F-16戰(zhàn)斗機首飛前的意外升空（資料圖） 發(fā)展原型機 F-16戰(zhàn)斗機的起源可以追溯到1965年。當(dāng)時，美國空軍已經(jīng)開始從事新一代高性能戰(zhàn)斗機的概念定義研究，分別為一種重型“空中優(yōu)勢戰(zhàn)斗機”（F-X）和一種輕型“先進晝間戰(zhàn)斗機”（ADF）。前者順理成章地發(fā)展成為F-15戰(zhàn)斗機，而后者因空軍高層存在不同的作戰(zhàn)理念和設(shè)計思路，研制過程并非一帆風(fēng)順，進展較為緩慢。 針對越南空戰(zhàn)中米格-17和米格-21戰(zhàn)斗機憑借著小巧外形很難被美國空軍飛行員用肉眼發(fā)現(xiàn)，因此LWF在設(shè)計上著重強調(diào)減小外形尺寸。該機在設(shè)計上并沒有試圖達到高空、高速性能，而是重點強調(diào)在未來空戰(zhàn)的最可能條件下，即在高度9150——12200米和速度M0.6——1.6的空戰(zhàn)環(huán)境中，將性能指標(biāo)重點放在滾轉(zhuǎn)速率、加速性和航程。 作為回應(yīng)，波音公司、諾斯羅普公司、通用動力公司、LTV公司和洛克希德公司等5家承包商先后提交了各自的設(shè)計方案。經(jīng)過綜合評估，美國空軍參謀部在1972年4月13日選定了通用動力公司的401-16B方案和諾斯羅普公司的P-600方案進入下一研制階段，并授予了兩架YF-16和兩架YF-17的研制合同，其中包括一年的飛行試驗。 當(dāng)時，并未采用“X”（試驗中）前綴的編號，而是采用了“Y”（研制中）前綴的編號，目的是表明原型機采用了現(xiàn)有的成熟技術(shù)和試驗中的最新技術(shù)。YF-16原型機采用一臺普惠公司的F100渦扇發(fā)動機為動力，而YF-17采用兩臺通用電氣公司的YJ101發(fā)動機為動力。 強調(diào)低成本 在選定401型方案的最后構(gòu)型之前，通用動力公司已經(jīng)先后研究了12種不同的總體布局，并實施了風(fēng)洞試驗。在當(dāng)時情況下，YF-16原型機所采用的一些新技術(shù)，對于滿足性能目標(biāo)具有極大的影響。 該公司決定采用一臺F100渦扇發(fā)動機用于設(shè)計方案，而不是采用兩臺低涵道比的YJ101發(fā)動機。據(jù)估算，一臺F100發(fā)動機顯然比兩臺YJ101發(fā)動機具有更低的耗油率，單臺發(fā)動機布局使戰(zhàn)斗機的起飛重量只有7.7噸，而兩臺YJ101發(fā)動機為動力的戰(zhàn)斗機有可能使起飛重量超過9.7噸。 在YF-16原型機的設(shè)計初期，通用動力公司曾經(jīng)考慮過單垂尾和雙垂尾的兩種型式。風(fēng)洞試驗表明，前機身邊條產(chǎn)生的旋渦通常會改善方向穩(wěn)定性，但是采用雙垂尾時，某種形狀的邊條實際上減少了大迎角狀態(tài)下的穩(wěn)定性。研究認為，雙垂尾型式有可能導(dǎo)致較大的研制風(fēng)險，單垂尾如果設(shè)計有足夠高度，或方向舵面積足夠大，也可以為原型機提供滿意的效果。 在最終確定進氣道位于機身腹部之前，研制組也研究了幾種不同的進氣道構(gòu)型。最初，設(shè)計人員實際上采用了一種下頜式進氣道，但是設(shè)計過程中為了減少重量逐漸地越來越向后推，直到進氣口位于前機輪的前面。試驗發(fā)現(xiàn)，選擇進氣道位于腹部位置，可以在大迎角狀態(tài)下有效地改善氣流進入進氣道時的流動方向。例如，YF-16原型機處于20度迎角時，腹部進氣道的氣流方向比實際迎角低10度，相當(dāng)于兩側(cè)進氣道處于35度迎角的情況。 研制人員曾經(jīng)評估過4種不同的機翼平面，最終選擇了一種較小后掠平直前緣的梯形機翼，其原因是它可以將良好的機動性、高加速性和最大升力結(jié)合到一起。同時，研制隊伍選擇了一種計算機控制的可變彎度機翼，它帶有前緣機動襟翼和后緣襟副翼，可以根據(jù)不同飛行條件實現(xiàn)相應(yīng)的彎度，從而實現(xiàn)最大機翼效率，為原型機提供了良好的機動能力。 意外零飛行 1974年1月20日，對于F-16戰(zhàn)斗機來說是一個十分特殊的日子。這天，試飛員菲爾·奧斯特里奇來到沃思堡機場，準(zhǔn)備駕駛YF-16原型機在進行高速滑行試驗。他將飛機滑行到了評估地點，緊接著開始檢查飛機的駕駛儀和剎車裝置，以便在正式出廠儀式上確保基本性能符合對外宣傳的指標(biāo)。