由于整流罩前缘半径较大，具有较大吸力，气流不易分离，其效果不如边条翼好。整流罩结构经过机翼向后延伸，形成尾部支撑桁架（尾撑）结构，除了提供尾翼安装空间外，大迎角下还能产生一定的低头力矩，改善飞机的大迎角性能。

单块减速板位于机身背部，最大开度35°，可以在任何速度下打开，并不会改变飞机的俯仰姿态。F-15的尾部采用双发小间距布局，减小了飞机阻力。

动力系统

F-15战斗机早期装两台普·惠公司F100-PW-100涡扇发动机，1991年后换装推力为129千牛/级的F110-GE-129或F100-PW-229涡扇发动机。普拉特.惠特尼研制的F100-PW-100发动机单台静推力65.2千牛，加力推力高达11340千克，为F-15的优越性能提供了坚实的基础。这是一种轴流涡扇发动机，涵道比0.7，双轴3级风扇+10级高压压气机+2级涡轮。该发动机设计相当先进，推重比7.8，可以左右互换安装，在理想条件下拆卸时间只需要20分钟。

低阻力的保形油箱（Conformal Fuel Tanks，CFT）是特别为C/D型研发的，装设在两边进气道外侧，主翼下方的位置，可以装载约约3,200升的油料，这个装置使得F-15能够减少空中加油所需的时间，因而增加其在战场上执行任务的时间，有助于其全球部署行动。

机载武器

F-15战斗机有六个翼下挂点、四个机身外侧挂点、一个机身中线挂点，总外挂可达7300公斤，F-15的主要武器是AIM-7空空导弹、AIM-9空空导弹和AIM-120空空导弹等，其中进气道下方外侧可以挂载AIM-7和AIM-120，机翼下的多功能挂架可以挂载AIM-9和AIM-120。还可以挂载美国空军各种航空炸弹，包括自由落体核弹，以及2,000千克GBU-28碉堡穿透炸弹。辅助武器为右侧进气道外侧安装的一座M61A1火神机炮。

F-15搭载有自动化的武器系统与手置节流阀与操纵杆（Hands On Throttle And Stick，HOTAS）的设计，让飞行员只需使用节流阀杆和操纵杆上的按钮，就可以有效地进行空战。而所有的设定与视觉导引都会显示在抬头显示器上。

航电系统

F-15战斗机具有多功能的航电系统，包含了抬头显示器（Head-Up Display，HUD）、超高频（Ultra-High Frequency，UHF）通讯、战术导航系统与仪器降落系统（Instrument Landing System，ILS），休斯公司的AN/APG-70（C/D型）或AN/APG-63（A/B型）火控雷达，AN/ASN-108姿态/方向参考系统，AN/ALQ-119电子干扰吊舱，AN/ARN-118塔康系统，AN/ASN-109惯性导航系统，AN/AWG-20火控系统，AN/ASK-6大气数据计算机，CP-1075/AYK中央数据计算机等。

F-15的AN/ASN-109惯性导航系统（INS）可以在全球任何位置为 F-15 提供导航。它可以和AN/ASN-108姿态/方向参考系统一起综合提供飞机的实时位置、俯仰/滚转、姿态、航向、加速度和速度等相关信息。电子战系统可以同时提供威胁告*以及对选定的威胁实施电子对抗。拖曳诱饵则是作为传统雷达干扰手段的补充，用于对付现代雷达制导导弹——该诱饵可以模拟敌方雷达信号，诱使制导头锁定自己而非飞机。

F-15的多功能脉冲多普勒雷达可以向下俯视搜索目标，利用多普勒效应能避免目标的讯号被地面杂讯所掩盖，可以追纵从视距外到近距离、树梢高度的小型高速目标。目标反射的雷达讯号会传到中央电脑，在近距离缠斗下，雷达可以自动捕获目标，并将目标资讯投射到抬头显示器上。战术电子战系统（TEWS）、敌我识别器（Identification Friend of Foe，IFF）以及电子反制（Electronic CounterMeasure，ECM）装置提供威胁来源的*告，并且自动进行反制。平显和双杆操纵系统（HOTAS）中抬头显示器会显示出由航电系统整合提供的飞行相关资料，它可以在任何飞行环境下判读，提供飞行员飞行、追纵及猎杀敌机或其它目标的必要而即时的资讯，而不需要低头看座舱内的仪表，大大减轻了飞行员搜索、跟踪、攻击目标时的操纵负担，并简化了操纵程序。

