美国空军第四代战斗机选秀内幕Word文件下载.docx

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帕特森基地的飞行动力实验室在F-15首飞成功后不久，就展开针对下一代战斗机的全面技术研究，这些研究后来被纳入一个大的技术发展计划，即我们今天所熟知的先进战斗机技术综合应用计划（AFTI）。

几乎与此同时，国防高级研究计划局（DARPA）也开始进行类似的研究。

　　从1971年开始，飞行动力实验室的F-8就相继进行了超临界翼型、数字式电传飞控系统的试飞。

紧接着又开展了随控布局（CCV）研究，1架B-52、1架F-4先后改装为CCV研究机。

特别是F-4CCV的试飞令美国人获得宝贵的技术资料，为随控布局的实用化铺平了道路。

　　NASA和美国空军联合提出了高机动性飞机技术计划（即HIMAT计划），其下属的阿姆斯研究中心、飞行动力研究室等均有参与。

最后洛克韦尔作为主承包商于1978年3、6月先后制造出2架HIMAT研究机，并于1979年7月27日首飞成功。

HIMAT计划设计气动、结构、材料、动力装置和飞控等领域，研究项目包括：

近耦鸭式布局、机身机翼边条融合体、超临界翼型、变弯度机翼、翼梢小翼、弹性机翼设计、喷气襟翼、自配平设计、复合材料、主动控制技术等。

　　1975年初，空军系统司令部提出一个发展计划，，准备在1977—1981年间制造两架ATF原型机进行试飞，但空军并没有多余的资金投入到这样一个耗资巨大的计划中去，因此这一计划只停留在纸面上。

堂堂美国空军说没钱，恐怕会被第三世界的穷兄弟们砸死。

但在当时确实有大笔开销等着美国空军买单：

1974年11月，F-15A小批量装备，并将很快进行大规模换装；

1975年1月，F-16在LWF计划中获胜，即将装备空军，而且将之“改装”为战斗轰炸机也需要资金作为空军采购F—16的交换条件，国会同意空军扩编，一旦实施也需要巨额资金……当然，钱是重要因素，但决不是唯一决定因素，最关键的是美国人认为当时所有已知的苏制战机都不足以对F-15构成威胁!

有意思的是，30年后美国国会要求削减F/A-22产量时，我们还可以听到类似的理由。

　　1976年，美国空军开始考虑在ATF概念中引入低可见性设计。

这个决定对于当时的人而言显得非常突然。

但在今天看来却是顺理成章的事——作为美国众多黑计划之一，国防高级计划研究局的“试验隐身技术验证机”（XST）计划——也称为“哈维”或“海弗蓝”计划——已进入工程发展阶段。

洛克希德“臭鼬”工程队的方案中选，发展出著名的F-117隐身战斗轰炸机。

隐身技术渐趋成熟，在此基础研制隐身与气动性能俱佳的战斗机是美国空军的必然选择。

另一方面，发动机推力的增大，则使得美国空军开始考虑在ATF上实现不加力超音速巡航的可能性而苏联空军现役和未来的超音速战略轰炸机威胁则在战术上增大了对超音速巡航能力的需求。

