超音速与空空导弹
一代机的交火发生在许多地方,朝鲜半岛的北部、印巴纷争的焦点、中国东南沿海的摩擦和轮战、早期中东战争阿以之间的搏杀中,第一代战斗机一直在用枪炮交火着。第一代战斗机的飞行速度超过一千公里每小时,然而距离稳定突破音速依然有一定的距离。
即使如此,有许多一代机飞行员在空战中声称自己达到了音速。其中就包括巴基斯坦王牌飞行员阿拉姆(M.M.Alam),在一次与印度空军英制「猎人」喷气式战斗机的交手中,阿拉姆提到他在俯冲中突破了音速。通过这次突破音速的俯冲,阿拉姆迅速开火并击落了四架印度空军的「猎人」,成为到目前为止唯一一个在喷气机空战时代一天之内成为王牌飞行员(击落五架敌机)的人。
几乎所有的航空人都意识到,喷气式战斗机飞行速度稳定超过音速几乎是必然的,具体型号的出现只是或早或晚的问题而已。1947 年 10 月 14 日,美国王牌飞行员、功勋试飞员查尔斯·耶格尔(12.5 次击落敌机)驾驶试验飞机 X-1,在 13000 米的高度上加速,并突破了音速。从此航天器进入了超音速时代。
上世纪中叶,美国和苏联都在积极进行超音速战斗机的开发。1953 年 5 月 25 日,北美 F-100「超级佩刀」喷气式战斗机首飞,并于次年 9 月投入现役,用于取代 F-86 系列。超级佩刀的后掠翼角度达到了 45 度,配备一台普·惠 J57 涡喷发动机,并采用了全动平尾,用来解决预期的超音速俯仰控制问题。
F-100 是一款超音速战斗机,最大速度达到 1390 千米/小时,马赫数为 1.3。除了机身配备的四门 M39 转膛炮外,该机还将 AIM-9「响尾蛇」空空导弹和 AGM-12「小斗犬」空地导弹作为标配。超音速与空空导弹,二代机的时代就此到来。
苏联一方同样在行动着,1950 年苏联政府给米高扬设计局下达了新型战斗机的研发要求,超音速成为必要性能。新机在 1952 年开始飞行试验,并于 1954 年交付苏联空军。该机定型于 1955 年 8 月,并被命名为米格 -19。
米格 -19 同样采取后掠翼设计,并且比 F-100 超级佩刀的后掠角要更大一些。与单发的 F-100 不同,米格 -19 装备了推力十足的图曼斯基 RD-9B 涡喷发动机,这使得米格 -19 在拥有 1.36 马赫的最大速度之余,其爬升能力也相当惊人,达到一万米的高度只需要一分钟出头。该机除了配备二到三门 NR-30 型 30 毫米航炮以外,一些后期型号也安装了雷达和空空导弹。
如同《战争雷霆》的玩家们所感受到的那样,不管是 F-100 还是米格 -19,在游戏中并没有真正意义上实现「无脑虐菜」的效果。甚至于在很多情况下,这些超音速导弹喷气机们还让玩家会吃到一些意想不到的苦头。除了可靠性不佳的早期型红外制导空空导弹以外,飞行中这样或者那样的问题使得非战斗损失率居高不下。
历史上的情况也正是如此,美国空军的 F-100 在其不算长的服役期内,事故损失超过了八百架,要知道这是一款总产量不过 2200 架的战斗机,也就是说超过三分之一的 F-100 在事故中摔掉了。
F-100 最为臭名昭著的事故诱因源于其基础设计,该机在飞大迎角时因为机翼和平尾垂尾的设计缺陷,导致机体产生惯性耦合现象,并造成飞机的忽然俯仰与偏航。通常发生这种现象时,飞机本身已经难以挽救,因为机体的动作幅度很大,且发生的速度也很快。这一情况是如此知名,以至于有其专门的名字「佩刀舞」。许多人印象里「寡妇制造者」这个外号属于百系列战斗机家族中的 F-104「星」式战斗机,而事实上最早获得这个称呼的是 F-100 超级佩刀。
相比超级佩刀,米格 -19 在空战中有更多出彩的表现,然而在可靠性上也不能免俗。各种型号的米格 -19 在苏联、中国、越南、巴基斯坦、叙利亚和埃及取得了许多空战胜利,而中国空军更是米格 -19 的仿制改进型 —— 歼-6战斗机数十年的主要用户。该机尽管经典,然而事故数和事故原因也多种多样,笔者所知的各类一等、二等事故就达到三位数级别,这不得不说是早期第二代战斗机的必由之路。
