第二代战斗机的典型代表——F-4战斗机

F-4战斗机（英文：Phantom II，译文：鬼怪/鬼怪Ⅱ，亦称：F4H），是美国一型双座双发全天候远程超音速防空截击机或战斗轰炸机。

F-4战斗机第二代战斗机的典型代表，各方面的性能较均衡，不仅空战格斗好，对地攻击能力也不俗。是美国空、海军六、七十年代的主力战斗机。参加过越南战争和中东战争，也曾经是美国空军雷鸟飞行表演队表演飞机。缺点是转弯半径过大、大迎角机动性能欠佳，高空和超低空性能略差，起降时对跑道要求较高。

F-4战斗机由美国麦克唐纳·道格拉斯公司（McDonnell Douglas ，现并入波音公司）于1956年开始设计，1958年5月第一架原型机试飞，生产型则于1961年10月开始正式交付海军使用。1963年11月开始进入空军服役

当时为了解决新飞机的高速稳定性问题，设计人员做出了几个重大改进。其一是将全动平尾下反23度，兼具稳定鳍的作用，这样在获得稳定度的同时也不干扰尾喷管，在大迎角飞行时，下反的尾翼可以从主翼紊流中伸出获得必要的控制力；其二是将主翼的折叠外翼段上反12度，并设置锯齿，锯齿产生的涡流可以阻止机翼附面层向翼尖方向发展，推迟分离；另外还将进气道改为带附面层隔离板的设计，使得各种飞行条件下都能为发动机提供最合适的气流。直到1956年12月31日才最终完成设计，而平尾的下反和外翼段的上反造就了“鬼怪”的奇特外形。

YF4H-1安装了前缘襟翼，从翼尖一直向内延伸到1/4 翼展处，以机翼折叠处为界分为两部分。在飞机低速飞行时襟翼向下偏转，提高升力。前缘襟翼和后缘襟翼都具有吹气装置，从发动机压气机中引出高压空气向后吹出，使机翼上表面气流在高攻角的状况下不分离。进气道斜板有 5 度的安装角。在雷达罩后面的下机身表面装有电子设备冷却系统的进气口。机翼水平部分的后缘分为两部分，内侧的是襟翼，外侧为襟副翼。襟副翼是副翼的一种，但只能向下偏转，不能向上偏，在它们前面的机翼上表面就是扰流板。如果要向左边滚转，飞行员就会向下偏转右侧襟副翼，同时竖起左边的扰流板，“鬼怪”没有通常意义上的副翼，滚转控制由襟副翼和扰流板完成。外翼段除了前缘襟翼外没有其他操纵面。另外在机翼下表面襟翼前方设置有向下开裂的减速板。全动平尾有 23.25 度的下反角，提供全部的俯仰控制。

F-4的机翼为悬臂下单翼，翼根翼型为NACA 0006.4-64（修形）、机翼折线处为NACA 0004-64、翼尖为NACA 0003-64（修形）。前缘后掠角45°，平均相对厚度5.1%，翼尖相对厚度3%，安装角1°，外翼上反角12°。前缘有锯齿。悬臂全动平尾，下反角23°，以避开机翼尾流（英国的K和M型下反角为15°）。平尾前缘增加了缝翼。后缘襟翼和外侧前缘襟翼都有附面层吹除装置。后期的E、F型改用前缘缝翼，取消吹气装置。机翼下侧起落架舱后方有一块液压驱动的减速板。机翼为全金属结构，外翼可折起（海军型）。前、后梁位于15%和40%弦长处，由大锻件机械加工制成。蒙皮为带肋整体壁板，由6.35厘米厚板机加工制成。后梁之后还有一根由锻件加工的辅助梁，用以分担部分主起落架和减速板载荷。外翼也是双梁结构，梁位于15%和40%弦长处，并与内翼连接。外翼蒙皮厚7毫米，翼尖2.5毫米。蒙皮材料多用7178铝合金，锻件用7079铝合金。机翼后缘为整体铝合金蜂窝结构，后缘襟翼和副翼为带铝合金蜂窝结构后缘的金属结构，后缘襟翼和副翼为带铝合金蜂窝结构后缘的金属结构。全金属半硬壳机身结构，分为前、中、后三段。机身前段主要包括座舱、前起落架舱和电子设备舱，构件多为钣金件、承力部位采用锻铸件。为防止变形，进气道采用很多横向隔框，进气口前缘为锻件，经化学铣切制成。中段有发动机舱和油箱舱。与机翼连接的承力框为整体件，由铝锻件机加工制成。油箱舱在发动机舱上方，采用双壁结构导入空气进行冷却。靠近发动机的结构大量采用钛合金。后段广泛采用钛和钢，下侧为双壁结构，用空气冷却。由于当时还没有在战斗机机体上采用较多份额的复合材料，F-4的重量居高不下，对飞行性能有着负面影响。

