美國輕型戰(zhàn)斗機(jī)的研發(fā)和競標(biāo)

編譯/李有觀

當(dāng)美國空軍的F-15型戰(zhàn)斗機(jī)和美國海軍的F-14型戰(zhàn)斗機(jī)在20世紀(jì)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(dá)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(jī)器作為空軍和海軍兩大軍種的主力戰(zhàn)斗機(jī)的想法深感不滿，并指示美國空軍研制成本更低的飛機(jī)以補(bǔ)充F-15型戰(zhàn)斗機(jī)，后來又指示美國海軍也這樣做，以補(bǔ)充F-14型戰(zhàn)斗機(jī)。

以這個挑戰(zhàn)為目標(biāo)，最終發(fā)展出歷史上最成功的兩種戰(zhàn)斗機(jī)型號，每一種戰(zhàn)斗機(jī)至今都已經(jīng)服役了將近40年，它們就是F-16型戰(zhàn)斗機(jī)和F/A-18型戰(zhàn)斗攻擊機(jī)。這兩種戰(zhàn)斗機(jī)累計生產(chǎn)總數(shù)已經(jīng)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(jī)項目辦公室啟動了輕型戰(zhàn)斗機(jī)（簡稱LWF）項目計劃。項目的提案要求研發(fā)一種高度機(jī)動的戰(zhàn)斗機(jī)，重點是減輕重量和降低成本。實際上這是一項技術(shù)探索：LWF項目并沒有承諾進(jìn)行生產(chǎn)，但為了在成本控制方面增加一些真實性，美國空軍根據(jù)1972年的美元幣值，設(shè)定了一個每架戰(zhàn)斗機(jī)的出廠價格不高于300萬美元的目標(biāo)。

美國五家主要的承包商參加了LWF項目的競標(biāo)。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(jù)各自的設(shè)計分別制造兩種原型機(jī)，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(shè)計。通用動力公司設(shè)計了一種配備單發(fā)動機(jī)和氣泡狀座艙蓋的機(jī)身，這為飛行員提供了非常寬廣的視野；諾斯羅普公司的設(shè)計是一種雙發(fā)動機(jī)、雙垂尾的概念飛機(jī)，其機(jī)翼采用較大的邊條翼形式，這種戰(zhàn)斗機(jī)的綽號叫“眼鏡蛇”。

為了扭轉(zhuǎn)復(fù)雜的多任務(wù)戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)（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(jī)演變而來。LWF/ACF項目的結(jié)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(jī)組合的新戰(zhàn)略。

盡管F-16型戰(zhàn)斗機(jī)的性能在許多方面都有所發(fā)展，但其原型機(jī)——YF-16型戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計仍然是標(biāo)志性的。它采用了許多先進(jìn)技術(shù)，這些技術(shù)以前從未在作戰(zhàn)戰(zhàn)斗機(jī)中使用過。為了確保項目成功，YF-16的設(shè)計團(tuán)隊采用了哈里·希拉克（通用動力公司的副總工程師， 擔(dān)任F-16型戰(zhàn)斗機(jī)的總設(shè)計師）的天才建議。希拉克是著名的“戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)是一種全新的戰(zhàn)斗機(jī)，它的機(jī)翼結(jié)構(gòu)非常先進(jìn)，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(jī)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(chǎn)的F100型渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)（F-15型戰(zhàn)斗機(jī)就是使用這種發(fā)動機(jī)）。該戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)的機(jī)動性以及改善了飛機(jī)的飛行質(zhì)量；簡化了電子設(shè)備，并取消了較重的液壓部件；配備了側(cè)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(nèi)的儀表，也不必把眼睛從目標(biāo)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(shù)使YF-16型戰(zhàn)斗機(jī)擁有了前所未有的敏捷性和態(tài)勢感知能力。該戰(zhàn)斗機(jī)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(dǎo)彈。

1973年12月13日，第一架YF-16型戰(zhàn)斗機(jī)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(lán)三色非常引人注目。媒體對此進(jìn)行了廣泛的報道，引發(fā)了人們對新一代輕型戰(zhàn)斗機(jī)的濃厚興趣。