随着「面积率」被人们发现,战斗机设计开始遵循面积率,采取「蜂腰」设计,这使得喷气式战斗机在超越音速对抗激波时变得更加游刃有余,喷气式战斗机也随之进入了二倍音速的时代。1958 年,F-104「星」式战斗机服役,该机是美国空军第一种达到二倍音速的喷气式战斗机,该机也出现在了《皇牌空战 7》之中。
不过这种两倍音速的战斗机的服役历程也并不十分出彩,除了同样惊人的事故损失数量和在空战中两次被中国空军的歼 -6 击落以外,没有更多战斗中的优异表现。然而,因为速度的浪漫和其外形的标新立异,在航空迷之中,F-104 的人气还是非常高的。
顺带一提,盘踞在台湾的所谓中华民国空军至今坚持认为,在 1967 年 1 月 13 日的 113 空战中,其参战 F-104G 四机与中国人民解放军空军 24 师歼 -6 四机交手,并用「响尾蛇」空空导弹击落两架歼 -6 —— 然而此战中参战的四名解放军飞行员(胡寿根、叶木佑、乔田福、陈国良)至今依然全部健在,反而是 F-104G 杨敬宗机经射击胶卷判断,确认被歼 -6 胡寿根机击落,实际上这是一次歼 -6 对 F-104G 的 1:0 胜利之战。
到 1960 年,美国空军开始接收 F-4「鬼怪II」式战斗机。该机拥有在当时非常优秀的雷达与航电设备,其复杂程度超过了之前的「百系列战斗机」。这种沉重的双发战斗机最大飞行速度达到 2.2 马赫,并创造了多项飞行世界纪录,飞行性能非常优秀。鬼怪拥有大量外挂点,可携带各类空对空、空对地制导与非制导武器,生产数量超过 5000 架,且战果赫赫,堪称为一代名机。
苏联一方在二倍音速喷气式战斗机时代也是毫不落下风,米格 -21 与米格 -23 都是米高扬设计局的得意之作。其中米格 -21 的总产量更是超过了一万架,并在许多国家有授权生产。随着美国和苏联的二代机逐渐完善,进入 1960 年代,二倍音速的喷气式空战开始拉开帷幕。
鱼窝与鬼怪
越战毫无疑问是二代机空战的最佳战场,在北越的天空中,自 1966 年开始,苏联制造的米格 -21 开始出现在越南人民军空军的作战序列中。最早的米格 -21F-13(中国生产的米格 -21F-13 就是大家熟知的歼 -7)于 1965 年年底开始部署,到了 1966 年 4 月,更新的米格 -21PF 也开始部署。
这些新型二倍音速米格机装备有 R-3S 空空导弹,这种苏联制红外制导短程空空导弹仿制自美国的 AIM-9B「响尾蛇」空空导弹,苏联从中国手里获得了响尾蛇的样品,而中国的样品则来自于国民党装备的 F-86 所发射的未爆响尾蛇。
对于美军来说,二倍音速的苏联第二代战斗机是全新的挑战。相比于航电设备更加完善的 F-4,北越军的米格 -21 相对简单,然而在正确战术的引导下,米格 -21 却相当致命。
北越军的标准战术师承苏联,在地面雷达引导站的引导下,米格 -21 接近到美军军机身后一定距离,然后米格飞行员会使用雷达或者肉眼寻找目标,寻获后会立即加速转向接近目标,并伺机锁定和发射导弹。导弹发射后,不管命中与否,米格 -21 会加力全开,迅速突破音速,脱离战场。这种「一击脱离」的战术离不开地面雷达的引导,但在北越绵密的地面雷达站支援下,米格 -21 可以以自己简单的机载设备完成这种高难度的突然攻击。
然而美军也并非毫无建树,实际上 F-4 与米格 -21 之间的空战最早可以判定的战果就来自美国。1966 年 4 月,美军一架F-4C(480 战术战斗机中队保罗·吉尔默与威廉·史密斯机组)击落了一架米格 -21F-13。在 4 月至 5 月,多场空战中双方互相发射了大量空空导弹,其中米格 -21 发射了 14 发,而鬼怪发射的要更多,然而双方导弹均无命中。
更加雪上加霜的是,受到当时流行的学说「空空导弹致胜论」的影响,北越的米格 -21PF 与美国的 F-4B 都不装备有航炮。这使得在出现所有的空空导弹被发射后,因故障、干扰、敌机规避全部失去目标,以及空战距离进入空空导弹的最小发射距离这两种情况发生时,飞行员们没有可以继续战斗的武器。北越一方拥有米格 -17 和米格 -19 来完成机炮空战,而美国则很快为 F-4 装上了外置机炮吊舱,解决了一部分问题。