中翼和内翼为一贯穿机身的双梁抗扭盒整体结构，抗扭盒又是整体油箱，容积达2380升。副翼只能向下偏转30°。上翼面的扰流板可向上偏转45°，横侧操纵时两者协调动作，由两套独立的液压系统操纵。可收放前三点起落架。前起落架为双轮，无内胎，有减摆器和转向机构，向后收入机身。主起落架为单轮，向内收入机翼。舰载型弹射起飞时，前起落架伸长，有着陆钩。

J79-GE-17加力涡喷发动机

J79-GE-17加力涡喷发动机

F-4使用两台通用电气公司的J79-GE-17加力涡喷发动机，该发动机是美国最为著名的涡喷发动机，发展了多种改型，装备于多个型号的美军作战飞机。单台加力推力79.6千牛（8120公斤），耗油率0.2千克/牛顿·小时（0.84千克/公斤·小时）。机内总载油量7022升。腹下可挂一个2270升副油箱，翼下可挂一对1400升副油箱。有空中加油装置，也可挂伙伴加油吊舱。座舱布局为串列布局，两套操纵系统，有弹射座椅。飞机头部相对下垂，保证以一定迎角飞行时的视野，同时也有利于对地攻击。3套独立的206×105帕（210公斤/厘米2）液压系统。冷气系统用于开闭座舱盖，伸长前起落架支柱和伸出应急冲压涡轮。主电源为交流发电机，没有电池 。

F-4战斗机共有9个外挂架，机身下前后成对排列4个半埋“麻雀”空对空导弹挂架，每个可挂1枚“麻雀”导弹，后一对挂架也可各挂2枚“响尾蛇”空对空导弹。机身下中间挂架使用Aero-27A弹射炸弹架，可以吊挂核武器、炮舱、2273L副油箱或多弹弹射炸弹架；机翼下内侧挂点使用的是LAU-17A挂架，可以挂1枚“麻雀”导弹或2枚“响尾蛇”导弹，也可以挂1个三弹弹射炸弹架（用于挂各种炸弹）；机翼下外侧挂点使用的是MAU-12挂架，可挂1400L副油箱，或使用三弹弹射炸弹架挂载各种炸弹。最大外挂重量为6042kg。F-4的武器还包括一门M61A1六管加特林机炮（部分早期型号没有装机炮，后来根据实战经验，但可携带炮舱，外挂或者加装了机炮）。

对地攻击军械载荷最大达7250千克，包括各型AGM-12“小斗犬”无线电遥控导弹、AGM-62A“白星眼”电视炸弹、AGM-45“百舌鸟”反雷达导弹、AGM-65A“幼畜”电视炸弹、AGM-78B标准反辐射导弹、核弹、各种常规炸弹和火箭弹等。

“鬼怪”携带武器的多样性对其执行对地攻击任务极为有利。1972年，在“后卫”战役中，14架F-4“鬼怪”式战斗轰炸机投掷了24枚激光制导炸弹，成功摧毁了越方严密防守的清化桥。此后，美军使用了22枚激光制导炸弹和7枚电子光学制导炸弹，将杜梅大桥彻底炸毁。上述战例成为了精确对地打击的典型范例。

F-4E是F-4各型飞机中最早装备固定机炮的型别。F-4E的M61A1型20mm加特林炮和供弹系统固定在炮架上，炮架位于机身中心线上。炮架的上部支架安装供弹系统，下部Y形架及后支架安装机炮。Y型架和后支架与炮架悬挂固定，后支架上有水平和俯仰调节器。这种结构简化了机炮系统在飞机上的安装与调试工作。机炮采用液压马达传动，其功率要求为：当机炮射速4000rds/min时为71.9L/min(84.4kg/cm2；当机炮射速6000rds/min时为107.9L/min(118kg/cm2）。机炮旋转的加速和减速时间为0.5s，寿命为120000rds，故障间平均发数（MRBF）为10000rds，预检修期为15000rds。进弹机带有装弹机供在地面上往弹箱内装弹使用，所以往弹箱内装弹时不需要专门的外场设备。往弹箱内装弹时装弹机驱动弹带，使其进入进弹机，弹带通过进弹机后弹链被除去，炮弹被送入弹箱 。

