亚平宁的小强——意大利G.91系列轻型攻击机小传

万磁王

作者：Ghost  
来自空军之翼

　　  “小强”之谓，笔者最早见之于上世纪九十年代初香港某著名影星主演的一部古装喜剧电影。在影片中，“小强”是日常生活中常见的一种生命力颇为顽强的昆虫的称谓。或许因为“强”字的关系，这个称谓逐渐地在网络世界里成为了中国军迷们对国产强-5型飞机的一种昵称。无独有偶的是，在遥远的亚平宁半岛上，也曾经出现过一种和强-5有着颇多类似之处的飞机，这就是本文的主角——菲亚特G.91系列轻型攻击机。

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背景
　　  1952年2月，北约理事会第九次工作会议在葡萄牙里斯本举行。在会议临近结束时，与会国家通过了一项为欧洲盟国空军部队提供一种轻型攻击战斗机的计划。该计划是基于当时还在进行之中的朝鲜战争的经验提出来的。在五十年代初期，北约欧洲盟国空军装备的主力战斗轰炸机是美制F-84“雷电喷气”。这种飞机起降需要3000米的混凝土跑道，很难部署到靠近前线的地区。虽然F-84有足够的航程，但从朝鲜战场的经验来看，其反应的快捷性仍显得不足，因此装备一种能在前线地区的简易机场起降的轻型对地攻击飞机被认为是很有必要的。
　　 差不多与此同时，美国政府发起了一项旨在充分利用欧洲盟国航空工业设计生产能力的“互助武器发展计划”（MWDP）。该计划的一个主要目的是减少欧洲盟国在军事装备上对美国的依赖，以避免在战时产生不良影响。前述轻型攻击飞机计划主要装备欧洲盟国，因此很自然地被纳入了MWDP的框架之内。
　　  根据里斯本会议的决定，轻型攻击战斗机计划被正式成文，并移交给驻巴黎的北约欧洲盟军最高司令部。1953年12月，北约正式公布了对这种被称为“轻量型打击战斗机”（LWSF）的战术飞机的技术要求。依据从朝鲜战场上获取的经验，以及对现代空地协同作战概念的研究，这种设想中将向北约成员国空军提供的飞机，应是一种低成本的轻型攻击机，具备低空0.9马赫的最大飞行速度，能够在草地、公路、钢板跑道或者未经完全整备的机场正常起降，并能执行对诸如装甲车辆、机场、油库、部队集结地等多种类型地面目标的攻击任务。
　　  北约的具体的技术指标细节还包括：飞机起飞滑跑距离不超过1100米（以飞机爬升至15米高度为标准），作战半径280千米，在目标上空滞留时间可达8至10分钟。有良好的操纵性和较高的滚转速率，在速度M  0.9、海平面高度时滚转速率应达到100度/秒。飞行员、油箱和燃油管路应有装甲防护，能抵御炮弹破片和轻武器的打击。机上固定武器可选用四挺勃朗宁12.  7毫米机枪，或两门“阿登”20毫米机炮，或两门“阿登”30毫米机炮，备弹量分别为300发/挺、200发/门和120发/门。可外挂12枚76毫米火箭弹，或两枚227千克炸弹，或两具火箭发射巢。全机空重2000千克，最大起飞重量不超过4700千克。飞机应装备超高频电台、敌我识别装置和塔康导航系统。此外，还特别要求飞机的维护及相关设备应尽量简单。
　　  从上述技术指标要求可以看出，LWSF项目想要获得的是一种结构简单、成本低廉、对恶劣战场环境有着较强适应能力的轻型战术飞机，因此对航电火控设备及武备都只有最基本的要求。之所以会出现这样一个在设计理念上看上去更接近于同时期苏式战术飞机的项目，一个首要的原因是核武器的威胁。当时北约高层判断在未来的战争中，双方都会动用核武器，而机场这样的大目标必然会首当其冲。在这种情况下，那些复杂精密且对良好的机场保障依赖性大的作战飞机很难生存下来并保持战斗力。相对而言，LWSF项目设想的飞机的实战价值就要大得多。而在另一方面，北约也有意凭借这个项目，遏制一下当时西方在作战飞机设计上已经出现的越来越重、越来越复杂的趋势。
　　  1954年3月18日，北约欧洲盟军最高司令部对外发布《北约基本军事需求第一号》文件，其中就包括了对新型攻击机的具体性能指标要求。北约要求有意竞标的厂商在指标细节发布之日起两个月内提交设计方案，并宣布已在美国主导的“互助武器发展计划”的框架下，拨出一千万美元作为对这个项目的财政支持。
　　  显然，要全部满足上述要求，以当时的技术条件而言并不简单。不过仍有英、法、意三个国家的八家厂商提交了总共十个设计方案。英国提交的是弗兰德“蚊蚋”和霍克“猎人”的轻量改型。法国一口气拿出了六个方案，包括布雷盖公司的布雷盖1001和1100型，达索公司的“神秘”XXVI（后更名为“军旗”VI）和“军旗”IV，东南飞机公司的SE5003“冒险家”，以及西南飞机公司的“三叉戟”。意大利也提交了两个方案，分别是阿尔弗尔“射手座”II和菲亚特G.91。
　　  由匈牙利裔美国航空航天专家西奥多.冯.卡门教授领衔的北约航空研究发展顾问团组成了一个评估委员会，对上述方案进行了逐一审评。这项工作进行了整整一年，直到1955年6月底，委员会才提交了审评报告，认为布雷盖1001型“牛虻”和菲亚特G.91比较符合要求，建议在这两者之间进行对比测试。而当时委员会的态度是更倾向于布雷盖1001。

