戰斗機的故事

譚索

經過兩次世界大戰的錘煉，戰斗機的氣動外形已變得更加洗練。流線型的機身，配上精心設計的橢圓形或梯形機翼；張臂式的下單翼布局，既有利于安置起落架，也便于地面維護；堅固的機翼上可以安裝機槍或口徑在20毫米以上航炮，還可以外掛炸彈和火箭，機槍協調器已不再是戰斗機必不可少的設備了。

由于戰術的日趨成熟，戰斗機的性能提高速度逐漸減慢。在第一次世界大戰之前，飛機的飛行性能一直在大幅度地迅速提高。如1909年時的飛行紀錄是，速度為77.00公里／小時（“布萊里奧”飛機創造）、高度為45293米(“法爾芒”飛機創造）、距離為23429公里（“安托瓦內特”飛機創造）；而到了1938年至1939年的飛行紀錄，速度達到75499公里/小時（Bf109R飛機創造）、高度達到1708282米（“卡普羅尼161”飛機創造）、飛行距離達到1152937公里（維克斯“韋爾斯利”飛機創造）。

從這些數據可以看出，將近30年的時間，飛機的速度紀錄提高了近10倍、高度紀錄提高了37倍以上，直線距離紀錄提高約50倍。但此后，一直到第二次世界大戰結束，活塞式戰斗機的飛行紀錄并沒有顯著的變化。

大戰之后，活塞式航空發動機的最大功率已可以達到3000～4000馬力（即2237～2982千瓦），而戰斗機的飛行速度卻難以增進。美國在二次大戰末期生產的F8F“熊貓”（Bearcat）海軍用戰斗機，原裝有2500馬力（186425千瓦）的活塞式發動機，最大飛行速度為755公里／小時，是“貓”（Cat）系列飛機中發動機功率最大、飛行速度最快的。戰后，美國給它換裝了功率為3000馬力（2237千瓦）的活塞式發動機，功率增加1/5，但飛行速度只增加21公里／小時，增長率不到3％。

呼喚新一代戰斗機

要想繼續提高戰斗機的飛行性能，除了研制新概念的航空發動機之外，還有一個重要的問題，就是挖掘飛機氣動布局的潛力。事實上，這一時期已經有很多有識之士正在做這方面的研究工作。

德國的利皮施（Lippisch）和霍爾滕（Horten）兄弟，從第二次世界大戰前起，就開始研制無尾式滑翔機和飛機，對后來發展噴氣式高速飛機起了重要作用。利皮施在他設計的無尾式飛機的機翼前面，還設置了鴨式前翼。這種鴨式前翼與后翼形成開縫，可起到改善機翼流動狀態、延遲失速的作用。這種設計已經提出了前、后機翼之間產生有利干擾的設想。在霍爾滕兄弟的研究機上，甚至采用了早期的合成材料(現在稱復合材料)。

法國的帕楊（Payen）在1935年設計了“天箭”（Flechair）型串翼式飛機，類似于現在的近距耦合鴨式布局飛機。只是因為機頭前方有一具大功率螺旋槳，產生了很大的扭矩，使飛機難于操縱。但30年之后，瑞典的薩伯－37“雷”（Viggen）噴氣式戰斗機上，卻成功地運用了這種氣動布局。

美國的錢斯－沃特（ChanceVought）公司在第二次世界大戰剛結束時，研制了一種非常有趣的試驗機，叫作CV－X5FU－1“飛行薄餅”（FlyingFlapjack，見本刊1998年6月號介紹）。它利用兩具大直徑螺旋槳產生的滑流覆蓋小展弦比的機翼，升力特性非常好，幾乎可以垂直起飛。這種飛機可以說是徹底的翼身融合體，也可以說是早期飛行器一體化設計的典型。美國海軍對這一設計曾寄予厚望，只因噴氣式飛機的出現，而停止了研制。

1928年，英國的一位空軍飛行學員弗蘭克·惠特爾（FrankWhittle）提出了利用燃氣噴流產生的反作用力推進飛機的設想。1930年，他就取得了該項發明的專利，但直到1937年4月12日才造出了他的第一臺離心式渦輪噴氣發動機。1941年5月15日，裝有這種新型發動機的E28／39型試驗機首次試飛。

德國人漢斯·馮·奧海因（HansVonOhain）提出了同樣的設想，且由于得到了享克爾（Heinkel）公司的支持，在1936年就研制成功了德國的第一臺噴氣式發動機。1939年8月27日，裝備了這種發動機的He178型噴氣式試驗機首次試飛。1945年3月18日，在柏林空戰中，德國的裝有軸流式噴氣發動機的Me262型戰斗機擊落美國的轟炸機25架和P－51型戰斗機5架，顯示了噴氣式戰斗機的優勢。

