主题：【原创】双蛇记（一）（完） -- 晨枫

很早以前看到的文章，里面连日期和飞机型号都没说，六要素就缺了俩~~只记得照片上的飞机形状很像F-5，只是做舱盖很大（双座的当然大啊），于是就认定是T-38了~ ^-^

4机排成钻石队形飞跟斗，结果在跟斗快要结束时长机没有拉起，一头俯冲下去，整个编队也排着整整齐齐的队形跟着撞了下去（下面萨老大说4号机发现不对拉起来了）。事后检查残骸，发现1号长机操纵系统传动杆上有一个松脱的螺丝，就是它卡死了1号机的水平升降舵。1号长机驾驶员在最后阶段跟斗的最后阶段发现拉不起来，就用双手抱杆使出全力想要拉起来——残骸里的驾驶杆都被拉弯了，可以想见他当时使出了多大的力气——本来筋斗就是在低空进行的，最后阶段到飞机撞地只有短短几秒的时间，长机驾驶员又因为双手拉杆来不及按下通话按钮，于是整个编队就以500公里的时速一头扎在地面上……记得文章里还说从那以后雷鸟座舱里就装上了对着驾驶员的摄像机，以避免这种飞行员来不及或者无法发出报警的意外，也不知道是真是假……

通用动力的F-16是少见的革命性设计：翼身融合体、放宽气动静稳定性、线控操纵、颌下进气道、气泡式座舱盖、倾斜式座椅、侧杆操纵。这些技术对后来的战斗机设计的影响太大了，以至于今天要找一架F-16之后问世而不受F-16任何影响的战斗机难之又难。

早期战斗机设计中，飞机的各个部分泾渭分明，机身就是机身，机翼就是机翼。机翼和机身的连接一般要么在机身顶部，要么在机身底部。在机身顶部叫上单翼，在机身底部叫下单翼。上单翼的飞机的机身“吊”在机翼下，机身的重量起到重锤或单摆的作用，所以上单翼的飞机在横滚方向上过于稳定，为了增加灵活性，一般机翼下反一点，以中和一点过稳定性。所以早期飞机和用于新飞行学员的轻型飞机常用平直的上单翼，以回避横滚稳定性的问题。上单翼飞机容易在翼下吊挂武器，对于运输机来说，也容易在翼下吊挂发动机。上单翼飞机的两侧机翼和机身的上表面是连贯的，对产生升力的上表面气流的干扰最小。下单翼飞机的机身“坐”在机翼上，这个头重脚轻的姿势有自然的横滚不稳定倾向，需要机翼有一定的上反来增加横滚的稳定性。中单翼是自然稳定的，需要横滚的时候，也是最灵活的。但是早期飞机很少有用中单翼的，因为中单翼的翼盒穿过机身，给机身强度带来很大影响，很少有人愿意冒这个风险。随着技术的进步，机身强度不再是问题，中单翼的优点可以利用起来了。上单翼机翼上表面连贯的优点，则可以通过把机身和中单翼机翼的连接处圆滑地填平补齐来近似地实现，这是翼身融合体的初衷。翼身融合体也增加机身有效容积，这增加了机内的载油量。翼身融合体还增加翼根厚度，改善翼身结合部的结构连接条件，可以用较轻、较简单的结构实现所需的结构强度，减轻重量和制造成本。平顺的翼身结合部也改善了气流分布，减小阻力，甚至对隐身有一定改善，实在是一举多得。

