F-15EX

為什麼美國要採購全新的F-15EX(Eagle II)戰鬥機? 相比F-35竟然有相當多優勢!

美國空軍訂購了屬於四代半噴射戰鬥機的F-15EX「先進鷹」(Advanced Eagle),首批合約訂購8架,總價值12億美元(約新台幣350億,含後勤),未來可能會再採購136架,以替換現有已經老舊的F-15C/D戰機!

144架是筆龐大的訂單,但美國已經有了F-35系列,這是最新的第五代匿蹤戰機,為什麼美國還要回頭去採購四代半沒有匿蹤能力的F-15改良型?

F-15EX命名為「鷹式II」(Eagle II)

F-15EX 由於改良之處眾多(後祥),被正式命名為「鷹式II」(Eagle II)型戰機,2021年3月首架交付美國空軍,由第96飛行測試聯隊所屬第40飛航測試中隊(尾翼代碼ET)接收,並展開綜合測試工作。

F-15EX戰機服役後參與「北方邊緣2021」(Northern Edge 2021)大規模演習,進行50架對50架的大規模空戰演練。美軍透漏雖然F-15EX在演習中拿下不少「戰果」,但同時也曾遭到「擊落」。演習中大多數的美軍「傷亡」都來自視距外攻擊,美軍針對演訓的經驗,持續改良F-15EX的戰術戰法。

F-15EX
F-15EX首架交機儀式,掛上大量空對空飛彈。

命名由來

F-15EX的前身,以空優戰鬥為主的F-15 Eagle戰果輝煌,除了美國空軍在1991年的第一次波斯灣戰爭,獲得36場空戰勝利、1999年科索沃戰爭,擊落4架南聯盟較先進MiG-29戰機,且無一架損失。

以色列空軍更曾在1982年第五次中東戰爭的貝卡山谷戰役,F-15與F-16聯手出擊,擊落82架敘利亞的MiG-21/23戰機,F-15機群只有兩架受損,其中一架F-15被一枚R-60短程空對空飛彈擊中,擊毀了一個引擎,仍能飛回基地修復。

F-15A
▲有兩個空戰勝利徽章的以色列空軍F-15A。

沙烏地阿拉伯空軍也曾經在1984年使用F-15擊落伊朗2架F-4,另外在第一次波斯灣戰爭中擊落伊拉克2架幻象F1,本身無損失。

所以到目前為止,第一代的F-15鷹式在空戰中擊落大量敵機,但本身從未被擊落。美軍將F-15EX命名為Eagle II,應該是想繼承這個光榮傳統!

F-15EX
▲F-15EX 命名為Eagle II,希望繼承F-15鷹式系列的光榮傳統 。

▲F-15EX交付與命名儀式。

F-15EX先進鷹簡介

F-15EX原型機於2021年2月成功首飛,原型機已經搭載 AN / APG-82(V)1先進電子掃描陣列(AESA)雷達,飛行員和武器系統官(WSO)的聯合頭盔式提示系統(JHMCS),10個19英寸大面積顯示器(LAD)和抬頭顯示器(HUD),新式數位電傳操縱,新的Eagle被動主動警告生存系統(EPAWSS)電子戰和電子監視系統,Legion Pod紅外搜尋與追踪系統(IRST)等。

其中由BAE開發的EPAWSS,整合了檢測紅外威脅的AN / AAR-57A(V)和通用型飛彈來襲預警系統(CMWS),以對付複合導引模式的地對空或空對空飛彈(如美軍自己研發中的AIM-260),稍微彌補F-15EX沒有匿蹤能力的缺點。

F-15EX
▲F-15EX於2021年首飛成功。

F-15EX與傳統F-15之間的最大區別,在於其開放任務系統(OMS)架構。在OMS體系裡,將使最新飛機技術的軟硬體「隨插即用」成為可能,美軍未來的先進計畫,如Skyborg和Next Generation Air Dominance(NGAD))都採用了相同的概念設計。參閱:F-15掛「無人忠誠僚機」曝光只是前菜 未來空戰AI無人戰機圍毆有人機?!

波音還透漏,F-15EX的機身中心硬點能夠掛載22英尺長(6.71m),重達7000磅(3176kg)的空對空飛彈,很明顯就是指目前只能由B-52轟炸機攜帶的AGM-183A高超音速飛彈。參閱:美國AGM-183A飛彈目標「20倍音速」 超越中俄現役高超音速武器!

F-15EX
▲F-15EX首飛就展示大馬力爬升的”鷹姿”。注意其綠色蒙皮部分應該就是先進複合材料。
AGM-183A
▲目前由B-52攜帶的AGM-183A高超音速武器,未來也可以由F-15EX攜帶,增加戰術彈性。


▲首飛記錄片,請注意首飛就演出大馬力爬升,顯示對性能有十足把握!

