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​红色天穹的支柱——米格23ML战机小传

2024-04-02 23:40 来源:网络 点击:

红色天穹的支柱——米格23ML战机小传

在冷战期间的军事战机领域中,以美国与苏联为首的北约华约两大集团都围绕着制空权的归属展开了你追我赶的军备竞赛。70年代无疑是一个重要的年份:1974年,F-15战机进入服役,同年F-14战机进入服役;1978年F-16战机进入服役,相较于以上这三位哥们的如雷贯耳,以及早在60年代初期就已经大批量服役的F-4战机,在1972年进入苏联空军服役的米格23就显得有些冷落无名,势单力薄了。

但这并不意味着米格23不重要,事实上,它是研究苏联冷战时期空中力量体系变迁绕不过去的一道坎,在苏联冷战时期空中力量体系变迁历史中起着承上启下的重要作用。在米格23之前,苏联空军(VVS)与国土防空军(PVO)几乎是分立的,VVS使用米格21为代表的前线制空战机,PVO则使用例如苏15的截击机,作战功能较为单一。

米格23在苏联空中力量体系中则起到了类似F-4战机的作用,二者都在日后发展出了种类繁多的衍生型号,拥有完善的多用途能力,包括制空战斗,截击作战,对地打击等。米格23是苏联第一款功能全面,航程远,载重大的战机,它的出现模糊了VVS与PVO的界限,使得PVO在大量接装米格23MLA/MLD的八十年代不仅承担使用米格31执行截击任务的职责,也承担了与VVS协同配合使用米格23战机执行制空作战的职责。衍生出的米格23B/BN,米格27家族则更是担负起了对地打击主力中坚的任务。

在1976年大量生产并进入服役的米格23ML作为苏联第一款拥有相当下视下射能力和较完善性能的制空战机,无疑是“鞭挞者”家族中的关键型号。它在米格23MLA/MLD,米格29/苏27战机尚未大批量服役的七十年代后期,八十年代早期作为苏联空军乃至华约其他国家空军的绝对主力一手撑起了红色天穹。

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米格23系列的第一种主要生产型——米格23M在服役之初,苏联空军就对其展开了一系列的评估,苏联空军认为米格23M的格斗机动性能还不够出色,急需增强提升。米格23M在0.85马赫以下的建议极限过载为8.0G,而米格23ML则提升到了8.5G,高于0.85马赫时为7.5G。这主要是得益于米格设计局在米格23M的基础上进行了多处修改,减轻重量增强机体结构的成果。

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在米格23ML与米格23UB的航空性能手册中,对米格23ML在100%内油,BD3-60-23KI和BD3-60-23ML挂架各两个时给出的重量为14270kg,而米格23ML内油为3700kg,四个挂架总共约100~150kg,可得无油无挂载时应为10420~10470kg。而米格23UB的同样无油无挂载时重量为10969kg,米格23M有数据显示为10890kg,可知米格23ML确实通过改进可变后掠翼的传动机械结构,换装发动机,换装新式雷达航电等措施减少了400~500kg的重量。

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米格23ML不仅在机体结构上减轻了重量,也通过减少油量的方式来减轻战斗重量。米格23M战机内部载油为4090kg,而米格23ML减少为3700kg,去除了原本米格23M的机身四号内部390kg油箱。虽然载油量减少,但其作战航程却因为更换了R35-F-300发动机从而没有发生明显的变化,在手册中,米格23ML在内油无外挂,机翼后掠角为16度,0.74~0.77马赫速度,10~12公里高度巡航时航程为1450km;携带3个副油箱时为2360km;携带3个副油箱,两枚P-23中距弹,全低空200m高度飞行时航程900km。

米格23M战机宣传无外挂时内油航程同样为1450km,携带3个副油箱时为2380km。

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米格23ML主要在M的基础上改进了后掠翼传动装置,换装了新式雷达,换装新式发动机,修改了内部油箱设计,保证在航程不受明显影响的前提下增强提高了战机机动性能。米格23ML于1975年1月进行了原型机首次试飞,并于1976年于劳动旗帜生产联合体开始大规模量产并进入各国部队服役,接替更换早期尚未完全成熟的米格23M。此后在八十年代中期接受升级为米格23MLA/MLD型号水准。

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米格23ML换装了R35-F-300发动机,与米格23M战机的R29-300发动机一样,R35-F-300发动机采用了5级低压压气机,6级高压压气机,1级低压涡轮与1级高压涡轮的设计,R29发动机与R35发动机的最大压气比都为13.1。

R35发动机在结构上与R29发动机基本一致,主要区别在于更换了使用性能更优良的合金材料,减轻重量的同时耐热性能提升,使其最大涡轮前温提高到1510K,R29发动机则只有1420K,提升了90度。

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R35-F-300发动机全重为1765kg,对比米格23M的R29-300发动机的1880kg减少115kg,但发动机各状态下的输出推力性能与油耗性能均有改善。