通过各种渠道,美国人很快发现了米格-21 在空战中对 F-4 的劣势,相比于鬼怪,米格 -21 的爬升性能要弱一些,高速时的操作性能也比 F-4 更差,同时在转弯时的速度损失率也更快。这使得 F-4 飞行员们很快熟知了对抗米格 -21 的办法。在寻找对抗米格 -21 方法的过程中,美国海军也成立了战斗机武器学校,也就是日后大名鼎鼎的「top gun」。
北越军一方也很快也意识到米格 -21 在硬碰硬的空战中并不能有效击败 F-4,于是更加彻底发挥一击脱离战术,将作战目标主要放在了对地攻击机上。而 F-105 也成了最主要的米格猎物,北越空军空战击落的美军军机种类上,F-105 这一类攻击机是远多于各类战斗机的。
在 1967 年 12 月 17 日的一次典型的截击作战中,一个包括 F-4 和 F-105 的 32 架飞机的美军编队被北越截击,三架米格 -21PF 高速穿插掠袭了美国人。其中,北越空军 921 团飞行员武玉庭一个人在这场战斗中就击落了两架 F-105,他发射的两枚 R-3S 导弹各命中了一架美军机,这场战斗使得他成为了一名米格 -21 王牌飞行员。
包括越战在内的一系列二代机空战的历练,使得战机飞行员们与航空人们都开始思考一个问题:战斗机是否真的可以完全依靠高空高速解决问题?近距离格斗是否变得不再重要?如何进一步提升喷气式战斗机的战斗力?随着思考与研究的进一步深入以及航空科技的进一步发展,喷气式战斗机的发展即将迎来全新的一页。
三代机的崛起
猫厨们对于「猫」的一切都津津乐道,很多人了解,猫是怎样诞生的 —— 格鲁曼经典作品 F-14「雄猫」是越南空中战斗经验的集大成者,美国海军在吸收越战经验的同时,面对苏联红海军超音速轰炸机、水面舰艇和潜艇部队的远程反舰导弹饱和攻击威胁,提出了新型舰队防空战斗机的研发要求。
早一些出现的 F-111 尽管拥有很强的拦截制空能力,但越战的经验使得这款谈不上有什么格斗能力的大家伙注定无法满足新时代的制空要求。最终,F-14「雄猫」喷气式战斗机于 1970 年首飞,该机成为世界上第一款第三代战斗机。
越战带来大量的新思维,其中最为知名的就是「战斗机黑手党」的活跃。美国传奇飞行员约翰·伯伊德是这一组织的创始人之一,他与一批有识之士极力推崇能量空战理论,质疑笨重复杂的 F-4 与 F-111 系列。战斗机黑手党成员们的影响力很大,美国第三代战斗机的发展计划,尤其是轻型战斗机计划(后来的产物为 F-16)受到了深远的影响。而 OODA 循环 —— 观察、定位、决定、行动,影响力更是超出了空战范畴,成为大型组织在进行行动时的重要决策依据。
在 1970 年代,号称「没有一磅重量用于对地攻击」的 F-15,和战斗机黑手党成员们心心念念的 F-16 先后首飞,而到 1970 年代后半,苏联也先后试飞了米格-29 与苏-27。第三代战斗机在 70 年代逐渐成熟了起来,并开始慢慢显现出对上一代战斗机的巨大优势。
第三代战斗机相比于上一代喷气式战斗机,其作战能力变得更加全面。得益于电子科技的进步,第三代战斗机的传感器更加全面和轻巧,性能也更加出色,使得第三代战斗机在发展中都获得了超视距空战能力和全天候作战能力。
而与此同时,得益于优化的设计和动力系统的进步,普遍装备新型涡扇发动机的第三代战斗机的飞行性能也变得更加全面。尽管一些二代机在高空高速上的表现更好,但三代机们在高速能力和高空表现上并不比二代机差太多的前提下,拥有了凌驾于大部分二代机之上的机动性。加上涡扇发动机的经济性更好,效率更高,三代机的作战半径和航程也得到了延长。
很快,实践验证第三代战斗机优势的时刻到来了。1982 年 6 月开始发生在黎巴嫩上空的空战中,以色列空军对叙利亚空军取得了巨大的胜利。叙利亚空军自报的损失包括有 12 架飞机毁于以色列地面火力和误击,而空战中被以色列军击落的飞机有 60 架。与之相对应的,以色列空军很可能仅在空战中损失了数架攻击机,并有一些战斗机被击伤。战果差异可以说是压倒性的,而其中相当重要的因素,就是以色列空军大规模使用新装备的美制 F-15 和 F-16 战斗机。
