最后的“大貓”

王威

作為世界上第一種第三代戰斗機，F-14在氣動和結構設計上都獨具特色，外觀上有一種特有的氣勢和美感，不僅極快地完成從設計到裝備部隊的過程而且擁有夢幻般的遠距空戰能力，再加上電影《壯志凌云》的推波助瀾，使得它在軍迷中擁有很高的人氣，很多軍迷親切地稱之為“大貓”。而這架誕生于冷戰高潮之時的重型艦載戰斗機，也隨著冷戰的結束，于2006年退役，過起了“拿退休金”的生活。之后，F/A-18已牢牢占據了美國海軍航母甲板的主力位置。但讓我們回到1991年，如果具有和美國在大洋上展開海空大戰能力的蘇聯仍在，現在甲板上的明星會是誰？

由于取代A-6E的A-12因為進度拖延、成本超支等一些問題被國防部槍斃，美國海軍的空面打擊能力無疑會陷入一個“真空”狀態。A-12項目剛被取消，蘇聯也轟然倒下，國會并不想把過多的預算花在國防開支上，再重新研制一架新型的攻擊機必然是不可能的，精明的廠家們紛紛拋出了基于現有平臺進行發展的設計邏輯。這種設計思想的好處一目了然：基于成熟的平臺既避免了技術風險，又降低了成本；在面對國會的審查時，可以是現有戰斗機的改進型，也可以是一個全新的型號。

在A-12項目流產后，格魯門公司（后與諾斯羅普公司合并為諾斯羅普·格魯門公司——編者注）便向海軍推銷他們的F-14改進計劃：“雄貓快速打擊型”（Tomcat Quick Strike）。快速打擊型的改進集中在以下幾個方面： 裝備“藍盾”導航和攻擊吊艙，為APG-71雷達（裝備F-14D）加入對地模式，進一步強化空面能力。在武器方面，加裝AGM-84E反艦導彈和AGM-88反輻射導彈，使F-14可以遂行反艦和反輻射任務。但該計劃也存在自身的問題。在海軍看來，快速打擊型相對于當時的F-14B/D并沒有本質上的區別，同時F/A-18也開始進行相應的升級計劃，且其成本優勢非常明顯。

并不想失去訂單的格魯門公司意識到必須拿出點真東西來打動海軍，于是本文的主角——“超級雄貓21”（Super Tomcat 21） 計劃被擺上了臺面。相對于F-14，Super Tomcat 21有用更大的作戰半徑、更長的空中作戰巡邏（CAP）時間、更遠的探測距離以及多樣的探測手段，同時飛機擁有更好的抗損傷性能以及靈活的戰術作戰能力。

Super Tomcat 21 相對于F-14，外觀上的最大區別就是將3片式風擋改為整體式前風擋，優化了飛行員的視野，翼套增加了外凸折線。F-14依靠翼套和變后掠機翼獲得了高達15的亞聲速升阻比，而Super Tomcat 21的外凸作為一個前緣邊條（Leading-edge Root Extension，LERX）產生額外的升力，進一步提高了巡航效率，其亞聲速升阻比甚至高于波音737客機，額外的升力也可以進一步降低飛機的進場速度。在燃料方面，通過在修改外形的翼套內增加油箱，Super Tomcat 21的機內載油量從F-14A的7.4噸提升到了8.2噸，在甲板風速14.8千米/時的條件下執行艦隊防空作戰（掛載4枚AIM-54、2枚AIM-120和2枚AIM-9）時的最大彈射起飛重量可以超過35噸。機內燃油和最大彈射重量的增加，有效地保證了Super Tomcat 21的截擊和空優作戰能力，加上本身優異的亞聲速和超聲速性能，Super Tomcat 21成為了名副其實的全任務戰斗機。它可以在執行任務的每一個階段都獲得較為滿意的性能，同時不必過分依賴于加油機。這對空中加油能力比較孱弱的海軍來說是非常重要的。

雷達方面，F-14D的AN/APG-71雷達的對空性能十分優秀。該雷達擁有單脈沖角跟蹤、數字掃描控制、超視距目標識別、襲擊判斷等多種模式，增加了非合作目標識別技術，對雷達目標回波進行高分辨率的精確考查，以完成敵我識別，避免了一般IFF設備中的缺陷及混亂。AN/ APG-71可以探測210千米外的戰斗機，在掃描大空域角的同時，可以跟蹤24個目標，并對其中的6個發起攻擊。由于海軍對于對地攻擊的要求，Super Tomcat 21采用的APG-71雷達增加了合成孔徑（SAR）高分辨率地圖測繪功能；多普勒波束銳化狀態可在5°～60°扇形區域內的任何角度上對37～90千米遠的目標區進行實時高分辨率測繪；對密集目標的分辨能力（方位）比原來提高12倍，具備了攻擊判斷能力，攻擊判斷時對64千米處的目標方位分辨率達18米，16千米處的方位分辨率可達2.5米。

