戰機世代part１：戰機「1～6世代」如何劃分　為何第四代是目前主力

探討噴射戰鬥機的各類文章中，常常可以看到「世代」這個名詞，例如F-35是「五代」機，中華民國空軍的F-16V是「四代半」(4.5代)，日本在311地震引發的海嘯中被摧毀的F-2是四代機，美國、俄羅斯開始研發「六代機」等，究竟這些戰機世代是如何劃分？

本篇為系列中的上篇，介紹一～四代戰鬥機的主要技術特色，並分析為何第四代戰機是目前各國的主力。下篇將介紹五代、四代半代、六代戰機。

一代機：噴射戰鬥機時代的先鋒

第一代噴射戰鬥機是由螺旋槳跨入噴射推進，從二戰末期德國Me-262、英國流星式，到1950年代的前蘇聯MiG-15、美國F-86等。不過大部分的研究，都會從二戰後的噴射機才開始歸類。

第一代戰機特色就是水平飛行速度比螺旋槳戰機快，就算是二戰的Me-262都能輕易突破860km/h，比螺旋槳推進中最快的Ta-152H還快了100km/h，戰後的Mig-15則能超過1100km/h，俯衝時甚至能接近音速。

由於速度快產生的風壓與摩擦溫度，第一代噴射機只能採用高強度鋁合金的全金屬機身，以及後掠機翼，外型與螺旋槳戰機明顯不同。

第一代戰機的缺點是限於當時的渦輪噴射引擎科技，其實飛機對油門的反應比較慢，再加上武裝與航電設備都還很簡陋，以機槍與機砲為主要武器（一代機後期才出現空對空飛彈與空用雷達）。

第一代戰機除了射控與武器還沒有與螺旋槳飛機拉開差距，油門反應慢，因此低空與起降的操控性能更是笨拙，很多噴射戰鬥機的飛行員也不習慣噴射戰鬥機的空戰打法，反而會減速與螺旋槳戰機進行纏鬥，這給了螺旋槳戰機反殺一代機的機會，故最後一代的螺旋槳戰機如美國P-47、P-51或前蘇聯La-11，都有擊傷或擊落噴射戰鬥機的紀錄。

國軍螺旋槳F-47N擊傷解放軍MiG-15噴射機案例

國軍飛行員毛節盛於1954年5月，駕駛F-47N（為P-47的美國空軍型號）於浙江省大陳島附近，遭遇解放軍性能高一大截的MiG-15 bis噴射戰鬥機攔截，毛節盛用各種水平與垂直轉彎將MiG-15 bis誘入低空，並降低空速縮減迴旋半徑…

一架MiG-15 bis無法在低空低速下，繼續保持在F-47N的六點鐘方向，減速不及飛竄到F-47N前方，毛節盛於電光石火的一剎那立刻扣下板機，8挺.50機槍齊射，MiG-15 bis立刻中彈冒煙，只能馬上脫離戰場…但F-47N無論速度與爬升能力都遠遜於噴射機，無力追擊。

此次空戰根據中共戰史記載，解放軍飛行員保錫明駕駛的Mig-15 bis機翼與座艙都遭到.50子彈擊中貫穿，保錫明頭部、左臂與右腿都遭到座艙內高速飛散的金屬破片擊傷，血流如注。他拋棄座艙蓋回報準備跳傘逃生時，地面戰管提醒他：負傷流血又在海上跳傘，幾無生還可能，不如在戰機上拚一下…於是保錫明利用噴射機較強的爬升力，迅速扭頭爬升到7000m，確認擺脫國軍追擊後，返回機場迫降成功。

第一代噴射機首度使用空對空飛彈作戰，是國軍F-86F掛載美國援助的GAR-8（後改型號為AIM-9B）空對空飛彈，1958年9月24日於中國溫州灣上空至少擊落一架解放軍MiG-17。亦象徵噴射機作戰終於擺脫二戰模式，將進入遠距離交戰的新時代。

二戰後的F-86，基本上還是延續二戰的纏鬥風格武裝與射控系統。（維基百科）

臺海兩岸戰史皆確認F-86於1958年以GAR-8擊落至少一架MiG-17，創世界空戰史首度使用空對空飛彈擊落敵機的紀錄。（圖片摘自網路）

二代機：進入倍音速時代

第二代噴射戰鬥機的綜合性能開始與螺旋槳戰機拉開明顯差距，追求飛得更高更快，以及更為先進的武器與航電系統，代表性的戰機有美國F-104、前蘇聯Mig-19/MiG-21，法國幻象III等。

