Sådan fungerer F-15'erne

Det tog ikke lang tid for verden at finde ud af kampflyets potentiale. I 1911, kun otte år efter at Wright -brødrene fik deres skabelse fra jorden, det amerikanske militær begyndte at smide testbomber ovenfra. Et par år senere, Første verdenskrigs tropper kæmpede om det på himlen med maskingevær-pakningskampfly.

Tingene flyttede ret hurtigt derfra. Kun 60 år senere, de tidlige enkeltmotorede propelfly havde udviklet sig til slanke, kraftige jagerfly, der kunne foretage skarpe luftdrejninger ved mere end 600 miles i timen (970 km / t).

I denne artikel, vi ser på en af ​​de mest berømte krigere, F-15. Dette bemærkelsesværdige fly står op i årevis - det har eksisteret siden begyndelsen af ​​70'erne - men det er stadig et afgørende stykke af det amerikanske arsenal. Ifølge det amerikanske luftvåben, den har en perfekt kamprekord, med over 100 sejre og nul nederlag. Som vi vil se, dens succes skyldes dens fænomenale manøvredygtighed, avanceret elektronisk udstyr og frygtindgydende ildkraft.

Det F-15 Eagle er en lille, stærkt manøvredygt jetfly designet til at flyve kampopgaver under alle vejrforhold. Dens primære mission er at opretholde luftoverlegenhed . Med andre ord, dens endelige formål er at besejre andre fly i luftfart.

Det amerikanske luftvåben bestilte flyet, efter at de havde kigget på MiG-25, et kraftigt jagerfly Sovjetunionen afslørede i 1967. MiG-25, almindeligvis kendt som "rævefuglen, "var på det tidspunkt langt overlegen i forhold til det primære amerikanske kampfly F-4 Phantom, og i hjertet af den kolde krig, luftvåbnet havde brug for et sammenligneligt fly så hurtigt som muligt. McDonnell Douglas (nu fusioneret med Boeing) vandt kontrakten for det nye projekt og leverede den færdige F-15 et par år senere. Virksomheden har introduceret flere variationer på dette fly siden da, som teknologi og behov har ændret sig (se nedenfor). Den nuværende kamp F-15 Eagle er F-15C .

Den originale F-15 Eagle var designet til kun at håndtere luft-til-luft-mål (andre fly). Det var ikke bygget til at bombe mål på jorden, fordi luftvåbnet vidste, at det ekstra udstyr ville kompromittere flyets luftbekæmpelsesevner. Men da flyvevåbnet havde brug for en jagerbomber for at erstatte ældningen F-111 indtil den nye stealth F-117 var klar, de besluttede at ændre F-15 til luft-til-jord missioner. Resultatet var F-15 Strike Eagle, betegnet F-15E.

Strike Eagle er ikke en erstatning for den originale F-15, men et supplerende bombefly. Overraskende, flyvevåbnets midlertidige løsning viste sig at være en af ​​de bedste jagerbombefly der nogensinde er lavet. I Operation Desert Storm, Strike Eagle beviste, at den med succes kunne kæmpe sig forbi fjendtlige fly, ramte flere jordmål, og derefter kæmpe sig ud af fjendens territorium.

I det næste afsnit, vi vil se, hvordan disse to fly er sat sammen og finde ud af, hvordan de dykker, klatre og undvige så yndefuldt.

En F-15 har de fleste elementer, du finder på et almindeligt jetfly. Det har to vinger, der genererer løfte op , den har bageste lodrette og vandrette stabilisatorer og ror, der balancerer og styrer flyet, og den har to turbofan jetmotorer bag på flyet, der genererer tryk.

F-15 modeller

• F-15A - Det originale F-15 kampfly, F-15A fløj første gang i juli 1972. Ligesom den nuværende F-15C, dette fly er designet til en enkelt pilot.
• F-15B - Det originale F-15 træningsfly, F-15B fløj første gang i juli 1973. Dette fly har to pilotstationer-en for en erfaren instruktør og en for en pilot under uddannelse.
• F-15C - En opdateret version af F-15A, flyvevåbnet tilføjede F-15C i 1979. F-15C har forbedret elektronik, større motorkraft og øget brændstofkapacitet.
• F-15D -Dette er det to-personers træningsfly-modstykke til F-15C.
• F-15E -En kombination luft-til-luft jagerfly og luft-til-jord bombefly (også kendt som F-15 Strike Eagle), F-15E kom ind i luftvåbnets arsenal i 1988. Den største forskel mellem F-15C og F-15E er F-15Es ekstra cockpitstation og dens bombemuligheder. Der er mange mindre ændringer i hele flyet.
• F-15I Thunder - En israelsk variant af F-15E
• F-15S - En saudisk variant af F-15E
• F-15J Peace Eagle - En japansk variant af F-15C
• F-15 AKTIV -F-15 ACTIVE er en to-personers F-15, der bruges i NASA-forskning. ACTIVE står for "avanceret kontrolteknologi til integrerede køretøjer."

