F-14“超级雄猫”21(Super Tomcat 21,ST21)与 ASF-14“超级雄猫”:从未实现的战斗机
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很多年前认识一位小朋友,他就特别喜欢F-14,只是他并不太喜欢现实中的F-14,而是喜欢动画片中的F-14。他所说的动画片就是《太空堡垒》。别说他喜欢,我也喜欢。不知有多少朋友是因为《太空堡垒》喜欢上F-14的。
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当F-14“雄猫”战斗机于2006年退役时,许多这款“变后掠翼”战机的狂热粉丝都感到非常惋惜,因为在他们看来,“雄猫”本应该还能够并且完全值得再服役几年。如今,F/A-18E/F“超级大黄蜂”已成为21世纪美国海军的中流砥柱,而它的历史可以追溯到A-12舰载攻击机项目的取消。在经历了巨额成本超支、机体重量增加以及严重延误之后,时任国防部长迪克·切尼(Dick Cheney)叫停了这一未来感十足的舰载攻击机项目。这一决定在未来海军的战机需求满足上留下了一个“巨大的真空”。
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中途夭折的A-12“复仇者II”攻击机概念图。A-12旨在取代A-6“入侵者”攻击机的角色。
1991年,冷战刚刚结束。随着苏联威胁的消失,国会开始讨论那些在几十年冷战期间被激进开发的高风险国防项目,并认为这些项目已不再具有现实意义。要求“和平红利”的呼声日益高涨,国防预算也随之开始缩减。随着A-6E TRAM“入侵者”的退役日期临近,加上A-12项目取消所留下的空白,各大军火制造商开始抛出利用现有平台进行设计改进的构想。他们希望通过采用“现成”的设计,国会让外界看到这类产品具有较低的风险,并且能够由于使用经过验证的平台而压低成本,最终批准采购。
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从前往后依次为:EA-18G“咆哮者”、F/A-18F“超级大黄蜂”和F/A-18E“超级大黄蜂”。“超级大黄蜂”系列被选为21世纪美国海军航空兵的主力。
与此同时,NATF项目(相当于美国空军的先进战术战斗机项目)正在推进中,但其开发成本和时间表预计将非常庞大,结合A-12“飞翼”项目的遭遇,很显然我们需要一些更简单、低风险的设计概念。这种设计理念随后在F/A-18E/F“超级大黄蜂”的开发和采购中证明了其成功性。尽管如此,在某些人看来,该项目是用在了一架错误的飞机上。这并不令人意外,因为早在20世纪80年代就已经出现了对F/A-18“大黄蜂”设计的抵触情绪——在这些人眼中,“大黄蜂”在执行攻击机职能时不如A-6“入侵者”出色,也无法像F-14“雄猫”那样作为“空中掠食者”进行战斗。
超级雄猫21概念
“超级雄猫21”(Super Tomcat 21)的概念源于A-12项目结束后格鲁曼公司(Grumman)此前提出的一项名为“快速打击雄猫”(Quick Strike Tomcat)的方案。“快速打击”旨在通过为现有的F-14配备先进的导航设备和类似于美国空军LANTIRN系统的目标指示吊舱,来提升其作战能力,同时增强F-14D(由早期版本的AWG-9雷达发展而来)所配备的APG-71雷达对地攻击模式,并使其具备携带更多像AGM-84E SLAM和AGM-88 HARM这类防区外武器的能力。相比于先进但昂贵的A-12,“快速打击”更多地被定位为一种更廉价的“入侵者”替代品,但在当时被认为缺乏相对于现有F-14B和D版本足够显著的技术飞跃。此外,当时有传言称麦克唐纳-道格拉斯(McDonald Douglas)公司正在研发一种廉价的新一代“大黄蜂”设计,这也进一步降低了外界对“快速打击”概念的兴趣。
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装备了夜间低空导航与红外瞄准(LANTIRN)吊舱的F-14“雄猫”战斗机在完成一次成功任务后,正准备进入降落航线。该战斗机隶属于第102战斗攻击机中队(VF-102)“响尾蛇”,当时部署在“约翰·F·肯尼迪”号航空母舰(CV 67)上,以支援“南方守望”行动。
