给史上最具争议的作战飞机盖棺定论——F-111的成败得失
⊙ F-111可以说是世界军事航空史上最具争议的飞机。它笨重、复杂、丑陋,就像它的绰号土豚(Aardvark)一样没有什么值得欣赏的地方,所以几十年来招致了无数的讨伐和讽
◎ 麦克纳马拉的杰作
F-111诞生于20世纪50年代末期冷战的顶峰,当时西方的主流战略是防御苏联的大规模核打击。所以美国空军对其战略空军司令部(SAC)尤其重视,将大部分的财力和人力投入到战略轰炸机部队的建设上。在这种形势下,战术空军司令部(TAC)也不甘示弱,开发了以F-105战斗轰炸机为运载器的战术核武器体系。但是F-105并不尽人意,在航程、载弹量和最重要的突防能力上都难以满足TAC的“野心”。所以,一种战场生存能力和突防能力都更胜一筹的战斗轰炸机被提到了TAC的议程中,并产生了以SOR-183号文件发布的WS-324A需求,描述了一种双座、全天候、短距起降、最大速度M2.5、外挂4.5吨常规弹药以及内部弹仓可挂454公斤核弹的战斗机,项目被定名为“试验性战术战斗机”(TFX)。
正好在当时,美国海军也探索一种配备远程雷达和远程空空导弹的大型超音速截击机,用于保护航母编队免遭苏联远程轰炸机和超音速巡航导弹的打击。更巧合的是,又出现了一个媒人——肯尼迪总统的国防部长的罗伯特·麦克纳马拉(Robert McNamara)。来自福特汽车公司的麦克纳马拉习惯性地以商业的眼光看待问题,即以最小成本获得最大的利益。在他的概念中,一种“do everything”的飞机自然是最佳的方案。所以在他的撮合下,TFX成为了空军海军联合项目,其机体和发动机是通用的,区别只在于机载设备。1961年12月,在主承包商还未确定的情况下,TFX计划被定义为空军的F-111A超音速精确攻击机和海军的F-111B重型远程超音速舰载截击机。
不仅是需求理念上的变革,TFX还囊括了许多当时顶尖的技术,包括变后掠机翼、机翼前后缘的增升装置、加力式涡扇发动机、模块式乘员逃生装置、F-111A上的高度自动化轰炸/导航系统和地形规避系统、F-111B上的远程多普勒截击雷达、新型D6AC钢材、轻质量铝蜂窝结构材料等。在麦克纳马拉的偏袒下,通用动力公司最终成为TFX的总承包商,格鲁门公司则作为海军型号的副承包商。TFX还采用了机体、动力、机载设备和主要武器并行开发、原型机试验和批量生产并行展开的工程方法,以求最快地装备部队。
◎ 从谴责焦点到越战英雄
1964年10月,第一架F-111A生产完毕,麦克纳马拉在出厂仪式上非常不专业地宣扬:“在航空历史上,我们首次拥有了一种有运输机般的航程、轰炸机般载弹量和续航力、战斗机般敏捷身手的飞机。”(其实每一项都不够格)。但这种美梦很快被打破了。F-111A最严重的问题是进气系统和发动机不匹配,毕竟涡扇发动机的进气要求比涡喷发动机高许多,TF30发动机也满身缺陷,经常空中停车,多架飞机因此坠毁。经过大量测试,修改了进气口内的涡流发生器,以及对TF30发动机进行了多方面的改进,问题才得以解决。
按照计划,空军攻击机的空重为34吨,海军截击机的空重为22吨,如此悬殊的重量差别竟然共用同一个机身,再加上变后掠翼的特殊构造,势必导致海军截击机大幅度超重。虽然擅长舰载机设计的格鲁门公司对F-111B进行了一些减肥,但它依然过于沉重。此外,飞机后机身和尾喷管设计存在缺陷,造成该部位的干扰阻力大增,特别是有气流分离在尾部环形冷却空气进口位置。更糟糕的是,麦克纳马拉把F-111看作了自己的功绩,对项目进展百加关怀,时不时到厂家召开冗长的报告会,严重占用了本来就非常紧张的工作时间。就这样F-111的进度一拖再拖,F-111A在1967年10月才正式交付使用。
此时正是越战最激烈的时候,美军海军感觉到以远程轰炸机为主要作战目标的F-111B显然不适合与轻巧的米格机玩“猫捉老鼠”的格斗游戏。海军渐渐对F-111B失去了兴趣,终于在1968年8月决定取消该计划,并将研发重点转移到格鲁门公司的VFX计划上。(VFX的最终产品就是众所周知的F-14A“雄猫”(Tomcat)战斗机,它的两大法宝——AWG-9远程空中截击雷达和AIM-54不死鸟(Phoenix)远程空空导弹就是F-111B的遗产。)