Hovedforskellen mellem en F-15 og en almindelig jet er, hvordan disse elementer er afbalanceret. F-15s tvillingmotorer (Pratt &Whitney F-100-PW-220s eller 229s) har en meget høj tryk-til-vægt-forhold , hvilket betyder, at de er relativt lette for mængden af ​​tryk, de genererer (de kan generere næsten otte gange deres egen vægt i tryk).

Planlegemet er relativt let, også, selvom den er ekstremt stærk. Vingestængerne (støttekonstruktionerne inde i vingerne) er lavet af titanium, som er lettere og stærkere end stål, og det meste af huden er lavet af let aluminium. Ifølge luftvåbnet, hver motor kan generere mellem 25, 000 og 29, 000 pund kraft. F-15C's normale vægt er kun 45, 000 pund, hvilket betyder, at dens kraft faktisk er større end dens vægt! Dette lader det accelerere hurtigt, selv når man klatrer i højden.

F-15 har også meget lav vingebelastning , hvilket betyder, at den har meget vingeareal for sin vægt. Større vingeområde betyder større løft, hvilket gør flyet mere adræt. Det kan tage fart, stige op og dreje meget hurtigere end et almindeligt fly, som har meget mere vægt pr. kvadratmeter vingeplads.

Mekaniske og elektroniske systemer

Motorerne er udstyret med efterbrænderdyser, som kan give et ekstra tryk, når det er nødvendigt. Efterbrænderen indsprøjter simpelthen brændstof i varmstråleudstødningsstrømmen. Det antænder, tilføjer til de varme gasser, der skyder bag på motoren (se dette spørgsmål om dagen for detaljer om efterbrændere). Med fuld kraft, flyet kan komme op til mere end Mach 2,5 (ca. 1, 854 mph / 2, 984 km / t).

Den høje motoreffekt kommer til en pris - dårlig brændstoføkonomi. Selvfølgelig, F-15 blev designet med denne begrænsning i tankerne. For at udvide sit ikke-tankede område, den blev bygget med store interne brændstoftanke i skroget (hoveddelen) og i vingerne. Det kan også bære tre eksterne tanke, samt et par aerodynamiske formtilpassede tanke under vingerne, der genererer noget eget løft. Fuldt brændt, F-15C kan flyve 3, 450 miles (5, 550 km), og F-15E kan flyve 2, 400 miles (3, 860 km).

Det andet problem med motorerne er, at de slides ret hurtigt. Dette må forventes, i betragtning af den mængde arbejde, de udfører. Heldigvis, de er meget nemme at udskifte - et luftvåbnets besætning på jorden kan klare det på mindre end en time!

F-15 starter ikke bare hurtigt, det stopper også hurtigt. Den har sin egen forlængelse luftbremse , et hydraulisk betjent panel, der dramatisk øger flyets træk for at bremse det (ligesom en faldskærm).

Det vigtigste, der adskiller F-15 og andre moderne jagere fra deres forgængere, er deres elektroniske systemer. Tidlige jagerpiloter kontrollerede deres fly mekanisk, ved at flytte forbindelser, og de brugte hovedsageligt deres egne øjne til at målrette mod fjendtlige fly. I stærk kontrast, næsten alle aspekter af F-15 er edb.

Flyet er i det væsentlige en robot. Den har en central computer, som er forbundet til en række avancerede sensorer. Baseret på input fra inertial vejledningssystem (som indeholder meget følsomme gyroskopiske sensorer) og piloten, computeren aktiverer hydrauliske aktuatorer for at justere vingerne og bageste stabilisatorer. Piloten flyver faktisk ikke flyet direkte:Han eller hun giver instruktioner, og computeren bestemmer, hvordan de skal udføres. Computeren foretager konstant flyvejusteringer på egen hånd for at forbedre flyrejseydelsen - computeren skaber kunstigt en relativt jævn kørsel. F-15 computeren kan foretage nødvendige justeringer i millisekunder, omkring hundrede gange hurtigere end et menneske.