英法合作的美洲豹攻击机，这是典型的下反上单翼布局，除了气动上的理由，主要是便于在翼下挂弹

F-4鬼怪式是下单翼，但是只在外翼段上反，除了气动上的原因外，F-4采取下单翼是为了缩短起落架的长度，否则，为上舰而加强的起落架将很重

F-16的中单翼和翼身融合体显而易见

早先的飞机都是气动稳定的，也就是重心永远在升力中心的前面。这样，在飞行时，如果受到气流扰动而导致机头上仰，机翼的迎角增加，升力增加，升力作用在机体的升力中心上，以重心为支点，使机头回压。如果气流扰动使机头下俯，机翼的迎角减小，升力下降，升力作用在机体的升力中心上，以重心为支点，使机头回仰。重心和升力中心要有一点间距，但不要太远。为了补偿重心领先升力中心的这点力矩，飞机在飞行中需要压平尾来配平，这导致配平阻力。显然，理想情况下，重心只是稍微领先升力中心一点，这样只需要最小的配平力矩，导致最小的配平阻力。但是空气是可压缩的，随着速度的增加，升力中心向后移动。这样，在低速时合适的重心和升力中心的间距，到高速时就变得相当大，需要大大增加配平力矩，严重增加配平阻力。放宽气动静稳定性后，重心和气动升力中心可以按中速巡航条件设计，这样，用较小的配平力矩就可以满足最常用的中速飞行需要，大大减小了巡航阻力。但是放宽静稳定性后，低速时升力中心可以跑到重心前面来，气动不稳定。这可以用快速自动调节平尾来控制飞行姿态。速度升高后，升力中心后移，又是气动稳定的了，没有问题。问题在于，没有计算机控制的线控操纵，放宽气动静稳定性不可能实现，单靠飞行员手忙脚乱地调整气动控制面，还没有飞出不稳定区就早已经颠三倒四了。F-16是第一个在量产型飞机上实现放宽气动静不稳定性的，尽管早期的F-16还是模拟线控。线控操纵在F-16之前就有了，加拿大的流产的Avro Arrow就是线控操纵的。但早期的线控操纵只是把机械连杆操纵信号用电线传送，F-16首次在线控中增加了stability augmentation的功能，也就是对飞行员的控制动作加以“过滤”，将飞行动作局限在不超过飞行稳定性或机体强度极限的范围，达到“无忧虑”操纵。

F-16的机腹进气道是又一个神来之笔。战斗机爬高时，先是机头上仰，但机体运动方向依然向前，像昂首怒立而前行的眼镜蛇一样，然后才过渡到向上爬升。战斗机的高速水平盘旋也不是靠垂尾转舵，而是先横滚，机身基本侧倾到很大的角度，再拉大仰角（angle of attack，AOA），作水平“爬升”，达成盘旋。所以战斗机的高仰角性能对机动性至关重要。问题是，高仰角时，气流和进气道成一个角度，弄不好，发动机就要“断气”熄火。整个F-16就像围绕着发动机设计的一样，座舱只是在发动机前上方的延伸体，而这个延伸体在高仰角时把前方气流“兜”住了，理顺了，机腹进气道刚好一口吞进去，发动机前端气流分布相对均匀，气就顺多了，发动机性能也好多了。机腹进气道不光起整流压缩作用，还缩短进气道长度，减小进气压力损失，还减轻结构重量。在F-16的研制中，曾对进气口到底能后退到哪里做过很多研究。从气动和发动机性能来说，进气口的位置还可以再往后退，但是前起落架已经不能再往后退了，否则要影响起落是的稳定性。然而进气口再往后退，前起落架就只能安装在前机身的座舱下，这样一来，起飞、着陆时，前起落架的轮子容易将地面杂物容易卷进进气道，造成危险。所以最后进气口的位置与其说是由气动设计和发动机性能的，不如说是有前起落架的位置决定的。

F-16的机头对进气道起整流作用，尤其在大迎角的情况下

早期F-16的进气口稍小（上图），Block 30开始，F-16既可以装普惠的F100发动机，也可以装通用电气的F110发动机。装用F110的F-16的进气口要大一点（下图）。Block 40开始，统统采用“大嘴巴”进气口。F110采用B-1轰炸机的F101发动机的核心发动机，比F100在技术上要先进一点，推力要大一点，但问世晚了一点。美国空军在后期的F-16上在两种发动机之间按价格竞选，于是普惠和通用电气打了一场“发动机大战”（The Great Engine War），对美国战斗机发动机的发展好处甚大