在F-111A方面,超标的重量和阻力一直是两大绊脚石,并引申出动力不足的问题。虽然F-111A的最大速度已经超过当时的任何战斗轰炸机,作战航程也是后者的两倍,但它依然离设计指标有一定距离,空军对它也不是很满意。
新的问题接踵而至,新型D6AC钢材表现出了足够的强度,但因为缺乏质量控制技术,金属开始出现疲劳裂纹,还发生了机翼转轴在飞行中断裂的事故,所以又得花费大量的人力财力重新设计制造机翼转轴部件。但总的来说,F-111是相当安全的飞机,比如F-111最初75万小时飞行发生了73次事故、损失了57架飞机,而F-4战斗机是133次事故、损失80架飞机,A-7攻击机是101次事故,损失99架飞机。
1968年3月,6架F-111A派驻泰国基地,开始在越南战场进行实战检验。他们出击55架次,每架F-111A的投弹量就相当于5架F-4,并且不需要电子战机和空中加油机的支援保障。但F-111的损失也不小,有2架分别损失于水平尾翼控制装置失效和地形规避系统故障,另1架因机腹反射地面火光而被轻武器击落。
F-111A的初战失利受到了美国国内各方面的谴责,到1969年底总共有14架飞机损失于各种机械故障,整个机队因此停飞了半年之久。在难以想象的压力下,通用动力公司对每架F-111都进行了细致地研究和检查,发现的各种问题也都得到了妥善的处理。
1972年10月至1973年3月,F-111A再次投入越南战场。在这6个月里,F-111A在最恶劣的天气、最强大的防空体系中执行了4000架次的任务,损失率仅仅0.15%。苏式防空导弹和高炮均对低空高速的F-111A无可奈何。自此,F-111完全走出了阴影,成为战斗力最强、生存能力最高的战斗轰炸机!
◎ 非常的表现
虽然历经了坎坷曲折的发展道路,但逐渐成熟的F-111无可质疑地是一种出色的飞机。它的极限载 弹量达16吨(最多挂50枚340公斤攻击炸弹,或者26枚454公斤炸弹),是一般战术飞机的2.5倍,高空冲刺速度达到M2.6,低空冲刺速度也能达到M1.2,即使在当今,F-111仍然是西方载弹量最大、速度最快的战术飞机,并且远胜于苏联同级别的苏-24。
F-111的多用途性也是显而易见的,它不仅能作为战术核攻击机,还能够携带大量的常规弹药,执行战场阻断、近距空中支援和战略轰炸等任务,而对于当今的美军,这些任务至少需要制空的F-15C、反雷达任务的F-16CJ和电磁压制的EA-6B协同作战才能完成。综合航程和载弹量等因素,1架F-111的对地攻击效能相当于3架F-16C。
到70年代中期,美军开始淘汰其EB-66/RB-66防区外电子战飞机,所以40架F-111A改造为EF-111A电子战机。EF-111A的弹舱内容纳了10台独立的干扰发射机,其效能是海军EA-6B的2倍。另外,EF-111A还是一种超音速飞机,这也是EA-6B望尘莫及的。
80年代初,随着精确打击战术的推广,美国战术空军司令部对其F-111F进行了一项至关重要的改进——弹舱内加装AVQ-26铺路钉(Pave Tack)热成像观瞄/激光指示系统,使之能够使用各种激光制导炸弹和电视制导炸弹,作战效能得到了本质上的提高。澳大利亚也引进了“铺路钉”,用于改进自己的F-111C,并且对通过硬件升级获得了AGM-84鱼叉(Happon)反舰导弹的发射能力。
1986年是F-111风光的一年。美空军第48飞行大队的F-111F从英国起飞,经过4800多公里的远航,横跨欧洲大陆并飞到中亚地区,成功地支援了海军舰载机部队对利比亚的外科手术式的袭击。EF-111A也对该次作战提供的强有力的电子战支援。美军对F-111F的轰炸效果相当满意,但有1架F-111F被防空火力击落。
此后的几年里,部分F-111E和FB-111A系列获得了航电升级,包括用数字式飞行控制计算机取代了模拟式的,改装AYK-18数字任务计算机、新的惯性导航系统,改进了雷达和自卫装置等。半数F-111F则改装了第二代数字轰炸/导航系统。
澳大利亚的F-111C进行了数字化航电升级,并且采用比美军更先进的数字式计算机,虽然模拟式的雷达、座舱和AVQ-26系统没有改变,但系统可靠性和投弹精度得到了大幅度提高。