　　1977年，国防高级研究计划局招标研制前掠翼验证机，用于对前掠翼进行全面评估，同时作为未来先进战斗机的技术储备。

这架验证机就是格鲁曼X一29A。

后来ATF概念设计竞标时，外界多猜测格鲁曼方案是前掠翼，原因就在这里。

HIMAT计划是NASA和美国空军在机动性技术方面所作的大胆尝试。

然而HIMAT的鸭式布局也误导了很多人，让人误以为美国空军更青睐这种气动布局。

　　1978年，美国空军制订了两个独立的发展计划：

一是“改进型战术战斗机”（ETF），这是一个短期项目，期望通过短期内可获得的技术升级改进现役战机；

二是“先进战术攻击系统”（ATAS），这是长期发展计划，机体、航电、武器等都要全新研制，以满足未来战场的作战要求。

由于美国空军对F-15和F-16的作战能力有绝对信心，因此ATAS的设计重点放在对地攻击方而。

怛随着苏联空军新一代战斗机的出现，美国不得不重新考虑以ETF和ATAS搭配能台有效夺取制空权和实施空中打击的问题。

到了1980年4月，美国空军决定放弃该计划，而ATAS也演变为ATF——兼顾对空作战和对地攻击的战斗机，并考虑增加短距起降的要求。

这个过程看起来没有什么问题，唯一有问题的是叫词：

1977年11月，美国侦察卫星就在莫斯科郊外的拉明斯克试飞中心发现三种正住试飞的新型军机，分别赋予暂时识别编号拉明J（米格一29，当时判定为和F—15同级的战斗机）、拉明K（苏一25，判定为类似A一9的对地攻击机）和拉明L（苏-27，判定为类似F一14的变后掠翼战斗机）。

为何美国空军在1978年制订ETF和ATAS计划时没有丝毫反应?

直到1980年才加以变更?

可能有以下原因：

卫星情报判读和分析需要时间；

美国低估了苏联航空工业的水平；

官僚体制导致情报传递缓慢和反应迟钝。

　　1981年，美国空军启动了代号“天空长者”的研制计划。

空军经过长期研究后，提出一系列针对未来先进战术战斗机的要求，包括采用新型复合材料、先进飞控系统、先进推进系统以及隐身技术等等。

空军高层相信，ATF在2l世纪初服役之日，也就是F-15、F-16等第二代战斗机退役之时——现在来看，可以说当年ATF的技术目标已经完全实现了。

1981年6月，美国空军发布第一份关十ATF的信息需求（RFI），并邀请9家公司参与讨论：

波音、费尔柴尔德、格鲁曼、洛克希德、麦道、诺斯罗普、洛克韦尔、沃特。

7月，空军发布针对ATF推进系统的RFI，邀请7家厂商参与。

1981年10月，空军发布ATF任务要素综述。

　　美国空军住仔绌研究了9家厂商针对ATFRFI提出的意见后，考虑修正对ATF的性能要求。

首先，美国空军认为必须将超巡能力作为未来ATF的重要性能指标之一。

在很大程度上，这是出于高烈度欧洲战争条件下夺取中欧制空权的需要。

北约认为，在两大阵营爆发全面战争的情况下北约一线战机几乎不可能幸存。

夺取中欧制空权的北约战机很可能必须从比利时、荷兰、卢森堡甚至英国起飞，并穿越被占地区上空。

超音速巡航能力将大大缩短ATF在对方防空系统内暴露的时间，提高生存能力。

当然，超音速巡航带来的好处不止于此，但这确实是提出超音速巡航要求的初衷。

由于可能需要从西欧基地起飞，ATF必须具有远优于F-15的续航能力，这也是在ATF的设计要求中“跨战区航程”的由来。

在前沿和纵深机场均可能遭到破坏的情况下，短距起降能力将大大提高ATF的部署能力。

特别是短距精确着陆能力，对于美军战机及时增援欧洲盟国非常重要——这也是当年北约大力发展垂直起降飞机的主要原因之一。

此外，由于作战飞机造价和复杂程度急剧增加（F-15这一代飞机服役时就有人惊呼，照此趋势，到2050年美国一年军费将只够采购1架战斗机），美国空军必须抑制这一趋势，为此设置了尺寸和重量限制，并强烈要求厂家采用先进技术以减少生产和维护费用——这一思路尤其值得我们参考。

