雙蛇記(五)_風聞
晨枫-军事撰稿人-古今多少事,都付笑谈中2019-10-20 07:39
飛機迷最喜歡的話題之一就是:F-16和F-18哪一個更好?
F-16和F-18再怎麼説也是同門弟子,不可以自相殘殺的。事實上,除了商場之外,F-16和F-18確實也沒有在戰場上較量過。在商場上,F-16在數量上的勝利是顯而易見的,但F-18的客户“檔子”比較高一點。北歐四國選用F-16有時機上的原因,不好算。以色列選用F-16的時候,F-18也還沒有服役,也不好算。此後,美國最重要的盟國中,很多都選用了F-18,如加拿大、澳大利亞和西班牙。選用F-16的大多是“窮親戚”或者“外戚”,如東歐國家、中東國家,或者特別原因,如韓國等。
相比起來,F-16的優點在於:
1、數量大,不算出口的,美國空軍的基數就大,所以備件、升級套件什麼的有保證。
2、價格便宜,這個從LWF對比試飛時的國防部撥款就可以看出來,雙發的YF-17就是比單發的YF-16貴,那還是在沒有F-18的豪華版電子系統的情況下。
3、推重比大,最大過載大,持續機動性好。
4、航程遠,F-16的機內載油係數(載油量比正常起飛重量之比)達30%以上,比F-15的25%都高,不帶副油箱的話,F-16的航程比F-15還遠。
5、單發的燃油消耗、備件消耗都低,使用費用低。
6、作為美國盟國,使用F-16便於和美國空軍協同作戰。
F-18的優點在於:
1、可靠性和出動率高,對於需要獨立作戰的中小國家空軍來説,F-18是以一當十的最好選擇。其實這是航母戰鬥機的天然特性,航母上畢竟只能攜載那麼多的戰鬥機,還要考慮和優勢的敵方陸基航空兵對抗,必須是個頂個的。
2、具有強大的防空、制空能力,F-18從一開始就具備超視距空戰能力,但F-16除了空中國民警衞隊特別改裝的一批F-16 Block 15 ADF可以發射“麻雀”中程空空導彈以外,窄小的機頭錐註定了雷達功能受限,無法制導中程空空導彈。這個問題一直到裝備了主動雷達制導的AIM120後才得到解決。
3、空優和對地攻擊能力比較均衡,具備完善的電子系統,通過軟件升級可以達到全新的功能。事實上,美國海軍對F-18C/D後期型號的電子系統十分滿意,在推出F-18E/F的時候,只要求在機體和發動機上作改動,而雷達、火控系統大體照搬C/D,這是新飛機開發史上絕無僅有的。F-18E/F是到中期型號以後才換裝主動電掃雷達的。
4、具有機內自衞電子戰系統,可以不需要伴隨的電子戰支援飛機,自己為自己提供電子戰支援。F-16可以掛載電子戰吊艙,但那樣要佔用一個掛架。
5、瞬時機動性好,這是對F-18的數字電傳作最優化的結果。根據Boyd的理論,在空戰格鬥中,絕對的持續機動性並不重要,重要的是迅速改變飛機飛行狀態的能力。空戰演習的結果表明,F-18的瞬時機動性對搶佔有利陣位、先敵開火很重要。
6、低空過失速性能好,這是航母降落必須的,但也給穩定可控的非常規機動提供了必要條件。在F-22之前,F-18是唯一具有接近蘇-27和米格-29的機動性的美國戰鬥機,在很長一段時間內,美國就是用F-18在空戰研究和演習中模擬蘇-27和米格-29的。
在F-16與F-18的競爭中,F-18有好幾次受到外國軍方的青睞,但最後因為價格或政治的原因,而被F-16取得了訂單,以色列、日本和韓國都是這樣的情況。Lavi計劃中止後,以色列空軍需要再買一批戰鬥機。從性能上講,以色列空軍中意F-18,但以色列已經有了F-15和F-16,此時再改換門庭換F-18,在後勤上講不過去,最後還是買了F-16。韓國在90年代也選中F-18,但後來因為價格的關係,還扯進了賄賂的事情,計劃被取消了。重開計劃時,F-16入選。日本在研究F-X計劃的初期,也考慮過以大黃蜂2000為基礎,最後因為種種原因,還是以F-16 Block 40為開發的原型。看來,如果不是價錢的關係,F-18應該在外銷中有不錯的機會的。但是這個話怎麼説呢?如果不是價錢的關係,沒有人會買大眾,人人都奔寶馬去了。
然而,從一開始,F-18就有兩個要命的毛病:一是航程不足,和F-16相比,F-18的航程是短得多了,甚至沒有滿足設計要求,這對航母從海到陸的遠程攻擊帶來很大的問題。第二個問題是着陸重量的限制,這是使起落架不至於過重的結果,但這樣一來,出擊中攜帶的彈藥必須在着陸前拋掉,燃油也要泄放掉一些,以減輕着陸重量。這個做法在過去一直是常規,“鐵炸彈”沒有幾個錢,無所謂。但對於大量使用昂貴的導彈和制導炸彈的今天,再這樣做連美國也吃不消了。
麥道在80年代F-18服役後不久,就建議採用加大機翼、尾翼、加長機身的大黃蜂2000方案,可以多載燃油,增加航程;可以加強機體,增加着陸重量。那時F-18A/B剛服役,美國海軍不想費那個事。麥道向英國皇家空軍和德國空軍推銷,作為“歐洲戰鬥機”的替代,也無果而終。向法國建議聯合研製也吃了閉門羹。


