能量机动传奇

毒牙利爪刺青天——F-16发展史韩亚梓F-16“战隼”的大名在军事迷当中可谓是无人不知、无人不晓。作为美国四种第三代战斗机中的一员，F-16以其优良的机动性和多任务能力著称。F-16又凭其四千多架飞机的产量而成为数量最多的一种第三代战斗机。它不但广泛服役于美军，而且大量装备美国之外的其他国家。不过，F-16虽然鼎鼎大名，它背后的发展史却不是每个人都了解的。同“出身正统”的F-15不同，F-16缘起于几位被称为“战机黑手党”的军人和工程师的思想火花。在高低搭配的思想下因缘际会，终于由试验机种变成了堂堂正正的主力飞机。不过为空战格斗设计的F-16最终在美国空军手上变成专司对地攻击的战斗轰炸机，又与“战机黑手党”们梦想相违。在美国第四代战斗机已经开始少量服役的今天，回顾一下F-16的发展史也是颇有参考意义的。“战机黑手党”的发起人——美国空军少校约翰•伯伊德战机黑手党----从头说起，有四个人和F-16诞生有着直接的关系。他们是：空军少校约翰•伯伊德、武器系统分析家皮埃尔•斯普雷、空军上校埃福斯特•理奇奥尼和通用动力公司（GD）的飞机设计师哈里•希尔雷克。这四个人分别以他们的远大眼光和不懈努力为F-16做出了自己独到的贡献。其中伯伊德、斯普雷和希尔雷克后来被称为“战机黑手党”的核心人物。可以说，没有“战机黑手党”就没有F-16的出现。（伯伊德少校是这群“黑手党”中的灵魂人物，他的详细生平和事迹详见本专辑中的《能量机动传奇》一文。伯伊德此人参加过朝鲜战争，当过空军战斗机武器学校（相当于海军的TopGun学校）的教官，提出并完善了能量机动理论，又为F-X计划（即F-15计划）定下了关键的技术规格。简言之，伯伊德是个传奇人物。他的能量机动理论在航空历史上首次以定量的方式研究空战战术和动作，进而制定出对理想战斗机的性能要求。斯普雷和里奇奥尼上校的事迹在《能量机动传奇》一文中也有介绍。希尔雷克则是通用动力公司的航空工程师、飞机设计师。他跟伯伊德的友谊可以追溯到伯伊德在佛罗里达州恩格林空军基地任职的时代。）“战机黑手党”们定期在美国首都华盛顿特区附近举行秘密聚会以交流各自对空战和飞机设计的看法和体会。为了避开他人的注意，“黑手党”的聚会往往是在周末找一些廉价汽车旅馆之类地方举行。气氛热烈的聚会经常变成彻夜长谈，通宵会议后各人如常上班，住在德州的希尔雷克还要赶早班飞机回去。即便如此“黑手党”们热情不减，哪怕要自己掏腰包支付差旅费也不在话下。就在这些聚会中，一代高性能轻型战斗机的构思逐渐成型。重型超音速战斗机的罪恶虽然伯伊德为F-15计划做出了重要贡献，但他对F-15并不满意。他认为美国空军自二战后不断“贪大求全”，造出的飞机越来越重、机载设备越来越复杂、价钱也跟着水涨船高，但基本的飞行性能却只能差强人意。以能量机动理论的分析来看，美国空军自以为性能优良的二代飞机的飞行性能实际上比同档次的苏联飞机要差。更有甚者，象F-111这样原打算做为多用途的飞机，在花了无数资金时间后却变成一种硕大笨重的战斗轰炸机。原打算作为多用途飞机的F-111在耗费无数资金和时间后却变成了一种硕大笨重的战斗轰炸机作为美国空军“看家宝”的F-X计划造出了当时世界上最好的一种空优战斗机F-15，但飞机的价格却十分高昂。“战机黑手党”认为F-15的设计思想是有问题的。一架满足美国空军空优要求的飞机至少要具备高推重比、低翼载和大航程三大指标。不幸的是，这三个指标之间有内在矛盾。例如，一味追求推重比而采用高推力发动机，则飞机燃料消耗率也升高，为保证航程只好增加燃料容积，于是飞机重量跟着上涨。一味追求低翼载而增加机翼面积，则飞机零升阻力和重量都有增加。这样一来势必成为“水多加面，面多加水”的局面，飞机重量、体积和成本节节上升。F-15正是这种设计思想下的尴尬产物。“战斗机黑手党”众人把优异的飞行性能等同于优异的战斗性能，认为在最常见的空战速度高度条件下追求高机动性才是关键，过分追求超音速性能只是徒增成本而已。