F-15EX重點強化酬載與航電系統

F-15EX在早期曾經實驗強化匿蹤性,後來發現效果不彰,因此改良的重點在於強化航電性能與增強掛載能力,武器掛架有12個空對空硬點,或15個空對地硬點,裝載荷達到29500磅(13.380噸)。

F-15EX換裝推力更強大的兩具F110-GE-129或F100-PW-229渦扇發動機發動機,單具推力都約13公噸,讓F-15EX的極速約2.5馬赫,可以幫空射武器提供更快的初始速度,延長射程。

F-15EX
▲F-15EX Eagle II 側面照。

F-15EX的任務電腦也採用最新科技更新,例如核心處理器能夠處理每秒870億條指令,是目前世界最快的任務電腦,搭配頭盔顯示器、大型平面顯示器的座艙,電腦輔助的飛控系統,可協助飛行員對環境的理解更快,減少工作量。更重要的是軟體部分以DevSecOps概念開發(安全與有效率的研發與發佈軟體),不但資安有保障(對,聯網的軍事武器也有可能被駭),必要時還能線上升級,更新bug或強化性能。

F-15EX
▲F-15EX改良重點1為強化推力,因此能增加酬載量。
F-15EX
▲F-15EX改良重點2為採用最新的航電科技,並是大幅度改良的”新造”戰機,並非升級舊有F-15系列。
F-15EX
▲F-15EX塞入大量平面顯示器的新式座艙。


▲波音公司官網F-15EX介紹影片

F-15EX vs F-35A 優勢劣勢分析

F-15EX是4代半(4.5代)噴射戰鬥機、F-35A是五代,關於噴射機的世代差異,究竟是怎麼劃分的,歡迎參閱:戰機的「1~4世代」究竟如何劃分? 為何第四代是目前主力? 以及 如何辨認五代、四代半、六代機 另分析台灣F-16V與韓國KF-21新機特色  等專文分析。

F-35的匿蹤優勢,確實在空戰與對地戰鬥中,都很好用。例如俄羅斯的S-400防空飛彈系統,能夠在200英里(320公里)外探測到F-15系列戰機,但只能在20英里(32公里)偵測到F-35系列戰機,此時雷達據點可能早被F-35發射JASSM防區外空對地飛彈摧毀了。 但F-15因為太遠就被發現,可能就會遭到射程超過250公里甚至達400公里的S-400飛彈(48N6E3或40N6)威脅。

但如果F-35已經利用匿蹤優勢,將這些防空據點/敵方空優戰機打光了,處理剩下的目標,還需要動用出勤費用昂貴的F-35嗎?中文成語說「殺雞焉用牛刀」,美國空軍則說「保時捷跑車是很好,但通勤上班用不到保時捷性能啊」。

S-400
▲S-400防空飛彈雷達系統理論最大探測距離達600公里。    圖片來源

而且去除匿蹤性,綜合性能比較,F-15EX相對於F-35,展現出非常多的優勢,簡述如下表,可以看出除了匿蹤性外,都是F-15EX大獲全勝。

機型 F-35A F-15EX 評價
空機單價 約8,000萬美元 約8,000萬美元 平手
最大酬載 9,980公斤 13,380公斤 F-15EX勝
最高升限 15,240公尺 18,288公尺 F-15EX勝
本機續航力 1,239公里 1,700公里 F-15EX勝
最高速度 1.6馬赫 2.5馬赫 F-15EX勝
巡航速度 0.95馬赫 0.95馬赫 平手
每小時運作成本 約35,000美元 約27,000美元 F-15EX勝
匿蹤性能 匿蹤機 非匿蹤機 F-35勝

值得注意的是,操作成本如果只比較單機,還看不出F-15EX的巨大優勢,因為如果同樣是100架的機隊,100架F-15EX機隊的操作成本是667.7億美元,可用飛行時間為200萬小時。要是換成F-35A來執行相同的工作,則需要250架F-35A(因為可用飛行時間較低,需要較多保養時間),而運作成本總計1099.25億美元。

因此這種更為實務的比較中,一個聯隊的F-15EX相較同數量的F-35,在全壽命操作週期,可以節省約430億美元!

