五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】疯子少校(一)(完) -- 晨枫

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    • 家园 【原创】疯子少校(二)

      在用科学方法研究空战的时候,伯伊德深刻体会到急需充电,于是向空军申请奖学金,要到乔治亚理工学院学习航空工程。由于伯伊德在此之前在伊阿华州立大学有过一个经济学学位,空军不想让他再读一个本科学位,改而建议他读一个MBA之类的学位,或者在空军指定的院校学习电子工程。伯伊德坚决地拒绝了。这家伙死脑筋,一点不考虑升官发财,不考虑人脉,只知道一门心思研究他的空战科学,得罪上司也不管。幸好此时苏联成功地发射了卫星,美国大受刺激,空军开始鼓励军官选工程类的课程。伯伊德再次申请,终于如愿。1960年,34岁的伯伊德带着4个孩子和怀孕的妻子(这小子可没让他妻子的肚子闲着),到乔治亚理工学院,和毛头小伙(那年头黄毛丫头学工的不多)一起学习航空工程。

      离开内利斯之前,伯伊德要编写一本空战机动动作手册,总结所有已知的空战机动动作,说明其战术应用,以及反制的手段。可是上司告诉伯伊德,他只能用业余时间写。几个月后,手册终于编写完成。在一年内,这本《空战攻击研究》就成为美国空军战斗机飞行员的基本战术教材,在10年内,这本手册也通过来美国训练的外国飞行员传到全世界的战斗机飞行员的世界里,成为各国的标准空中机动手册。几十年来,这本手册只有过很少的增补。

      在乔治亚理工学院,伯伊德开始系统地学习航空工程原理。在学习热力学第二定律得时候,被熵的概念搞得很头痛。伯伊德痛苦地想,为什么我可以把战斗机玩得滴溜溜转,但搞不定这个该死的熵呢?没办法,只得去找一个高年级的同学帮忙开窍。高年级同学正在唾沫飞溅地大讲能量的守恒和耗散,伯伊德的脑子突然岔到心爱的战斗机空战格斗上面去了:战斗机在空战格斗中抢占优势位置的原因不是速度和推力,而是战斗机的能量水平。速度相应于动能,高度相应于位能,爬升和俯冲就是动能和位能之间的转换,谁能更快地转换能量水平,谁就能获胜。于是伯伊德开始研究战斗机的能量水平的数学描述。经过无数不眠之夜,伯伊德终于提出了一个评价战斗机机动性的简洁、优美的数学表示:

      战斗机的单位剩余功率(specific excess power,SEP)=(推力-阻力)*速度/重量

      在飞行包线里任何一点,SEP较高的一方占优。能量机动理论的意义在于:

      1、定量地对比两架战斗机在整个飞行包线里的机动性

      2、定量地根据敌我机动性的差别,优化空战格斗战术

      3、定量地对分析设计中的未来战斗机在飞行包线里的薄弱环节进行分析和指出改进途径

      伯伊德从乔治亚理工学院毕业后,调任佛罗里达的Eglin空军基地任机修军官。Eglin是空军最大的试飞和机载武器试验基地,空军常年在这里测试各种新式飞机和新式武器。这时,空军中的轰炸机制胜论正如日中天,但新总统肯尼迪已经意识到艾森豪威尔的大规模报复战略的问题,因为大规模报复战略把美国介入战争的底线抬得很高,束缚了美国介入世界上局部冲突的选择,导致“无人管理”的局部冲突升级,反而容易把美国卷入大规模冲突。肯尼迪开始实行“灵活反应战略”,要求美国军事力量大大强化常规战争能力,能够有效地制止局部冲突向不利于美国的方向发展。与此同时,新国防部长麦克纳马拉是一个商界神童,根据工业界“规模出效益”的观点,极力主张空海军发展通用作战飞机。麦克纳马拉首先中止了空军的F-105的继续采购,指令空军采购海军的F-4,然后指令空军和海军共同发展F-111,F-111A将作为空军型,以战斗轰炸机为主要任务;F-111B为海军型,以舰队防空为主要任务。