　　在此期间，ATF的设计重点也发生了变化。

按照“大趋势”计划研制出来的F-117已于1981年6月首飞，很快将交付使用。

该机足以完成突破华约防空系统、实施纵深精确打击的任务。

F-111虽然陈旧，但在80年代仍然是一种有效的纵深攻击机。

同时美国空军于1982年启动“双重任务战斗机（DRF）”计划，研制F-111的后继机，备选方案是麦道的F-15E和通用动力F-16E。

DRF预定将于90年代取代F-111。

在这种情况下，美国空军不再强调ATF的对地攻击能力。

因此ATF角色再度转换：

由1980年的兼具对空／对地能力的战斗机转变为专用空优战斗斗机。

在笔者看到的资料中，没有提到ATF的设计重点更改的其它原因，给人印象就是：

主要由丁DRF计划的出现，减轻了ATF的任务负荷，使之可以转向专用空优。

但如果我们留意一下时间就会发现，当初ATF预定服役时问正是90年代初，和DRF的预定服役时问相同。

加上DRF出现的其它好处，笔者认为实际情况可能是这样的：

ATF既要对苏联第三代战斗机形成压倒性优势，又要保证良好的对地攻击能力，以美国航空工业的水平来说，不是不可能做到，但必然会导致成本上升，风险增大。

为了满足空军降低造价和复杂程度的要求，以现役战机改型分担ATF的部分任务是可行且廉价的选择。

换句话说，ATF转型是DRF出现的原因而非结果。

　　1982年10月，美国大部分战斗机厂商代表和空军代表在加州阿纳海姆开会讨论ATF概念。

会上，ATF的概念基本成型，已经非常接近我们今天所看到的样子：

该机已被明确为下一代空优战斗机；

必须具备超巡能力；

作战半径1111一1482公里；

具有在610米跑道上起降的能力，为此发动机需要装备反推喷管；

执行空战任务时起飞重量不超过27.216吨，执行对地攻击任务时起飞重量不超过36.288吨。

随后，美国空军发布方案需求，开始进入ATF慨念详细研究（CDI）阶段。

1983年5月，CDI阶段结束，空军发布了一份最终方案需求报告（RFP）。

也许大家注意到了，在上述ATF慨念中没有一个字提到隐身技术。

原因在于隐身技术此时仍属“黑计划”之列。

美国空军虽然考虑在ATF中引入隐身设计，但如果要在当时仍未进入保密阶段的ATF项目中提出这一要求，必然要被迫公开相关的黑计划，包括绝密的“大趋势”计划，这是空军高层所不愿看到的。

　　1983年9月，美国空军向所有厂商发出概念设计招标，波音、通用动力、洛克希德、麦道、诺斯罗普、洛克韦尔宣布参与竞标。

空军预计可以于1984年5月前完成最终报告。

　　1983年5月，针对ATF的RFP发布之前，空军已经发布了研制ATF所用发动机的RFP。

该项日最初称为“先进战斗机发动机”计划（AFE），后改称“联合先进战斗机发动机”计划（JAFE）。

根据空军要求，这种发动机必须具备自启动能力；

能不依赖地面设备进行自主检测；

高推重比；

高可靠性和可维护性。

事实上，前两项要求是针对欧洲全面战争的。

和超巡、高续航力、短距起降能力一样，都有助于ATF不受地面条件限制。

1983年9月，空军宣布普·

惠的PW-5000（空军编号YF-119）和通用电气的GE-37（空军编号YF-120）中选，获准研制发动机原型机。

空军要求，两种发动机必须可互换，以确保发动机选型竞争不会影响机体设计，换言之，发动机的尺寸、各种管线接口不能相差太大。

经过竞争试飞后，中选型号将作为生产型ATF的唯一动力。

　　到1984年底，ATF的方案需求进一步明确：

超音速巡航速度不小于M1.5;

起飞滑跑距离小于610米：

起飞重量不超过22.68吨：

作战半径大于1296公里：

在速度为M1时可以完成5g盘旋：

高度9144米，M1.5时盘旋过载6g：

高度3048米，M0.9时瞬时盘旋过载9g：

高度15240米，M1.5时稳定盘旋过载2g；

海平面，从M0.6N速到M1。

0耗时20秒：

高度6096/9144米，从M0.8加速NM1.8耗时50秒飞机单价4000万美元（1985年美元值，后降到3500万美元），全寿命费用和F-15相当。

格鲁门的X-29A对前掠翼的特点进行了全面探索。

前掠翼在理论上的优点让人心动，但试飞结果表明，前掠翼仍存在一些当时无法解决的问题。

因此美国人暂时放弃了在AIF上应用前掠翼的打算。

　　按美国空军最初的想法，他们希望采用“验证／确认”模式来研制ATF——当初FX（研制出F-15）计划就是这一模式，而不是轻型战斗机计划（LWF，研制出F-16）采用的原型机对比试飞模式。