随后,“快速打击”(Quick Strike)概念成为为F-14机队配备LANTIRN瞄准吊舱的推动力。事实证明,这项性能提升是美国海军航空系统司令部(NAVAIR)对现有平台做出的最佳投资之一。原本专注于防空任务的“雄猫”在20世纪90年代末变成了首选的战术轰炸机,并在21世纪初成为了被称为“前线空中管制员”(FAC)的角色。
性能提升
如果得以实施,“超级雄猫21”(Super Tomcat 21)将是对F-14设计的改装,它将配备GE-F110-129发动机。该发动机提供的推力将使“雄猫”具备超音速巡航能力(在不使用加力燃烧室的情况下达到1马赫以上的速度),并能以1.3马赫的速度持续飞行。此外,该喷气机还将配备改进的APG-71雷达、经过修改和扩大的操纵面,以及可容纳更多燃油并提高低速飞行时操控性能的机翼前缘根部延伸面(LERX)。直接集成到全新数字飞行控制系统中的推力矢量喷管也是可选的升级方案之一。这些改装将赋予这架“飞机”超级机动性、稳定的加速能力以及长时间的高速飞行能力。除此之外,超音速巡航与增加的内部燃油容量相结合,将使“超级雄猫”拥有比以往版本远得多的作战航程。该战机还可以携带瞄准和导航吊舱,从而提供真正的多用途作战能力。而在座舱盖方面,将增加一块全新的单片式风挡,以提供好得多的前方视野。
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拥有超巡能力的GE-F110-129发动机。
随后,还有一个性能经过优化的攻击版本,被称为“攻击型超级雄猫21”(Attack Super Tomcat 21)。从航电系统的角度来看,该机相比其前辈有了显著提升。攻击型前视红外(FLIR)设备和地形跟踪雷达被放置在机身下方原本挂载“不死鸟”导弹的挂架上。红外搜索与跟踪系统(IRST)以及电视摄像机系统将被安装在类似于F-14D的TCS/IRST吊舱的机鼻吊舱中。飞机的座舱航电系统得到了升级,配备了能够投射FLIR导航图像的新型宽屏平视显示器(HUD)。更先进的攻击型超级雄猫21方案中还纳入了全新的任务计算机和升级后的自卫系统。“超级雄猫21”和“攻击型雄猫21”被设计为既可以通过对现有F-14机队进行重新制造(改装),也可以通过生产全新飞机来实现的概念。
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F-14A“雄猫”战斗机座舱
根据一位曾参与“超级雄猫21”方案的格鲁曼资深工程师的证言,他表示“超级雄猫”的设计堪称惊艳。凭借推力矢量技术和更强劲的发动机,其在低速下的操控性能将实现飞跃,并能在单次任务中覆盖以往任何战机设计都无法企及的广阔作战半径。这位后来在其他“承包商”麾下参与过各大主力战斗机项目的工程师断言,直至今日,超级雄猫的机动性能以及它在不依赖远程加油机资产的情况下独立作战的能力,依然是其他战斗机所无法比拟的。他确实提到,在俄罗斯最新型号的“侧卫”系列战机上出现了与“超级雄猫”相似的概念——尤其是推力矢量特性和庞大的机内载油量,但在他看来,这些设计依然无法与“超级雄猫”相提并论。
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俄罗斯最新“侧卫”系列战机中应用了“超级雄猫21”的若干概念。
“超级雄猫21”提议的改装方案包括:
采用F110-GE-129 涡扇发动机,单台推力达 29,000 磅(其同类改进型亦见于最新批次的 F-16 及部分“攻击鹰”衍生型号)。尽管排气尾喷管经过针对“雄猫”机体特性的加长改装,但在挂载相关空空武器载荷的同时,仍将为 ST21 提供超音速巡航(在不开启耗油巨大的加力燃烧室情况下实现 >1 马赫飞行)性能。
扩大前缘根部延伸(LERX),每个扩展部分可额外增加 2,200 磅的机内燃油容积。
挂载于机身下方的福特航宇(现洛克希德·马丁)“夜猫”(Night Owl)红外前视(FLIR)及导航吊舱系统。
采用一体式整体风挡框设计,显著提升正前方视野。
能够投射 FLIR 成像画面的广角平视显示器(HUD)。
配备全新多任务计算机与图形处理器的现代化玻璃化座舱。
机载制氧系统(OBOGS)。