很多人对歼-10进气口上方有一块向前延伸的板很不满意，F-16也有这么一块板，同样用于边界层分离，不过F-16的延伸板没有歼-10那样的小支撑杆，难说歼-10上的小支撑杆是不是加强用的，这点延伸强度应该不是问题，歼-10上的小支撑杆或许是什么前向天线也说不定

F-16的发动机推力强劲，在空战重量下，推重比超过1，这使得F-16可以做完全垂直的爬升。不过垂直爬升在航展可以讨来叫好，在实战中并没有太特出的战术意义。高推重比当然可以换来实战中较高的爬升速率，但更重要的是提供强劲的加速，为迅速转换飞行状态提供能量上的保证。过去空中格斗中，飞行员不到万不得已，一般不愿轻易放弃速度、高度上的优势，因为如果一击不中，或者一躲不成，或者需要接连应付两三个对手，要重新建立速度、高度，需要太多的时间，也许就是此恨绵绵无绝期了。但是有了高推重比后，减速、主动放弃高度可以成为一种有效的战术选择，因为重新加速、爬升不成问题。

普惠的F100低流量比涡扇发动机

F-16 Block 32上的F100喷口

通用电气的F110发动机

F-16 Block 30上的F110的喷口。所有用F110的F-16为Block30/40/50，用F100发动机的为Block 32/42/52，以此类推

座舱在从发动机先前延伸出来前机身上，所以高高在上，正好改善飞行员的视界。双二（二马赫、两万米升限）时代的喷气战斗机的座舱常常是“埋”在前机身里，以减小迎风阻力，用有限的发动机推力实现双二。但这样一来，飞行员的后向视界和向下的视界很受影响，不利于空战格斗，鬼怪式、米格21MF、幻影3都有这个问题。高点式座舱里，飞行员高高在上，前后左右的视界都不受影响，泡罩式座舱盖两边略有鼓起，所以飞行员向下的视界也比先前大有改善。高点式座舱的气动阻力要大一点，但发动机技术进步了，这点阻力对性能没有影响，而高点式座舱对空战的优越性是显而易见的。飞行员视界对空战的作用是Boyd对朝鲜战争中为什么F-86对机动性更好的米格-15占优势所作的研究中得出的两个结论中的一个结论，另一个就是F-86的液压操纵系统比米格-15的机械连杆操纵系统反应更敏捷，所以F-86可以更快捷地改变飞行姿态，及早占领有利阵位，这一点也在F-16的电传操纵系统上体现出来了。高点式座舱由F-15开始，F-16达到极致，以后成为现代战斗机的标准布置。F-16的无框架整体式座舱盖是很多战斗机力图模仿的，其理想的视野是没说的，但是除了F-22，没有第二家，原因主要是成本和重量。要保证没有光学变形，耐鸟撞，耐气流冲击，在飞行员弹射逃生时破裂得干脆利落，是挺难的。

F-16座舱的视界时无与伦比的，座舱盖上金色的镀膜是导电的，用来把入射的雷达波的能量导向机体，而不是由座舱这个空腔形成强反射

倾斜式座椅的用意是减小高负载时血液下流的影响。理论上讲，平躺最好，拉高过载机动时，血液最多从前脑流到后脑，比从头脑流到脚跟要强得多。实际上不可能，平躺着怎么操纵飞机呢？还不如老实呆在地面，遥控算了。所以倾斜式座椅都是有一定的角度的。实验表明，角度要到60度以上才开始真正起作用。但这么斜躺着，前方视野基本没有，不实用。F-16的30度到底有多少作用，并没有公论。不过这么一躺，传统的中置操纵杆就用起来不方便了，只好改到侧置。好在用线控了，操纵杆的位移量用不着太大，侧杆不再受“拉不开”的局限。侧杆还可空出两腿之间的位置，可以布置一个显示器。不过侧杆的优越性至今有争论。左撇子用起来不方便；战时右手受伤了，左手无法接替操纵；如果用线控坏了，用机械备份操纵，仍然受到位移量的限制；两腿中间的位置是空出来了，但右手的位置被占用了，本来这个位置也可以布置开关的。F-18还是中置，瑞典的鹰狮和英德意西联合的台风也是（英国人说中置是where the God intends it to be），就连以色列流产的幼狮（Lavi）也是。法国虽然喜欢对美国梗脖子，但阵风用的是侧杆。F-16虽然是美国空军高低搭配中的低端，但其卓越而平衡的性能在使其在许多中等国家的空军里担当起全能的脚色，难怪F-16是F-4之后产量最大的美国战斗机，产量已经超过4000架。