Flyets vigtigste "øje" er dets computerstyrede radarsystem, monteret i næsen. Radarens opgave er at lokalisere andre fly og generere jordkort. Fadet er monteret på bevægelige gimbals, så det kan dreje at scanne forskellige områder eller følge et mål i bevægelse. Radaren finder ud af, hvilken vej mål bevæger sig ved hjælp af puls-dopplersystemet-hovedsageligt skift i den reflekterede radiobølgefrekvens angiver, om målet bevæger sig mod radarsystemet eller væk fra det (se Sådan fungerer radaren for at få flere oplysninger.)

F-15 Strike Eagle har ekstra scanningsudstyr kaldet navigation i lav højde og målrettet infrarødt om natten ( LANTIRN ) system. LANTIRN -systemet er placeret i to bælg monteret på bunden af ​​flyet, tæt på motorindløbene.

Det navigations pod rummer en anden radarenhed, der er optimeret til at kortlægge terrænet, og en fremadrettet infrarød (FLIR) nattesynsscanner, der opfanger den infrarøde varmeenergi fra omgivende objekter. Sammen, disse sensorer genererer et detaljeret billede af jorden herunder, lader piloten eller computeren flyve i totalt mørke.

Det målretningsbælte huser en kraftig laser og en anden FLIR -scanner, monteret på et drejeligt tårn. Laseren fungerer som en afstandssøger , beregning af afstanden til mål baseret på, hvor lang tid det tager en laserstråle at hoppe ud af dem, og også som en målbetegnelse , markering af mål for laserstyrede missiler. Målretningssystemet er designet til at udvælge jordmål, men det kan også bruges i luft-til-luft kamp.

Den centrale computer behandler data fra radaren og LANTIRN -systemet og præsenterer mål- og navigationsinformation til besætningen. I det næste afsnit, vi kigger inde i cockpittet for at se, hvordan besætningen får adgang til disse oplysninger, flyver flyet og retter sig mod fjenden.

Den originale F-15 var designet til et enkeltpersoners besætning. Piloten flyver flyet og retter sig mod fjendtlige fly på samme tid. F-15 Strike Eagle har en ekstra station bag på cockpittet til en våben system officer , eller WSO (udtales "wizzo"). I Strike Eagle, WSO har ansvaret for at udvælge og fjerne markmål, mens piloten koncentrerer sig om at manøvrere flyet og bekæmpe fjendtlige fly. Begge stationer er placeret i en robust "boble" baldakin oven på flyet. Dette baldakin design giver besætningen en fuld 360-graders udsigt over deres omgivelser.

Pilotens station er designet til at gøre flyvning og målretning så let som muligt. Computeren præsenterer mest relevante oplysninger om heads-up display (HUD), en skærm, der projicerer et billede på en gennemsigtig skærm foran på cockpittets baldakin. Med heads-up displayet, piloten kan overvåge flyvedata og radarinformation, mens han holder øje med himlen. Dette er afgørende i kamp - en pilot kan ikke blive ved med at kigge ned på målere og instrumenter, mens han undgår eller jagter fjendtlige krigere. Luftvåbnet planlægger i sidste ende at erstatte dette system med en hjelmmonteret skærm, der projekterer flyvedata på pilotens visir.

Ifølge luftvåbnet, en F-15 Strike Eagle koster $ 31,1 millioner. F-15D er en relativ stjæle til kun $ 29,9 millioner, og et første generations fly vil kun koste dig 27,9 millioner dollars. Selvom dette lyder meget for den gennemsnitlige person, det er faktisk en ganske god handel i den militære verden. Flyvere siger, at det er en lille pris at betale for F-15's ekstraordinære præstationsniveau.

Kontrol

Pilotens kontroller er også ret ligetil. Piloten styrer flyet med en kontrolpind placeret i midten af ​​cockpittet, og styrer motoren med gashåndtag på hans eller hendes venstre side. Begge kontroller har flere knapper og kontakter, der betjener radarudstyret, vælg indstillinger på heads-up-displayet, og mål og affyre våbnene.

Kontrolelementerne er designet med hands-on gas og stick ( HOTAS ) system. I HOTAS -systemet, hver kontakt og knap på betjeningselementerne har en anden form og tekstur. Denne måde, piloten kan styre alle de store aspekter af flyet uden nogensinde at kigge ned i cockpittet.

WSO, derimod, bruger ikke meget tid på at kigge uden for cockpittet. Han eller hun overvåger radar, LANTIRN og flyvedata på fire multifunktionsdisplays (MFD)-katodestrålerørmonitorer omgivet af knapper (på samme måde som displayet på en automatisk tellermaskine). WSO -positionen har et komplet sæt flyvekontroller, men dette er kun en backup-bestemmelse-normalt, WSO hjælper ikke med at flyve flyet. Både piloten og WSO sidder i højteknologiske ACES II-udkastssæder, som sender dem fri af flyet i en nødsituation.

