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F-111的成敗得失

(2005-09-17 19:41:24) 下一個
 
最具爭議的作戰飛機:F-111的成敗得失(組圖)

F-111“土豚”超音速戰鬥轟炸機。

 

最具爭議的作戰飛機:F-111的成敗得失(組圖)

正在進行試驗的F-111風動模型。


並列雙座是F-111的一大特點。使兩名飛行員有較好的視野利於發現和跟蹤目標,並實施攻擊。


澳大利亞空軍的F-111C正在展示其所有“家當”其戰鬥力可見一斑。

    


  給史上最具爭議的作戰飛機蓋棺定論——F-111的成敗得失

  ⊙ F-111可以說是世界軍事航空史上最具爭議的飛機。它笨重、複雜、醜陋,就像它的綽號土豚(Aardvark)一樣沒有什麽值得欣賞的地方,所以幾十年來招致了無數的討伐和諷

刺,但它曾經是速度最快、航程最遠、載彈量最大、突防能力最強的戰鬥轟炸機,又有無數的支持者為它搖旗呐喊。到底F-111是孬種還是英雄?讓我們回顧一下它40多年的發展和服役曆史,或許大家都能對F-111有一個新的感覺。

  ◎ 麥克納馬拉的傑作

  F-111誕生於20世紀50年代末期冷戰的頂峰,當時西方的主流戰略是防禦蘇聯的大規模核打擊。所以美國空軍對其戰略空軍司令部(SAC)尤其重視,將大部分的財力和人力投入到戰略轟炸機部隊的建設上。在這種形勢下,戰術空軍司令部(TAC)也不甘示弱,開發了以F-105戰鬥轟炸機為運載器的戰術核武器體係。但是F-105並不盡人意,在航程、載彈量和最重要的突防能力上都難以滿足TAC的“野心”。所以,一種戰場生存能力和突防能力都更勝一籌的戰鬥轟炸機被提到了TAC的議程中,並產生了以SOR-183號文件發布的WS-324A需求,描述了一種雙座、全天候、短距起降、最大速度M2.5、外掛4.5噸常規彈藥以及內部彈倉可掛454公斤核彈的戰鬥機,項目被定名為“試驗性戰術戰鬥機”(TFX)。

  正好在當時,美國海軍也探索一種配備遠程雷達和遠程空空導彈的大型超音速截擊機,用於保護航母編隊免遭蘇聯遠程轟炸機和超音速巡航導彈的打擊。更巧合的是,又出現了一個媒人——肯尼迪總統的國防部長的羅伯特·麥克納馬拉(Robert McNamara)。來自福特汽車公司的麥克納馬拉習慣性地以商業的眼光看待問題,即以最小成本獲得最大的利益。在他的概念中,一種“do everything”的飛機自然是最佳的方案。所以在他的撮合下,TFX成為了空軍海軍聯合項目,其機體和發動機是通用的,區別隻在於機載設備。1961年12月,在主承包商還未確定的情況下,TFX計劃被定義為空軍的F-111A超音速精確攻擊機和海軍的F-111B重型遠程超音速艦載截擊機。

  不僅是需求理念上的變革,TFX還囊括了許多當時頂尖的技術,包括變後掠機翼、機翼前後緣的增升裝置、加力式渦扇發動機、模塊式乘員逃生裝置、F-111A上的高度自動化轟炸/導航係統和地形規避係統、F-111B上的遠程多普勒截擊雷達、新型D6AC鋼材、輕質量鋁蜂窩結構材料等。在麥克納馬拉的偏袒下,通用動力公司最終成為TFX的總承包商,格魯門公司則作為海軍型號的副承包商。TFX還采用了機體、動力、機載設備和主要武器並行開發、原型機試驗和批量生產並行展開的工程方法,以求最快地裝備部隊。