1974年2月2日，YF-16型戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)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(jī)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(jī)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(cè)裝式操縱桿在飛機(jī)的三軸機(jī)動中表現(xiàn)良好，并且在15000英尺（4572米）的高度上進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時過載限制在了3個G以內(nèi)。在相同高度上還測試了飛機(jī)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(jī)反應(yīng)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)之間進(jìn)行衡量。他們關(guān)于飛機(jī)的技術(shù)和性能優(yōu)點的詳細(xì)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(biāo)結(jié)束前一個月，兩架YF-16型戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)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(dá)到馬赫數(shù)1。這種噴氣式飛機(jī)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(jī)進(jìn)行的M61型“火神”航炮射擊拖曳靶標(biāo)和掃射試驗一共發(fā)射了12500多枚20毫米口徑的炮彈。還進(jìn)行了AIM-9型“響尾蛇”導(dǎo)彈和Mk84型炸彈的實彈投擲測試，空對空戰(zhàn)術(shù)和空戰(zhàn)機(jī)動則在與當(dāng)時現(xiàn)役的戰(zhàn)斗機(jī)（如F-4E型“鬼怪Ⅱ”式戰(zhàn)斗機(jī)）之間進(jìn)行。

當(dāng)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(jī)原型機(jī)。

YF-17型戰(zhàn)斗機(jī)原型機(jī)機(jī)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(xué)特點的可彎曲機(jī)翼，兩個垂直尾翼向外傾斜。機(jī)翼和機(jī)身通過邊條翼連接在一起，這樣的設(shè)計使主機(jī)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(jī)，單臺發(fā)動機(jī)的最大推力為15000磅（約6803公斤）。邊條翼的外形根據(jù)面積律進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，機(jī)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(jī)重達(dá)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(jī)原型機(jī)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(jī)在愛德華茲空軍基地進(jìn)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(jī)飛行了61分鐘。在飛行期間，YF-17型戰(zhàn)斗機(jī)在18000英尺（約5486米）高度的速度達(dá)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(jī)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(dá)到了1馬赫（一倍音速），這種技術(shù)后來被稱為“超音速巡航”。

到1974年12月，YF-17型戰(zhàn)斗機(jī)的1號原型機(jī)已經(jīng)進(jìn)行159次飛行，總飛行時間超過185小時；第二架原型機(jī)也進(jìn)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(dá)到或超過馬赫數(shù)2。YF-17型戰(zhàn)斗機(jī)的1號原型機(jī)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(jī)進(jìn)行了100%的設(shè)計氣動力負(fù)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(jī)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(jī)的飛行測試項目“進(jìn)行得非常順利”，他還說“這些原型機(jī)的性能有著明顯的差異”。他接著又說道，與YF-17型戰(zhàn)斗機(jī)相比，YF-16型戰(zhàn)斗機(jī)在“敏捷性、加速性、轉(zhuǎn)彎率和續(xù)航力”方面都具有明顯優(yōu)勢。YF-16型戰(zhàn)斗機(jī)“符合我們?yōu)槠渲贫ǖ乃行阅苤笜?biāo)”。

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(jī)的工作并沒有終結(jié)。美國海軍更傾向于使用雙發(fā)動機(jī)飛機(jī)作為航母艦載機(jī)，這樣如果有一臺發(fā)動機(jī)熄火，飛行員還可以使用另一臺發(fā)動機(jī)來保護(hù)飛機(jī)。美國海軍已經(jīng)在考慮采用一種輕型戰(zhàn)斗機(jī)來補(bǔ)充更大、更復(fù)雜的F-14型“雄貓”戰(zhàn)斗機(jī)，以實現(xiàn)高低搭配。

美國海軍的這一新計劃被稱為“VFAX”， 由此產(chǎn)生的噴氣式飛機(jī)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(jī)、F-8型“十字軍戰(zhàn)士”戰(zhàn)斗機(jī)和A-7型“海盜Ⅱ”攻擊機(jī)。

盡管有幾家承包商正在制定符合海軍航空母艦艦載機(jī)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(rèn)為，YF-16/YF-17參與的LWF/ACF競標(biāo)將產(chǎn)生一種合適的飛機(jī)。