AN/APG-71 雷达,并融入了 F-15E 所用 AN/APG-70 的技术升级。其探测距离与综合效能相比 F-14D 原装的 APG-71(由 AWG-9 发展而来)得到了进一步增强。
数字飞行控制系统(DFCS)。
能够挂载 300 加仑副油箱的机翼外挂点。
在进一步开发支持下,可在发动机短舱挂点上挂载 425 加仑的大型副油箱(现行标准副油箱容量为 280 加仑)。
面积更大、段数更多的富勒襟翼(Fowler flaps)。
降低进近速度,并实现更优异的低速操纵控制能力。
集成最新远程武器,并具备挂载 AIM-120“阿姆拉姆”中距导弹的能力。
AN/ALE-47综合对抗与干扰撒布系统升级。
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无法搭载 AIM-120“音译:阿姆拉姆”中距导弹曾是 F-14“雄猫”的一大短板。
总体而言,“超级雄猫 21”(ST21)将成为一款令人畏惧的多用途战斗机。随着机内和机外燃油容量的大幅增加,其航程和滞空时间将得到戏剧性的提升。结合在空战构型下的超音速巡航能力、AIM-120 导弹挂载能力,以及从 F-14D 移植而来的现代化红外搜索与跟踪系统(IRST)和升级版电视摄像系统(TCS),ST21 将使“雄猫”蜕变为空中优势与舰队防御的泰斗。事实上,放眼全球,没有任何其他战机具备与之相媲美的超远程目标探测与敌我识别能力。
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未能实现的 F-14 超级雄猫革命概念
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格鲁曼 F-14“超级雄猫 21”模型。它现在悬挂在纽约州加登城(Garden City)的航空摇篮博物馆(Cradle Of Aviation Museum)中,展示了 ST21 的总体气动布局。
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艺术家笔下的“超级雄猫 21”概念图
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“超级雄猫 21”概念图
ASF-14 超级雄猫
有史以来被提出的最强 F-14 衍生型概念被称为“ASF-14”(先进打击战斗机 14),这将是传奇“雄猫”家族中一款完全全新制造、最尖端的终极版本。它在真正意义上是不折不扣的“超级雄猫”:拥有比超级雄猫 21 更庞大的内部燃油容量和更厚实的机翼,同时用碳纤维复合材料结构件取代了老一代雄猫笨重庞大的子系统,从而大幅减轻机体重量并节省内部空间。该型号最初计划采用与超级雄猫相同的发动机,但在后续探讨中,曾考虑改用 F-22 的 F119 发动机或 F120 发动机。然而据传,在超巡速度(更不用说在 2 马赫的高速下了!)下,由于热量积聚,这些先进发动机对“雄猫”巡航能力的发挥将产生更为严苛的限制。
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Pratt & Whitney F119 引擎赋予的超巡能力和推力矢量技术曾被纳为 ASF-14 的候选方案。
即使没有推力矢量,ASF-14 气动性能的提升也允许该机在连续机动时达到超过 77 度的迎角(AoA),若再结合推力矢量,这一全新设计无疑将使其成为史上机动性能最强的战斗机。除此之外,ASF-14 还将配备先进的自卫与对抗系统,使其能够胜任“野鼬鼠”任务,具备对敌方防空系统实施压制与摧毁(SEAD/DEAD)的作战能力。
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ASF-14/Super Tomcat 2010 (ASF-14 /“超级雄猫2010)被设计为具备执行敌方防空压制/摧毁(SEAD/DEAD)任务的能力。
ASF-14 概念最精彩之处在于,它将是一款与“超级大黄蜂”类似的全新制造飞机。这意味着那些 20世纪 60 年代沉重且复杂的旧时代子系统将被模块化组件所取代。长期以来一直困扰老款雄猫的繁琐液压与电气系统将被大幅简化。此外,许多结构部件将采用碳纤维复合材料制造,而非铝或钛。这使得新型雄猫在能够多携带数千磅燃油的同时,机体重量仅比前辈略增约 1,200 磅。甚至有传言称,ASF-14 还计划引入某些“隐身”特征,这可能包括对发动机风扇叶片迎风面、起落架舱门及其他机身检修口的隐身化修形,以降低雷达反射特征。