R35-F-300发动机在11km高空时最大加力输出推力为13200kg,R29-300发动机最大输出推力为12520kg,高空最大加力推力提高680kg。R35发动机军用推力最大输出8550kg,R29发动机则只有8300kg,R35发动机军用最大推力提高约250kg。

R35发动机全加力状态油耗1.96千克/千克力每小时,R29发动机全加力状态油耗2.04千克/千克力每小时,R35发动机巡航状态油耗0.8千克/千克力每小时,R29发动机巡航状态油耗0.83千克/千克力每小时。

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米格23ML战机使用的R35-F-300发动机在推力,重量,油耗指标上均优于米格23M的R29-300发动机与米格23M出口猴版使用的R27F2M-300发动机,这使得23ML战机更加轻盈敏捷。

米格23ML战机的可变后掠翼分为16度,45度,72度三个挡位,并没有F14那样自动无级快速调节后掠角的能力,战机调节后掠角时不能进行2.2G以上的机动过载,而且从最小挡位16度调节至72度时使用主副液压动力系统也需要18~23秒时间才能完成调整,其速度远不如F14战机的每秒约7度水准。所以在手册当中指出,空战应使用45度后掠角模式,这并不意味着你不可以使用其他两个挡位的后掠角去空战,而是一旦空战开始后,你将没有机会重新改变后掠角度。

如果你选择16度后掠角去空战,那么你将失去前期的高空高速能力,以及在低空时最大过载也会受到限制,为了避免出现失速尾旋,受到攻角限制器的限制也会较大,除非你强制解除限制器,否则还不如用45度后掠角算了。而是个正常人相信都不会愿意使用72度后掠角的人操火箭状态去进入中低空格斗,所以空战一般都是使用45度后掠角。

米格23ML由一套攻角限制系统(УУАП)控制最大攻角,防止因为拉杆过猛造成战机失速尾旋。其战机指示攻角aM与真实攻角关系如下:

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当后掠角为45度时,如果战机进行转弯机动有较大的倾斜角,战机指示攻角将被限制在24度(真实攻角14.8度)以下的水平,当后掠角为16度时,指示攻角限制为18度(真实攻角11.8度)。

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可以看出,在后掠角度为45度时,0.9马赫以下速度段,攻角限制器将最大指示攻角限制在24度(真实攻角14.8度)的状态下,此时最大升力系数为0.8~0.87。

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在0.3~0.6马赫的典型中低空格斗速度段中,使用45度后掠角时受攻角限制器影响,最大实际攻角仅为14.8度,升力系数约0.85,解除攻角限制器后最大实际攻角达约21度,升力系数约1.04。

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与鬼怪战机做对比,F-4E战机在安装了前缘缝翼后,格斗性能得到了提高,最大升力系数从1提高到了接近1.2的水平,并且亚音速中低速高攻角下气流分离较晚,高攻角操控性能较好,最大可拉到约26度的真实攻角,这点特性和F15对F16倒是非常相似,它更偏向瞬盘气动特性。而米格23ML则有点类似于F16这种稳盘机的气动特性,在较小的攻角就能达到最大升力系数。

这里再提一点题外话,虽然鬼怪的气动特性较米格23更偏向瞬盘,但F-4E战机的稳盘能力也是极其强悍的,甚至都能超过F-5E的稳盘水平。究其原因主要有两个,第一个是其翼载荷较低,米格23ML在14.8度时升力系数为0.85,如果鬼怪要达到此升力系数,攻角大约为18度左右,但因为F-4E的翼载荷比米格23ML低,所以用不着达到18度攻角就能达到同样的效果;第二个是因为其能量充足,鬼怪E的爬升率在典型二代机中仅次于F104C/G这种人操火箭,与英国闪电战斗机同一梯队,所以即使攻角比米格23ML更大,诱导阻力偏大,充足的能量也能抵消高攻角带来的阻力影响。F15战斗机也是有此类特性,虽然F15是个瞬盘机,但是它的稳盘也在大多数情况下甚至不输苏27,只在中低空亚音速低速段稳盘比苏27稍微弱势,差距很小。

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话说回米格23ML,米格23ML之所以有相对于以前米格21这种战机的大航程能力,除了它的载油量和动力优势之外,还有优势就是巡航升阻比较高。米格23ML规定巡航高度10km,速度0.7马赫,此时正好处于后掠角16度时的升阻比最大点,大约为12。

这个数值算是相当可以的了,自家隔壁的苏24巡航升阻比最大为9.5,米格21UM的巡航升阻比大约为8.5,F104为10左右,被一直诟病腿短的米格29在0.6~0.7马赫典型巡航速度时升阻比仅为7~8的水平,F16战机的最大巡航升阻比也只有11~12的水平。虽然肯定不能和F111这种亚音速巡航号称16的怪物比,但至少达到了第一梯队水平。