根據(jù)計劃，完成這些預(yù)計任務(wù)后，YF-16原型機將被拆開，由C-5運輸機運送到愛德華空軍基地，在那里重新組裝后，再開始實施飛行試驗計劃。 由于這是第一架采用了固定操縱桿（力敏感側(cè)置駕駛手柄）的飛機，而奧斯特里奇在高速滑行試驗前，一直沒有機會獲得駕駛這種飛機的感覺。在機場跑道上，他駕駛原型機順利完成了65千米/時和148千米/時的高速滑行，很快地驗證了駕駛儀和剎車裝置的操縱靈活。然后，他駕駛飛機滑行回到跑道的起飛線上，等待著剎車器冷卻下來。 當(dāng)跑道上的風(fēng)力下降到一個可以接受的程度時，YF-16原型機準(zhǔn)備進行220千米/時高速滑行試驗，這次滑行試驗的任務(wù)實際上包括起飛、在距離跑道約0.35米左右高度飛行大約300米、然后逐漸減小動力、機輪觸地、剎車直到停止。這是正式首飛前的最后一步，主要是驗證剎車和操縱功能，給試飛員提供一些有關(guān)空中飛行時如何駕駛飛機的感性認識。 隨后出現(xiàn)了一點意料之外的差錯。YF-16原型機開始高速滑行，在大約200千米/小時的滑行速度下機頭略微抬起，這時突然產(chǎn)生了一個劇烈的橫向擺動，水平尾翼不經(jīng)意地擦到跑道上，左側(cè)翼尖和右側(cè)尾部靜壓管也輕微地接觸到跑道上。該機進入了一個側(cè)向的飛行員誘導(dǎo)振蕩，這是一種非常快的振蕩，飛機在14秒內(nèi)可以發(fā)生10圈滾轉(zhuǎn)。 當(dāng)時，由于飛機開始向跑道左側(cè)偏航，正在快速滑出跑道，有可能陷入沙漠中。面對這一突如其來的情況，奧斯特里奇別無選擇，只好急推油門，讓飛機進入起飛狀態(tài)，這樣飛機就很平穩(wěn)地離開跑道，終于擺脫了這可怕的失控狀態(tài)。菲爾保持飛機處于著陸狀態(tài)，然后在空中繞了一圈飛回來，平安地著陸在跑道上。 那天，在場的所有人員都沒有意料到Y(jié)F-16原型機會從跑道上起飛，但是這卻成為了現(xiàn)實。奧斯特里奇明智地選擇了起飛，可以說挽救了整個計劃。因此，負責(zé)市場和公關(guān)的人們將這次“非正式首飛”傳播開來，但他們只是稱其為“零飛行”，而將下一次飛行稱為首飛。 成為獲勝者 地面檢查發(fā)現(xiàn)，這次意外飛行的問題出在飛行控制系統(tǒng)的計算機上。研制人員在編制滾轉(zhuǎn)指令增益程序時實際上增大了一倍，盡管在模擬器上已經(jīng)完成了所有飛行模擬工作，但是滾轉(zhuǎn)指令增益仍然過高。事后，他們在重新檢查模擬器時，仍然沒有看出“零飛行”時所出現(xiàn)的問題。但是在實現(xiàn)正式首飛前，研制人員出于安全起見，安裝了一個人工控制滾轉(zhuǎn)指令增益的裝置。在飛行期間，起飛和著陸指令大約只有實際作用效果的一半。 由于需要更換已經(jīng)損壞的平尾，這樣原計劃的首次飛行時間不得不延期。在正式飛行前，研制人員進行基本系統(tǒng)檢查和空速校準(zhǔn)時，寧愿將飛行包線限制在適當(dāng)?shù)臄?shù)值內(nèi)，而沒有試圖讓YF-16原型機表現(xiàn)出引人注目的飛行性能。于是，在一個多星期后的2月2日，還是由奧斯特里奇駕駛YF-16原型機完成了首次正式飛行，飛機的飛行速度達到645千米/時、飛行高度達到9150米。3月9日，另一名試飛員內(nèi)爾·安德森駕駛2號YF-16原型機升空。 接著，YF-16原型機和YF-17原型機先后開始試飛。美國空軍盡管曾經(jīng)讓盡可能多的飛行員來試飛兩種原型機，以便有助于評估和比較總體性能，但是從未讓二者進行過直接對抗飛行。此外，它們還與美國空軍所有的各型戰(zhàn)斗機進行了空戰(zhàn)模擬對抗，并與美國空軍所獲得的米格-17和米格-21戰(zhàn)斗機進行了空中格斗演練，結(jié)果非常出色。（中國航空網(wǎng)，不代表本媒觀點) 經(jīng)過全面評估。美國空軍認為YF-16原型機具有較低的使用成本、較大的航程和較好瞬時機動能力，最終選定通用動力公司作為ACF計劃的獲勝者，同時簽署了一項研制15架全尺寸飛機的合同，并將其命名為F-16戰(zhàn)斗機。以此為起點，“戰(zhàn)隼”家族演繹了長達40年的傳奇，時至今日仍然持續(xù)不斷地生產(chǎn)。（溫杰） 瞭望智庫是新華社批準(zhǔn)成立的、瞭望周刊社旗下的政策分析和經(jīng)濟趨勢判斷的研究機構(gòu)。請搜索瞭望智庫官方微信公號：瞭望智庫，或（zhczyj）→長摁1秒復(fù)制 |