第二代戰機的飛行速度正式突破音障，並且很快發展到2倍音速，實用升限也超過17000公尺，為了達到這樣的性能，「後燃器」（afterburner）開始成為戰機必要裝備，也是為了追求高速，三角翼與可變翼開始出現。

武器與射控系統更全面進化，空對空飛彈成為戰鬥機的標配，能夠攻擊遠超過機砲射程（約2km）的目標，一枚飛彈命中的破壞力也遠超過機砲彈，甚至開始出現攜帶核彈頭的空對空飛彈，參閱：特種部隊抱著核彈跳傘是真的！ 了解「戰術核武」的定義與特殊型號。

雷達技術的小型化成功，讓戰機開始攜帶空用雷達，主要用於高速目標的跟蹤定位，以及測量距離，幫助飛行員在適當的距離與位置發射空對空飛彈。

第二代戰機可說是奠定了噴射戰鬥機的基本構型，因此其世代中的後期型號，例如MiG-21，經過現代化改良（通常是升級引擎與航電系統）後，至21世紀20年代，仍在許多國家的空軍中服役。

不過許多二代機因為當時高空高速的航太科技並不成熟，因此設計上顧此失彼，例如追求兩倍音速的F-104，因為設計時將重點放在高空高速及高爬升率，而犧牲續航力和水平機動性，導致低空飛行與起降時性能惡劣，失事率高。使其有「寡婦製造機」（Widowmaker）、「飛行棺材」、「人肉飛彈」之惡名。全球平均每10萬飛行小時墜毀25.2架。

例如我國空軍自1960年開始由美國軍援管道及軍售，合計接收302架各型F-104，1998年除役，在38年的服役期間（總飛行時間約38萬小時），總計114架失事，造成66名飛行員喪生。但第二代戰機這些嘗試錯誤的經驗，為後續的三代機，提供了許多寶貴的試金石。

美國F-104是典型的二代機，為了突破兩倍音速，水平與低空飛行性能都有所犧牲。（維基百科）

以色列空軍的幻象III型在六日戰爭擊落48架阿拉伯國家聯軍戰機，在贖罪日戰爭再創下擊落106架敘利亞和埃及空軍飛機戰果。（維基百科）

三代機：視距外空戰/多用途

三代機開始配備更為先進的雷達、機載航電系統與中程空對空飛彈，開始能攻擊目視範圍外的敵機，且由於引擎性能強化，三代機除了追求高空高速性能，也能兼顧中低空性能。代表性戰機有美國F-4、F-5、前蘇聯MiG-25等。

雷達導引空對空飛彈，各國在1940年代就開始研究，但在1956年服役的「半主動雷達導引」麻雀飛彈（AIM-7）才算發展成熟，搭配F-4戰鬥機，成為三代機最著名的搭檔。

通常飛行員在空中的可視距離在8～20km左右，差距為受到氣像條件與飛行員視力影響，但是麻雀飛彈從AIM-7E型開始，射程就達到30km，也就是能在飛行員視野外，靠雷達導引擊落敵機，稱為「超視距」（Beyond Visual Range，BVR）作戰。

由於機載雷達與空對空飛彈性能突飛猛進的發展，三代機一度傾向「機砲無用論」，戰機只搭載中程與短程空對空飛彈，不過此理論很快在越戰遭到現實洗臉…

空對空飛彈的命中率，在飛行員緊張亂射、氣象條件差、導引失敗、敵方迴避與電子干擾等情況下，命中率奇低無比，在20%以下，所以各國很快又將機砲裝回戰機。例如F-5戰鬥機，在迷你的機首前段除了雷達外，要塞下兩門20mm機砲，只能將砲管凸出於機體外。

此外由於引擎推力大增與機體材料科技進步，第三代戰機的酬載量大增，原本只定義為「攔截機」第三代戰機，開始掛上各型炸彈與空對地/反艦飛彈，變身為多用途戰鬥機。

也由於引擎推力大與可靠性大增，第三代戰機還有一類「垂直起降」戰機開始實用化，不再只是理論，如前蘇聯Yak-38與英國AV-8，尤其是後者在實戰中大放異彩，服役至今。

第四代：運動性能大增的飛行電腦

三代機參與了從1960年代～1970年中期許多大型空中戰鬥，如越戰、中東戰爭（六日戰爭、贖罪日戰爭）等，實戰反饋大大的影響了1970年代中期開始的新機的設計理念，與三代機的設計概念差異很大，成為四代機。例如美國的F-15、F-14、F-16、FA-18、前蘇聯Su-27、歐洲EF-2000、日本F-2、中國J-10、我國的IDF等。