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与鬼怪战斗机做比较,未安装前缘缝翼的F-4战机零升阻力系数根据NASA的一篇分析报告显示,小于0.85马赫时为0.181的水平,1.6马赫时为0.0420的水平,显然F-4战机的零升阻力特性要比45度后掠角时的米格23ML更好一些。但F-4战机安装了前缘缝翼之后,战机阻力增加的比较厉害,可能米格23ML会更好一些。

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米格23ML战机后掠角16度适用于0.65~0.8马赫以下的速度段飞行,后掠角45度适用于1.0~2.0马赫以下速度段的飞行。海平面最大速度1400km/h(1.15马赫),在携带R60和R23导弹时无限制,如果携带R3S导弹则最高速度只有1.95马赫,可能是因为R3S导弹自己的问题,和飞机没多大关系。

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当后掠角为45度,机重为13000kg时,使用攻角限制器时,指示攻角限制为24度,在900km/h,约0.73马赫时取得8.5G最大过载,即为最大瞬时盘旋率。米格23ML的大攻角性能实在是很烂,45度后掠角情况下最大允许真实攻角才14.8度,为了避免失速尾旋只能采取限制攻角的措施,结果却削弱了一部分正常包线内的飞行性能。当然,真正优秀的王牌飞行员总是会将战机的最后一滴性能都彻底压榨出来的,攻角限制器?那是什么东西?

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携带两枚R23导弹时,米格23ML战机在后掠角45度时1000米高度极限过载下降为7G的水准。而攻角限制器在0.6马赫以下的速度段限制了战机过载性能的发挥,如果解除限制器手动操控,就需要飞行员拥有非常高超的技术精确控制战机的姿态,使得战机避免因为高攻角机动进入危险的失速尾旋状态才行。

总的来说,米格23ML战机的气动特性有优点也有缺点,可变后掠翼优秀的升阻比特性为其大航程性能奠定了基础,但差劲的大攻角性能,以及受制于苏联技术条件不能像F14战机那样自适应无级调节后掠翼角度,也大大拖累了其战斗性能的发挥。

米格-23ML战机的航电系统主要由飞行导航设备,通信设备,火控设备,雷达告警对抗设备组成。飞行导航设备

主要为”飞行“-2L-23导航系统,包括R3BN-65短距离超高频导航系统,负责引导飞机航向以及进近着陆;SKV-2NM-2惯性导航系统,综合控制SAU-23AM自动驾驶系统。

其他设备包括ARK-15M无线电罗盘系统;RV-5R无线电测高系统,在低空2000米以下飞行时进行测高;MRP-56M无线电信标接收机;”普鲁士兰“-SML数据链接收机,与地面指挥中心以及预警网络进行数据交换,并入苏联陆空军的“光线”与“空气”系列战役战术防空指挥自动化系统。

通信设备

包括R-832M“桉树”超高频/甚高频无线电台,负责正常情况下与友军战机进行通讯;R-855UM高频无线电台,用于紧急情况下进行通讯;SMU-7电台,用于与地面进行通信;SRZO-2敌我识别应答器,SRO-1P改进型敌我识别应答器,020M敌我识别询问器。

火控设备

包括N003E雷达;AVM-23模拟式计算机;TP-26SH光电探测器;ASP-17MLE抬头显示器;PAU-473-5照相枪。

N003E雷达系统(SAPFIR-23ML)是米格23M装备的SAPFIR-23D-III雷达系统的改进型号,其采用了固态电子器件提高可靠性与工作性能,并且采用了倒置卡塞伦格天线替换原本23D-III雷达的卡塞伦格天线,增强了探测性能。

倒卡天线是二代机中常用的天线,其解决了卡塞伦格天线的副反射面遮挡问题,较大程度减小了卡塞伦格天线的口径增益降低效应,虽然仍然存在能量泄露口径效率偏低,雷达波束扫描时畸变影响较大,雷达系统重量较大的问题,但倒卡相较于平板阵列天线来说技术含量要求低,所以在二代机当中很受欢迎,例如米格25的龙卷风雷达,狂风战机的AI24雷达,米格21bis的蓝宝石雷达都使用了倒卡天线。鬼怪战斗机的APQ-120雷达则是传统抛物面阵,APG-59雷达综合了抛物面,偶极子,喇叭三种天线使用不同波段担负探测和IFF敌我识别等任务,但主要还是抛物面阵负责探测搜索。进入七十年代后,美机在F14战机上AWG9雷达系统,以及F15战机的APG-63雷达,F16战机的APG-66雷达都直接使用了平板阵天线,八十年代的苏机例如苏27和米格29的雷达还是用着倒卡天线,显得寒碜了不少,当然,这些都是后话了。

23ML雷达系统由44个部件组成,全重475kg,对比23D-III雷达系统的641kg,减重达166kg。雷达峰值功率40kw,PD工作状态最大平均功率约160w。

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米格23ML的火控系统有四个主要探测模式,分别为:

——RL(BSV,BSV-DeltaH4,BSV-DeltaH1,SMV,MV)(自动控制)

——BS(IBS,IIBS,IIIBS)(手动控制)

——TP(TI,TII,TIII,T–Phi0-I,T–Phi0-II)(光电系统)

——NVG(导航)

当战机火控系统处于RL自动控制模式下时,来自控制系统的命令通过“普鲁士兰”-SML数据链接收机直接控制战机的雷达火控模式,如果没有GCI数据链控制,则RL模式下的雷达模式由飞机当前高度(通过DV-30气压传感器获取)自动切换。

BSV搜索模式适用于高/中高度,全方位拦截(上视/下视),脉冲宽度4µs,脉冲重复频率PRF1Khz,切换高度Hs>4,5km,搜索波束宽度2.5°。STT单目标跟踪的波束宽度为1.7°。

此模式下对TU-16轰炸机迎头发现距离72km,跟踪距离52km。

此模式下对MIG-21战斗机迎头发现距离53km,跟踪距离35km。

BSV-deltaH4、BSV-deltaH1搜索模式适用于中高度,全方位拦截(上视/下视),PRF为500hz/330hz,切换高度4.5km>Hs>1.5km。它使用DKP(differentialcompensatordevice)差分滤波器进行信号处理,有解释说明DKP利用雷达天线主瓣与旁瓣进入的信号进行相减对消,拥有初步的抗杂波改善下视效果,增强低空上视能力,但基本对超低空目标以及复杂地形背景目标无能为力。

此模式下对TU-16轰炸机迎头发现距离54km,跟踪距离40km。

此模式下对MIG-21战斗机迎头发现距离35km,跟踪距离25km。

SMV搜索模式适用于中/低高度,尾追拦截(上视),脉冲宽度1µs,脉冲重复频率PRF1Khz,切换高度Hs<1,5km。

MV搜索模式适用于全高度,尾追拦截(下视),脉冲宽度1µs,脉冲重复频率PRF1Khz,切换高度Hs<1,5km,搜索波束宽度2.5°它使用对消滤波技术过滤地杂波,即为类似利用延时线做模拟电路相参MTI动目标显示,对消地面杂波,具有一定的抗地杂波能力,只不过它不是MTI的时域前后脉冲对消,而是双通道接收信号对消。在很多情况下,固定地面目标形成的地杂波干扰十分严重,仅仅只靠类似MTI的技术尚不能有效抑制杂波完成对动目标的检测显示。通常模拟MTI的信杂改善比只有20~30db,经过改进的数字式MTI达到30~40db,而要想在复杂地形例如森林山区等高杂波背景下有效对战机目标检测,信杂改善比应达到50db以上。23D-III雷达的MV搜索模式说明是采用了非相参技术,23ML雷达则没有明确说明,考虑到隔壁F-4战斗机的APQ-120雷达曾经想使用相参MTI技术,但最终还是因为技术不成熟稳定而在1968年放弃了CORDS项目,23ML雷达应该没有采用相参MTI。非相参MTI由于包络检波展宽了视频目标与杂波频谱,通常性能比相参MTI更低。可以认为此模式只具有初步的对超低空杂波背景下目标的探测能力,效果很差。

此模式下对TU-16轰炸机发现距离24km,跟踪距离14km。

此模式下对MIG-21战斗机发现距离19km,跟踪距离10km。

当战机火控系统处于BS手动控制模式下时,BS的三个探测模式适用于高/中高度探测,全方位拦截探测(上视下视)它能够有效对抗云雨的杂波干扰,“IIIBS”模式最大搜索范围为65公里,“IBS”模式搜索范围为27公里。最常用的模式是“IIBS”,搜索范围45公里。

此模式使用低PRF重复频率进行探测,使用窄带多普勒滤波器组对信号进行频带分析,为MTD(动目标检测)技术,也可以称其为低重频的脉冲多普勒PD雷达,但通常意义上工作在中/高重复频率的PD雷达我们才称其为PD雷达。MTD技术是MTI技术的改进,有着更强的信号处理能力,它拥有更好的信杂改善比,并且可以有效抑制鸟群,云层带来的慢动目标杂波。

MTD技术通常用于低重频的雷达中,多用于陆基或舰载雷达;机载雷达则由于要提高在强杂波背景下检测目标的能力,以及更强的战斗情况适应能力,多使用高重频与中重频波形。高重频波形能够获得最大的占空比,并且对于迎头目标有无杂波检测区,拥有优秀的对迎头目标检测性能。F-4战机的APG-59雷达虽然是中重频,但也曾有15000英尺高度对刚起飞的米格21战机在80公里距离上发现跟踪的实例。高重频波形也有旁瓣杂波电平高,不利于对非迎头目标进行检测的弱点。所以实用的PD雷达多采用高中低重复频率波形结合的措施,获得最佳的探测性能,例如F15战机的APG-63雷达就是如此,中重频波形还配合13位巴克码做脉冲压缩提高占空比,从而提高探测性能,对T33靶机这种小目标尾追下视也获得了超过40km的探测距离,这是前所未有的性能。