F-4战斗机航电设备包括CPK.92A/A24G-34中央大气数据计算机，AN/ASQ-19(B）通信-导航-识别系统，MS25447/MS25448计数器加速表，AN/APQ雷达高度表，AN/AJB-7全高度轰炸系统，AN/ASN-64A导航计算机，AN/AJB-63惯导系统，AN/ASQ-91武器投放系统，AN/ASG-26前置角计算光学瞄准具，AN/APR-36、-37雷达寻的和警戒系统，AN/FSA-32自动火力控制系统，AN/APQ-120火控雷达，AN/ARW-77 AGM-12控制系统，TD-709/AJB-7程序计时装置，ID-1755/A备用姿态参考系统，KB-25A瞄准照相枪 。

F-4B/C使用的AN/APQ-72机载截击雷达属Aero-1A火力控制系统的一部分。主要特点为圆锥扫描、脉冲加连续波。圆锥扫描方式的缺点是测角精度较差、抗干扰能力不好，因此使用脉冲方式完成对目标的跟踪。除雷达外，Aero-1A系统还包括AN/APA-157导弹制导雷达，AN/AAA-4红外搜索与跟踪设备，Aero-1A导弹发射装置和大气数据计算机。红外装置装在头部下方，作用距离为30千米。雷达天线为抛物面型，液压驱动。该雷达具有较好的抗干扰能力。但由于大部分采用电子管电路，故体积、重量和维护性能较差。AN/APQ-120雷达是西屋电气（Westinghouse）为F-4各型飞机研制的雷达序列中的最后一个型号，采用脉冲连续波体制。1967年至1980年已生产2000部，APQ-120已用新的数字计算机改进。从AN/APQ-72到AN/APQ-120的每一代都着重在改进性能和增加功能，特别是想把空对空工作状态与空对地工作状态结合起来。AN/APQ-120是一部多功能雷达，大量采用了晶体管电路和固体电路，在相参接收和多普勒技术应用上也取得一些进展。天线口径为70×62.3平方厘米，重量290千克。带数字计算机的新型APQ-120属AWG-10A火控系统。

F-4战斗机采用的ASG-26瞄准具有空对空和空对地两种工作状态，可通过光学显示部件上的状态选择开关进行选择。选定工作状态后，再通过轰炸/武器投放开关、武器选择开关和其他开关选择各种攻击方式。1、空对空状态。是一种机炮攻击状态，瞄准具计算出前置角，并以光环的形式显示给驾驶员。驾驶员操纵飞机使光环跟踪并套住目标，此时机炮的射击方向指向目标的未来位置。2、空对地状态。根据预先装定的高度、俯冲角以及目标距离等算出下沉角，并使光环按此角下沉。攻击时使光环的中心光点与目标重合，稳定跟踪一段时间后即可投放武器 。

F-4战斗机采用AN/APQ-120火力控制雷达是在APQ-72、APQ-100和APQ-109雷达的基础上研制的设备。把脉冲搜索雷达、连续波制导雷达和目标截击计算机三部分结合在一个装置中。天线尺寸从APQ-109的直径79cm减小到69.9cm×62.3cm，但作用距离没有降低。由于广泛地采用了固体器件，因此提高了可靠性，而且体积减小，重量减轻。AN/APQ-120雷达有7种工作状态：即“关机（OFF）、“准备”（STBY）、“空对空”（A/A）、“空对地”（A/G）、“天线固定”（CAGE——天线轴固定在武器基准线上）、“自检测1”（BIT1）和“自检测2”（BIT2）。其中只有“空对空”、“空对地”和“天线固定”3种是战斗工作状态。天线高低扫描有1行或2行两种。显示形式有下列4种：小范围B型扫描（B-NAR）；大范围B型扫描（B-WIDE）；小范围PPI型扫描（PPI-NAR）和大范围PPI型扫描（PPI-WIDE）。B型扫描用于空对空状态，PPI型扫描用于导航和轰炸时的地形测绘状态。3、在空对空状态，雷达从A/A24G大气数据计算机得到高度、真空速、真攻角等信息进行截击计算。从AN/ASN?63惯导装置或AN/AJB-7姿态参考和轰炸系统获得控制天线所需的俯仰及滚动信息。从惯导装置获得偏流角。目标截击计算进行截击计算后，通过导弹发射架分别向AIM-7D/E“麻雀”导弹和AIM-9B/D/J“响尾蛇”导弹提供下列信号 。