1982 年 6 月,以色列军队大举入侵黎巴嫩,部署于贝卡谷地的叙利亚军防空导弹阵地被以色列军队以电子干扰结合无人机欺骗的方式,几乎全部被摧毁。从 6 月 6 日开始,以色列空军开始大规模介入战斗,接下来的几天里,以色列空军开始与叙利亚空军的大规模空战。此时的叙利亚空军装备,依然以米格 -21 为主,同时装备有一些米格 -23。
米格 -23 相比于米格 -21 之前的苏联战斗机要更加复杂,然而依然不是三代机的对手。而他们的对手以色列空军以及以色列人装备的 F-15,其实叙利亚人早就见识过,因为 F-15 诞生后取得的第一个击落战果,同时也是第三代战斗机的第一个击落战果,就来自于 1979 年 6 月 27 日的一次以叙空战 —— 一架叙利亚米格 -21 被以色列飞行员摩西·梅尔尼克驾驶的 F-15 击落,使用的是以色列制怪蛇 3 空空导弹。
在贝卡谷地上空的交火中,F-15 与 F-16 都取得了不俗的战果,而在大规模空战爆发的 6 月 9 日当天,最早取得战果的则是以色列空军的 F-16。驾驶员阿米尔使用一发 AIM-9L 击落了一架叙利亚米格 -21,并在之后几天的空战里又击落了两架米格 -21 和三架米格 -23 。
相比之下,以色列三代机可查证的损失仅有一架 F-15 被击伤。一名勇敢的叙利亚飞行员通过搏命的动作咬住 F-15 的机尾,锁定了 F-15 并发射了导弹……而结果令人唏嘘不已,这枚导弹命中了那架以色列 F-15,插在其机尾上,然而并没有爆炸。后来这架 F-15 成功返航,并在得到维修后重新投入战斗。
而苏联第三代战斗机群由于历史上的主客观原因,并没有能够取得非常耀眼的战果。然而其代表作 —— 米格 -29 和苏 -27 依然是不可小觑的空战机器。其中苏 -27 在巴伦支海上空的传奇经历依然被很多人津津乐道。1987 年 9 月 13 日,挪威空军的一架 P-3B 反潜巡逻机在巴伦支海上空执行任务。上午 10 点 39 分,苏联国土防空军飞行员瓦西里大尉驾驶红色 36 号苏 -27 战斗机监视挪威 P-3B。
这是西方阵营第一次近距离观察苏联第三代战斗机,而飞行员瓦西里大尉同样也在注视着他们。到 10 点 56 分,苏 -27 以非常接近的距离,从挪威巡逻机左后方接近,通过机腹后,用左侧的垂尾切割了挪威巡逻机的右翼。完成这次亲密接触后,瓦西里驾驶受伤的苏 -27 返航,而挪威 P-3B 失控了一分钟左右后,也恢复了控制。后来,该次事件被人们称为「巴伦支海手术刀」事件,而红色 36 号苏 -27 凝视 P-3B 的照片也成为苏联/俄罗斯空军的一个印象符号。
第三代战斗机作为现代化空军的标志,至今依然活跃在各国空军的装备序列,和军事冲突第一线的舞台上。而随着人们对空战研究的进一步深入,和航空理论、技术的发展,喷气式战斗机在经过三代机的成功尝试后,即将踏入另一片新天地。
隐身、超音速巡航、超机动
1981 年美国正式启动了 ATF 项目,「先进战术战斗机」开始进入人们的视野。经过数十年如一日的经营和建设,苏联航空力量与整个华约组织空中力量一道,在苏联和东欧上空密布了一张综合防空火力网。苏联的新一代前线战斗机和更加复杂的重型战斗/截击机在整个一套防空体系下,对西方空中力量有很强的遏止作用,凭借传统喷气式战斗机进行攻击,必然会面临重大损失。
此时,通用动力公司在一份 1980 年发布的报告中指出,隐身技术是实现空中优势的卓越特性。空战中,一半被击落的飞机和八成被攻击的飞行员在攻击发生前毫无预警,先敌发现是空战胜利的关键因素。而隐身技术,正是面对传统战斗机先敌发现的致胜法宝。
诸多空战实例与理论显示,速度是战斗机取得空中优势的重要因素。因此如果在飞机发动机军用推力上实现可持续的超音速巡航,战斗机的战术灵活性与攻击性就会大大增加 —— 航程、空空导弹射程、机体能量、进入战场和脱离战场的选择权等等。超音速巡航需要飞机设计方面的优化,同时也需要更先进的涡扇发动机技术。
而从第三代战斗机开始,机动性就被认为是取得空中优势的关键了。在战斗机黑手党们的影响下,机动性被进一步进化为能量机动特性。一架飞机的持续转弯能力、瞬间转弯能力、单位剩余功率、跨音速加速能力四个特性,被认为是下一代空中优势战斗机必须具备的优势能力。