在前一种模式中，竞争方案将进行除了试飞以外的所有测试：

航电设备在模拟器上测试气动设计的优劣通过风洞试验确认；

进行雷达反射截面积测算；

厂家将制作全尺寸木制模型用于必要的测试和评估，但不制造原型机。

只有获胜的厂家才可进入全尺寸发展阶段，制造原型机进行全面试飞。

　　1985年9月，美国空军发布完整的ATF验证/确认阶段方案需求，截止日期为1986年1月（后延长至4月）。

作为验证/确认阶段的一部分，厂家将制造全尺寸和小比例模型，通过风洞试验评估其气动性能，并进行雷达反射截面积测算，检测其是否满足低可见性指标。

在这次发布的RFP中，美国空军首次提到，可能采购多达750架的ATF。

前述波音等7家公司全部参与了验证/确认阶段的方案投标。

　　1986年4月，美国海军宣布加入ATF计划，同意在ATF基础上研制NATF，用于替换F-14。

而空军同时也宣布，将在海军ATA（先进战术攻击机）计划基础上研制新一代重型攻击机。

国会对两大军种的态度表示满意，因为这将有助于缓解紧张的国防预算。

但1990年之后，由于美国海军没有获得NATF的进一步拨款，该项目宣告终止。

　　1986年5月，美国空军在外界的强大压力下被迫宣布放弃“验证/确认”模式，改采用原型机对比试飞模式。

相比之下，前者在招标竞争阶段进度快、开销少。

但飞机的很多问题必须经过试飞才会暴露出来。

如果只是小麻烦，那还好说；

如果不是，那么空军连选择的机会都没有了，只能一条道走下去，结果必然是进度拖延、费用超支，其损失远不是竞争阶段那点好处所能弥补的。

最典型的例子就是60年代的C-5银河运输机和F-111战斗轰炸机。

国会和五角大楼中的很多人对这两个项目的惨痛教训仍然记忆犹新。

在白宫指示下于1985年6月成立的一个蓝带委员会（主席就是前国防部长大卫·

派卡德，LWF正是在他的要求下采用竞争试飞模式）强烈建议空军在确定ATF方案前必须进行原型机对比试飞。

按照空军的最新决定，将在7家竞争厂商中选择2家分别制造原型机进行对比试飞，以确定最后的胜者。

　　此后，在ATF投标截止日期到来之前，竞争形势又发生了变化。

空军认为，如果投标厂商之间采取组团合作模式，将有利于彼此吸收有利的经验，而空军则可以得到最好的方案。

而对于厂商来说，在预期的“胜者独得”的游戏规则下，失败一方必然遭到严重损失，甚至可能就此退出军机市场（二战以来美国航空工业多次出现这种情况），因此5家公司采取了团队竞争的策略：