23ML雷达只有低重频,所以只能算MTD雷达,真正传统意义上主要使用HPRF与MPRF波形的PD雷达苏联要等到八十年代米格31的“闪舞”PESA与苏27,米格29的N001,N019雷达了,MTD雷达的信号处理较为简单,设备复杂程度不高,所以苏联米格25的SAPFIR-25雷达也采用了这种设计,但代价就是战斗环境适应性能只是差强人意,只能说拥有一定的下视下射能力。

当战机火控系统处于TP光电控制模式下时,光电控制的5个模式用于雷达损坏,被干扰或需要隐蔽靠近目标的状态。TP-26ShIRST光电设备用于目标搜索与跟踪,战机通常通过GCI数据链或语音引导进入战斗位置。

模式“TI”搜索扫描模式方位角为60º,仰角为15º。

模式“TII”搜索扫描模式方位角为15º,仰角为6º。

如果目标在“TII”模式下获得,则自动切换“TIII”跟踪模式。

如果目标被IRST捕获,N003E雷达切换到准搜索模式。雷达天线为R-23T导弹的发射提供数据。HUD亮度(IRST信号)可以通过“USILT”开关设置。

模式(T-phi0-I,T-phi0-II)用于雷达不开机的情况。R-23T导弹的射击诸元数据由IRST提供。

23ML雷达的大功率变送器(速调管)采用闭式循环液体系统冷却。“防冻剂65”液体的工作温度为+55℃。雷达启动后,冷却系统立即启动。前雷达舱用冲压空气冷却。流量为650-800kg/h。空气冷却系统在雷达舱内保持55-60°C的工作温度。

总的来说,23ML雷达在23D-III雷达基础上有了较大改进,换用了倒卡天线,更换了固态电子器件,雷达威力与可靠性都有较大提升,在减轻重量方面也有相当成效。在信号处理方面,23ML引入了MTD技术,提高了雷达的抗杂波下视能力,使其成为苏联第一款拥有实战级别下视下射能力的雷达。

但与同期美军产品做对比,23ML雷达就只能弟中弟了,别说23ML雷达,就是日后的N001雷达,在APG-63和APG-66面前也是弟中弟,苏机雷达通常取单次扫描0.5检测概率,对RCS为3平方米的目标得出的标称距离,而美机则通常取累积探测概率0.85,对RCS为2平方米或5平方米的T33/T38靶机得出探测距离,APG-63雷达的威力高的惊人,APG-66雷达采样精度11位速率100Khz的AD转换器,可编程数据机都是苏联没有的东西,差距实在是太大了。

雷达告警对抗设备

主要由SPO-10“海妖”-3告警系统与SPS-141“丁香花”主动ECM系统组成。

红色天穹的支柱——米格23ML战机小传-

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SPO-10雷达告警系统属于第一代雷达告警系统,具体可以参见我的这篇文章。

SPO-10告警系统使用晶体视频/超外差接收机+模拟信号处理电路体制,无目标波形-型号分辨能力,无距离分辨能力,只有四个布置在显示器机体四个方向的指示灯作为雷达照射的提示方法,角度分辨率为90度。我这人说话比较直接,这玩意就是一坨屎,在七八十年代战场较为密集的复杂信号环境下根本没有能力为飞行员提供有效态势感知支持,甚至对于AIM7F这种拥有HPRF波形引导能力的半主动弹来说,连基本的攻击报警都做不到。

可以对比一下同期F-4战机换装的AN/ALR-46告警系统与F-15战机的AN/ALR-56告警系统的界面:

红色天穹的支柱——米格23ML战机小传-

ALR-46告警系统为第二代告警系统,采用数字信号处理电路,拥有程序对威胁自主排序能力,具有信号的分选识别能力以及距离分辨能力,方位角分辨精度高。

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ALR-56告警系统为第三代告警系统,采用可编程计算机技术,能够有效应对八十年代的复杂战场电磁环境。

总的来说,米格23ML的雷达告警系统可以认为几乎等于没有。米格23的雷达告警系统在米格23MLD这种改进型号的八十年代后期才更换为第二代雷达告警系统的SPO-15,但SPO-15在显示效能方面也不如ALR-46,一进入九十年代就立刻落后于时代,真正追赶上世界水平的告警系统要到俄罗斯的SPO-23了。

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SPS-141干扰吊舱主要设计用于对抗美军的陆基HAWK式雷达防空系统,由于天线设计,作用范围只有战机的前半球。它是苏联第一代自卫干扰系统,内置于米格23战机,而苏22攻击机上则作为可选吊舱携带。SPS-141吊舱有三个可选工作频带,总共覆盖4.7~10.8GHZ(S,X)波段,在执行任务起飞前需要事先设定,然后无法进行临时更改。