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Super Tomcat 2010(超级雄猫2010)被设计为大量使用碳纤维结构部件,以减轻重量并腾出更多空间,从而比普通雄猫携带更多燃油。
其座舱将采用“全玻璃化”设计(all glass cockpit),并为飞行员及雷达截获官/武器系统官(RIO/WSO)配备头盔显示器(Helmet Mounted Display)。而此次航电升级中最引人注目的亮点,莫过于为雄猫换装了一部最新的超大型雷达。一部体积庞大的“有源相控阵雷达(AESA)”将被安装在机头内,具备海量的操作模式,不仅能胜任空对空和空对地任务,还能从远距离实施致命的电子进攻。通过参考目前装备于 F-15 的 APG-71/APG-63V3 等 AESA 雷达升级项目,便能窥见 ASF-14 AESA 雷达那令人惊叹的强大效能。由于 F-14 最初是专门为了容纳休斯 AN/AWG-9 火控雷达这一美国战机史上尺寸最大的雷达而设计的,机头拥有极其充裕的物理空间,因此完全能够轻松容纳这一超大型 AESA 雷达阵列。
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装备了 AESA 技术的 AN/APG-63(V)3 雷达
根据将 ASF-14 建立在 ST21 基础之上以应对 2010 年代作战需求的构想,这款全面升级的战机通常也被称为“超级雄猫 2010”(Super Tomcat 2010,简称 ST2010)。
ST2010 项目中提议的性能升级主要包括以下内容:
有源相控阵雷达(AESA):由于 F-14 拥有所有美国战斗机中尺寸最大的雷达舱,ST2010 将能够容纳当时全球战机中最强大的 AESA 系统。其雷达改型预计将基于装备在“鹰式”战机上的 AN/APG-63(V)3(或类似于 F-15E 后来采用的 AN/APG-82),并凭借更大的天线阵列实现进一步增强的多模式作战能力。雷达罩也将经过轻微重新设计,以适配该 AESA 雷达系统。
AN/APX-111(V)“披萨盒”敌我识别(IFF)系统。
数字头盔瞄准系统(D-JHMCS II):双人机组均配备具备夜视能力并可结合 AIM-9X 导弹使用的头盔瞄准具。
改进的座舱显示系统:后座武器系统官(RIO)的位置配备了优化的大面积显示器。
“狙击手”先进目标指示吊舱(Sniper ATP):用以取代早期的福特航宇“夜猫”或其他当时现役的瞄准吊舱,且导航吊舱可根据具体的任务需求进行选配。
超视距卫星通信(SATCOM):能够向超级雄猫实时提供最关键的威胁情报、蓝军追踪(Blue Force Tracking)及核心任务信息,同时 ST2010 还能通过 16 号数据链(Link 16)将部分情报共享给其他平台(这一能力类似于 EA-18G“咆哮者”所具备的第二代系统)。
导弹逼近告警系统(MAWS):分别安装在上机鼻、下机鼻吊舱、机翼前缘根部(LERX)、机身上部、机身下部以及双垂尾顶部,为 ST2010 提供对敌方来袭导弹的全向探测能力。
扩展升级的 AN/ALE-47 综合对抗系统。
全集成拖曳式光纤诱饵:位于 ST2010 机身下部后方附近。
红外搜索与跟踪系统升级:用 IRST21 取代原有的 AN/AAS-44 系统。
更新的任务计算机与图形显示处理器。
集成最新防区外武器:包括小直径炸弹(SDB)、联合防区外武器(JSOW)、SLAM-ER、WCMD、激光制导联合直接攻击弹药(Laser JDAM)等。
现代一体化数字电子战系统:大幅提升战场态势感知能力、AESA 电子战模式等。后座(RIO)的大型显示屏将使其能够作为出色的“任务经理”,全盘掌控传感器、电子战、数据链以及卫星战术信息,从而将战场态势感知推向极致。
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超级雄猫 2010 概念
与“超级大黄蜂”的对比