F-16的右置操纵杆只有F-22和法国的阵风战斗机拷贝，对比下图中瑞典的鹰狮战斗机的座舱

记得是描绘以色列空军空袭伊拉克的核反应堆的情景。好像是个著名的英国军事画家所绘。画面中间是一架F16在俯冲中投下两枚1000磅的炸弹，目标就是沙漠中孤零零的核反应工厂。我就是被在这幅画面里面战隼的身姿所吸引了！

晨枫兄弟能贴出这幅画面么？

但是早期飞机很少有用中单翼的，因为中单翼的翼盒穿过机身，给机身强度带来很大影响，很少有人愿意冒这个风险。随着技术的进步，机身强度不再是问题，中单翼的优点可以利用起来了。

--- 其实很多新的idea就是这样产生的，看看文献，结合新的技术方法。

我只要盗版就行了。这些都是网上公开的，狗狗一下就出来了。

说到的这幅画没有看到，也狗狗不出来，要是手边方便，不妨贴上来？听描述，应该很有意思的。

本来YF-17在LWF/ACF竟标中落选，YF-17的故事也就完了，可巧海军也有自己的高低搭配的问题，海军也在寻找合适的轻型战斗机。战斗机黑手党的成员都是空军和工业界的人，但海军内部不乏悄悄地同情者，他们希望看到F-14有低端的补充。海军陆战队也对F-14的动向越来越感到不安，因为海军陆战队需要空空-空地兼优的飞机，空战专业户F-14对海军陆战队的用处有限。

于是海军正式启动轻型战斗机的计划NAFX。有意思的是，海军高层从一开始就对NAFX不太抵触，因为海军从一开始就明确立场：NAFX只是作为F-14的补充，不是替代。NAFX只是取代F-4、A-7和A-4。海军也清楚F-14日益严重的超支问题，但海军宁愿缩减F-14的采购数量，也决不让F-14计划被取消。

1973年夏，国防部长施莱辛格指令海军开始评估使用LWF/ACF的可能性，同年8月国会要求海军寻找F-14的低价替代。1974年5月10日，国会武装部队委员会索性中止对NAFX的拨款，强令海军采购LWF的入选者，以达到和空军的共用。海军强调了对空空-空地性能兼顾的要求，指出LWF单纯强调空空，没有对空地性能的要求，所以LWF的入选者不一定对海军合适，要求国会重新考虑。1974年8月，国会同意了海军的说法，将原来拨给NAFX的3千4百万美元转拨新的海军空战战斗机计划（Naval Air Combat Fighter，NACF），指令海军最大限度地利用LWF的成果，但不再受限于LWF的入选者。于是，海军开始在爱德华空军基地参加空军对YF-16和YF-17的评估。一旦海军明确了NACF的要求，通用动力和诺思罗普立刻意识到自己没有海军舰载战斗机的设计、制造经验，为了在竟标中不使“缺乏经验”变成对自己不利的因素，通用动力和LTV合作，推出海军型的YF-16，按LTV的代号命名为V1600。诺思罗普和麦道合作，推出YF-17的海军型，诺思罗普命名为P630，麦道命名为267型。

