美國輕型戰(zhàn)斗機的研發(fā)和競標

編譯/李有觀

當美國空軍的F-15型戰(zhàn)斗機和美國海軍的F-14型戰(zhàn)斗機在20世紀70年代早期被研制出來時，它們的性能──尤其是它們的速度和雷達探測距離──可以說是前所未有的，但是它們的價格也高得驚人。美國國會對利用這兩種昂貴的機器作為空軍和海軍兩大軍種的主力戰(zhàn)斗機的想法深感不滿，并指示美國空軍研制成本更低的飛機以補充F-15型戰(zhàn)斗機，后來又指示美國海軍也這樣做，以補充F-14型戰(zhàn)斗機。

以這個挑戰(zhàn)為目標，最終發(fā)展出歷史上最成功的兩種戰(zhàn)斗機型號，每一種戰(zhàn)斗機至今都已經服役了將近40年，它們就是F-16型戰(zhàn)斗機和F/A-18型戰(zhàn)斗攻擊機。這兩種戰(zhàn)斗機累計生產總數已經超過了6000架。

1972年1月，位于俄亥俄州賴特·帕特森空軍基地的美國空軍原型機項目辦公室啟動了輕型戰(zhàn)斗機（簡稱LWF）項目計劃。項目的提案要求研發(fā)一種高度機動的戰(zhàn)斗機，重點是減輕重量和降低成本。實際上這是一項技術探索：LWF項目并沒有承諾進行生產，但為了在成本控制方面增加一些真實性，美國空軍根據1972年的美元幣值，設定了一個每架戰(zhàn)斗機的出廠價格不高于300萬美元的目標。

美國五家主要的承包商參加了LWF項目的競標。它們分別是：波音公司、通用動力公司、林-特姆科-沃特公司（LTV）、洛克希德公司和諾斯羅普公司。

1972年4月，美國空軍最終選定了其中兩家公司，即通用動力公司和諾斯羅普公司。這兩家公司將根據各自的設計分別制造兩種原型機，編號分別為YF-16和YF-17。

通用動力公司和諾斯羅普公司都充分利用了創(chuàng)新的自由，分別推出了不同的和非傳統(tǒng)的設計。通用動力公司設計了一種配備單發(fā)動機和氣泡狀座艙蓋的機身，這為飛行員提供了非常寬廣的視野；諾斯羅普公司的設計是一種雙發(fā)動機、雙垂尾的概念飛機，其機翼采用較大的邊條翼形式，這種戰(zhàn)斗機的綽號叫“眼鏡蛇”。

為了扭轉復雜的多任務戰(zhàn)斗機成本持續(xù)上漲的局面，美國國防部長詹姆斯·施萊辛格于1974年4月下令各軍種研發(fā)一種低成本的空戰(zhàn)戰(zhàn)斗機（簡稱ACF），并表示ACF將有可能從LWF計劃中得到成功發(fā)展的某一種原型機演變而來。LWF/ACF項目的結果也將符合美國國防部為空軍和海軍開展的高低戰(zhàn)斗機組合的新戰(zhàn)略。

盡管F-16型戰(zhàn)斗機的性能在許多方面都有所發(fā)展，但其原型機——YF-16型戰(zhàn)斗機的設計仍然是標志性的。它采用了許多先進技術，這些技術以前從未在作戰(zhàn)戰(zhàn)斗機中使用過。為了確保項目成功，YF-16的設計團隊采用了哈里·希拉克（通用動力公司的副總工程師， 擔任F-16型戰(zhàn)斗機的總設計師）的天才建議。希拉克是著名的“戰(zhàn)斗機黑手黨”航空專家組的成員，后來被稱為“F-16之父”。

YF-16型戰(zhàn)斗機是一種全新的戰(zhàn)斗機，它的機翼結構非常先進，在飛行時可提供額外的升力。翼展為32英尺10英寸（約10米），機身長為49英尺6英寸（約15.1米），它安裝了美國普拉特·惠特尼公司（簡稱普·惠公司）生產的F100型渦輪風扇發(fā)動機（F-15型戰(zhàn)斗機就是使用這種發(fā)動機）。該戰(zhàn)斗機采用了電傳飛行操縱系統(tǒng)（又稱線傳飛行操縱系統(tǒng)），顯著提高了飛機的機動性以及改善了飛機的飛行質量；簡化了電子設備，并取消了較重的液壓部件；配備了側裝式操縱桿和一個能夠顯示飛行信息的平視顯示器，這樣飛行員就不用低頭看駕駛艙內的儀表，也不必把眼睛從目標上移開。飛行員的座椅傾斜30度，以幫助飛行員降低高重力；巨大的氣泡狀座艙蓋為飛行員提供了近360度的全方向視野。這些技術使YF-16型戰(zhàn)斗機擁有了前所未有的敏捷性和態(tài)勢感知能力。該戰(zhàn)斗機符合LWF項目提出的要求，全重14023磅（約6360公斤），裝備兩枚AIM-9型“響尾蛇”空對空導彈。