根据希尔雷克的调查，美国空军的B-58飞机中累计超音速飞行时间最长的不过7个飞行小时而已。整个B-58机队有超过100架飞机，总计超音速飞行时间不过200小时，平均2小时不到。超音速飞行时间只占全部飞行小时的5％。B-58是专为高超音速突防设计的核轰炸机，它的超音速飞行记录尚且如此，那空优战斗机有什么必要为多余的超音速性能付出惨重代价呢？美空军B-58轰炸机“一种又小又轻的高机动战斗机”“战机黑手党”决心独取蹊径。他们通过能量机动理论来仔细权衡飞机性能要求，再以精细化的设计达成性能。例如，为提高推重比不是简单地增加推力，而是减轻重量。重量减轻以后用较小的机翼面积也能获得足够低的翼载。机翼面积变小，零升阻力也跟着下降，同样的燃料容积可以飞得更远。M2.5的高速性能要求毫无意义，可以砍掉。各类硕大笨重的机载设备只要和飞行无关，也尽可能地砍掉。减轻飞机重量还有另外一个好处，就是飞机成本也随之下降。根据伯伊德和斯普雷的研究，美国空军的飞机成本自二次大战后就开始翻番式的上涨。每一次新的技术革新都带来了更好的飞机，但每一代飞机都比上一代要贵上一到两倍！以单位重量计算的成本以同样的速率上涨。因此在技术水平相当的前提下，飞机越轻就越便宜。“战机黑手党”设计的飞机起飞重量在2万5千磅（约11吨半）以下，是一种在跨音速范围内具备高机动性的飞机。这架战斗机又轻又小，但具备高机动性。它的主要武器是机炮和近程格斗导弹。又因为没有复杂的航电，所以它主要用来执行昼间空战任务。由于这种飞机比较便宜，空军将可以大量装备，从而形成相当的兵力规模。伯伊德和斯普雷把这种飞机概念称为F-XX，即F-X（F-15）的平方。“战机黑手党”期望F-XX飞机能以较低的成本取得比F-15相当或者更好的飞行性能。敌意的空军在当时的美国空军高层看来，任何对F-15构成威胁的飞机计划都是敌人。“战机黑手党”的F-XX概念无例外地遭到了空军高层的排斥和敌视。空军的心态决非偶然，多年的飞机发展经验使得大多数空军高级军官对F-15持有一种近乎偏执的保护心理。美国空军是在杜黑制空权理论指导下发展起来的，其独立军种的地位来源于空军可以独立打赢战争的信念。核时代下的空军必须拥有自己的强大核打击力量以维持军种地位，因此战略和战术核轰炸在美国空军中长期占有主要地位也就不足为奇了。在5、60年代，空军几乎所有的新飞机都必须为美国的核轰炸和阻止苏联的核轰炸这个大前提服务。在核战的阴影和历年国会政要的经济省钱原则下，美国空军在很长的一段时间内没有一种完全为争夺空优设计的战斗机。追求高速度和多任务能力成了飞机设计的主要目标。然而，越南战争的教训清楚地表明为核战争设计的高速飞机不能很好适应常规战争，理论上可以节省开支的多用途飞机实际上“样样通样样松”。70年代初，前苏联发展出高空高速的米格－25飞机。西方国家对米格－25的性能做了过高的估计，他们认为有必要为对抗米格－25发展一种专为争夺空优设计的飞机。F-15的存在因此是绝对必要的。再者F-15确实性能优异。作为美国空军装备中“皇冠上的珍宝”，F-15受到空军的珍视也是理所当然的。另一方面，美国空军的官僚体系也确实僵硬、保守。以往的飞机发展经验都表明，新飞机只会越来越大、越来越重，成本也是直线上升。“战机黑手党”鼓吹的飞机概念轻型且廉价，又是基于大多数军官不理解的能量机动理论，自然遭到了经验主义者们的本能排斥。再加上有F-104这样单项性能突出但不实用的飞机为前车之鉴，能够以开放的心态认真研究全新观念的人确实不多。再者，“战机黑手党”的行事方式颇遭人非议。在许多空军官僚看来，F-XX想法如何姑且不论，“战机黑手党”一小撮人抛开整个官僚体系自行其是的做法就不能容忍。陈列于台湾宜兰军人公墓的F-104“星”型超音速战斗机。台湾空军曾装备过一批F-104，但因性能低劣，被笑称为“寡妇制造者”和“飞行棺材”“瞒天过海”“战机黑手党”的轻型战斗机概念虽然遭到空军高层的压制，但还是得到一些有识之士的赞同。