布雷盖1001“牛虻”三视图

布雷盖1001“牛虻”
　　和G.91相比，“牛虻”在设计上显得更为新颖。该机采用两侧进气布局，机身设计运用了面积律原理，第二架原型机还在主翼前缘根部设置了气动鼓包，进一步优化了设计，同时扩大了机身内部的容积。此外飞机在制造方面还运用了蜂窝夹层结构，减重的同时提升了结构强度。“牛虻”于1957年7月26日首飞，1958年4月25日，该机在1000千米闭合航线的飞行中创造了1046千米/小时的速度世界纪录，同年7月23日，又将该纪录改写为1075千米/小时。总体而言，“牛虻”在技术先进性方面要胜过G.91，发展潜力也更大，但研制进度的落后最终使其败给了G.91，在生产了两架原型机后宣告收场。
　　  由于整个研制项目是置于“互助武器发展计划”的框架下的，因此1955年7月3日，由意大利和美国政府的代表在罗马正式签署生产G.91原型机的合同。与此同时，美国还和英国签署协议，指定英国布里斯托尔公司的“奥菲斯”喷气发动机作为新机的动力。

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竞争
　　  从评估委员会的倾向性可以看出，意大利菲亚特公司在这场竞争中，并没有多少优势。作为二战的战败国，意大利于1948年开始接受美国“马歇尔计划”的经济援助，次年又加入“北大西洋公约组织”。直到50年代初才开始在欧美国家的扶植下重建自己的航空工业。
　　  1952年是意大利航空工业全面复兴的一年。航空制造企业从专利生产起步，从美、英、法等国引进新技术、新工艺，其中包括新型喷气发动机。菲亚特公司航空部也开始按专利生产美国北美飞机公司的F-86K“佩刀”战斗机。而菲亚特对G.91的信心也正来源于此。“佩刀”的设计无疑是非常优秀的，因此菲亚特的首席工程师朱塞佩.加布里埃利从一开始就决定在“佩刀”的基础上展开设计。加布里埃利曾师从于西奥多.冯.卡门，二战中著名的意大利战斗机G..50和G..55就出自他之手。对于G.91，加布里埃利基本照搬了F-86的总体气动布局，使这架飞机看起来就是“佩刀”的缩小版。而信心十足的菲亚特在G.91尚未赢得竞争的情况下就预先自行投入资金，为批量生产做准备，同时还展开了一系列对外的宣传攻势。这与评估委员会的态度形成了鲜明的对照。

菲亚特公司生产的F-86K战斗机

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　　  菲亚特的实际动作也很快，到1955年12月上旬，就“奥菲斯”发动机的安装细节以及购买生产许可证等问题与布里斯托尔公司进行的商谈已全部结束，第一架原型机的生产也在稳步进行。不过问题也是有的。随着各种指定的机载设备的安装，飞机的结构需要进一步加强，这直接导致其起飞重量超过设计指标。到原型机下线时，超重幅度已达20%左右，而且此时飞机尚未安装固定武器，相应的位置上只安装了测试记录设备。