1973年12月13日，第一架YF-16型戰(zhàn)斗機在位于德克薩斯州沃思堡的通用動力公司的工廠正式出廠。其獨特的、具有未來感的外形通過涂裝鮮艷的紅、白、藍三色非常引人注目。媒體對此進行了廣泛的報道，引發(fā)了人們對新一代輕型戰(zhàn)斗機的濃厚興趣。

1974年2月2日，YF-16型戰(zhàn)斗機進行了首次正式飛行。這一天，通用動力公司的試飛員菲利普·奧斯特賴克（Philip F. Oestricher）駕駛著YF-16型戰(zhàn)斗機在加利福尼亞州的愛德華茲空軍基地完成了一次完美的為期90分鐘的飛行，飛機以每小時345英里（約555公里）的速度爬升到了30000英尺（9144米）的高空。側裝式操縱桿在飛機的三軸機動中表現良好，并且在15000英尺（4572米）的高度上進行轉彎時過載限制在了3個G以內。在相同高度上還測試了飛機在起落架放下的情況下的低速操縱特性。

在匯報時，奧斯特賴克說這種噴氣式飛機反應非常靈敏，并且加速到計劃的最大速度時“很快就完成了”。他贊揚了YF-16型戰(zhàn)斗機氣泡狀座艙蓋提供的“寬廣的視野”， 他說這將“給所有戰(zhàn)斗機飛行員留下深刻印象”。

在通用動力公司的飛行員測試了YF-16型戰(zhàn)斗機的基本性能之后，美國空軍的飛行員們開始了他們的評估。最終，測試飛行員小組將在互相競爭的YF-16和YF-17兩種戰(zhàn)斗機之間進行衡量。他們關于飛機的技術和性能優(yōu)點的詳細報告將推動美國空軍最終決定誰是獲勝的承包商。

1974年11月，大約是在競標結束前一個月，兩架YF-16型戰(zhàn)斗機已經累計飛行了376小時，其中包括12小時的超音速飛行，最高速度可達到馬赫數1。這種噴氣式飛機最大飛行高度超過6萬英尺（18288米）。在愛德華茲空軍基地使用YF-16型戰(zhàn)斗機進行的M61型“火神”航炮射擊拖曳靶標和掃射試驗一共發(fā)射了12500多枚20毫米口徑的炮彈。還進行了AIM-9型“響尾蛇”導彈和Mk84型炸彈的實彈投擲測試，空對空戰(zhàn)術和空戰(zhàn)機動則在與當時現役的戰(zhàn)斗機（如F-4E型“鬼怪Ⅱ”式戰(zhàn)斗機）之間進行。

當LWF項目開始實施時，諾斯羅普公司也在加緊研制YF-17型戰(zhàn)斗機原型機。

YF-17型戰(zhàn)斗機原型機機身長56英尺（約17.1米），翼展為35英尺（約10.67米），采用了具有空氣動力學特點的可彎曲機翼，兩個垂直尾翼向外傾斜。機翼和機身通過邊條翼連接在一起，這樣的設計使主機翼升力增加了一倍。安裝了兩臺通用電氣公司的YJ101-GE-100型渦輪噴氣發(fā)動機，單臺發(fā)動機的最大推力為15000磅（約6803公斤）。邊條翼的外形根據面積律進行了進一步的優(yōu)化，機翼面積也減少到350平方英尺（約32.52平方米），以提高跨音速/超音速性能。整架噴氣式飛機重達23,000磅（約10430公斤）。