APQ-120雷达的显示器组合包括显示器和显示器控制装置两部分。F-4E-48-MC(s/n71-236）以前的飞机，装备IP-870/APQ-120（前座舱）和IP-871/APQ-120（后座舱）显示器和C-7347/APQ-120显示器控制装置，在F-4E-48-MC以后的飞机上，把上述装置改装为多传感器显示器组合（MSDG)OD-67/APQ-120。它包括IP-1093/APQ-120E（前座舱）和IP-1094/APQ-120E（后座舱）显示器以及C-8909/APQ-120E显示器控制装置。OD-67/APQ-120多传感器显示器组合除作雷达显示器外，还有显示电视图像的功能。因此，在同一个阴极射线管上，由状态开关控制，或显示雷达图像，或显示电视图像。IP-1093与IP-870显示器的直径一样。但IP-1094比IP-871显示器在长、宽各增大了19.05mm，因此显示器的面积增大了1倍，作雷达显示器用时有925条纵向扫描线；作电视图像显示器时有525条水平扫描线。因此，显示的雷达图像比原来的直储显像管的画面更清楚。电视图像的输入来自AN/ASX-1光/电目标识别系统、AGM-65A/B“幼畜”空对地导弹或GBU-8/B、GBU?9/B等制导炸弹。ASX?1系统用IP-1093或IP-1094作显示器（AN/APQ-120雷达不工作时）。APQ-120雷达和ASX-1系统也可以同时工作。此时前座舱的IP-1093/APQ-120E作雷达显示器，后座舱的IP-1094/APQ-120E作ASX-1系统的显示器。反之亦可。当发射AGM-65A/B“幼畜”导弹、AGM-62“白星眼”制导炸弹和GBU-8/B、GBU-9/B制导炸弹时也使用OD-67/APQ-120作显示器。而“幼畜”导弹发射后的操纵使用4504A/ARW-77（“小斗犬”导弹控制器的改进型）控制器。从F-4E-36-MC(S/n 67-342）到F-4E-45-MC(S/n 69-7588）的一部分飞机进行了改装，增加了AN/ASQ-153(V）电/光目标指示系统。它与AN/AVQ-23(V)-2激光指示器组合在一直，用激光照射目标，增加了制导激光制导武器的能力。能把本机或僚机发射的AGM-65C导弹或GBU-10/B、GBU-10A/B、GBU-10B/B、GBU-11/B和GBU-12/B等制导炸弹导向目标 。

从空气动力学角度来说，这款战斗机设计丑陋。刚推出时，F-4的前途并不被看好。由于五角大楼试图将海军一款舰基拦截机改装为供所有军种使用的普通战斗机的不明智之举，F-4诞生了。

F-4是根据错误的理念设计的。就像F-22和F-35是以“隐形高于一切”为前提设计的一样，“鬼怪”的设计以这样一种预期为基础：20世纪60年代的空中战斗将是远程导弹的对决，交战双方看不到彼此。因此，战斗机为何需要空对空火炮和空中格斗性能？

不幸的是，“麻雀”雷达制导导弹等早期导弹的技术局限性及交战的限制性规则，意味着“鬼怪”不得不与更小、更轻型的米格战斗机进行近距离短兵相接的格斗。而米格是特别为空中格斗设计的。

F-4原本会彻底失败，但“鬼怪”的神奇之处就在于它发挥了作用。尽管从纯性能的角度来说它或许不是最优秀的战斗机，但它强大有力、坚固耐用且具备多种用途。F-4作为战斗机、攻击机和侦察机，在世界各地的冲突中出战过，包括河内、苏伊士运河、伊朗和土耳其。对西方及其盟友而言，“鬼怪”是冷战大部分时间里的主要战斗机。