四代機由追求速度轉為更強調「運動性」與推重比，此外電子科技與複合材料從1970年代起開始突飛猛進，都讓四代機產生質的提升。

在此要說明，原本美國將這些70年代中期後新設計的戰機，仍然稱為三代機，許多中文媒體也沿用，因此下一代的F-22、F-35在原本美規中是四代機，這種分類法在很多文章中仍能看到。

但在俄國的分類中，卻將Su-57（以及原型機T-50）稱為五代機，看起來比F-22/35整整先進了一代，也造成研究者與媒體報導的混淆。所以後來美方的文件也將F-22稱為五代機（見文末美國空軍簡報圖），從此戰機世代分類的通說就趨於一致。

四代機具有高推重比（輕載時甚至超過1，也就是能垂直爬升）與較遠的航程，這是由於輕量化的複合材料與大推力兼顧燃料消耗較少的「渦輪扇發動機」開始廣泛運用。

四代機則為了追求運動性，配合電腦科技的發展，導入先天不穩定性（Negative stability）設計。相對的，一般飛機或前幾代戰機都有靜穩定性（將飛機重心置於升力中心之前），飛行員不太需要控制，飛機基本上會自行回到直線與水平飛行狀態，但這會大幅限制飛機的機動性能。

以F-16為例，先天不穩定性的設計，讓飛機隨時都處於不穩定地狀態，需要不斷調整各個翼面，維持飛行姿態，但這不是傳統的鋼索靠液壓連接舵面的控制系統可以搞定，因此改為「線傳飛控」（fly-by-wire）：將駕駛員的操縱輸入，通過IC轉變為電信號，經電腦或電子控制器處理，再通過電纜傳輸到控制介面。

電腦科技成熟，讓機載電子系統能夠處理更多的資訊，因此如F-4還需要後座雷達/電子系統操作員的配置，又被自動化系統取代。

由於四代機的電子系統能提供的訊息太多，不可能全用機械裝置顯示，為了讓飛行員很快了解重點資訊，飛行儀表電腦利用多功能的CRT或平面顯示器，取代以往的指針儀表，在同一個螢幕上能根據需要切換顯示不同資訊。

四代機還捨棄三代機為了降低高速下的阻力，犧牲飛行員視野的狹小座艙罩，改為泡型或淚滴型艙罩，成為四代機外型最大的特徵。

F-5E機首上的兩門20mm機砲，是其重要特徵。（維基百科）

MiG-25雙座型的座艙配置相當特殊。（維基百科）

中國解放軍空軍的J-10A，是其首度跳脫蘇聯式風格，採用西方設計的自製戰機。（維基百科）

為何四代機是目前各國主力戰機

雖然五代機已經研發並且服役了很多年，但目前在世界各國空軍中，第四代戰機在數量上仍是主力，以美國為例，其現役戰機總數約為2717架，其中空軍第四代戰機F-15系列（不含EX型）共473架，F16系列共827架，海軍FA-18系列共433架，FA-18E/F共488架，陸戰隊FA-18共229架，AV-8B共99架，合計4代機共2549架，佔了壓倒性數量。

四代機研發的年代，正是東西兩大陣營冷戰的高峰，因此雙方陣營的生產了大量的四代機配發部隊，此外相較於先進的五代機，出口敏感性沒有這麼高，因此無論是美系的F-15、F-16或是蘇系的SU-27家族，都大量的出口，成為許多國家空軍的中流砥柱，進一步提高數量。

龐大的各型四代機總生產數量，意味著生產成本降低，而且需要龐大的後勤維護能量，能夠養活夠多的後勤廠商，而四代機也因為整體的經濟規模，零件取得較容易，維護資源也多，進一步降低了持有與操作成本，加上以綜合性能而論，四代機針對現代防空與對地對海作戰需求，基本足夠了，還沒有大規模落伍的情況。

此外以戰機的操作成本而論，四代機平均也比五代機低得多。美國國防部曾公布2018年各種飛機的 ” 每小時操作成本 ”，以2017年10月的美金來計價：五代機F-22每小時操作成本要36799美金、低配版的F-35也要18026美金，但相對來看，四代機最便宜耐操的是F-16C，平均每小時操作成本只要8093美金，平均F-22飛一趟，F-16C可以飛4.5趟還有找！

尤其現在全球經濟疲軟，加上很多國家並沒有急切的戰爭需求，四代機升級或換裝的進度緩慢，這些因素都讓雖然五代機已經問世很久，四代機仍然為全世界空軍的主力。

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