1974年4月4日，諾斯羅普公司研制的YF-17型戰(zhàn)斗機原型機在加利福尼亞州霍桑市的工廠正式出廠。

1974年6月9日，YF-17型戰(zhàn)斗機在愛德華茲空軍基地進行了首飛，諾斯羅普公司的首席試飛員亨利·喬托駕駛著這架飛機飛行了61分鐘。在飛行期間，YF-17型戰(zhàn)斗機在18000英尺（約5486米）高度的速度達到了每小時610英里（約981.7公里）。6月11日，喬托駕駛著YF-17型戰(zhàn)斗機在30000英尺（約9144米）的高空在未打開加力后燃器的情況下水平飛行速度達到了1馬赫（一倍音速），這種技術后來被稱為“超音速巡航”。

到1974年12月，YF-17型戰(zhàn)斗機的1號原型機已經進行159次飛行，總飛行時間超過185小時；第二架原型機也進行了71次試飛，總飛行時間約為91小時。在上述飛行期間，累計有9小時的超音速飛行，飛行速度達到或超過馬赫數2。YF-17型戰(zhàn)斗機的1號原型機驗證了飛行控制系統(tǒng)，測試了穩(wěn)定性和20毫米口徑航炮射擊；2號原型機進行了100%的設計氣動力負載飛行試驗。

1974年底，美國空軍完成了對這兩個競爭對手的飛行評估。1975年1月13日，空軍部長約翰·麥克盧卡斯宣布通用動力公司的YF-16型戰(zhàn)斗機獲勝。

在美國國防部舉行的新聞發(fā)布會上，麥克盧卡斯說，對這兩種戰(zhàn)斗機的飛行測試項目“進行得非常順利”，他還說“這些原型機的性能有著明顯的差異”。他接著又說道，與YF-17型戰(zhàn)斗機相比，YF-16型戰(zhàn)斗機在“敏捷性、加速性、轉彎率和續(xù)航力”方面都具有明顯優(yōu)勢。YF-16型戰(zhàn)斗機“符合我們?yōu)槠渲贫ǖ乃行阅苤笜恕薄?/p>

諾斯羅普公司雖然失去了LWF項目，但該公司研制新型戰(zhàn)斗機的工作并沒有終結。美國海軍更傾向于使用雙發(fā)動機飛機作為航母艦載機，這樣如果有一臺發(fā)動機熄火，飛行員還可以使用另一臺發(fā)動機來保護飛機。美國海軍已經在考慮采用一種輕型戰(zhàn)斗機來補充更大、更復雜的F-14型“雄貓”戰(zhàn)斗機，以實現高低搭配。

美國海軍的這一新計劃被稱為“VFAX”， 由此產生的噴氣式飛機將取代美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊裝備的F-4型“鬼怪”戰(zhàn)斗機、F-8型“十字軍戰(zhàn)士”戰(zhàn)斗機和A-7型“海盜Ⅱ”攻擊機。

盡管有幾家承包商正在制定符合海軍航空母艦艦載機要求的方案，但美國國會卻出人意料地取消了VFAX計劃。因為國會認為，YF-16/YF-17參與的LWF/ACF競標將產生一種合適的飛機。

諾斯羅普公司與麥克唐納·道格拉斯公司進行了討論，后者是一家在研制航母艦載機方面擁有豐富經驗的承包商。根據這兩家公司達成的協(xié)議，YF-17型戰(zhàn)斗機將演變成NACF（海軍空戰(zhàn)戰(zhàn)斗機的英文縮寫），即一種聯合開發(fā)的海軍空戰(zhàn)戰(zhàn)斗機。麥克唐納·道格拉斯公司將成為主承包商，其將為滿足NACF的要求而提供一種飛機設計方案。諾斯羅普公司將作為NACF項目的合作伙伴，并負責為北約國家和其他盟國研發(fā)陸基YF-17改進型戰(zhàn)斗機的工作。

與此同時，通用動力公司與林-特姆科-沃特公司合作，研發(fā)YF-16型戰(zhàn)斗機的海軍版。這種戰(zhàn)斗機采用單發(fā)動機是一個主要問題，還有其它一些問題，如需要降低著陸速度和加強機身和起落架等。

通用動力公司和諾斯羅普公司都向美國海軍提出了NACF的設計方案。在通用動力公司的方案中，提供了三種不同的、海軍型的F-16型戰(zhàn)斗機。

1975年5月2日，美國海軍正式宣布選擇F-17型戰(zhàn)斗機的改進型作為它新式的輕型艦載戰(zhàn)斗機。

隨后F-17改進型戰(zhàn)斗機發(fā)展成為F/A-18A型戰(zhàn)斗機，“F/A”表明這是一種多用途的戰(zhàn)斗/攻擊機。雖然F/A-18A型戰(zhàn)斗機從遠處看很像YF-17型戰(zhàn)斗機，但這是一種新型的噴氣式戰(zhàn)斗機，機身更堅固，安裝了更大的發(fā)動機，擁有更大的機鼻、更大的邊條翼、鋸齒狀的機翼前緣、不同形狀的進氣道以及更重的起落架，當然還有一個攔阻鉤系統(tǒng)。