噴氣式戰斗機登場

在第二次世界大戰中，有些國家就已開始研制新型的噴氣式飛機。1941年4月2日，德國首次試飛了He280V－1型雙發噴氣式戰斗機。美國仿制了英國的噴氣式發動機，將其裝于貝爾P－59A型噴氣式戰斗機上，1942年10月1日進行了首次試飛。1944年1日13日，美國的第二種噴氣式戰斗機XP－80首次試飛。

起步較早的英國格洛斯特“流星”(GlosterMeteor)型噴氣式戰斗機，因改進動力裝置，直至1943年3月5日才首次試飛。但這種飛機在1944年7月12日就有2架裝備部隊，用于攔截德國發射的V－1型飛彈。它和英國在1943年研制的D盚100“吸血鬼”(Vampire)型噴氣式戰斗機一起，后來都參加過朝鮮戰爭。

第二次世界大戰結束時，蘇聯利用仿制德國的尤莫004(Jumo 004)型噴氣式發動機，研制成功了雅克－15(Як－15)和米格－9(МиГ－9)型噴氣式戰斗機。

在1950年至1953年的朝鮮戰爭中，首次出現了噴氣式戰斗機之間的空戰。第一代采用后掠機翼的噴氣式戰斗機，如美國的F－86“佩刀”(Sabre)和前蘇聯的米格－15等型飛機投入了使用。

二戰中的蘇聯空戰英雄闊日杜布，曾率領殲擊機師參加朝鮮空戰。據稱，他的部隊共擊落擊傷美機207架，而自己僅損失27架米格－15型飛機和犧牲9名飛行員。

超音速戰斗機問世

蘇聯按照高亞音速的設計要求，研制的米格－17型戰斗機原型機，于1950年2月1日由伊瓦先科(Иващуенко)試飛時，在2200米高度上，以平飛狀態超過音速，最大速度達到M103(即1114公里／小時)。但3月20日，在另一架原型機試飛時，飛機進入俯沖后不能改出，試飛員犧牲。不過，經過改進后的米格－17型飛機，由謝多夫(Седов)、阿諾欣(Анохин)、卡茲明(Каэмин)和科基納基(Коккинаки)等著名的試飛員試飛時，以小角度俯沖狀態，很容易達到M114的速度，而且飛機的操縱性良好。

采用后掠翼或三角形機翼的戰斗機，再配上帶有加力燃燒室的發動機，作跨音速飛行已不是難事。戰斗機的飛行速度，較之活塞式飛機又大大地前進了一步。20世紀50年代初至60年代中期，有關各國紛紛研制成功超音速戰斗機，如美國的F－100“超佩刀”(SuperSabre)、F－102“三角劍”(DeltaDagger)、F－104“星”(Starfighter)、F－4“鬼怪”(Phantom)和F－111；蘇聯的米格－19、米格－21、米格－23、米格－25、蘇－7以及蘇－17；英國的P－1A“閃電”(Lightning)；法國的“超神秘”(Super Mystere)、“幻影”Ⅲ(MirageⅢ)和F－1；瑞典的薩伯－35“龍”(Draken)；中國在這一時期內主要研制生產了殲－6、殲－7和殲－8等。

這一代戰斗機的飛行速度，一般可以達到M2～25，即音速的2～25倍。最大爬升率一般可達到150～250米／秒，實用升限在15000～20000米之間。還有少數飛機，如美國的YF－12A和蘇聯的米格－25“狐蝠”(Foxbat)等高空高速截擊機，其最大速度可以達到或接近音速的3倍。

為改善高速戰斗機的低速性能而探索

噴氣式戰斗機的性能在突飛猛進，然而經過越南、中東等幾場局部戰爭的考驗，參戰飛行員對這一代戰斗機卻提出了異議，要求改善噴氣式戰斗機機動性和操縱性的呼聲越來越高。

當時的戰斗機，雖然已普遍裝備了導彈武器，但仍不能摒棄當年加羅斯提出的“對敵機跟蹤發射”的戰術。早期的雷達制導導彈沒有離軸發射能力，在發射后，載機需要按追蹤方式操縱飛機，繼續跟蹤照射目標，為導彈制導，直至命中；早期的紅外制導導彈的導引系統，也只能接收到目標飛機尾噴口后的紅外信號，因而它的可攻擊范圍也只能限制在目標后±40度左右。而且當導彈未能命中目標時，交戰飛機還要在近距離，通過使用機槍或航炮進行格斗。

交戰雙方都要通過盤旋機動，繞到對方尾后，尋找攻擊時機。這就是兩次大戰中，戰斗機一直采用的作戰方式。但噴氣式戰斗機的速度快，盤旋半徑也大，在進行“咬尾”式的格斗(dogfight)時就很不利。因為速度小的飛機很容易繞到速度大的飛機后面進行攻擊，這方面的例子很多。