  ◎ 從譴責焦點到越戰英雄

  1964年10月,第一架F-111A生產完畢,麥克納馬拉在出廠儀式上非常不專業地宣揚:“在航空曆史上,我們首次擁有了一種有運輸機般的航程、轟炸機般載彈量和續航力、戰鬥機般敏捷身手的飛機。”(其實每一項都不夠格)。但這種美夢很快被打破了。F-111A最嚴重的問題是進氣係統和發動機不匹配,畢竟渦扇發動機的進氣要求比渦噴發動機高許多,TF30發動機也滿身缺陷,經常空中停車,多架飛機因此墜毀。經過大量測試,修改了進氣口內的渦流發生器,以及對TF30發動機進行了多方麵的改進,問題才得以解決。

  按照計劃,空軍攻擊機的空重為34噸,海軍截擊機的空重為22噸,如此懸殊的重量差別竟然共用同一個機身,再加上變後掠翼的特殊構造,勢必導致海軍截擊機大幅度超重。雖然擅長艦載機設計的格魯門公司對F-111B進行了一些減肥,但它依然過於沉重。此外,飛機後機身和尾噴管設計存在缺陷,造成該部位的幹擾阻力大增,特別是有氣流分離在尾部環形冷卻空氣進口位置。更糟糕的是,麥克納馬拉把F-111看作了自己的功績,對項目進展百加關懷,時不時到廠家召開冗長的報告會,嚴重占用了本來就非常緊張的工作時間。就這樣F-111的進度一拖再拖,F-111A在1967年10月才正式交付使用。

  此時正是越戰最激烈的時候,美軍海軍感覺到以遠程轟炸機為主要作戰目標的F-111B顯然不適合與輕巧的米格機玩“貓捉老鼠”的格鬥遊戲。海軍漸漸對F-111B失去了興趣,終於在1968年8月決定取消該計劃,並將研發重點轉移到格魯門公司的VFX計劃上。(VFX的最終產品就是眾所周知的F-14A“雄貓”(Tomcat)戰鬥機,它的兩大法寶——AWG-9遠程空中截擊雷達和AIM-54不死鳥(Phoenix)遠程空空導彈就是F-111B的遺產。)

  在F-111A方麵,超標的重量和阻力一直是兩大絆腳石,並引申出動力不足的問題。雖然F-111A的最大速度已經超過當時的任何戰鬥轟炸機,作戰航程也是後者的兩倍,但它依然離設計指標有一定距離,空軍對它也不是很滿意。

  新的問題接踵而至,新型D6AC鋼材表現出了足夠的強度,但因為缺乏質量控製技術,金屬開始出現疲勞裂紋,還發生了機翼轉軸在飛行中斷裂的事故,所以又得花費大量的人力財力重新設計製造機翼轉軸部件。但總的來說,F-111是相當安全的飛機,比如F-111最初75萬小時飛行發生了73次事故、損失了57架飛機,而F-4戰鬥機是133次事故、損失80架飛機,A-7攻擊機是101次事故,損失99架飛機。

  1968年3月,6架F-111A派駐泰國基地,開始在越南戰場進行實戰檢驗。他們出擊55架次,每架F-111A的投彈量就相當於5架F-4,並且不需要電子戰機和空中加油機的支援保障。但F-111的損失也不小,有2架分別損失於水平尾翼控製裝置失效和地形規避係統故障,另1架因機腹反射地麵火光而被輕武器擊落。

  F-111A的初戰失利受到了美國國內各方麵的譴責,到1969年底總共有14架飛機損失於各種機械故障,整個機隊因此停飛了半年之久。在難以想象的壓力下,通用動力公司對每架F-111都進行了細致地研究和檢查,發現的各種問題也都得到了妥善的處理。

  1972年10月至1973年3月,F-111A再次投入越南戰場。在這6個月裏,F-111A在最惡劣的天氣、最強大的防空體係中執行了4000架次的任務,損失率僅僅0.15%。蘇式防空導彈和高炮均對低空高速的F-111A無可奈何。自此,F-111完全走出了陰影,成為戰鬥力最強、生存能力最高的戰鬥轟炸機!