要是沒有NATF(上)和A-12(下)的相繼下馬,本來是沒有F-18E的事的

但現在F-18E不僅是艦隊防空的主力,還要與F-35C搭檔幾十年
但是第一次海灣戰爭結束後,美國開始大規模縮減軍事規模,很多冷戰期間的項目被砍掉。首當其衝的是嚴重超支、超重的A-12攻擊機。這是一架人稱“小B-2”的高度隱身的無尾飛翼,原本是用來取代A-6攻擊機的。取消了A-12,A-6的後繼型號就沒了着落。在1991年,美國海軍先後提出A-6F、F-14的多用途型等計劃,都被否決,最後A-6的後繼型和海軍的先進技術戰鬥機(Naval Advanced Technology Fighter,NATF)合併,這就是海軍的F-22。但是到1991年底時,NATF計劃也被否決了。在此期間,大黃蜂2000被作為NATF出現之前的臨時過渡,定名為F-18E/F。在NATF被取消後,臨時工就變固定工,F-18E/F在無意之間,搖身一變,成為美國海軍未來30年裏的艦隊防空主力,更新的F-35C都沒有取代F-18E/F的位置。
美國海軍的計劃是保留F-18C/D的電子設備,但在機體和發動機上作大改,以提高航程和着陸重量。由於基本氣動佈局沒有大變,通用電氣的新發動機F414也是在成熟的F404基礎上發展來的,機體和發動機的風險不大。由於保留了F-18C/D上90%的主要電子設備,在以後的升級中逐步實現新的功能,如全電掃相控陣雷達,這樣一來,現代戰鬥機研製中投資和風險最大的部分突然沒有了風險。所以海軍將F-18E/F計劃列為“低風險”。事實上,F-18E的研製完全按時間、按預算,和F-22、RAH-66、F-35比起來,確實是波瀾不驚,按部就班,堪稱楷模。海軍是在1992年5月12日啓動F-18E/F計劃的,1995年11月29就首飛了。最初準備取代全部的F-18A/B/C/D,後來計劃縮減,將和F-18C/D混編,直到F-35替代F-18C/D。

F-18E(上)和F-18C(下)貌合神離,實際上是兩架不同的戰鬥機,只是相像而已
F-18E/F説是F-18C/D的放大型,其實是貌合神離,和YF-17進化到F-18一樣,基本就是重新設計的。F-18E/F在氣動設計上有一些新意。一個是進氣道內的雷達屏障(Radar Blocker),其實就是塗覆吸波材料的整流片,使入射雷達波不能長驅直入到渦輪盤形成強反射,有效地抑制了正面的雷達截面積。這些整流片雖然產生一定的阻力,但同時“理順”了氣流,延緩了大迎角下發動機失速的產生。
F-18E/F的另一個氣動設計上的新穎之處,是機翼摺疊處(為艦上節約佔地)採用多孔部件,把機翼下表面的高壓氣流引入上表面,形成“虛擬翼刀”。既避免了翼刀的阻力,又解決了轟動一時的“Wing Drop”問題。F-18E/F的大邊條重新設計,比C/D的更大、更豐滿,也取消了用於泄放附面層的出氣口。矩形進氣口和機身、機翼之間有一定的空隙,可以泄放邊界層,不再需要在大邊條的上表面開口。由於大邊條是重新設計的,大邊條形成的漩渦在雙垂尾前方破裂的問題得到了根本解決,大邊條上的小擾流片也取消了。