通用动力和LTV合作的V-1600，就是YF-16的海军版

试飞过YF-16和YF-17后，海军表达了对YF-16的极度不满。单发对于岸基飞机的正常飞行安全虽然没有太大影响，但是舰载机起飞、着陆过程中，发动机必须绝对可靠，一、两秒钟的迟疑就是生死之别。另外，陆基飞机发动机熄火后，可以迫降或跳伞等待救援，在海上迫降，危险性就要大多了，如果有一台发动机可以把飞机飞回航母附近再跳伞，也比在汪洋大海正中间跳伞强。F-14用的是TF30发动机，F-16的发动机和F-15通用，但是对于海军来说没有意义。YF-16的机头锥太窄小，难以容纳较大的雷达，难以制导中程空空导弹。实际上，按照Boyd原来的设想，LWF根本就不需要火控雷达，有一个测距雷达就足够了。当然后来空军没有全听Boyd的，但F-16的机头锥确实天生就不适合安装大型雷达天线。除了航炮以外，最初的F-16A/B的唯一空战武器就是响尾蛇近程空空导弹，难以满足海军的舰队防空作战要求。F-16的主起落架的左右轮距较短，对舰上起落的稳定性不利。当然，海军没有明说的一点，是不原意和空军共用一架战斗机。空军的采购量大，如果和空军共用，NACF的要求必然要向空军靠拢，F-111的前车之鉴在海军中还是记忆犹新。顺便说一句，空军对和海军共用一架战斗机也有类似的顾虑，因为空军的战斗机将要为上舰的特有设备付出代价。即使这些设备拆除，设计上的考虑也足以导致不可忍受的性能或系统安排上的折中。

海军向国防部和国会强力游说，指出将YF-16修改到适合上舰的工作量和重新设计一架飞机也差不多了，抵消了通用性的任何好处，何不索性满足海军的要求，让海军自由选择一架合适的飞机。在和国防部和国会讨价还价后，海军获准在YF-17的基础上研发NACF。

实际上，除了单发、双发的差别外，海军反对YF-16的理由大半在YF-17上也成立，，所以麦道和诺思罗普对YF-17进行了彻底的重新设计，重新设计后的飞机和YF-17没有任一主要几何尺寸是相同的，也没有任一主要结构是相同的。海军将新飞机重新命名为F-18。按原计划，F-18有三个型号：战斗机型F-18取代F-4，攻击机型A-18取代A-4和A-7，还有双座的战斗教练型TF-18，保留战斗能力，但航程有所损失。F-18和A-18将共用基本机身和发动机，但机载电子设备不同，以适应不同任务的需要。进一步的研究发现，现代雷达和先进数字信号处理技术使同一雷达在空空模式和空地模式之间的切换成为可能，座舱内采用CRT多功能显示器使仪表在空空模式和空地模式之间的切换成为可能，所以不再有必要为某一任务配备专用的雷达和相应的仪表显示，而是在不改变机载电子设备的情况下，通过适当的外场编程，可以很快地在空空和空地任务之间切换，实现所谓的swing role。注意，Swing role战斗机和多用途（multi-function）战斗机的概念有所不同，前者是一专多能，在简单的外场编程之后就可执行不同任务；后者是面面俱到，系统构成和能力不因为任务不同而改变。F-111是最后一种多用途战斗机，以后的所谓“多用途”，其实都是swing role或multi role。于是，F-18和A-18合并为F/A-18，但一般还是简称为F-18。

1975年11月，海军发予通用电气研制F404涡扇发动机的合同，1976年1月22，海军发予麦道包括9架单座和2架双座F-18的工程开发（Full Scale Development，FSD）合同。麦道和诺思罗普的工作量为60：40，麦道负责最后的总装，这也是那20%的差别所在。在开发基本的海军型F-18的同时，诺思罗普还在开发陆基型F-18L，去除舰载机特有的设备，所以机动性和航程有所改善。如果有订货的话，F-18L的工作量为40：60，诺思罗普负责最后总装，但F-18L始终没有订单，以后被中止发展。1977年3月1日，海军正式命名F-18为大黄蜂。