毫无疑问,F/A-18E/F“超级大黄蜂”与 E/A-18G“咆哮者”项目是非常成功的。在过去的一个半世纪里,该项目始终如期且在预算之内为美国海军航空兵提供了 80% 的解决方案。这些战机相对可靠,且与老款“大黄蜂”共享大量部件和气动特性,极大地便利了机组人员与地勤维护。然而,尽管作为 F-14 和 A-6 的替代者,超级雄猫在某些极为关键的领域——尤其是航程与速度方面——依然存在明显的短板。
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尽管许多人曾持怀疑态度,但“超级大黄蜂”已经证明了自己是一款可靠且极具成本效益的战机。
“超级大黄蜂”虽然不像较小的 A/B/C/D 型那样极度耗油,但其航程和留空时间仍被认为有所欠缺。此外,由于采用了更厚的机翼和更大的机身,其气动性能并不如早期的“大黄蜂”或“雄猫”。在挂载大量外挂武器时,这种设计在空气动力学效率上显得相对逊色。尽管通过将现役机队升级至具备隐身武器舱与保形油箱的 Block III/Advanced(先进型)构想,这些弱点在一定程度上得到了弥补,但先天物理条件的限制依然存在。
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如果这一概念得以实现,超级雄猫 21 在速度和航程上将对超级大黄蜂形成压倒性优势。
相比之下,F-14 的大部分武器都内嵌在位于两个发动机短舱之间的机腹半埋式弹舱中。这种构制极大地减小了气动阻力,远胜于那些将重型武器全部悬挂于机翼挂架下的战机。虽然大面积可变后掠翼和卓越的操纵面有助于“雄猫”在低速下保持高机动性,但随着头盔瞄准具与大离轴角红热导弹的普及,这种传统狗斗优势的重要性已有所转移——换句话说,在现代空战中,谁能率先“看到”并锁定敌人,谁就能赢得胜利。总而言之,“超级大黄蜂”是一种高效且极其聪明的妥协方案:它什么都能做,但却没有一项做到极致。
结论
将一款轻型舰载攻击机强行放大并改造成中型攻击机,在本质上远非理想之举。与此同时,将一款重型制空战斗机发扬光大、改造成更完美的战机,面对当今独特的挑战则要契合得多。ASF-14 将是美国非隐身战斗机技术的巅峰之作,在一款经过实战检验的机体上完美融合了惊人的速度、超凡的航程、漫长的留空时间、顶尖的传感器与超机动性。事实上,随着过去十多年美国战略重心的转移——尤其是转向广袤无垠的太平洋战区——ASF-14 及其衍生型号所代表的“超级雄猫”路线显得极具前瞻性和实用价值。
遗憾的是,由于美国海军长期担忧其长期维护成本过高并最终选择了更经济的“超级大黄蜂”方案,ASF-14 的宏伟蓝图最终未能成真。因此,每当我们惊叹于“超级大黄蜂”或“咆哮者”先进的航电集成能力时,不妨也设想一下:如果将这些尖端电子系统植入那样一款能够以超音速巡航将它们带到距离航母编队数百英里之外的传奇平台上,究竟会释放出多么恐怖的战斗力。
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如果“超级雄猫 21”得以投产,它完全有潜力成为21世纪的空中巨兽。
一方面,到目前为止,“超级大黄蜂”已经证明了自己完全有能力提供“足够”的性能,以满足其多用途战斗机的任务需求——它通过使用单一的高通用性平台,替代了作为舰队防空者的F-14战斗机、作为攻击机的A-6“入侵者”攻击机、作为电子战机的EA-6B“徘徊者”,以及作为便携式加油机的S-3“维京”和KA-6“入侵者”,这极大地简化了地勤维护人员的工作。尽管许多人讥讽“大黄蜂”家族是“样样精通、样样稀松”(Jack Of All Trades Master Of None)——掌握了诸多功能,却没有什么特别突出的优势,但在当今预算日益收紧的趋势下,“超级大黄蜂”被证明是一个极具成本效益的项目。
据波音公司“超级大黄蜂”项目负责人透露,直到今天,该机每飞行小时的运营成本在美军所有战机中依然是最低的(或者说相当低),仅为每小时18,000美元。鉴于这种性能,不难理解为什么“超级大黄蜂”受到了多国空军的青睐。澳大利亚已经列装了24架 F/A-18F 并增购了12架 EA-18G“咆哮者”,科威特则订购了28架 F/A-18E/F 并拥有12架的追加意向。除此之外,“超级大黄蜂”还进入了加拿大、芬兰、德国、印度、波兰和瑞士的采购候选名单。加拿大、芬兰和瑞士都是老款“大黄蜂”的长期客户(就像澳大利亚和科威特一样),这表明这些国家对“大黄蜂”家族的性能有着充分的信任和满意度。