G.91原型机

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　　  1956年8月9日，G.91第一架原型机在意大利都灵-卡塞勒机场成功首飞，这比它的竞争对手早了近一年。飞机装备了推力1837千克的“奥菲斯”BOr.01发动机和马丁.贝克MK.4弹射座椅，试飞员是曾在美国获得麦肯纳飞行奖杯的里卡多.比格纳米尼上尉。试飞情况表明，尽管存在超重的问题，但飞机的表现仍能满足技术指标的要求。在1957年2月20日进行的第24次试飞中，比格纳米尼驾机在9000米的高度上接连四次突破了音速。不过仅过了7天，上尉在都灵附近的加富尔上空进行低空高速飞行时意外进入了剧烈的尾旋，不得不弃机跳伞。NC.1号原型机彻底损坏，不过万幸的是机上安装的多种测试记录设备被从残骸中抢救了出来。
　　  这次事故导致试飞工作被迫暂停。菲亚特的工程技术人员立刻在法国同行的协助下，展开了紧张的调查和研究，美国国家航空咨询委员会（NACA）还提供了兰利的风洞设施供他们使用。根据研究和吹风试验的结果，菲亚特对G.91的设计做了多处修改，包括重新设计水平尾翼，增大其面积，增设腹鳍，将座舱盖加高6厘米。这些改进措施全部被用于第二架原型机NC.1bis（序列号MM565）。此外，在这架原型机上，固定武器全部安装到位，发动机也更换为“奥菲斯”BOr.03，推力增至2200千克。1957年7月26日，NC.1bis成功首飞。在它之后的第三架原型机（MM566）也全部按照前者的标准来制造。

MM565号原型机

　　 1957年9月，北约对LWSF的对比测试在法国巴黎附近的布雷蒂尼飞行试验中心展开。测试评估团队由来自四个北约国家的六名试飞员和六名工程师组成。六名试飞员分别是英国皇家海军的哈特少校，法国的比甘德上尉，意大利的克拉乔凡尼上尉，美国空军的希佩特少校和提图斯上尉，以及美国海军的拉塞特上尉。整个测试评估工作由法国空军的布洛霍恩准将负责监督。
　　  菲亚特将两架G.91送到法国参加测试，分别是序列号MM567的原型机和第一架预生产型MM6238。法国实际参试的除了布雷盖“牛虻”-01外，还有达索“军旗”VI-01。这两种飞机也都装备“奥菲斯”发动机。除了上述三个型号，在法国方面的强烈要求下，装备法国产斯奈克玛“阿塔”涡喷发动机的“军旗”IV和东南飞机公司的“冒险家”也参加了测试。
　　  测试期间，每架参试飞机每天飞行三个架次，六名试飞员轮流驾驶所有五型飞机。紧张的测试持续了三个星期，飞机的各项性能都进行了测试和评估，重点在于飞机完成预定作战任务的能力。全部测试工作到1957年10月4日宣告完成。官方原计划在11月12日公布测试结果，但后来一直拖到翌年1月才公布。菲亚特G.91在竞争中脱颖而出，成为了最后的胜利者，这在很大程度上应归功于飞机优秀的场地适应能力。测试中G.91可以完全不依赖于永久性的地面设施，从草地机场或未经完全整备的机场起飞，这给参加评估的各国试飞员和技术人员留下了深刻的印象（此外该机在研制和生产进度上也占有优势）。G.91的胜利对法国人来说无疑是一个重大打击，而另一个胜利者则是英国人——他们的“奥菲斯”发动机和马丁.贝克弹射座椅的订单这下也有了保障。

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详解
基本型G.91/G.91R
　　  竞争成功的背后，显示出菲亚特选择“佩刀”作为新机研制基础的高明之处。F-86本身是一个得到实战证明的成功型号，而菲亚特又按照许可证组织生产过231架该型飞机，对其有着较为深刻的认识。以“佩刀”为基础展开新机研制，在技术、时间和资源等方面对菲亚特而言都是最为有利的。不过，尽管和“佩刀”有着很深的渊源，但G.91并不是一个简单的缩小版“佩刀”。
　　  G.91的机身为常规的全金属半硬壳结构，由三个分段构成。前段机身包含有进气口和鼻锥。从最后一架预生产型飞机MM.6265开始，菲亚特修改了鼻锥的外形，并在其内安装了三台云顿70毫米光学侦察相机，此外飞机上还加装了偏航阻尼器。这种具备战术侦察能力的飞机就是G.91R，也是装备作战部队数量最多的基本型号。鼻锥内的三台相机一台朝着前下方，与机身纵轴线的夹角为15度，另两台分别朝向左侧和右侧，可在一次侦察飞行中获取地面较大区域的图像。鼻锥和进气口之后是固定武器舱和前起落架舱。超高频无线电台、无线电罗盘、敌我识别器等航空电子设备也都安装在前段机身内。