SPS-141吊舱有速度门距离门拖曳欺骗干扰功能,能够进行瞄准式干扰,也有扫频式噪声干扰压制功能。在两伊战争中伊拉克战机装备的此吊舱大大减弱了伊朗的HAWK早期地空导弹系统的威胁。

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米格-23ML战机的导弹系统主要由AVM-23模拟计算机,S23D-88/23T-BS连接模块,DB-3-60-23挂架(R-60导弹),APU-60IM导弹支架(R-60导弹),APU-23IM支架(R-23导弹)组成。

R-23R半主动雷达弹由APU-23IM支架挂载,由S23D-88连接模块与AVM-23计算机连接,连接模块给予导弹低电压,给予控制准备信号,检查导弹状态,并给RGS-23导引头装订目标数据。

R-23T光电弹由APU-23IM支架挂载,由23T-BS连接模块与AVM-23计算机连接,检查导弹状态,给予控制信号,并控制TGS-23导引头与IRST和雷达系统配合锁定目标。

出口的猴版米格23MS据称只能同时使用一个连接模块,即无法同时携带R-23R与R-23T两种导弹。而华约国家的米格23MF以及米格23ML则能够同时携带两种导弹。

红色天穹的支柱——米格23ML战机小传-

R-23R/T导弹于1974年大批量生产进入服役,其弹体直径200毫米,全长4460/4160毫米,重215~223kg,战斗部重23.5~26kg,导弹最大过载20G,最大发射允许过载4G,导弹接通电源后准备时间3分钟,可用飞行时间35秒,自毁设定时间35~45秒。

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R-23T导弹使用光电导引头,由6部分组成。

1.导弹的导引头TGS-23包含一个跟踪系统和一个氮冷却光敏电阻。氮气冷却系统确保温度在正常情况下-195摄氏度,增加光敏电阻检测范围比未冷却时的1.5-2倍。四个不稳定装置安装在导弹头部部分。氮气瓶安装在APU-23M发射适配器的后部。

2.包含无线电近炸引信Tchaika-M,在厘米波段工作,发射/接收天线放置在第二和第四部分之间。Tchaika-M引信比较发射/接收信号的频率,使用多普勒效应来确定其接近目标,并将信号发送到触发弹头爆炸的安全装置。由于安全原因,Tchaika-M无线电引信在离开APU-23M挂架大约2~4秒后开始操作。第二部分还包括通向红外导引头的氮气管道。

3.自动驾驶系统,该部分通过两根电子脐带电缆连接到APU-23M吊架。

4.当在地面上的安全距离内时防止不必要的弹头爆炸的安全防护装置。它根据从Tchaika-M引信、冲击传感器接收到信号或当自动销毁时间已经过期时,启动弹头。弹头类型,破片或连续杆。

5.能量部分,气体发生器,频率/幅值稳定电压源,用于执行器,自动驾驶仪和其他系统。一个固体推进剂火箭发动机PRD-194,这个部分包含四个机翼和两个APU-23M吊架接头(中间,后面)。中间的接头还包含一个电接点,用来启动火箭发动机。

6.后方控制面,端盖或烟雾曳光弹TK-23可以加装。

R-23R则是使用半主动导引头雷达导引。

使用连续波照射,比例导引法进行制导,R-23R和R-23T在设计和性能数据方面实际上是相同的。R-23R的区别在于:前部分包括一个圆锥形状的雷达罩和一个半主动型导引头RGS-23,使用不同类型的保护帽。第二部分不包括氮气管道。

R-23R发射程序:当目标被“SAPFIR”-23ML雷达锁定时,RGS-23导引头精确地调谐在“SAPFIR”-23连续波发射机(KNP)的频率上。导引头接收信号,修正有关瞄准误差。这些发射前的修正信号用于在发射后将导弹转向正确的方向。

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R-23R导弹的RGS-23导引头在米格23ML的雷达连续波照射下对RCS5~10平方米的目标最大作用距离大约是27km,而R-23R/T导弹的动力迎头发射射程在高空大约是34km,低空海平面尾追大约是2.3~3.8km。

与同时代1974年大批量生产,1976年进入服役使用的AIM-7F导弹进行对比,在海平面高度,载机与目标都为0.9马赫时,AIM-7F导弹尾追攻击距离约为7.4公里;而R-23R/T导弹的动力最远迎头射程为34km,AIM-7F动力迎头射程最远可达90~95公里,可知在AIM-7E基础上改进,换装了MK58双推力固体发动机的AIM-7F导弹射程性能是远超R-23导弹的。