Super Tomcat 21計劃在機身的AIM-54“不死鳥”導彈整流罩里加裝攻擊前視紅外系統以及地形跟蹤雷達，座艙內將加裝一具可投射紅外圖像的衍射平視顯示器（HUD）。依靠地形跟蹤雷達和導航吊艙，Super Tomcat 21可以輕松地完成夜間的低空突防任務。原來F-14D機頭下的紅外跟蹤和電視成像系統也將進行性能升級。這套系統在升級前可以在130千米的距離上識別DC-10加油機，對大型戰斗機的識別距離也可以達到60千米，同時可以為AIM-54導彈提供處理后的目標數據，讓F-14可以在雷達靜默的條件下進行攻擊。識別傳感器的升級極大的提高了Super Tomcat 21的探測，特別是識別能力，Super Tomcat 21可不依靠于識別效果不穩定的非合作目標識別技術和預警機的支持，依靠自身的能力進行目標識別，并在遠距離進行攻擊。

F-14的高升力系統在1968—1972年進行了6000小時的風洞測試后定型，這套系統由前緣縫翼、后緣機動襟翼和翼套扇翼組成，其中前緣縫翼最大展開角度為17°，后緣機動襟翼的展開角度為35°，翼套扇翼的展開角度為14°。高升力系統由中央大氣數據計算機控制，根據迎角及馬赫數控制這3塊翼面的動作角度，確保F-14在各種飛行狀態下保持最佳的升阻比。在高升力系統收起時雖然最大可用升力系數也可以高達1.6，但是由于抖振十分嚴重，難以準確追蹤目標，多數情況只能用于防御機動。而在使用高升力系統時最大可用升力系數與最大可用于跟蹤的升力系數基本重合，這主要是由于前緣縫翼極大地減弱了抖振強度，增強了F-14在進攻機動中的精確跟蹤射擊能力。此外，翼套扇翼和后緣機動襟翼提供的額外升力可以增強F-14的起降性能。Super Tomcat 21在這套高升力機翼的基礎之上，重新修改了機翼，增大了前緣縫翼和全翼展后緣襟翼的面積和展開角度，兩者的展開角度分別達到了21°和40°。甲板彈射狀態下Super Tomcat 21的機翼升力相對于F-14提升了25%，最大升力系數（24°迎角）達2.8，這是變后掠翼帶來的最明顯的收益。作為三代機氣動設計代表的F-16，其在可用迎角內的升力系數也不過1.6。而修型后的機翼使Super Tomcat 21升力斜率和升力系數明顯高于F-14，這也使得Super Tomcat 21在空重比F-14增加了450千克的條件下，其最大起飛和最大著艦重量相對F-14分別提高了1.5噸和1噸。Super Tomcat 21的最大著艦重量為26噸，因此可以攜帶4枚AIM-54、2枚AIM-120和2枚AIM-9在甲板上降落。彈射起飛時對于甲板風的要求也進一步降低，Super Tomcat 21以35噸起飛重量進行彈射起飛時僅需要14.8千米/時的甲板風，而F-14D則需要超過40.7千米/時的甲板風才能在同樣重量下彈射起飛。

在動力方面，Super Tomcat 21將會使用F110-GE-129發動機，這意味著Super Tomcat 21可以進行馬赫數1.3的超聲速巡航。格魯門同時表示，如果海軍需要，Super Tomcat 21可以裝上矢量噴管和電傳飛控系統。F-14這個平臺本身就擁有非常好的大迎角機動和超聲速機動能力，F-14的瞬態迎角可以達到50°以上。兩伊戰爭中，伊朗的飛行員屢次使用令人瞠目結舌的大迎角機動動作進行攻擊。格魯門的風洞試驗結果表明，Super Tomcat 21在不依靠矢量推力的情況下，可以維持77°迎角，不發生任何非指令性的影響飛行品質和安全的偏離和失控。盡管矢量推力提供的俯仰控制力矩在超過70°迎角后就無法為控制飛機俯仰操控提供幫助，但是其對于滾轉加速度的貢獻是顯而易見的。F-14由于采用了寬機體的升力體布局，加之主翼采用了擾流片而并非副翼進行滾轉（差動平尾輔助），其滾轉性能一直為人詬病。而寬間距發動機局部可以最大限度地發揮差動矢量推力的滾轉力矩大的優勢。此外，矢量推力對于低速俯仰速率的改善也很大， F-22的低速俯仰速率就明顯高于沒有矢量推力的F-16。低速格斗時俯仰姿態的改變是非常致命的，在頭盔瞄準系統和大離軸角導彈普及的現在，低速時高俯仰速率配合大迎角穩定性，可以讓Super Tomcat 21在耗盡能量的不利態勢中對敵機進行致命的攻擊。