F-18E的大邊條更飽滿。也取消了翼根的開口和擾流片

機翼摺疊處的多孔結構隱約可見
F-18A/B的過載設計為+7.5/-2.5g,這不是F-18的結構侷限,而是海軍的要求使然。但海軍對空軍拿那個+9/-3g在面前晃來晃去終於看夠了,一怒之下,把C/D的過載要求提高到+9/-3g。但是在E/F上,又回到+7.5/-2.5g,原因是現代空空導彈使特別高的機動性失去意義,降低過載要求並不降低戰鬥效能,還能減輕重量和簡化結構。同樣道理,F-18E/F上也不打算用推力轉向。
F-18E/F還是“適度隱身”的典範,把生存力和戰鬥效能的賭注放在電子系統上。這有點像海軍艦艇的發展趨勢,不再片面追求速度和轉彎性能,而是強調武器平台的綜合能力。可以看到,海軍對未來戰鬥機的設想和空軍的很不一樣,或許別的國家在研製新型戰鬥機的時候,不要光看着美國空軍的思路,對美國海軍的思路也應該研究一下。

F-16XL的載彈量和航程比F-15E還大,但最終還是落選了

但要是找得到外國用户(如印度),F-16V或許能獲得第二春
F-16本來也有一個“第二春”的機會。1980年,通用動力和NASA在“超音速巡航和機動研究”(Supersonic Cruise and Maneuverability Program,SCAMP)項目上合作,研究超音速飛機用的低阻機翼,為超音速客機作預研。1981年,美國空軍宣佈“增強戰術戰鬥機計劃”(Enhanced Tactical Fighter,ETF),尋找一個替代F-111的飛機。通用動力用F-16XL竟標,麥道用F-15E竟標,最後F-15E獲勝。
F-16XL的機翼是箭形三角翼(cranked delta),翼面積比常規F-16要增加120%,取消了平尾和腹鰭,機身也加長了1.4米。F-16XL的靜穩定性比常規的F-16要好,所以取消腹鰭對穩定性和操控沒有太大的影響。F-16XL的超音速升阻比提高了25%,亞音速升阻比也提高11%,大大減小了巡航阻力,改善了低空高速飛行時的平穩性和抗陣風性能。這不是偶然的,無尾三角翼飛機大多具有良好的低空平穩性和抗陣風性能。
增大的機翼和加長的機身使燃油容量增加了82%,和常規F-16相比,F-16XL可以在載彈增加一倍的情況下,同時增加航程40%。和F-15E相比,F-16XL的成本較低,載彈更多,航程更遠,可以作超音速巡航。但F-16XL也不是沒有問題的,其翼下掛架的空間很擁擠,真正要按容許的重量掛載武器,實際上不可能,要同時掛載副油箱時,掛載武器更受限制。空軍對無尾三角翼佈局的飛機不信任,對單發戰鬥機擔任遠程攻擊任務不放心,在政治上也想保持F-15的生產線,所以F-16XL的落選就不奇怪了。
美國空軍在2005年就接收了2231架F-16中的最後一架,現有約900架C/D,預計將使用到2025年。後來的F-16都是為出口生產的。不過還在以F-16V的面目爭取第二春。美國海軍的F-18A/B/C/D則已經全部退出一線,只有藍天使、預備役和海軍陸戰隊還在用C/D。F-18E/F還在繼續生產,預計要服役到2040年以後。從F-18F改型而來的EA-18G電子戰飛機將繼續使用更久。
F-16和F-18的故事是一個老故事,一個為人們所熟悉的故事,但或許其中還是有一些不為人們所注意但仍然重要的啓示:
1、美國空軍並不是“永遠正確”的,在預測未來戰場時,不時出差錯。我們在“跟蹤世界先進水平”的同時,既不能盲目否定,也不能照單全收,一定要頭腦清醒,弄清楚為什麼。當年誰要是跟蹤最初的F-X,豈不冤枉?米格-23是所有米格中最肉的,就是跟蹤F-111的結果。
2、即使在財大氣粗的美國空軍,一個優秀概念的實現,也要非凡的遠見、毅力和時機,才能變為現實。如果不是尼克松時代因為財政拮据而實行的國防採購改革,F-16和F-18也許不會出現。
1、對外國戰鬥機進行針對性設計的時候,決不能只盯着紙面的幾個孤立的技術參數,必須弄清楚其背後的設計思想,這樣才能理解其真實性能。別人倒不一定是故意要糊弄你,但要“概括性”地描述飛機的性能,只能用幾個數據。要以此為針對性設計的依據,這就真是管中窺豹了。
2、一個先進的設計,決不能僅僅在技術參數的“更”上做文章,一定要有先進的理念。F-15、F-16、F-18的設計理念是能量機動,F-22的設計理念是均衡的隱身和機動性。
3、理論結合實際永遠不過時,Boyd的能量機動理論就是理論結合實際的最好的例子。我們需要自己的Boyd,既有作戰經驗,又有工程知識,只有這樣,才能產生出真正有效的新理念。