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Block III 型“超级大黄蜂”正持续准备迎接 21 世纪的空中挑战
少校乔·“吸烟者”·鲁齐卡(LCDR Joe “Smokin” Ruzicka)是 2006 年“雄猫”退役前最后驾驶 F-14 的雷达拦截官(RIO)。他去年接受了 《Foxtrot Alpha》 网站泰勒·罗戈威(Tyler Rogoway)的精彩采访。鲁齐卡解释说,“超级大黄蜂”是一架优秀的飞机,但它的核心力量源于尖端科技,这极大地减轻了飞行员的驾驶负担。“相比之下,要想驾驶‘雄猫’,我认为你必须成为一名更优秀的飞行员,因为‘雄猫’所蕴含的技术无法为你包办一切。能否将其性能发挥到极致,全靠机组人员的水平(反之,如果你是个糟糕的飞行员,也可能彻底毁了它的性能)。”人们不禁会想,如果将“超级大黄蜂”所拥有的强大技术集成到 F-14 身上,又会碰撞出怎样的火花?
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将“雄猫”与“超级大黄蜂”进行对比,就像是将肌肉车与面包车进行对比。
然而现实是,此类改进方案最终无一被采纳,我们永远也不会知道新版本的“雄猫”是否会比现今的“超级大黄蜂”更优秀。但可以确定的是,正如鲁齐卡向罗戈威所阐述的那样,这两款飞机截然不同。鲁齐卡指出,理解 F-14 与 F/A-18E/F 之间差异的最佳方式,是用大型“肌肉车”与“面包车”做类比:“‘雄猫’就像前者,而‘超级大黄蜂’就像后者。肌肉车没有多少花哨的高科技玩意儿,它只提供犹如史蒂夫·麦奎因电影中那般的纯粹速度与力量感,但它依然能把任务漂亮地完成。而另一方面,面包车是一辆极其出色的汽车,配有给孩子们看的车载DVR、空调、电动车窗,还有数不清放杯子的地方。它是一辆好车——但它终究只是一辆面包车。”
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“超级大黄蜂”的每飞行小时运营成本是美军所有战斗机中最低的(或者说相当低)之一,约为每小时 18,000 美元。
归根结底,空中力量的称号不仅取决于各国的空中库存所具有的凶悍性能和威慑效应,还取决于其所拥有的军事装备的预算和成本效益。也许“超级大黄蜂”不像“超级雄猫”或苏-35“侧卫”家族那样拥有骇人的性能,但凭借其均衡的能力……与部署一架性能超群但战备率低下的飞机相比,“超级大黄蜂”的用户凭借其成本效益,能够在世界任何出现问题的地方,更加频繁、随时随地部署其机队。
更不用说,我们此时讨论的仍是未曾投产的“超级雄猫”对比“超级大黄蜂”,且尚未涉及美国海军版 F-35 的讨论……难道不是吗?
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最适合的徽章:“如果当初你在”
关于作者: 泰勒·罗戈威(Tyler Rogoway)是一位国防记者兼摄影师。
采用航空军事资料:
TOP GUN Day Special: The Super Tomcat That Was Never Built
《壮志凌云》特别篇:从未建造的“超级雄猫”
This Is What Grumman’s Proposed F-14 Super Tomcat 21 Would Have Actually Looked Like
格鲁曼提出的F-14“超级雄猫21”如果真正建造出来,会是什么样子
Here’s Where Boeing Aims To Take The Super Hornet In The Decades To Come
波音计划在未来几十年将“超级大黄蜂”发展到什么程度
The F-14 Tomcats that never were vs F/A-18E/F Super Hornet: who would have won?
那些从未实现的F-14“雄猫”与F/A-18E/F“超级大黄蜂”对决:究竟谁会胜出?
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