諾斯羅普公司與麥克唐納·道格拉斯公司進(jìn)行了討論，后者是一家在研制航母艦載機(jī)方面擁有豐富經(jīng)驗的承包商。根據(jù)這兩家公司達(dá)成的協(xié)議，YF-17型戰(zhàn)斗機(jī)將演變成NACF（海軍空戰(zhàn)戰(zhàn)斗機(jī)的英文縮寫），即一種聯(lián)合開發(fā)的海軍空戰(zhàn)戰(zhàn)斗機(jī)。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(jī)設(shè)計方案。諾斯羅普公司將作為NACF項目的合作伙伴，并負(fù)責(zé)為北約國家和其他盟國研發(fā)陸基YF-17改進(jìn)型戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)的海軍版。這種戰(zhàn)斗機(jī)采用單發(fā)動機(jī)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(qiáng)機(jī)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(shè)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(jī)。

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

隨后F-17改進(jìn)型戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展成為F/A-18A型戰(zhàn)斗機(jī)，“F/A”表明這是一種多用途的戰(zhàn)斗/攻擊機(jī)。雖然F/A-18A型戰(zhàn)斗機(jī)從遠(yuǎn)處看很像YF-17型戰(zhàn)斗機(jī)，但這是一種新型的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)，機(jī)身更堅固，安裝了更大的發(fā)動機(jī)，擁有更大的機(jī)鼻、更大的邊條翼、鋸齒狀的機(jī)翼前緣、不同形狀的進(jìn)氣道以及更重的起落架，當(dāng)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(jī)沒有銷售，也從未投入生產(chǎn)，但F/A-18A型戰(zhàn)斗機(jī)被出售給外國空軍進(jìn)行陸基作戰(zhàn)。

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

第一架F-16A型戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)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(jī)。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(jī)進(jìn)行了正式的首次飛行。F/A-18A型戰(zhàn)斗機(jī)隨后升級了新的航空電子設(shè)備并進(jìn)行了其它一些改進(jìn)，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(jī)的設(shè)計被證明是標(biāo)志性和多樣化的，因此后來衍生出大量的改進(jìn)型。

1984年，通用動力公司推出了F-16型戰(zhàn)斗機(jī)的一種改進(jìn)型，稱為“敏捷隼”。其特點是機(jī)翼面積增加了25%，并且采用了許多創(chuàng)新技術(shù)。“敏捷隼”后來還被提議作為“先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)”（簡稱ATF）計劃的一個低成本替代方案，但是當(dāng)美國空軍拒絕這一想法以后，“敏捷隼”的技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，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(jī)項目。

美國海軍在其A-12型隱身艦載攻擊機(jī)項目由于出現(xiàn)預(yù)算超支、機(jī)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(wù)，同時節(jié)省大量的資金──就是把“大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展成一種更大的飛機(jī)，能夠攜帶更多的武器，擁有更遠(yuǎn)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(jī)。它于1995年11月首次飛行，F(xiàn)/A-18E型是單座，F(xiàn)/A-18F型是雙座，后面是武器系統(tǒng)軍官座位。“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行了大范圍的升級改造：機(jī)翼面積增加了25%，安裝了多功能信息分配系統(tǒng)、先進(jìn)的APG-73型雷達(dá)和先進(jìn)的目標(biāo)瞄準(zhǔn)前視紅外吊艙；飛行員配備了聯(lián)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(dǎo)航信息，并且可以在不需要調(diào)整機(jī)頭方向的情況下將武器瞄準(zhǔn)目標(biāo)。此外，安裝了采用雷達(dá)波吸收技術(shù)的大型梯形進(jìn)氣道和兩臺升級的美國通用電氣公司生產(chǎn)的F414-GE-400型加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，每臺發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)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(jīng)生產(chǎn)了超過4570架F-16型多用途戰(zhàn)斗機(jī)，有大約30個國家裝備了這種戰(zhàn)斗機(jī)；另外生產(chǎn)了超過1550架“大黃蜂”和“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)。

總而言之，YF-16和YF-17兩種原型機(jī)共同創(chuàng)造了如今裝備數(shù)量最多的第四代戰(zhàn)斗機(jī)型號。40多年前進(jìn)行的輕型戰(zhàn)斗機(jī)競標(biāo)項目產(chǎn)生了兩種獲勝的飛機(jī)設(shè)計，每種設(shè)計都留下了非凡的遺產(chǎn)。