  ◎ 非常的表現

  雖然曆經了坎坷曲折的發展道路,但逐漸成熟的F-111無可質疑地是一種出色的飛機。它的極限載 彈量達16噸(最多掛50枚340公斤攻擊炸彈,或者26枚454公斤炸彈),是一般戰術飛機的2.5倍,高空衝刺速度達到M2.6,低空衝刺速度也能達到M1.2,即使在當今,F-111仍然是西方載彈量最大、速度最快的戰術飛機,並且遠勝於蘇聯同級別的蘇-24。

  F-111的多用途性也是顯而易見的,它不僅能作為戰術核攻擊機,還能夠攜帶大量的常規彈藥,執行戰場阻斷、近距空中支援和戰略轟炸等任務,而對於當今的美軍,這些任務至少需要製空的F-15C、反雷達任務的F-16CJ和電磁壓製的EA-6B協同作戰才能完成。綜合航程和載彈量等因素,1架F-111的對地攻擊效能相當於3架F-16C。

  到70年代中期,美軍開始淘汰其EB-66/RB-66防區外電子戰飛機,所以40架F-111A改造為EF-111A電子戰機。EF-111A的彈艙內容納了10台獨立的幹擾發射機,其效能是海軍EA-6B的2倍。另外,EF-111A還是一種超音速飛機,這也是EA-6B望塵莫及的。

  80年代初,隨著精確打擊戰術的推廣,美國戰術空軍司令部對其F-111F進行了一項至關重要的改進——彈艙內加裝AVQ-26鋪路釘(Pave Tack)熱成像觀瞄/激光指示係統,使之能夠使用各種激光製導炸彈和電視製導炸彈,作戰效能得到了本質上的提高。澳大利亞也引進了“鋪路釘”,用於改進自己的F-111C,並且對通過硬件升級獲得了AGM-84魚叉(Happon)反艦導彈的發射能力。

  1986年是F-111風光的一年。美空軍第48飛行大隊的F-111F從英國起飛,經過4800多公裏的遠航,橫跨歐洲大陸並飛到中亞地區,成功地支援了海軍艦載機部隊對利比亞的外科手術式的襲擊。EF-111A也對該次作戰提供的強有力的電子戰支援。美軍對F-111F的轟炸效果相當滿意,但有1架F-111F被防空火力擊落。

  此後的幾年裏,部分F-111E和FB-111A係列獲得了航電升級,包括用數字式飛行控製計算機取代了模擬式的,改裝AYK-18數字任務計算機、新的慣性導航係統,改進了雷達和自衛裝置等。半數F-111F則改裝了第二代數字轟炸/導航係統。

  澳大利亞的F-111C進行了數字化航電升級,並且采用比美軍更先進的數字式計算機,雖然模擬式的雷達、座艙和AVQ-26係統沒有改變,但係統可靠性和投彈精度得到了大幅度提高。

最具爭議的作戰飛機:F-111的成敗得失(組圖2)


 

集體歸巢的F-111D機群。F-111型號不算多,但各型號差別較大不利於運作和維護。

 


 

最具爭議的作戰飛機:F-111的成敗得失(組圖2)


 

F-111的尾噴口特寫,請注意噴口後的套管的構造,左側的噴口處於最小位置.右側的處於最大位置。


 


 

掛帶四枚激光製導炸彈和2枚AIM-9響尾蛇空空導彈的F-111F。

   


 

  1991年海灣戰爭是美軍F-111服役生涯的頂峰,也是一個圓滿的句號。戰爭初期,EF-111A與海軍EA-6B電子戰機一起發動高強度的阻塞性幹擾,製盲了伊拉克全境的雷達。此後EF-111A幾乎每戰必出,為攻擊機群提供有效的電子戰支援。F-111F則是精確轟炸的骨幹,它

在戰爭初期摧毀了300多座飛機掩體和庫房,又在科威特和伊拉克南部獵殺了1000多輛坦克和裝甲車輛。同是雙座後掠翼和低空突防的戰鬥轟炸機,F-111的航程、速度、載彈量和戰場生存能力均強於英國旋風戰鬥轟炸機,並且沒有一架戰損,而旋風損失了7架。