      这期间,伯伊德被晋升为少校。他对能量机动的研究还是只能利用业余时间。伯伊德为人狂妄,言语粗鲁,自以为是,咄咄逼人,时常出口伤人,人们开始叫他“疯子少校”。但是作为试飞中心,Eglin毕竟是一个英杰荟萃的地方,伯伊德遇到了Tom Christie,两人开始探讨能量机动的问题,和如何把复杂的数据用简明的图表表示出来。Tom Christie不是一个军人,只是一个文职的数学家。他倒不是在Eglin作什么高深玄妙的研究。在计算机广泛用于作战飞机之前,轰炸机作水平轰炸时,投弹时机是根据速度、高度、风向、风速等参数通过轰炸表(bombing table)手工计算的。美国空军的前身是陆军航空队,空军轰炸机的轰炸表都是陆军时代的东西。喷气时代的轰炸机速度、高度都大大提高,炸弹的尺寸形状也有了很大的变化,空军要重新计算新的轰炸表,Tom Christie就是被找来做这个事情的。Tom Christie很快理解了伯伊德的想法,看到了其中智慧的火花。他对伯伊德不顾一切、近乎疯狂的钻研精神和将空战艺术上升到科学高度的使命感尤其敬佩,决定帮忙。

      伯伊德和Christie从简单的问题入手:从某一个位置开始,攻击的一方需要多少个g才能获得所需的射击角度?如果拉这么大的g,战斗机的性能受到什么影响?伯伊德的问题不复杂,但是需要大量的重复计算。这在今天并不是什么了不起的事,除了极特殊的项目需要超级计算机以外,今天的人们恐怕根本没有“上机时间”这个概念。要用计算机算一点数据,用就是了,快一点的PC就可以完成绝大多数工程计算。但是60年代初,计算机还是很稀罕的东西。Eglin基地倒是有当时属于十分先进的IBM704大型计算机,但作为一个小小的少校,正在从事“业余研究”,他要得到仍然十分昂贵的上机时间,那是天方夜谭。但这对Tom Christie就是近水楼台了。Tom Christie先用小型的王安计算机(还有人记得这东西吗?)和朝鲜战争的F-86对米格-15的空战数据来验证伯伊德的基本思路,然后用自己的项目的上机时间帮助伯伊德作大量的计算。要是真追究起来,这其实是“挪用公款”。这样的计算到伯伊德调到华盛顿后还在遥控进行,前后几年加起来,总共“盗用”了价值上百万美元的上机时间。躲得过初一,躲不过十五,后来伯伊德受到军法调查,但负责调查的军官最后决定不予起诉,毕竟伯伊德不是在打游戏,伯伊德“挪用公款”的结果是根本改革了空军的战术,导致了F-15、F-16和F-18这一整代战斗机的“梦之队”。空军里的官僚一面咬牙切齿,一面不得不发给伯伊德一个又一个科学成就奖。

      • 家园 我是一个菜鸟文科军迷,但是也能够从美国空机发展中

        体会到这一点.这就是思想代差的结果,技术发展处于次要地位了.

        伯伊德“挪用公款”的结果是根本改革了空军的战术,导致了F-15、F-16和F-18这一整代战斗机的“梦之队”。

      • 家园 这一段写的太好了
      • 家园 快点续啊, 等不及了!
      • 家园 关于空战攻击研究一书

        原版的AAS到现在来看, 参考价值大过实用价值. Boyd写书的时候是以F-100这样的第一代喷气机为主要参考, 空战的主要手段是机炮和第一代的红外格斗弹, 作战对象除去敌方战斗机以外, 还有入侵的敌轰炸机. 书中的思想到今天还适用, 但具体的战术技术细节早已不是那么回事了. 美空军的三代机设计多多少少是以EM理论为指导的, 这也正是Boyd的影响深远之处.

        • 家园 不过他的理论还有效

          我曾和一个空军军官聊天。我问他,如果中距被敌锁定,按现有机动理论可以逃脱吗?他回答,以前可以,现在不行。几位高人有空聊聊超视距空战?

      • 家园 晨老师:肯尼迪和里根的“灵活反应”有何区别?

        两个的口号听起来差不多,但相差20年。

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