通用电气的F404发动机

麦道对YF-17作了大量的改进，主要工作集中在对基本尺度加大以容纳必要的设备和燃油，对机体和起落架加强以适合舰上起落的要求，安装新的雷达和机载电子设备。YF-17本来正常起飞重量约11，500公斤，麦道修改后，F-18的正常起飞重量达到16，500公斤。新的F404不像“漏气的涡喷”YJ101，而是真正的涡扇，其重量只有用于F-4的J79的一半，长度只有J79的3/4，但推力相当，反应迅捷，从怠速到全加力只要4秒钟。F-18的机身蒙皮的40%采用石墨环氧材料，主要受力材料为铝，部分重点结构采用钛和不锈钢。F-18是第一个采用4余度数字线控操纵系统的量产战斗机，F-16的早期信号还是模拟式的。4余度线控保证系统的高度可靠性，如果一个系统故障，还有三个可以投票，少数服从多数；如果两个系统故障，剩下的两个系统只要还是保持一致，线控还是继续全功能工作；如果3个以上系统故障，需要切换到备份线控系统，这时还是线控，但损失了增稳（stability augmentation）的功能。F-18也是第一个采用“玻璃座舱”的量产战斗机，主要仪表采用CRT多功能显示器，大量取代表盘式仪表，既节约占地和重量，减少接线，又便于迅速转换工作状态，适应不同任务的需要。CRT多功能显示器的大量使用，将situational awareness提高到一个空前的高度。此后，“玻璃座舱”成为衡量一架战斗机是否先进的一个重要标志。F-18的航炮在机头上方，麦道将航炮变成一个模块，可以方便地更换为侦察模块。麦道在F-18的重新设计中特别注重可靠性和可维修性，扭转了性能越来越先进，可靠性越来越低，维修性越来越差的趋势。从此，可靠性、可维修性和全周期费用成为军用飞机设计的重要设计指标。

YF-17和F-18的对比,照片为YF-17,轮廓线条为F-18

F-18的座舱

首架F-18与1978年9月13日完成，11月18日完成首飞，首飞进行了50分钟，达到300阶速度，6500米高度。试飞员反映，飞行非常平稳，操控十分容易。年底之前已经达到超音速，一年后试飞航次超过100次。

诺思罗普出于无奈才找上麦道，两家在生意面前各怀鬼胎也就不奇怪。麦道和诺思罗普从合作的一开始就不愉快。原先的约定是麦道负责美国海军的舰载型F-18A，诺思罗普负责外销的陆基型F-18L，但是诺思罗普指责麦道在外销机会面前总是把自己的舰载型推上前来，对诺思罗普的陆基型避而不提，滥用诺思罗普的技术转移。诺思罗普甚至在1979年10月把麦道告上法庭，官司一直打到1985年4月才协议解决。麦道向诺思罗普支付五千万美元，买断诺思罗普对F-18的知识产权。此后麦道独家拥有F-18的外销权。麦道当然不大地道，喧宾夺主，夺人之爱，但诺思罗普的指控也不是那么站得住脚。F-18L外销不利的主要原因是外国空军对美国空海军自己不选用的“外销专用型”不信任，美军自己用的型号，全面试验、系统性能、器材供应都有保证，外销专用型，就要自己出资来保证这些东西了。这种谨慎是有道理的，印度空军选用推力转向的苏-30MKI的教训就是例证。诺思罗普想重复F-5外销2500多架的奇迹，但是忘记了F-5的外销大多数是美国军援的结果。诺思罗普在官司解决之前已经“拎清”这个问题了，F-18L计划已经中止，麦道的协议解决正好为这一不愉快的篇章划上了句号。

向法国推销F-18L

F-18外销的第一个用户是加拿大空军。加拿大空军寻找F-104（在加拿大叫CF-104）的替代有日子了。加拿大没有赶上F-16的头班车，但F-18实际上对加拿大更合适，加拿大广阔的北方人烟罕至，对于天空中孤零零的战斗机来说，与其说是陆地，倒和大海差不多，F-18的超视距空战能力对加拿大承担的北美空防司令部的职责也比F-16的短兵相接更有用。

加拿大的CF-18(即F-18A)

献花.

在加东还是加西？伦敦和温哥华外的Abbortsfield每年都有很不错的航展，值得看看。

遗憾的是Abbortsfield的航展一次没去过.

美东的Dayton航展规模更大，值得去。

造出这么漂亮的飞机来.