1.17 F-15与F-16:美国霸权的象征
经过越南战争的检验,美国的第二代超音速战机F-4暴露出低空机动性方面的严重缺陷。为此,美军开始放弃一味追求高速,而开始强调战机的综合性能,研制出当今最具影响的战斗机F-15与F-16。
研制思路转换
在“速度与航程决定空战优势”的理念下,20世纪50年代中期登场的第二代喷气式战斗机以高空高速为发展目标,时速达到2~2.5马赫,但这种看似华丽的转身到了实战中却屡屡碰壁。
事实上,在那个时代,真正的空战主要还是在0.6~1.2倍跨音速范围、6100米以下高度展开,超音速优势很难展现出来,而在低空或超低空近距离格斗中,二代战机的机动性和武器配备有时甚至不如一代战机。在越南战争中,二代名机美制F-4“鬼怪”就时常败在一代米格飞机的手下,这促使美国航空工程师们开始重新梳理设计思路,也促使美军决定研制新一代超音速制空战斗机,将中低空跨音速机动性及火力配置作为重要的设计标准。
在这种新思想的指导下,美国空军于1968年9月发出新机招标,要求该机具备较强的夺取制空权能力,并兼有对地攻击能力,麦道公司据此研制了F-15“美利坚之鹰”多用途战斗机,1974年11月正式交付部队,开启了第三代喷气式战斗机的时代。
三架F-15“美利坚之鹰”与一架F-16“战隼”(右上)飞机编队
F-15的确不负众望,只是其优异的性能也伴随着美军都难以承受的高价—单机4000万美元。这连美国空军在订购时都要考虑再三,甚至只有在重要的战争中才舍得使用,别的国家更是难以承受。因此,美国空军希望开发一款更经济实惠的轻型战斗机。该计划很快诞生了数种体积小、重量轻、机动性好、作战能力强、价格又低的轻型多用途战斗机方案。最终,美国空军于1975年1月选定了通用动力公司的F-16,而来自于诺斯罗普公司的主要竞争机型则在后来的美国海军轻型多用途舰载战斗机招标中胜出,即F/A-18“大黄蜂”多用途战斗/攻击机。
F-16正面
高低搭配
F-15与F-16一重一轻,一个高端一个经济,两者互为补充,是三代战机的经典之作。F-15比F-4稍大,长19.4米,高5.6米,翼展13.1米,最大速度为2.3马赫(2443千米/小时),升限18300米,作战半径1200千米,这些数据与二代战机F-4相当。而F-16身姿轻巧,长15米,高5米,翼展10米,属于不折不扣的小飞机。
作为三代战机,F-15、F-16与二代战机的主要区别则是新技术带来的性能提升,尤其是机动性。F-15机身大量采用了高强度而低密度的钛合金材料,使爬升速度、转弯性能等机动数据大为改进。后来的F-16更是大量采用最新航空科技成果,其先进程度不亚于昂贵的F-15。例如,F-16首次将机翼、机身融为一体,结合处平滑过渡,在减小飞行阻力和飞机重量的同时,提升了飞机强度,而且压缩了雷达反射面积。该机座舱为气泡形,飞行员座椅较高,视野开阔,向上达到360度。这种翼身融合设计和气泡形座舱盖被后来众多歼击机所沿用。此外,F-16飞行员的座椅能向后倾斜30度,并将驾驶杆装在座椅的扶手上,从而可以提升飞行员的抗压能力和在复杂环境下对飞机的控制能力。
F-16的气泡形座舱盖