红色天穹的支柱——米格23ML战机小传-

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AIM-7F导弹对RCS为5平方米目标,使用200W功率照射时半主动导引头作用距离为60公里,200W算是一个比较典型的初代机载中型PD雷达连续波输出平均功率,例如瑞典的PS46A就是200W水准,而如果是APG-63,AWG-9这种重型机的雷达,其连续波平均功率可能更高,以及使用HPRF波形照射,APG63平均功率达2kw。故按照保守估计,F-15与F-14战机使用AIM-7F导弹时对米格23ML最保守的导引头作用距离都有75km以上水平,对米格23ML与R-23的组合是压倒性优势,F-4战斗机使用AIM-7E导弹时也能形成一定的导弹性能优势。

此外,AIM-7F导弹的战斗部为39公斤,比较大一点。麻雀系列导弹是在M型号更换了单脉冲测角系统和倒置接收机,并且设计增强了抗地海杂波的超低空接战能力,和R27R/ER一样。所以F型号只是动力增强,还没有改进超低空战斗与单脉冲测角抗干扰能力。

R-60格斗导弹由APU-60IM挂架挂载,此导弹全重43.5kg,战斗部3kg,全长2090毫米,弹体直径120毫米。

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R-60导弹于1973年批量生产进入服役,为苏联第二代格斗弹,无全向攻击能力,只能从尾追方向发起攻击。于1982年进入服役的R-60M改进型导弹拥有不完全的全向攻击能力,在正面只能从很近的地方发起攻击。

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与1977年开始批量进入部队服役的AIM-9L导弹做对比,R-60MK导弹在5公里高度时尾追距离约为4km,而AIM-9L导弹对于5G过载机动的目标尾追攻击距离都有4km(13000英尺)的水准,可知AIM-9L导弹即使对比R-60MK来说动力性能也要稳压一头,更别提R-60导弹了。而AIM-9L导弹使用锑化铟光敏元件,具备真正的全向攻击能力,作战效能完全和R-60导弹不是一个级别的。苏机在八十年代中后期因为R-73导弹与头盔瞄准系统的组合出现,才在导弹格斗的效能方面实现反超。

爬升能力

红色天穹的支柱——米格23ML战机小传-

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米格23ML机净重取10470kg,两枚导弹重460kg,挂架重约100kg,则可得燃油重量约为1070kg,大约只携带了不到三分之一的内油。在机翼后掠角45度时,1000米(3280英尺)高度最大爬升率210~215m/s,5000米(16400英尺)高度最大爬升率140~145m/s。

根据非官方分析数据,F-4Eblk41(未安装前缘缝翼)鬼怪战机携带50%内油,4枚AIM-7E导弹,全重40337磅时,5000英尺高度爬升率约为222m/s,15000英尺爬升率约为170m/s,可知在多携带2枚中距弹,内油比例多出20%的情况下,未安装前缘缝翼的F4E战机也仍然要比米格23ML爬升率在典型战斗高度高出一截,F-4J战机也应该有类似的特性。

F-4Eblk50战机(安装前缘缝翼)在上述同样条件下,机重41407磅时爬升率分别约为180m/s,146m/s,如果战机也只携带30%的内油和两枚中距弹的话,那么F-4Eblk50战机低空爬升率将不会逊色于米格23ML,中空爬升率则稳压米格23ML一头。

回转能力

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可以看出,在1000米高度低空时,米格23ML不仅是瞬盘能力遭到攻角限制器限制,稳盘能力在表速700km/h以下也会遭到限制。

1000米高度时稳盘在表速1000~1050km/h处取得最大值7G,盘旋率约为13.1度/秒;5000米时在约800km/h处取得最大值4.8G,盘旋率约为9.1度/秒。而F-4Eblk50战机在前述同样挂载条件下,携带4枚AIM-7E导弹,5000英尺高度时在约960km/h表速时取得最大过载6.8G,盘旋率约为13.3度/秒;在15000英尺高度815km/h表速时取得最大过载5.1G,盘旋率约为10.4度。如果考虑到此时鬼怪战机还多带了2枚中距弹,以及高度和载油微小差距,可知在最大稳盘能力指标上,加装了前缘缝翼的F-4E战机是要稳稳压住米格23ML的。

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看图可知,在指示攻角限制为24度时,米格23ML在1000米高度时,约0.72马赫表速,即约870km/h表速时能够取得瞬时盘旋最大过载值7G,此时盘旋率约为16.2度。而同前文条件一样,F-4Eblk50战机在5000英尺高度时于710km/h表速时能够取得约21度的最大瞬时盘旋率。

考虑到米格23ML战机的真实攻角限制仅为14.8度,而鬼怪战机能够拉出20~25度的高攻角,可以认为鬼怪战机的瞬盘战斗能力也远高于米格23ML战机。

学过初中物理的都知道,线速度等于角速度乘转弯半径,也就是说,当线速度不变时,角速度越大,此时你的转弯半径就越小。而在格斗典型低速段0.7马赫以下时,米格23ML受制于失速危险,有攻角限制不能将升力系数顶到最大,只有0.8~0.85的水平,而鬼怪战机则可以拉到15~20度攻角进行盘旋从而获得比米格23ML更好的升力系数,考虑到鬼怪战机的翼载荷也比米格23ML战机更好一点,可知在二者低速格斗,高度速度相同时,鬼怪的盘旋角速度上限总是要比米格23ML更好一些,这意味着在相同速度时鬼怪的转弯半径可以更小。