1951年11月30日下午，中國人民志愿軍空軍副大隊長王天保駕駛拉－11型活塞式戰斗機，在朝鮮大和島上空擊落美軍噴氣式戰斗機F－86飛機1架、擊傷3架。

1965年4月24日，我空軍航空兵中隊長宋義民駕駛亞音速的殲－5型飛機，在廣西板興上空擊落美軍入侵的F－4B型飛機1架。F－4B型飛機的速度為2300公里／小時，能攜載4～6枚“麻雀”－Ⅲ型空對空導彈，是當時美國最先進的戰斗機。

在20世紀60年代的越南戰爭中，越南人民軍的米格－17戰斗機曾多次擊落美軍的F－105“雷公”(Thunderchief)和F－4型等超音速戰斗機。

曾經參加過越南戰爭的美國飛行員，在總結經驗教訓時，強烈地要求飛機研制部門要設計出“戰斗機飛行員的戰斗機”。這也就是說，要加強戰斗機的機動性，提高其格斗能力。從飛機的空氣動力學實質來看，就是要求改善高速飛機的低速性能。為此世界各國的戰斗機研制廠商和有關專門研究機構都在這方面進行研究和探索，但所采取的解決辦法和所走的道路是有所不同的。

1969年1月12日，美國海軍和空軍分別選定了F－14“雄貓”(Tomcat)和F－15“鷹”(Eagle)兩種戰斗機的設計方案。兩者都是通過加大發動機的推力（提高全機推重比）和增大機翼面積（降低翼載荷）來改善機動性能的，前者還使用了變后掠翼技術。因而飛機變得很大，它們的最大起飛重量分別是33.7噸和25.4噸，約為我國殲－5型飛機的5倍。F－15A型飛機的空戰推重比達到138千牛／公斤，最大翼載荷為450公斤／平方米。

1969年4月，英國的“鷂”(Harrier)式垂直/短距起落攻擊機開始服役，它從根本上改變了高、低速飛行的矛盾，具有異乎尋常的機動能力，但隨之而來的是出現了維護使用復雜和經濟性差等問題。

上個世紀60年代末，前蘇聯研制成功米格－27和蘇－17等戰斗機，它們都是利用變后掠翼技術來協調高、低速飛行矛盾的，由此也帶來了結構重量的增加。

英國、聯邦德國和意大利三國于1969年開始論證“狂風”（Tornado）型戰斗機方案，他們最終采用的也是變后掠翼布局。

1969年3月，法國的“幻影”F1戰斗機的預生產型首次試飛。為了提高飛機的機動能力和縮短起降滑跑距離，法國人放棄了“幻影”飛機系列傳統的無尾三角翼布局，又回到常規的后置尾翼布局中尋找出路。

還是在這一年里，瑞典的近距耦合鴨式布局短距起降戰斗機薩伯－37在世界上一舉成名。瑞典人為了挖掘飛機的氣動潛力，曾進行了10年之久的預先研究。他們的成功激起了70年代探索非常規氣動布局的熱潮。

1969年8月25日，我國正式決定研制殲－12型殲擊機。與眾不同的，我們是通過縮小飛機機體，減輕飛機重量來提高飛機的機動性能的。1970年12月26日殲－12飛機首次試飛成功，并被贊譽為“空中李向陽”（李向陽是電影《平原游擊隊》中的抗日游擊隊長）。這一綽號道出了殲－12飛機機動靈活的飛行特點。

殲－12飛機是迄今世界上最輕的超音速戰斗機，它的正常起飛重量只有4450公斤。作為優點是機體小、重量輕、機動性好，不足就是載彈量和載油量受到限制。殲－12飛機雖然沒有投入批生產，但卻提出了戰斗機設計的另一個途徑。

1948年至1949年間，美國試驗過總重只有2590公斤，裝有4挺127毫米口徑機槍的XF－85“惡鬼”(Goblin)型寄生式戰斗機。原準備作為護航機使用，掛在B－36遠程轟炸機的機腹下面，由母機帶到空中投放，空戰后再返回母機掛架，由母機帶回。但在兩次返回掛架的試飛中均不成功，而停止研制。

20世紀50年代初期，英國研制的輕型戰斗機“蚊蚋”(Gnat)式，起飛重量只有4020公斤，但不能作超音速飛行。英國的國防部門當時對它的呼聲很高，然而卻沒有裝備部隊。

近年來世界上出現的戰斗機，也有減輕重量的趨勢。瑞典的薩伯－37(起飛重量15噸)的后繼機JAS39型戰斗機的重量只有8噸；前蘇聯米格－23(最大起飛重量18.8噸)的后繼機米格－29型戰斗機的重量是16.5噸；印度一貫重視輕型戰斗機，它的HF－24型戰斗機（重10.9噸）的后繼機LCA型戰斗機的重量只有8.5噸。■