在超聲速飛行中，隨著速度的增加，飛機的氣動中心會后移，導致飛機的配平阻力增加，超聲速升阻比下降。簡而言之，飛機的超聲速機動性會下降。第三代戰斗機普遍采用了放寬靜穩定度或者抬式布局去解決這個問題，20世紀60年代設計的F-14很顯然沒有采用這兩項技術。但是格魯門的設計人員發現，通過控制可變后掠翼的轉軸位置，可以減小超聲速時的氣動中心后移，甚至在馬赫數超過1.3后，氣動中心還會前移。最終 F-14采用了展向靠外的轉軸位置，約為30%機翼半展長，巧妙的設計為F-14帶來了傲視三代機的超聲速機動性。攜帶6枚AIM-54、2個270加侖（約1022升）副油箱和2枚AIM-9 的F-14，在高度15240米、馬赫數2.04時的過載可達7。高馬赫數下機動性能的意義在于，超視距空戰中F-14可以用高速完成各種占位、進攻和脫離機動，以自身的高能量狀態壓制對方導彈的攻擊距離。而Super Tomcat 21依靠放寬靜穩定度和推力矢量發動機，將會擁有達到四代機標準的超聲速持續機動能力，加上前文中提到的馬赫數1.3的超聲速巡航能力與過失速機動能力，Super Tomcat 21擁有了滿足四代機標準的全包線機動性能。

在1988年，一艘航母上的艦載戰斗/攻擊機機隊由14架A-6、24架F/A-18以及24架F-14組成。格魯門公司關于Super Tomcat 21效費比的報告中顯示，只需36架即可完成總計38架A-6與F/ A-18的對地攻擊任務，且在高-低-低-高作戰剖面、攻擊半徑不變的條件下，其對地彈藥的攜帶能力為A-6與F/A-18機隊的2倍。如果Super Tomcat 21服役，則其與F-14的關系類似F-15C與F-15E，當時美國空軍及國民警衛隊的F-15C/D與F-15E的數量已經不相上下。在海軍強調對地能力同時削減開支的情況下，Super Tomcat 21實際上完全可以看作是海軍的F-15E，且與空戰性能相對平庸的F-15E不同，Super Tomcat 21不僅增強了F-14的對地能力，對空能力也明顯得到了提高。

盡管F/A-18E/F和EA-18G在目前的表現也讓人印象深刻：“大黃蜂”家族通過一個所謂的“80%”解決方案，在滿足了海軍開支削減的前提下，保證了相對的戰斗力。但F/A-18的缺點依然非常明顯：飛行平臺小、執行航程遠滯空時間長的任務時過度依賴加油機，因為強調巡航及起降性能，導致超聲速性能差，最大速度低，加速緩慢。根據美國審計署的一篇關于F/A-18E/F的使用成本報告中的圖表顯示，FA-18E/F攜帶60%的機內燃油以及2枚AIM-9和2枚AIM-120高空最大速度低于馬赫數1.6；而滿油攜帶4枚AIM-9和4枚AIM-7的F-14，則可以輕輕松松地在高空飛到馬赫數2.0。當然，F/A-18E/F并不是一無是處，小后掠角大展弦比機翼給“超級大黃蜂”帶來了優秀的低速格斗性能，其巡航效率和起降性能也可以滿足海軍的需求。

多種原因導致了F-14的改進型號無法繼續在航母甲板上出現，但最核心的一點，是美國海軍希望用一種可以完成所有任務的飛行平臺來統治甲板。不過，把一架輕型戰斗機放大成中型戰斗機的效果遠低于預期。大平臺的好處是顯而易見的，百花齊放的蘇-27家族就是最好的證明。Super Tomcat 21本應該是非隱身艦載機的巔峰之作。它航程遠，速度快，機動性卓越，探測能力強且載荷性能好。事實上，格魯門公司甚至考慮過Super Tomcat 21的升級版AFS-14。AFS-14計劃重新設計F-14的內部子系統，進一步減重并擴大油箱容積，采用F119發動機以及有源相控陣雷達，就像空軍給F-15升級APG-63V3一樣。但這一切只是美好的愿望。隨著蘇聯解體，美國的戰略重心轉向太平洋，海軍難以接受Super Tomcat 21相對高昂的造價，就連其優秀的性能都已經過剩而顯得毫無價值。所以，當你下次聽見有人聊起F/A-18E/F和EA-18G的航電性能是多么優秀的時候，不要忘了，也許海軍可以有一架配備同樣性能的電子設備、且飛行速度要快得多的真正的戰斗機。