洛克希德、波音、通用动力组成一队，诺斯罗普和麦道组成另一队。

这只是从大的层面来看，而在小的层面，比如洛克希德团队的子项目中，也有诺斯罗普或麦道的人在工作，反之亦然。

整个形势呈现出一种错综复杂的竞争合作关系，其最终目的就是为了避免一失全失。

此外，空军提供的研制经费太少（中选的两方各获得6亿9100万美元）也是组队竞争的原因之一。

只有格鲁曼和洛克韦尔仍独立参与竞争。

　　80年代以前，在美国战斗机领域，诺斯罗普的地位并不是特别重要。

二战期间诺斯罗普最出色的作品莫过于P-61黑寡妇，而该机之成名并非由于其战绩，而是因为它是美国第一种装备雷达的夜间战斗机。

50年代，诺斯罗普于1955年开始研制的均衡而廉价的F-5系列对美国空军毫无吸引力。

接下来的P-530眼镜蛇方案根本无人问津，P-530衍生出的YF-17在LwF竞争中败给了YF-16。

虽然YF一18在海军VFAX计划中扳回一局，但主承包商却变成了麦道。

F-5的最终衍生型F-20在出口竞争中再次输给F-16A。

在前面提到的XST计划中，诺斯罗普的验证机又输给了洛克希德。

唯一值得庆幸的是诺斯罗普赢得了ATB（先进技术轰炸机，其成果是B-2）计划——这得益于它自30年代以来就一直在研究的飞翼布局。

　　诺斯罗普之所以选择麦道作为合作伙伴，主要原因之一是双方在VFAX计划中曾经合作过。

麦道在军用飞机的研制经验方面要比诺斯罗普丰富的多，当时空军的主力F-15就是麦道产品，DRF选型也是麦道F-15E胜出。

这是空军选型时必然会考虑的有利条件。

对于麦道来说，诺斯罗普拥有丰富的隐身飞机设计经验，双方一拍即合。

　　1986年10月31日，美国空军宣布，7个竞标方案中洛克希德和诺斯罗普的方案评价最高，进入竞争试飞阶段；

波音、通用动力、麦道的方案次之；

格鲁曼和洛克韦尔最差。

由于后两者是独立竞标，在方案被淘汰后就退出了ATE计划。

其余5家公刊则重新确定了联合团队的主导权，分别以洛克希德和诺斯罗普为首，展开原型机的研制工作。

美国空军赋予洛克希德方案YF一22A的编号，诺斯罗普方案为YF一23A。

当时美国空军并没有给予原型机官方绰号，现在我们所知的绰号（闪电一II和黑寡妇-II）是两个集团自行赋予的。

不知是巧合还是有意，其前身都是两家公司在二战时的代表作。

根据空军要求，两个团队均需要研制两架原型机，分别装用普惠YF-119和通用电气YF-120发动机，以便进行全而评估。

　　1987年，经过F-15S/MTD（短距起降／机动技术验证机）试飞验证之后，美国空军宣布取消在ATF上采用反推装置的要求。

反推装置原本设计用于飞机进近／着陆阶段的速度控制，也可用于飞行中减速。

但试飞结果表明，反推装置比预计的更重，需要的冷却空气也更多。

而1987年的国际形势已经缓和，对ATE短距精确着陆的要求不再象80年代初那么迫切，权衡利弊之后，美国空军将之取消。

ATF的着陆距离要求也从610米放宽到915米，而飞机的重量和复杂程度也因此降低，这有利于提高飞机性能和可靠性。

　　1988年，国防预算削减迫使美国空军将战术战斗机联队的数量从38个减少到35个。

但在当年提出的空军换装计划中，ATF的采购数量仍维持750架不变。

根据计划，全尺寸发展阶段将于1991年开始，第一架全尺寸原型机将于1993年交付，1996年ATF将装备部队，并以每年72架的速度交付。

但在1988年底，空军调整了进度表，将其延长一年，并在全速生产阶段前，将低速生产24架ATF用于小批试验。

1989年8月，美国空军发表全尺寸阶段的需求草案。

10月6日，装备采购委员会批准ATF原型机研制工作的终止日期向后推迟6个月，整个竞争试飞阶段结束日期也因此推迟到1991年中，全尺寸发展阶段则顺延一年。

空军同意将方案需求报告的发布日期由1990年10月底推迟到1991年4月，并在此时作出ATE选型的最后决定。

　　在研制过程中，诺斯罗普再度发扬了它节俭的风格（也许该称作天性?

），按照验证机的标准来制造两架YF一23原型机主起落架改装自F/A-18的主起；

前起落架则直接用F-15的座舱设备照搬F-15，只装上了必需的仪表，包括多功能显示器在内的昂贵而非必要的设备全部取消；

虽然空军已经在1987年宣布取消采用反推的要求，但诺斯罗普并未修改原始设计，使得YF-23A的后机身（特别是发动机舱）明显大于实际需要尺寸，这带来了额外重量和阻力；