三代战机的另一个重要标志就是其先进的机载武器和火力控制系统。F-15标准载弹量达7.26吨,机翼下的4枚“响尾蛇”导弹用于500~15000米的中距离空战,靠近机身处的4枚“麻雀”导弹用于15~50千米的远距离空战,1门“火神”式20毫米5管航炮用于无法使用导弹的近距格斗。F-16不仅需要进行空战来夺取制空权,还要兼顾对地攻击、对海攻击,因此也配备了空地导弹、反雷达导弹、制导炸弹等支援地面作战的武器,武器外挂点多达9个,最大载弹量近5吨,相当于二战期间一架重型轰炸机。
工作人员在维修F-16出气道
F-15、F-16的高分辨率火控雷达不仅探测距离远,而且捕捉的目标信息可与飞机惯性导航系统整合输入火力控制系统,从而计算出目标未来位置,选择相应射程的武器。飞行员一个按钮便可完成发射。此外,F-15的联合战术信息分发系统向飞行员指示友机、敌机和不明飞机的位置以及地空导弹的威胁,在空战中为飞行员的提供了宝贵信息。
霸气出战
以色列是最先购买了F-15和F-16的国家,在三场中东空战中大出风头,完胜阿拉伯国家的苏制战机。1987年6月7日,以色列采用F-15掩护F-16,以密集编队远程突袭了伊拉克巴格达的核反应堆,其间,低空飞行上千千米,穿越3个国家领空,精准轰炸了预定目标,在伊拉克防空警报拉响之前安全返航。
1982年6月9日,黎巴嫩贝卡谷地上驻扎的叙利亚萨姆-6导弹对着以色列方向蓄势待发。“萨姆”-6导弹在20世纪70年代的第四次中东战争中曾不可一世,击落了大量以色列战机,如今更是成为叙利亚的防空至尊。突然,战斗警报拉响,“萨姆”-6立刻朝着雷达探测到的入侵者飞过去。随着阵阵爆炸声,天空中落下了片片残骸。然而,叙利亚人发现,坠机残骸都是塑胶而非金属制成,而且没有半点以色列飞行员的踪影,终于明白自己上了当。
F-15武器挂载
一切为时已晚,以色列的无人机已经成功诱使叙利亚打开了防空雷达。以色列空军的数十架F-16战斗机在F-15战斗机的掩护下,利用所获取的导弹阵地位置信息,发动了3个波次密集进攻,仅用6分钟就摧毁了花费10年才建立起来的19个“萨姆”-6导弹阵地、228枚“萨姆”-6导弹。不甘失败的叙利亚人立即起飞了62架米格-23和米格-21战斗机。可是时移世易,落后的米格飞机在F-15、F-16战斗机以及配合作战的电子战飞机面前显得毫无反抗之力,雷达荧光屏、半自动引导装置、通信信号纷纷失灵,所发射的寻热空空导弹被F-15、F-16释放的燃烧火箭所引走,而自己却难以逃脱红外制导导弹的追捕。在6月9日的空战中,叙利亚一下子损失了30架战机。之后的几天,几乎没有任何改变,更多的“萨姆”-6导弹阵地被摧毁,更多的叙利亚飞机被击落。最终,以色列飞机以零损失击落了叙利亚80余架战机。
挂载武器的F-16
1985年10月1日,8架F-15从以色列起飞。它们先是在地中海上空7000~8000米民航飞机常用高度上以重叠密集的编队飞行,在雷达系统中仿佛就是一架大型民航客机。在接近突尼斯海岸时,8架F-15转为超低空飞行来躲避雷达探测,加上电子干扰机的有效掩护,顺利抵达2400千米外的目标—位于突尼斯首都南郊的巴勒斯坦解放组织(简称巴解组织)总部。转瞬之间,500千克炸弹、8枚激光制导的“小牛”式空对地导弹和“灵巧”炸弹从空中落下,仅用3分钟就摧毁了巴解组织总部5座建筑物。
霸权象征
在更新换代极为快速的歼击机世界里,大多数战机的青春都是短暂的,但F-15、F-16已在蓝天上活跃了数十年,至今仍保持着旺盛的生命力,被誉为“美国霸权时代的象征”。