  蘇聯解體後,美國空軍大裁軍。F-111這種自動化程度較低、維護成本高的老一代戰機自然成為淘汰的首選。戰略空軍司令部的FB-111A被改造為常規轟炸機,以F-111G的新編號轉交戰術空軍司令部。戰術空軍司令部的F-111機群也很快就被封存待用。由於政治上的需要,F-111F和EF-111A被保留了一段時間,最終在1996年和1999年完全退役。

  澳大利亞空軍以低價接手了15架美軍淘汰的F-111G,但這些F-111G比原先的F-111C還要落後,隻能用於訓練。澳大利亞還獲得了4架F-111A,並改造成為F-111C的標準,以彌補意外損失造成的空缺。

  目前澳大利亞是唯一的F-111用戶,根據計劃,F-111C還將使用到2015年,直到被最先進的F-35取代。1999年東帝汶危機時,澳大利亞出兵維和,F-111C也前出到達爾文基地,以對印度尼西亞進行威懾,但沒有投入實戰。

  澳大利亞目前正在對F-111C的發動機和機翼轉軸等關鍵部件進行了細致的研究,寄希望於將其服役年限延長到2020年。F-111C的備件供應也不成問題,美國有約200架封存的飛機和70台備用發動機可供調配。目前澳大利亞已經完成了F-111C的升級,包括引入MIL-STD-170武器係統總線,使之能使用AGM-142遠程空地導彈、GBU-31/38型JDAM製導炸彈、Elta 8222幹擾機等武器和設備。

  ◎ 結語

  F-111是一種成功的飛機嗎?想必現在您已經有了新的感覺。從工程的角度看,F-111項目犯了三大錯誤。第一,試圖用一個產品來實現兩種區別甚大的需求,犯了“魚與熊掌不可兼得”的大忌。第二,把一大堆尚未通過驗證的新技術同時融合在一個產品上,其風險可想而知。第三,各大模塊並行開發、原型機試驗和批量生產並行進行的工程方法更帶來嚴重的不可預測性。這三大敗筆導致了F-111在研製階段走了不少彎路,浪費了大量的資源和時間,這段曆史已經成為了世界航空工業的典型反麵教材,對後續的發展項目有深刻的反省作用。

  但從最終的效果看,曆經坎坷的F-111至少達到了空軍的希望,成為一種招之即來、來之能戰、戰之能勝的先進作戰飛機,多次實戰也充分檢驗了F-111的可用性和戰鬥力。所以毫無疑問,F-111是一種成功的飛機。

  F-111主要型號技術數據表

               F-111A/E    F-111B   F-111D   F-111F   FB-111A

  機長(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

  機高(米)     5.33        5.08     5.33     5.33     5.18

  機翼麵積(米2)48.77       51.10    48.77    48.77    51.10

  空重(公斤)   20943       21092    21151    20943    21537

  作戰起飛重量 27043       32849    28091    28600    31924

  最大重量(公斤)44838      39264    45359    44838    54087

  載彈量(公斤) 13607                13607    13607    17000

  發動機      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最大飛行速度(千米/小時)

  高度(米)    16290        12192    16290    15240

  海平麵      1471         1255              1471     1349最大飛行速度

   實用升限(米)17678        13658             17267    15320

  戰鬥半徑    2140         1757              2140(千米)

  轉場航程    5094         5114              5848      7702(千米)

  *最大推力指發動機最大狀態、不開加力時候產生的推力

  *F-111後期換裝TF30-P-12發動機(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發展道路導致F-111係列演繹出了一個非常的家族。除了基本型的F-111A和F-111B,F-111C和F-111K是分別出口至澳大利亞和英國的型號。英國主要是為了省錢,希望以分擔部分研發費用的方式獲得先進機型,但交付時間的一再推遲迫使其最終采購遜色許多的F-4K/M。澳大利亞堅持引進主要是考慮到隻有F-111C的航程能夠覆蓋其廣闊的國土,並能對大洋州各島國形成實質性的威脅,但為了填補進度推遲導致空缺,也不得不向美國租借了24架F-4E作為過度。