已修改了鼻锥的G.91预生产型

G.91R/1三视线图

G.91结构剖视

技术人员正在对G.91R鼻锥内的侦察相机进行检修

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　　  飞机的座舱为增压式，带有空调设备。空调可自动工作，也可由人工操作。座舱周围三面安装有防护装甲板，前风挡也具备防弹功能。座舱盖为铰接式，向后翻转打开。舱盖可由飞行员手动操作抛弃，在启动弹射程序时则会自动抛弃。G.91的座舱相对于机身尺寸来说是比较宽敞的，有足够的空间供飞行员头部活动。座舱的位置也很合理，能为飞行员提供较为良好的视野。

G.91装备的马丁.贝克MK W4弹射座椅

G.91R座舱

　　  机身的中段通过铆接与前段相连。中段内部的大部分空间都被七个燃料箱占据了，燃油的总装载量为1600升。所有的油箱都有装甲板防护。由于油箱都集中在机身中部，因此燃料的消耗对飞机重心位置的影响就很小，这对飞机的操纵和飞行安全都是非常有利的。
　　  除了油箱外，中段机身内还布置有主起落架舱。G.91的起落架采用了法国默西埃公司生产的低压宽断面轮胎，主起落架和前起落架的轮胎压力分别为3.5千克/平方厘米和3千克/平方厘米。主起落架舱前方的机身上安装有两块减速板，减速板表面也覆盖有防护装甲板。
　　  机身的后段通过四个螺栓与中段相连接。拆卸掉螺栓就能将后段与中段分离，这样对发动机的维护就比较便利。飞机的垂直尾翼和水平尾翼都安装在后段机身上。垂尾后端根部还设置有减速伞舱。

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　　  G.91的主翼采用层流翼型，双梁箱式结构，沿翼展方向设置有加强筋，四分之一弦长处机翼相对厚度为9%，后掠角37度。G.91在主翼的设计上是比较中庸的，不过这样带来的好处是可以将机翼制造得更为坚固。主翼后缘内侧安装有单缝襟翼，外侧则是由液压伺服机构驱动的副翼。副翼具有较高的气动效率，能使飞机在巡航速度下的滚转速率达到250度/秒。飞机的垂直尾翼后掠角同样为37度，水平尾翼采用可变安装角设计，角度的调整通过电力驱动来实现。升降舵则由液压驱动，带有模拟反馈。
　　  机身前段两侧各有一个固定武器舱，每个舱内可安装两挺勃朗宁M3型12.7毫米机枪，每挺机枪备弹300发。也可安装一门20毫米（备弹200发）或30毫米（备弹120发）机炮。机枪或机炮连同弹药箱和其他附属设备全部都安装在武器舱舱门上，可以作为一个整体来拆装，勤务性比较好。进行拆装时，仅需两名地勤人员，拉下拉杆，松开多个固定销，就可以将舱门翻转打开，把武器吊装出武器舱。每个武器舱门在安装两挺12.7毫米机枪和600发机枪弹时，总重量约181千克。武器舱在不安装航空枪炮时，也可以安装火箭发射器，每个舱内可容纳25枚51毫米或15枚70毫米火箭弹。
　　  机翼下共有两个外挂点，可挂载两枚227千克航空炸弹，或两个火箭发射巢（可选用31联装50毫米火箭，或12联装76毫米火箭，或6联装127毫米火箭），或两枚AS20空地导弹，也可挂载两个517升副油箱。
　　  能适应野战环境下相对简陋的起降设施是G.91设计的一个重点。为了进一步缩短飞机的起飞滑跑距离，菲亚特在G.91的机身腹部设置了起飞助推火箭挂点，每枚火箭可以提供450千克的额外推力。试验表明，加装两枚助推火箭，起飞重量约5吨时，飞机的起飞滑跑距离可以缩短30%。加装四枚火箭则可使滑跑距离进一步下降到原来的55%。而除了在飞机本身上下功夫外，菲亚特还特意设计开发了一系列易于运输的地面保障设备，覆盖了飞机后勤保障的各个方面，以确保飞机在简易机场能有效运作。