只设计了主武器舱，格斗导弹舱甚至只停留在纸而上。

YF-23A机上也没有装备任何非必要的航电设备（包括雷达、电子对抗系统等）。

完整的航电系统将装在威斯汀豪斯的BAC—111飞机上进行测试。

诺斯罗普这种省钱法必然会对后来的评估造成负面影响——特别是后机身和格斗导弹舱的问题，牵涉面较广，上作量大，增大了研制风险。

在空军看来就是我花了钱，却还得不到想要的东西。

大约10年后，波音在X一32上重蹈覆辙，试飞设计与目标设计不一致成为X一32落选的主因之一。

而对于YF一23A来说，最后空军宣布其失败的官方理由之一就是研制风险大——就实际情况而言，其风险主要不是来自这里，但诺斯罗普的省钱法毫无疑问是为此作了一定的“贡献”。

验证/确认模式虽然催生了F-15，但更多是惨痛的教训，F-111就是美国空军心中永远的痛。

图为试飞中的空军YF-111A 

　　1989年，安装YF-119发动机的第一架YF一23A原型机PAV-1（民用飞机注册号N231YF，美国空军序列号87—800）运抵爱德华兹空军基地。

除了黑寡妇-II的绰号，该机还有另一个昵称灰色幽灵。

1990年6月22日，该机进行了公开展示。

　　8月27日，爱德华兹基地4号跑道，PAV-l在保罗·

梅斯（看过《王者之翼》的朋友想必还记得此人）的操纵下开始首飞。

滑跑1250米后，PAV-1腾空而起。

到达305米高度后，保罗·

梅斯保持10度迎角，将油门收回军用推力状态。

此时已在空中准备伴随护航的F-15必须开加力才能跟上PAV-l，F-16则已经跟不上了——而PAV-1的起落架甚至尚未收起!

PAV-l爬升到7620米，收起起落架，开始进行基本系统功能测试，进行了如俯仰、滚转、偏航等一系列机动动作。

然后保罗·

梅斯准备和F-15护航机编队飞行。

但在此过程中，PAV-l进行一个1.5G的左转机动时，左主起落架突然开锁，导致起落架舱门打开并被高速气流吹坏。

在F-15飞行员确认PAV-l没有其它问题后，保罗·

梅斯操纵飞机返航。

整个首飞历时55分钟，最大速度达到M0.7，最大飞行高度10668米。

这次首飞比YF-22A早了足足一个月，YF-23A可算是先声夺人。

　　8月30日，PAV-1进行第二次试飞，但由于飞行中发现发动机冒黑烟而被迫中止。

由于时间紧迫，工程人员进行紧急检修后，PAV一1再次升空，按讣划完成超音速试飞。

9月14口，PAV—l进行第一次与KC—135的空中加油试验。

在这次试飞中，PAV一1以M0.95的速度飞行了3小时。

9月18日，PAV—l完成第一次超音速巡航，巡航速度达到M1.43。

到11月30日为止，PAV一1共完成34架次试飞。

　　10月27日，安装YF-120的PAV一2（87—801，昵称蜘蛛）在吉姆·

森德博格德操纵下完成首飞，飞行持续了44分钟。

试飞员表示，虽然装用不同发动机，但PAV一2的操纵品质和PAV-l感受不到差异。

PAV一2主要用丁完成超巡试飞。

11月29口，PAV一2在超巡试飞中达到马赫数M1.6，这是在试飞中达到的最大超巡速度一一通用电气方面表示，如果YF一22A采用YF一120可以达到M1.58的超巡速度的话，那么YF-23A在YF-120驱动下应该口J‘以达到M1.8的超巡速度。

该机的超音速巡航时间累计略超过7小时。

到12月18日，PAV一2完成最后一架次试飞（YF-22A的试飞工作于10天后结束）。

　　在不到4个月的试飞中，YF-23A共飞行50架次，累计飞行时间约65小时。

而YF-22A则试飞74架次、91小时。

两架原型机的试飞科目和数据目前仍未解密，外界所了解到的只是：

YF-23A任试飞中最大平飞速度达到M1.8，最大机动过载7G，最大使用迎角25度。

　　关于这次试飞竞争，ATE计划主任费恩准将表示：

美国的采购战略一直是由承包商实施他们认