Alt dette dyre udstyr tjener et grundlæggende formål:Det er designet til at levere forskellige missiler, bomber og kugler, kendt i militære kredse som ordonnance , til fjendtlige mål. I det næste afsnit, vi finder ud af, hvad F-15 egentlig pakker, når det går i krig.

F-15 Eagle er fyldt med våben, der kan tage næsten alle fly, der findes. Det sport otte luft-til-luft missiler af forskellige designs. Det kan bære forskellige kombinationer af AIM-120 avancerede mellemdistance luft-til-luft missiler (AMRAAM'er), AIM-9L/M Sidewinder missiler, eller AIM-7F/M Sparrow missiler.

Alle tre missiltyper er designet til aktivt at søge deres mål. AMRAAM- og Sparrow-missilerne er begge radarstyrede. AMRAAM har sin egen radarenhed og flyvekontrolsystem. Inden missilet blev affyret, F-15 computeren sender radarinformation med angivelse af det tilsigtede mål, og missilets radarenhed låses fast. Efter missilaffyringen, dens ene mål er at styre sig selv (ved at justere flyveribber) mod dette mål.

Sparrow -missilet fungerer på et lignende princip, men den har ikke sin egen radarsender. Piloten skal holde flyets sender rettet mod målet, at "male" det til missilet.

Sidewinder -missilet bruger en infrarød sensor til at opsamle et fjendtlig flys varme motorudstødning. Flykontrollerne styrer simpelthen missilet mod det hotteste område i syne.

F-15 har også en indbygget maskingevær, en M-61 20 mm 6-tønde kanon, monteret inde i styrbord (højre) vinge. Pistolen har et effektivt Gatling -pistoldesign, der kan affyre omkring 6, 000 runder i minuttet. Det får aldrig chancen, imidlertid, fordi dets blad kun rummer 940 runder. Det kan tømme hele magasinet på mindre end 10 sekunder!

Piloten vælger et andet målretningsdisplay på HUD for hvert våben. Maskingeværets display, for eksempel, består af en tragtform. Piloten manøvrerer flyet, så målet er i midten af ​​tragten og åbner derefter ild.

F-15 Strike Eagle har alt, hvad F-15 Eagle har, og det kan også bære næsten ethvert luft-til-jord-missil i luftvåbnets arsenal. Den bærer ofte guidet ammunition, såsom GBU-15 bomben. Alt i alt, den kan bære cirka 23, 000 pund (10, 430 kg) ammunition.

Begge F-15-modeller har også en række højteknologiske forsvar. De har radaradvarsler, som registrerer fjendens radar fra jordstationer, fly eller guidede missiler, og en avanceret radarjammer for at forvirre disse radarenheder. De har også en agndispenser , en enhed, der skyder en sky af metalstrimler ud. Enemy radar opfanger agnerne og mister midlertidigt låsen på F-15.

F-15's kombination af høj manøvredygtighed, sofistikeret elektronik og kraftfuldt våben har gjort det til et yderst succesrigt våben i USA's arsenal (og en række andre landes arsenaler, såvel). Men nu nærmer det sig slutningen af ​​sit løb. Boeing og Lockheed Martin har allerede udviklet sin erstatning, F-22 Raptor.

Raptor tager alt på F-15 til et helt nyt niveau, med meget større acceleration, manøvredygtighed og computerkraft. Det er også designet til stealth flyvende, ligesom F-117 og B-2 bombefly.

For meget mere information om F15, F-22 og andre militære fly, tjek linkene på den næste side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer fly
• Sådan fungerer Stealth Bombers
• Sådan fungerer gasturbinemotorer
• Sådan fungerer F/A-22 Raptors
• Sådan fungerer Radar
• Sådan fungerede Jagerfly fra Anden Verdenskrig
• Sådan fungerer Apache -helikoptere
• Sådan fungerer krydstogtsraketter
• Sådan fungerer smarte bomber
• Hvordan hypersoniske fly vil fungere
• Sådan fungerer udstødningssæder
• Sådan fungerer maskingeværer
• Sådan fungerer Night Vision

Flere store links

• F-15 Eagle Faktablad
• F-15E Strike Eagle Faktablad
• Boeing:F-15 Eagle
• GlobalSecurity.org:F-15 Eagle
• Air Superiority F-15 Eagle
• FAS:F-15 Eagle
• F-22 Raptor
• Guide til F-15E Strike Eagle