  美國戰術空軍司令部采用了如下幾種型號:F-111E是在進氣口改造渦流發生器的型號;F-111D與F-111E一???捎酶?笸屏Ψ⒍???約笆狀我?肫較砸嗆褪?隻?湔?導航計算機,成為第一代“玻璃化座艙”飛機;F-111F的發動機更強勁,但采用廉價的簡化型航電設備。

  戰略空軍司令部也采用了一型FB-111A戰鬥轟炸機。FB-111基於F-111D的機體和設備,改用F-111B的大機翼,加長機身,修改了尾噴管設計,加強了翼下掛架的承轉能力,最大載彈量增加到17噸,可使用AGM-69A近程空地導彈,以及改用增強的APQ-114雷達。

  美國空軍隻訂購了419架F-111,遠遠少於當初估計的1700多架。除了FB-111A裝備了2個大隊,其他型號都是隻裝備了1個大隊。由於數量較少,再加上各個型號航電設備、發動機都不相同,所以運作和維護都比較麻煩,這也是美軍淘汰F-111的原因之一。

  F-111C是F-111A/B和FB-111A的混種,它的機身是F-111A的,機翼是F-111B的,並像FB-111A那樣加強了掛架。澳大利亞在1972年4月正式接收F-111C,總共24架。

  飛行員談F-111

  飛行員是最有權評說飛機的角色之一,下麵請聽美國空軍F-111飛行員吉姆·米克拉瑟維奇(Jim Miklasevich)上尉對其座機的感覺:

  F-111取綽號為土豚是別有一番意味的。在南非,土豚被稱為“地豬”,是一種四肢強健、爪子鋒利的動物,能迅速在地上挖洞,並且晝伏夜出、行動隱秘。當遇到危險時,它會飛快地鑽回地洞,或者挖一個新洞,實在迫不得已才進行反擊。更奇異的是,動物學家們還無法將土豚進行歸類,因為無法找到它的近親。

  我駕駛F-111有4年了,先後在英國阿普爾·海福德(Upper Heyford)空軍基地和愛達荷州的蒙特納·霍恩(Mountain Home)空軍基地服役。F-111是一種極其有趣的飛機,並且流傳著許多趣事,下麵就講一些我自己的感覺。

  初次見到F-111的時候,第一印象是它很大,且不像其他作戰飛機那樣被塗鴉得色彩斑斕。所有的F-111都是越戰時期的迷彩形式,整個都是暗色調,機尾的編號和標誌也不很顯眼,我想著都是為了加強F-111的隱蔽性吧。但逐漸的熟悉後,我發現F-111是一種非常有個性的飛機。

  F-111在地麵也很一些要注意的地方。比如蒙特納·霍恩基地有許多坡道,我們一般在滑行和停機時將機翼放在最小後掠角位置,因為機翼在最大後掠角位置時,重心的轉移會有“頭輕腳重”的趨勢,這個現象在油箱少油的情況下尤為明顯。而在平坦的英國基地,就沒有這個必要了。另外,在關閉發動機的時候務必記得把水平尾翼放到最大推杆位置,否則會引起飛控係統嚴重故障——飛行中水平尾翼突然卡死。

  另外一個需要注意的就是F-111的武器外掛問題。大部分F-111A攜帶4個旋轉組合掛架和1個或2個SUU-20機炮吊艙,雖然最外4個掛點也能掛組合掛架,但我從沒見過這樣的配置,因為當全部翼下掛架掛滿後,飛機的性能急遽降低。所以外部的4個掛架一般隻掛單個炸彈。我們的F-111A也不掛帶電子戰吊艙,但駐歐美軍的常在主起落架後的中線掛架上攜帶ALQ-119電子戰吊艙。

  F-111的防鳥撞座艙玻璃也挺有意思。它由2.5厘米厚的丙烯酸有機玻璃製造而成,厚度較大的緣故,在某些地方就會產生一些棱鏡分光效應,所以整個座艙罩玻璃的邊緣看起來都是橙色的。我也曾看過一個飛鳥撞擊試驗的影片,證明風擋的防撞效果還是很好的。

  所以,F-111雖然看起來沒有F-4那樣豔麗的塗裝,但它也是最有趣的飛機之一。

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