1991年海湾战争是美军F-111服役生涯的顶峰,也是一个圆满的句号。战争初期,EF-111A与海军EA-6B电子战机一起发动高强度的阻塞性干扰,制盲了伊拉克全境的雷达。此后EF-111A几乎每战必出,为攻击机群提供有效的电子战支援。F-111F则是精确轰炸的骨干,它
苏联解体后,美国空军大裁军。F-111这种自动化程度较低、维护成本高的老一代战机自然成为淘汰的首选。战略空军司令部的FB-111A被改造为常规轰炸机,以F-111G的新编号转交战术空军司令部。战术空军司令部的F-111机群也很快就被封存待用。由于政治上的需要,F-111F和EF-111A被保留了一段时间,最终在1996年和1999年完全退役。
澳大利亚空军以低价接手了15架美军淘汰的F-111G,但这些F-111G比原先的F-111C还要落后,只能用于训练。澳大利亚还获得了4架F-111A,并改造成为F-111C的标准,以弥补意外损失造成的空缺。
目前澳大利亚是唯一的F-111用户,根据计划,F-111C还将使用到2015年,直到被最先进的F-35取代。1999年东帝汶危机时,澳大利亚出兵维和,F-111C也前出到达尔文基地,以对印度尼西亚进行威慑,但没有投入实战。
澳大利亚目前正在对F-111C的发动机和机翼转轴等关键部件进行了细致的研究,寄希望于将其服役年限延长到2020年。F-111C的备件供应也不成问题,美国有约200架封存的飞机和70台备用发动机可供调配。目前澳大利亚已经完成了F-111C的升级,包括引入MIL-STD-170武器系统总线,使之能使用AGM-142远程空地导弹、GBU-31/38型JDAM制导炸弹、Elta 8222干扰机等武器和设备。
◎ 结语
F-111是一种成功的飞机吗?想必现在您已经有了新的感觉。从工程的角度看,F-111项目犯了三大错误。第一,试图用一个产品来实现两种区别甚大的需求,犯了“鱼与熊掌不可兼得”的大忌。第二,把一大堆尚未通过验证的新技术同时融合在一个产品上,其风险可想而知。第三,各大模块并行开发、原型机试验和批量生产并行进行的工程方法更带来严重的不可预测性。这三大败笔导致了F-111在研制阶段走了不少弯路,浪费了大量的资源和时间,这段历史已经成为了世界航空工业的典型反面教材,对后续的发展项目有深刻的反省作用。
但从最终的效果看,历经坎坷的F-111至少达到了空军的希望,成为一种招之即来、来之能战、战之能胜的先进作战飞机,多次实战也充分检验了F-111的可用性和战斗力。所以毫无疑问,F-111是一种成功的飞机。
F-111主要型号技术数据表
F-111A/E F-111B F-111D F-111F FB-111A
机长(米) 22.39 20.98 22.39 22.39 22.40
最大翼展(米) 19.20 21.33 19.20 19.20 21.33
最小翼展(米) 9.74 10.33 9.74 9.74 10.33
机高(米) 5.33 5.08 5.33 5.33 5.18
机翼面积(米2)48.77 51.10 48.77 48.77 51.10
空重(公斤) 20943 21092 21151 20943 21537
作战起飞重量 27043 32849 28091 28600 31924
最大重量(公斤)44838 39264 45359 44838 54087
载弹量(公斤) 13607 13607 13607 17000
发动机 TF30-P-3 TF30-P-1* TF30-P-9 TF30-P-100 TF30-P-7
加力推力 8391 8391 9452 11385 9231(公斤)
最大推力 4876 5443 5638 6604 5601*(公斤)
高空 2338 2334 2338 2338最大飞行速度(千米/小时)
高度(米) 16290 12192 16290 15240
海平面 1471 1255 1471 1349最大飞行速度
实用升限(米)17678 13658 17267 15320
战斗半径 2140 1757 2140(千米)
转场航程 5094 5114 5848 7702(千米)
*最大推力指发动机最大状态、不开加力时候产生的推力