与此同时,更加强大的航电系统、传感器和超视距空战能力,更是必须成为新一代战斗机的标杆性能。随着各家方案的一步步细化,最终到 1990 年,洛克希德马丁的 YF-22 与诺斯罗普/麦道的 YF-23 先后首飞。
到 1991 年 4 月,时任美国空军部长的唐纳德·赖斯正式宣布 YF-22 成为 ATF 项目最终的赢家。YF-23 的设计更为激进,种种证据表明其速度快于 YF-22,隐身性能也更好一些,但 YF-22 在机动性上更有优势。到 1997 年 9 月 7 日,第一架真正意义上的 F-22「猛禽」隐身喷气式战斗机首飞,经过漫长的试飞和试用,该机于 2005 年正式加入美国空军。
鉴于 ATF 的超高成本与苏联解体后空中威胁降低的实际情况,90 年代美国提出的 JSF「联合攻击战斗机」计划,被视为新时代的新选择。JSF 注重三军通用性,并以基于 ATF 高昂成本的基础上降低使用费用为目标,达成兼顾对空与对地作战能力的新型战斗机。经过多年的取舍和博弈之后,波音公司的 X-32 与洛克希德·马丁的 F-35 进入最后阶段。而最终,F-35 获胜,洛克希德·马丁成为最大赢家。
相比之下,苏联/俄罗斯的隐身战斗机发展之路显得格外艰难。随着苏联的解体,苏霍伊设计局的 S-37「金雕」验证机,和米高扬设计局的米格 1.44 验证机先后于 1997 年和 2000 年首飞,然而因为种种原因最终都没了下文。直到 2009 年,苏霍伊设计局的新机 T-50 终于首飞,该机后来获得了苏 -57 的编号。尽管如此,苏 -57 的大规模量产和服役,都只能说是遥遥无期。
至今为止,隐身战斗机并没有参与空对空作战的实战。然而在各国各自的空中演习中,在一次次模拟空对空对抗中,隐身战斗机都展现出了对三代机压倒性的优势。关于 F-22 在红旗演习中,与三代机对战时的击杀/被击落率的数字,从两位数到三位数都有,许多传统战斗机驾驶员在对 F-22 取得目视发现后,雷达依然无法锁定并构成发射雷达制导空空导弹的条件。
隐身战斗机是如此难以战胜,以至于 2013 年,德国空军第 74 战斗机联队在阿拉斯加伊尔森空军基地,与美国空军进行的一次代号为「遥远边疆」的模拟对抗中,德军「台风」式战斗机在近距离空战中取得了击落 F-22 的战果,成为颇具话题性的新闻。
新一代战斗机是如此强势,如此先进,以至于看起来「下一代」战斗机的发展依然遥遥无期,大家都处于摸索阶段。再过十年二十年战斗机会是什么样?谁也说不好。
很多新兴国家的战斗机水平都在突飞猛进,向世界一流水平靠拢,下一代战斗机,起跑线上站着的人会比以前多。
结语
随着我国航空工业和国防领域科技的持续进步,新型隐身战斗机歼 -20 越来越受到空战射击游戏玩家的关注。之前有河野一聪在推特上积极回应歼 -20 清晰照片,后有日本爱好者在新浪微博里询问:如何能让我们在《皇牌空战》系列里玩到歼 -20 战斗机?
种种讨论,种种臆想中,大家对喷气式战斗机的热情与爱情在字里行间渗透出来,而笔者作为诸多爱好者之一,同样希望以后在模拟飞行类游戏和空战射击类游戏里,看到更多、用上更多来自世界各国的喷气式战斗机。超音速飞行时的引擎轰鸣寄宿着很多热血青年的心绪,而在这种心绪下耳濡目染成长的青年中,也会有更多人投身到航空事业中,为其发展添加自己的力量。
2022-02-25
2022-02-25
2022-03-13
2020-11-12
2020-12-10
2020-12-10
2021-09-26
2021-05-07
2021-02-05
2020-11-13
2020-07-17
2020-11-04
2020-04-25
2020-12-10
2019-09-11
2020-04-25
2020-04-23
2020-06-19
2019-11-06
2019-09-25
回复
这个会不会太硬了点……
回复
篝火科普篇
回复
喷气式战斗机真的是二战里面最强悍的战斗力了,因为可以不用像使用螺旋桨的纸糊战斗力一样