F-35還有許多表單上無法列出的電子科技(感測器、資料鏈等)方面的進步,但電子科技卻正好是最容易「移植」到F-15 EX上的零組件,進一步增加F-15EX的優勢。

因此極速快、酬載量大,續航力強的F-15EX,可以擔當炸彈卡車或飛彈卡車的任務,配合資料鏈,協助無法攜帶外掛彈藥(避免破壞匿蹤性)的F-35甚至無人機,攻擊大量目標。

F-15EX
▲F-15示範擔任飛彈卡車任務時,能夠掛載最多22枚長程空對空飛彈。    圖片來源

破紀錄掛5枚重型反艦飛彈

由於中國人民解放軍海軍的急速擴張,尤其是「水面艦艇」數量與戰力,21世紀進入20年代起,已經超過當年全盛時期的前蘇聯海軍,所以美軍開始前所未有的重視長程「反艦打擊」能力。

長程空射反艦飛彈由於有一定的重量與體積,所以戰鬥轟炸機一次能攜帶的數量有限,通常是在左右翼各掛一枚,但是F-15E在美國空軍第85測驗和評估中隊努力下,完成了一種名為打擊牛仔計畫(Project Strike Rodeo)的專案,仍然成功幫F-15掛上5枚AGM-158!

85中隊設計了新的掛彈工具,起重臂可伸展到合適的掛架處,在雙翼、兩邊機身外側後部,與機腹中間掛上AGM-158,又編寫了新的武器裝載與發射程式,讓F-15E能發射新位置的反艦飛彈。此構型也將移植到F-15EX上。

AGM-158是一枚射程370km(基本型)到1000km(增程型,尺寸不變)的次音速匿蹤反艦飛彈(亦可對陸上目標打擊),WDU-42/B 穿甲高爆彈頭重454kg,單發破壞力超過一般反艦飛彈(彈頭通常在227kg以下)。

F-15EX一次掛5枚,表示單機就能從1000km外對目標艦發動飽和打擊,然後輕鬆返航(飛彈由慣性與GPS導航,中途經資料鏈通過友軍偵查單位情資,自行修正航線),全程都能避開敵軍防空火力威脅。

F-15EX
▲此角度可以清楚看到F-15E掛載的5枚AGM-158。
F-15EX
▲AGM-158長4.27m,重達1.03噸,算大型空射反艦飛彈,F-15E卻能輕鬆掛5枚

F-15EX的隱藏優勢

武器除了硬體性能與建置成本,還有各類操作隱形成本,這部分也是F-15EX占優勢,因為它與已經在美國空軍服役的F-15C/D和E型擁有70%以上的零件通用性,並且可以使用與現役的F-15系列戰鬥機幾乎相同的地面整備設施,機庫,模擬器和其他支援設備。

例如在轉換訓練方面,現有的F-15中隊可以在幾週內就完成F-15EX的訓練,但如果將這些飛行員、地勤人員、設施和設備轉換為F-35A,則需要花費數個月的時間。

如果第一批8架F-15EX的測試良好,後續將再採購136架,這144架F-15EX將優先取代1980年代生產的F-15C中隊戰機,這些老舊的F-15C因為金屬疲勞、零件停產等原因,估計就算一直維修也撐不到2030年了。

F-15EX
▲原先使用F-15C/D的部隊,幾週就能通過轉換訓練熟悉F-15EX。

採購F-15EX排擠F-35A數量?正反意見較量

空軍參謀長戴維•戈德芬(David Goldfein)將軍對媒體說,購買F-15EX不會影響美國空軍計劃購買1700多架F-35的計畫,戈德芬表示F-35與F-15EX是相輔相成的戰鬥夥伴,各自執行擅長的任務。結合兩種戰機的聯合力量*,使美國空軍更具「有效率的」殺傷力,並且令對手更難防禦。

*編者著:此處應是指F-15EX在後方擔任飛彈(或炸彈)卡車,由F-35A滲透敵方空域後,將偵查到的資訊傳給F-15EX,由其發射飛彈攻擊目標,F-35A能夠全程保持匿蹤,通常不用介入導引(A看B射B導模式)。

A看B射B導
▲各種發射單位與導引單位不同的接敵模式。

此外,近年波音公司因為737max客機的性能瑕疵,面臨滯銷、召回、索賠等問題,嚴重的打擊了其財務結構,增加F-15EX採購數量,顯然也能幫波音一把,維護對美國相當重要的軍事供應商。

但是也有反對意見,美國退休將軍戴維•德普圖拉(David Deptula)對媒體表示:「俄羅斯與中國正在強化空軍與防空軍實力,我國國防部強調購買舊式戰機的新版本,認為有成本效益,實在有待商榷。」

「這些飛機是1960-70年代的老設計,在21世紀早該進博物館了,在現代空戰中沒有匿蹤性易受到威脅。而且雖然美國空軍說採購F-15EX不會排擠1763架F-35的需求,但我研究2020年的預算文件發現,和往年的計畫相比,空軍在未來五年將少採購24架F-35!」

F-35
▲並不是所有人都贊成F-15EX採購案,認為可能會排擠F-35A採購與成軍速度。    圖片來源

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