机腹挂载四枚起飞助推火箭的G.91

　　 对许多飞行员来说，驾驶G.91R是一种愉快的经历。因为型号名称中字母G和数字9的发音的关系，这种飞机在军中获得了一个挺可爱的昵称：吉娜（Gina）。飞机的操纵性很出色，起飞时发动机用全推力，滑跑速度达到166~175千米/小时时就可以抬起前起落架，有外挂时速度超过231千米/小时飞机就离地了，而无外挂时离地速度减至222千米/小时。飞机的初始爬升率可达1830米/分，爬升至8000米的高度需耗时6分40秒。飞机海平面最大平飞速度为M0.88，在1520米和6100米的高度上则可分别达到M0.9和M0.91。在10700米高度上的巡航速度为405千米/小时。以220千米/小时的速度在硬质路面跑道上降落时，借助刹车能将滑跑距离控制在600米左右。转场航程1840千米，实用升限13100米，作战半径320千米（在目标上空滞留时间为10分钟）。在典型的任务模式中（目标距机场270千米），G.91在起飞后将爬升至1000米的高度。在飞往目标途中，前85%的航程以巡航速度飞行，最后15%以最大速度飞行。在目标上空滞留时间为10分钟，之后在500米的高度上返航。归途的前15%航程以最大速度飞行，其余航程采用巡航速度。

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“奥菲斯”发动机
　　 在北约提出LWSF研制计划时，能和这种轻型战术飞机体量相匹配并满足其性能需求的发动机，基本上就只有英国布里斯托尔公司的“奥菲斯”了。布里斯托尔在二战期间曾开发出了“水星”、“大力神”和“半人马座”等多个系列性能优异的活塞发动机。1955年该公司成立了一家专门研制航空动力的子公司——布里斯托尔航空发动机公司，并很快展开了喷气发动机的研制工作。
　　  事实上，早在1953年，布里斯托尔就自行投资，开始了轻量型中等推力的军用喷气发动机的研制。当时根据朝鲜战争的经验，这类发动机的翻修寿命能达到50小时就可以为军方所接受。但布里斯托尔决定将新发动机的翻修寿命提高到150小时左右，这就是日后的“奥菲斯”发动机。1954年12月17日，“奥菲斯”发动机进行首次台架试验，翌年夏季又成功完成了150小时循环测试。“奥菲斯”为单转子轴流式涡轮喷气发动机，初期型号BOr.1的推力为1490千克，推重比4.1。1955年7月18日，BOr.1安装在英国弗兰德“蚊蚋”轻型战斗机上进行了测试飞行。1956年11月，“奥菲斯”BOr.2也通过了测试，其推力增至2050千克。该型号以“奥菲斯”701的正式代号成为了“蚊蚋”F.MK.1型动力装置。
　　 此后不久，布里斯托尔又推出了“奥菲斯”801（即BOr.3型）。正式参加北约LWSF项目测评的三个型号飞机都装备了该型发动机。而菲亚特按许可证生产的型号则被称为菲亚特4023。“奥菲斯”801的涡轮进口温度达到640℃，推力进一步提高到2268千克，而发动机重量仅为379千克，推重比上升到了6，整体性能处于当时的世界先进水平，是成就G.91良好性能的最根本的保障。

“奥菲斯”BOr.3型涡轮喷气发动机

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改进改型
双座教练型G.91T
　　还在G.91第一架原型机首飞前，菲亚特就开始考虑研制同型双座高级教练机。意大利空军和新成立不久的西德空军都对这种飞机表示出了浓厚的兴趣。菲亚特遂利用两架生产序列号分别为MM.6288和MM.6289的单座型G.91R飞机展开了研制工作。1960年5月31日，第一架G.91T教练机在西蒙尼.马尔桑少校的驾驶下成功进行了41分钟的首飞。G.91T装备的布里斯托尔-西德利“奥菲斯”BOr.801-02型发动机的推力略有下降，但提高了翻修寿命，燃油经济性也有所改善，更适合于教练飞行。而飞机的飞行性能较之G.91R并没有太大的变化，同样能够从草地机场起飞，并保留了全部作战能力。

G.91T原型机