*F-111后期换装TF30-P-12发动机(加力推力9185公斤,最大推力5575公斤)
土豚家族
非常的出身和非常的发展道路导致F-111系列演绎出了一个非常的家族。除了基本型的F-111A和F-111B,F-111C和F-111K是分别出口至澳大利亚和英国的型号。英国主要是为了省钱,希望以分担部分研发费用的方式获得先进机型,但交付时间的一再推迟迫使其最终采购逊色许多的F-4K/M。澳大利亚坚持引进主要是考虑到只有F-111C的航程能够覆盖其广阔的国土,并能对大洋州各岛国形成实质性的威胁,但为了填补进度推迟导致空缺,也不得不向美国租借了24架F-4E作为过度。
美国战术空军司令部采用了如下几种型号:F-111E是在进气口改造涡流发生器的型号;F-111D与F-111E一???捎酶?笸屏Ψ⒍???约笆状我?肫较砸呛褪?只?湔?导航计算机,成为第一代“玻璃化座舱”飞机;F-111F的发动机更强劲,但采用廉价的简化型航电设备。
战略空军司令部也采用了一型FB-111A战斗轰炸机。FB-111基于F-111D的机体和设备,改用F-111B的大机翼,加长机身,修改了尾喷管设计,加强了翼下挂架的承转能力,最大载弹量增加到17吨,可使用AGM-69A近程空地导弹,以及改用增强的APQ-114雷达。
美国空军只订购了419架F-111,远远少于当初估计的1700多架。除了FB-111A装备了2个大队,其他型号都是只装备了1个大队。由于数量较少,再加上各个型号航电设备、发动机都不相同,所以运作和维护都比较麻烦,这也是美军淘汰F-111的原因之一。
F-111C是F-111A/B和FB-111A的混种,它的机身是F-111A的,机翼是F-111B的,并像FB-111A那样加强了挂架。澳大利亚在1972年4月正式接收F-111C,总共24架。
飞行员谈F-111
飞行员是最有权评说飞机的角色之一,下面请听美国空军F-111飞行员吉姆·米克拉瑟维奇(Jim Miklasevich)上尉对其座机的感觉:
F-111取绰号为土豚是别有一番意味的。在南非,土豚被称为“地猪”,是一种四肢强健、爪子锋利的动物,能迅速在地上挖洞,并且昼伏夜出、行动隐秘。当遇到危险时,它会飞快地钻回地洞,或者挖一个新洞,实在迫不得已才进行反击。更奇异的是,动物学家们还无法将土豚进行归类,因为无法找到它的近亲。
我驾驶F-111有4年了,先后在英国阿普尔·海福德(Upper Heyford)空军基地和爱达荷州的蒙特纳·霍恩(Mountain Home)空军基地服役。F-111是一种极其有趣的飞机,并且流传着许多趣事,下面就讲一些我自己的感觉。
初次见到F-111的时候,第一印象是它很大,且不像其他作战飞机那样被涂鸦得色彩斑斓。所有的F-111都是越战时期的迷彩形式,整个都是暗色调,机尾的编号和标志也不很显眼,我想着都是为了加强F-111的隐蔽性吧。但逐渐的熟悉后,我发现F-111是一种非常有个性的飞机。
F-111在地面也很一些要注意的地方。比如蒙特纳·霍恩基地有许多坡道,我们一般在滑行和停机时将机翼放在最小后掠角位置,因为机翼在最大后掠角位置时,重心的转移会有“头轻脚重”的趋势,这个现象在油箱少油的情况下尤为明显。而在平坦的英国基地,就没有这个必要了。另外,在关闭发动机的时候务必记得把水平尾翼放到最大推杆位置,否则会引起飞控系统严重故障——飞行中水平尾翼突然卡死。
另外一个需要注意的就是F-111的武器外挂问题。大部分F-111A携带4个旋转组合挂架和1个或2个SUU-20机炮吊舱,虽然最外4个挂点也能挂组合挂架,但我从没见过这样的配置,因为当全部翼下挂架挂满后,飞机的性能急遽降低。所以外部的4个挂架一般只挂单个炸弹。我们的F-111A也不挂带电子战吊舱,但驻欧美军的常在主起落架后的中线挂架上携带ALQ-119电子战吊舱。
F-111的防鸟撞座舱玻璃也挺有意思。它由2.5厘米厚的丙烯酸有机玻璃制造而成,厚度较大的缘故,在某些地方就会产生一些棱镜分光效应,所以整个座舱罩玻璃的边缘看起来都是橙色的。我也曾看过一个飞鸟撞击试验的影片,证明风挡的防撞效果还是很好的。
所以,F-111虽然看起来没有F-4那样艳丽的涂装,但它也是最有趣的飞机之一。