雖然計劃中的陸基型“F-18L”戰(zhàn)斗機沒有銷售，也從未投入生產，但F/A-18A型戰(zhàn)斗機被出售給外國空軍進行陸基作戰(zhàn)。

此時，通用動力公司的F-16型戰(zhàn)斗機已經從原型機過渡到了全尺寸研發(fā)（簡稱FSD）生產型飛機的階段。

第一架F-16A型戰(zhàn)斗機于1978年8月交付給美國空軍。1980年10月1日，美國空軍宣布F-16型戰(zhàn)斗機擁有初始作戰(zhàn)能力，并正式命名其為“戰(zhàn)隼”。

同時，美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊也采購了F/A-18型戰(zhàn)斗機。1977年3月，美國海軍部長正式命名其為“大黃蜂”。1978年11月18日，麥克唐納·道格拉斯公司的試飛員杰克·克林斯駕駛著第1架F/A-18A型戰(zhàn)斗機進行了正式的首次飛行。F/A-18A型戰(zhàn)斗機隨后升級了新的航空電子設備并進行了其它一些改進，衍生出F/A-18C/D兩種型號（C型為單座，D型為雙座）。

F-16型戰(zhàn)斗機的設計被證明是標志性和多樣化的，因此后來衍生出大量的改進型。

1984年，通用動力公司推出了F-16型戰(zhàn)斗機的一種改進型，稱為“敏捷隼”。其特點是機翼面積增加了25%，并且采用了許多創(chuàng)新技術?！懊艚蓥馈焙髞磉€被提議作為“先進戰(zhàn)術戰(zhàn)斗機”（簡稱ATF）計劃的一個低成本替代方案，但是當美國空軍拒絕這一想法以后，“敏捷隼”的技術進行了改進，后來并入了日本三菱重工公司與美國洛克希德·馬丁公司合作的F-2型戰(zhàn)斗機項目。

美國海軍在其A-12型隱身艦載攻擊機項目由于出現預算超支、機體重量過重等問題于1991年終止以后，需要一種可靠的打擊平臺來填充其航母飛行甲板。美國海軍決定以最快的速度來完成這項任務，同時節(jié)省大量的資金──就是把“大黃蜂”戰(zhàn)斗機發(fā)展成一種更大的飛機，能夠攜帶更多的武器，擁有更遠的射程和更好的傳感器。

這樣就誕生了“超級大黃蜂”艦載戰(zhàn)斗機。它于1995年11月首次飛行，F/A-18E型是單座，F/A-18F型是雙座，后面是武器系統(tǒng)軍官座位?！俺壌簏S蜂”戰(zhàn)斗機進行了大范圍的升級改造：機翼面積增加了25%，安裝了多功能信息分配系統(tǒng)、先進的APG-73型雷達和先進的目標瞄準前視紅外吊艙；飛行員配備了聯合頭盔顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以讓飛行員從面盔上看到重要的飛行和導航信息，并且可以在不需要調整機頭方向的情況下將武器瞄準目標。此外，安裝了采用雷達波吸收技術的大型梯形進氣道和兩臺升級的美國通用電氣公司生產的F414-GE-400型加力式渦輪風扇發(fā)動機，每臺發(fā)動機的推力為2.2萬磅（約9977公斤）。與原來的型號相比，“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機的航程和留空時間都增加了40%。第一架“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機于1998年12月交付，于2001年9月獲得了初始作戰(zhàn)能力。

至今為止，已經生產了超過4570架F-16型多用途戰(zhàn)斗機，有大約30個國家裝備了這種戰(zhàn)斗機；另外生產了超過1550架“大黃蜂”和“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機。

總而言之，YF-16和YF-17兩種原型機共同創(chuàng)造了如今裝備數量最多的第四代戰(zhàn)斗機型號。40多年前進行的輕型戰(zhàn)斗機競標項目產生了兩種獲勝的飛機設計，每種設計都留下了非凡的遺產。