F-15A加装的是AN/APG-63全天候多模式雷达系统。APG-63雷达工作在X波段，探测距离远，具有下视下射能力。探测信息自动送往中央计算机，并和计算结果一起实时给飞行员（通过平显和下显）。APG-63具有多种对空工作模式，可以根据不同的搜索方式或选择的交战模式来选择不同的脉冲重复频率（PRF）：远程搜索，使用中/高PRF，根据飞行员选择的搜索距离（18.5至296千米）确定PRF，以期获得较好的迎头和尾追搜索效果；速度搜索，使用高PRF，专用于迎头高速接近的目标；近距搜索，使用中PRF，用于格斗时为响尾蛇导弹和航炮提供数据，具有16、32、64千米三种探测范围，可以跟踪多个目标。作为以上三种模式的备份，APG-63还有一种非PD模式，使用低PRF，只能提供上视能力，因为非PD模式无法过滤地面杂波。此外，APG-63还有多种提供特殊功能的模式，包括：信标模式，用于向空中飞机的敌我识别系统（IFF）发射询问信号；手动跟踪模式，作为自动跟踪模式的备份；被动模式，用于监测外部雷达辐射信号，同时自身只发送微弱脉冲，以尽可能减小自我暴露的可能性；地图测绘模式。

1973年，APG-63雷达投入使用。1979年，该雷达装备了可编程信号处理器，这是其首次在机载雷达上应用。这使得系统通过软件编程就可以适应新的战术、使用模式以及武器系统，而无需进行大规模硬件改进。1986年，APG-63停产，共生产大约1000台，装备所有F-15A/B型和早期F-15C/D型。但是APG-63并不完善。其平均维修间隔时间（MTBM）不到15小时。对该系统的航线可更换件（LRU）的技术支持日益困难。原因之一是很多部件采购困难，而采用新技术部件则往往要求重新设计系统而被迫放弃。另一方面，持续恶化的可靠性影响了飞机的部署。如果航空站没有二级维修能力，就无法对雷达故障提供技术支援。此外，由于设计时的局限，APG-63事实上没有多余的处理能力和存储能力来升级软件，应付日益增大的威胁。为此，从F-15C/D后期型开始换装APG-70雷达。

APG-63（V）1则是针对APG-63缺点所做的重大改型，在可靠性和可维护性方面有了明显提高，以满足用户要求。作为美国空军雷达换装计划的一部分，APG-63（V）1将取代APG-63装备F-15C/D，以保证美国空军雷达方面的优势。（V）1系统更换了发射机、接收机、数据处理器、低压电源和信号数据转换器。在系统能力增强的同时，可靠性提高了近10倍，MTBM达到120小时。

性能数据

参考数据

乘员 1人（A/C） 2人（B/D/E）

长度 19.45米

翼展 13.05米

高度 5.65米

机翼面积 56.5平方米

空重 12973千克

最大起飞重量 30845千克

动力系统 2×F110加力涡扇发动机

加力推力 2×129千牛

载油量 6103千克（内部油箱） 9818千克（外挂3个副油箱和2个保形油箱）

载弹量 10705千克

最大飞行速度 2.5马赫

实用升限 19800米（A/B/C/D型） 15000米（E型）

航程 5745千米（带保形油箱） 4631千米（不带保形油箱） C型5556千米（携带适型油箱与三个外挂副油箱）

E型在携带适型油箱与三个外挂副油箱可达5741.2千米，只携带副油箱时为4444.8千米

作战半径 1967千米

爬升率 254米/秒

翼载荷546千克/平方米

推重比 0.85

限制过载 ﹢9/-3G

起飞滑跑距离 274米（截击）

着陆滑跑距离 1067米（截击，不用减速伞）

续航时间 5小时15分（无空中加油） 15小时（空中加油）

总体评价

F-15战斗机是世界上第一种成熟的第三代战斗机，在设计之初便强调高推重比、低翼载荷，它的设计思想是替换在越南战场上问题层出的F-4战斗机，并要求对1975年之后出现的任何敌方战斗机保持绝对的空中优势。针对夺取和维持空中优势而诞生的F-15战斗机，设计之初要求其“没有一磅重量用于对地”，但1986年诞生的F-15E证明了F-15在对地作战中也有非常不错的表现。总的来说，F-15是一款极为优秀的多用途战斗机。

美国宣称直到2000年，F-15在空战中，总共缔造了104架击坠纪录而未被击落。

电影

1984年推出的科幻卡通动画《变形金刚》

1996年的《独立日》

《空军一号》（Air Force One）中

日本特摄电影哥吉拉系列、卡美拉平成系列

2004年日本特摄电影超人力霸王THE NEXT中

2005年的《世界之战》（War of the World）一片中

俄罗斯的《幻影一号》中

2007日本电影“午夜鹰”中

2008年日本科幻特摄大电影《大决战！超奥特8兄弟》一片中

2012年日本动漫《Fate/Zero》第二季

2012年8月15日，《R2B：返回基地》。