F-15还超出了其空战的范畴,加入了对地攻击的行列。在20世纪70年代末,美国空军提出需要一种能完成“对空、对地”双重任务的战斗机,能够在夺取制空权的同时,打击敌机场、指挥所等纵深目标,于是麦道公司在F-15的基础上发展了F-15E,绰号“攻击鹰”,于1988年底开始交付部队。
F-15E的外形、尺寸与F-15相同,但载弹量增加到10.6吨,相当于一架大型喷气式轰炸机,威力明显增强。F-15E的飞行控制和火力控制系统进一步升级,并增设一位武器操作员负责处理复杂的雷达、导航等信息并控制武器的瞄准和发射,其“蓝盾”夜间低空导航和红外瞄准吊舱,增强了低空高速飞行时突破敌方防空网的能力,可在昼夜和复杂气象条件下对地面目标进行精确攻击,可谓美国当代航空技术水平的结晶。在1991年的海湾战争中,美军不惜血本地将手头所有48架F-15E倾囊派出,飞行了2200架次,摧毁了几乎所有发射过“飞毛腿”导弹的发射架,与“爱国者”导弹一起,成为“飞毛腿”的杀手。
F-16合理的设计也赋予其广阔的潜力,发展出侦察机、教练机、电子干扰机、试验机等改型,不仅功能得到拓展,而且航电系统和装载武器不断得到升级,隐身技术也得到大幅改进。F-16单机价格仅为F-15的一半,其维护和保养却十分方便,零配件费用也不到F-15的50%,与二代战机相当,非常适于大量装备,获得了各国空军的青睐。F-16先后出口到以色列、土耳其、埃及、希腊、泰国等近20个国家与地区,产量超过4100架,比利时、丹麦、荷兰、挪威等国家还设有生产线。为了保证F-16的销售,美国也不惜采用经济、政治压力迫使其他国家放弃仿制计划或购买替代机型。可以说,F-16也是美国推行超级大国政策的一个缩影。
机翼的奥妙
机翼是飞机产生升力的核心结构之一。早期的飞机受航空技术、制造工艺等影响,机翼都是水平伸展的,称为“平直翼”。为了提高升力,此时的飞机多采用了双层甚至三层翼面,不久还在主翼前后安装了多个可以伸缩偏折的翼片,也就是“襟翼”。襟翼在起降时可以展开,有效提高了飞机升力,使飞机过渡到速度较高的单翼结构。
发动机的更新换代很快将飞机推到700千米/小时的速度,但平直机翼上出现的激波令阻力陡然增加,也就是“音障”瓶颈。人们发现“后掠翼”可以解决这个问题,也就是机翼前缘向机身后部倾斜(机翼与后机身的夹角就是“后掠角”),于是飞机告别了机翼前缘垂直于机身的平直翼时代,后掠翼成为了二战后喷气式高速飞机的标识性外观。接着,人们把为平直翼提供稳定性的后端和为后掠翼提供高速性的前端结合起来,成为“三角翼”,被美国、苏联/俄罗斯、法国等国大量应用。然而,大后掠角损害了低速性能和升力水平,起降距离也因此增大,因此,人们发明了可兼顾高低速性能的“可变后掠翼”,即机翼可根据需要水平折叠至理想的后掠角。这种结构在F-111、图-160等飞机上得到了成功实践,但其制造复杂性和维护成本也随之提高,而且人们找到了替代解决方案,也就是“边条翼”、“鸭式布局”。
边条翼是机翼前缘翼根部延伸出的一对贴着机身、后掠角更大的小尖片,多与主翼和机身融合在一起,可以大大改善超音速飞机的低速性能;鸭式布局是指将水平尾翼移到机翼前面,也就是大机翼前面的小机翼,对主机翼产生的气动干扰有利于提高低速升力。经过多年实践,后掠翼、边条翼和鸭式布局逐渐走向成熟,被现代很多战斗机广泛使用,但这并不是标准,人们也探索了无尾翼、飞翼等结构并取得了成功,百花齐放的航空世界无限包容着无限的科学与想象力,因此也造就了我们今天看到的各种战机。