伯伊德的前任上司里奇奥尼上校就完全支持这种轻型战斗机的想法。为了把设想变为现实，他哄骗他的上司说海军正在搞一种轻型战斗机作为F-14计划的备选方案。一旦空军的F-X计划失败，美国国会可能就会强行把海军的轻型飞机塞给空军。对于空军来说，这种事情是不可接受的。在越战之前，空军已经被迫接受了为海军发展的F-4。在越战中又因为经济原因被迫接受A-7作为攻击机。在政治压力下两军联合搞的F-111计划又因为海军的诸多要求而一再增重增大，最后海军却因为飞机太大太重“搁挑子”而去，让空军独自接下这架“四不象”。多年军种竞争的宿怨使得美国空军的将军们绝对不会再容忍海军的任何东西，让海军的次等飞机破坏空军视若珍宝的F-X计划简直不可想象。里奇奥尼的上司觉得，用空军自己的轻型战斗机方案来搪塞国会也是不错的主意。有了上司含糊其词的首肯，“战机黑手党”们迅速投入了行动。1971年2月，空军批准总计两百五十万美元的经费给一项“能量机动性的权衡设计研究”计划。这个题目看起来纯粹学术性的项目实际上是轻型战斗机的概念研究。这些经费中，一百万美元给诺思罗普，另一百五十万美元给通用动力。研究涵盖三种不同的飞机构型：一种用一台普拉特•惠特尼（PW）的F100发动机（F-15的动力），另外两种分别用一台和两台通用电气（GE）的YJ101发动机。通用动力的研究成果为后来YF-16飞机的发展奠定了基础。F15的动力系统——普拉特•惠特尼F100发动机生逢其时轻型战斗机的想法其实决非伯伊德几个人所独有。早在1965年，美国空军内就有人提出了先进昼间战斗机（ADF）的构想。ADF的设想碰巧也是要求一架2万5千磅重量的飞机，其推重比和翼载可以保证对米格－21有25％的优势。ADF的价格便宜，美国空军可以大量采购。可惜由于米格－25的出现，空军高层找到了充足的理由去发展重型先进飞机，ADF的构想无人理睬。60年代美国为其盟国搞出了F-5战斗机。这种轻型飞机性能良好、价钱低廉、维护简单又具备很高的可靠性。它作为美国军事援助的装备广受欢迎，总共出口到了二十多个国家，有些服役至今。F-5为轻型战斗机概念提供了很好的样板。但美国空军仍然不为所动，仅象征性地在越南战场装备了一个中队。轻型飞机的设想在空军高层中几无市场。F-5“虎”式轻型战斗机首架原型机越战之后美国国力衰退，但新型飞机却价格高昂。在国防经费有限的前提下，新机装备数量将大幅减少。美国国防部的高层人士有鉴于此，认为新机虽然性能有所提高，但总体战力恐因数量不足而下降。尽管空军和海军仍坚持要尽可能地多装备F-15和F-14，国防部却认为“高低搭配”势不可免：要大量装备价格相对便宜但性能优良的轻型飞机，以其搭配性能更全面但价格昂贵的重型飞机。在“高低搭配”的思路指导下，国防部的高层文官都对F-XX计划深感兴趣，先进轻型飞机的研发成为必然。1969年尼克松政府上台以后，新任的国防部次长戴维•皮卡德对当时空军的采办计划进度拖拉、费用严重超支深感不满。由于C-5、F-111等新机在招标初期仅仅依靠一些纸面上的数据来决定得标厂商，新机研发过程中问题层出不穷、费用一加再加。皮卡德要求采用“飞了再买”，即原型机试飞竞争的办法来进行采办招标。他拿出两亿美元经费，要求海、空军在1971年前提出一系列采用新招标办法的新机研发计划。空军方面提出了六项计划，包括A-X（后来发展出A-10）、“海弗蓝”计划（后来发展出F-117）、一项先进运输机计划和两项原型机试验项目。其中最重要的一项称为轻型战斗机（LWF）计划，该计划“寻求一种用作技术示范的轻型战斗机。该机在整个性能包线内都具备高机动性和良好的操纵性能。”该机空重在两万磅（约9.1吨）左右。它在跨音速范围（M.8到M1.6）内具备优良性能和高过载下的机动性。该机在海平面上最大速度为M1.0到M1.2，在高空最大速度为M1.6。它将配备高速机炮和低成本空空导弹。该机也有用于对地攻击所需的外挂点。由于该机只是一架验证机，故只配备最必须的航空电子设备。该机成本低廉，仅三百万美元一架。明眼人