而在失速速度低速操控性方面,米格23ML战机空战使用的45度后掠角模式无疑是相对劣势的,在170节左右时速就会面临失速危险,而加装了前缘缝翼的鬼怪战机可以将失速速度压低至130节左右,综合以上两点,可以认为鬼怪战机的小半径转弯能力比米格23ML要强。小半径转弯能力主要决定单环格斗的优势,谁能占据内圈谁就能咬住敌机的后半球。

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而双环交汇格斗空战主要比拼的是最大转弯角速度,谁的转弯角速度更大,谁就能更快的完成对头转向,从而抢先对敌机进行攻击。

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鬼怪战机的双环交汇格斗能力显然也是要胜过米格23ML的,鬼怪战机的稳盘性能更加优秀。考虑到米格23ML战机在可用攻角和瞬时盘旋能力上的双重劣势,在单环和双环格斗的劣势还会更大,鬼怪战机可以牺牲能量强行拉瞬时盘旋与高攻角换取更早的机头指向米格23ML能力,在低速可控性上,米格23ML战机也很难说对鬼怪占据什么优势,甚至处于劣势,滚转能力就更别提了。

加速能力

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后掠角45度时。

高度1000米,表速600km/h—1100km/h用时约21秒。

高度5000米,表速600km/h—1100km/h用时约45秒。

高度10000米,表速600km/h—1100km/h用时约65秒。

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后掠角45度时。

高度1000米,表速600km/h—1100km/h加速距离约4.6km。

高度5000米,表速600km/h—1100km/h加速距离13.1km。

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米格23ML45度后掠角时加速能力在低空和中空的表现是远不如未加装前缘缝翼的F-4E战机和F-4J战机的,对于加装了前缘缝翼则F-4E战机则伯仲之间,差距不大。

能量留存能力

根据非官方的论文分析数据,米格23ML战机的能量留存特性是较为优秀的,其主要原因在于它是稳盘机,能够以较小的攻角就达到较大的升力系数,所以转弯时小攻角机动带来的诱导阻力较小,有利于能量的保存。这点特性和F16倒是比较相似,但米格23ML战机的能量留存特性在小过载机动时仍然比不过大力出奇迹没有前缘缝翼的鬼怪战机,但比加装了前缘缝翼的鬼怪要更好一些。

红色天穹的支柱——米格23ML战机小传-

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可以看出,在做小过载机动(即SEP单位重量剩余功率为正)时,没有加装前缘缝翼的鬼怪战机SEP包线均优于米格23ML,这意味着二者在相近的速度段做相近的过载机动时,鬼怪战机的能量因为机动的损失要比米格23ML小。

总的来说,米格23ML的能量留存能力至少比米格21bis这种人操火箭好多了,米格21bis战机能量损失的非常快,bis战机的亚音速爬升率和加速能力要比米格21-F13好点,但其机动性能是不如的。

米格23ML的机动性能比不过鬼怪也不用气馁,鬼怪的性能算是二代机T0水平,在各方面都是出类拔萃,十分优秀的,安装前缘缝翼之前的鬼怪稳盘能量留存方面特性甚至比以稳盘著称的F5E战机都还要强,JH7飞豹战机陈一坚总师也称鬼怪为最强二代机,并不是没有道理。

米格-23战机对于苏联来说是一款优秀的空中平台,在它基础上改进的衍生型号很大程度的改变了苏联空中力量体系的格局框架结构,使苏联空中力量体系变得更加完善。

米格23ML以及其兄弟出口型号作为米格23家族第一款拥有较为完善空中战斗能力的战机,放在七十年代后期和八十年代早期也称得上优秀,在世界范围内与幻影III,幻影F1,F4,F5E,乃至F16与F15都交过手,前前后后数十场,有胜也有负。但米格23ML却也并不是称得上顶尖级别的战机,有优点,但也有很多瑕疵,被鬼怪各方面稳压一头,实在是有种既生瑜何生亮的悲叹。

红色天穹的支柱——米格23ML战机小传-

米格23出来的年代实在是有点晚,鬼怪战机早在六十年代就已经大量服役,而米格23战机的制空型号在七十年代中后期开始批量服役足够成熟的型号时,美国的F-16,F-15,F-14三兄弟也已经登上了历史舞台,米格23不得不面对一服役就落后的窘境。即使日后不断修修补补,更换雷达和导弹,也仍然未能追上世界最先进水平前进的步伐,直到八十年代中后期米格29和苏27的组合服役,才在基本机体性能上勉强赶上世界先进水平(其实就是美国的水平),但在很多细节和其他能力航电导弹上仍然有不足。