飞行员报告：试飞“超级虫”

万磁王

原著 Dr.Carlo Kopp

历史和分析

　　F/A-18E/F“超级大黄蜂”是现在美国海军舰载战机联队的中流砥柱。在当年澳大利亚皇家空军为F/A-18A/B“大黄蜂”机队寻找后继机时，澳大利亚人对“超级大黄蜂”进行仔细审查后选择了该机。本文作者是澳大利亚人，在2001年阿瓦隆航展期间对F/A-18F进行了试飞，本文将描述这次试飞并探讨一下关于F/A-18E/F的一些细节。

本文作者卡罗尔·柯普博士

　　那么就先从F/A-18E/F的历史说起吧。

万磁王

“大黄蜂”的进化

　　F/A-18战斗机家族起源于20世纪70年代初，当时美国海军舰载机联队正混合装备了麦道F-4“鬼怪”、格鲁曼A-6E“入侵者”、LTV A-7B/E“海盗”等老旧机型，而全新的F-14A刚刚开始服役。F-14A诞生于60年代后期的VFX/VFAX项目，最初被用于取代F-4“鬼怪”系列战斗机，填补F-111B/“不死鸟”项目夭折后舰队在防空能力上面的缺口。
　　美国海军计划以F-14家族作为未来舰载机联队的核心，安装TF30发动机的F-14A只是过渡，很快就会被更敏捷的F-14B取代，后者将安装派生自F100-PW-100的F401发动机。在F-14B基础上还会研制F-14C多用途改型，将完全取代A-6E和F-4。这种兵力结构能向航母编队600海里（1100公里）处且具有严密防空火力的目标投射武器。

安装F401发动机的F-14B原型机

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　　但越战后美军军费被严重削减，F-14B/C无疾而终。而且F-14A成本也大幅增加，几乎令格鲁曼公司破产。最后只有F-14A幸存了下来，在“雄猫”停产前的最后岁月里，才终于迎来安装F110发动机的F-14B/D。
　　A-6E老兵不死，计划在90年代初被升级到A-6G构型，最终由A-12A“复仇者II”隐身攻击机接替。但随着冷战的结束，A-6G和A-12A也都死于预算削减，A-6E最后在90年代退役，导致美国海军舰队的远程打击能力显著下降。
　　而且在舰队防空任务方面，作为F-4超级后继机的F-14由于成本高昂无法一比一替换F-4多用途战斗轰炸机，因此美国海军考虑采购一种比F-14便宜的舰载战斗轰炸机来替换剩余F-4以及少量A-4“天鹰”和A-7“海盗”攻击机。
　　海军启动了第二代VFAX项目，进行一系列研究来定义这种战斗机，其中甚至包括F-15舰载型，但因F-15的基本设计是为空军优化的，机翼设计不适合着舰而被否决。研究表明，根据布雷盖公式：战斗机的有效载荷和作战半径决定机身尺寸，这种战斗机最终会不可避免的达到F-4或F-15的尺寸/重量级别，也就是说不会便宜。

F-15舰载型方案

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　　此时美国空军正在验证用轻型战斗机补充昂贵的F-15A空中优势战斗机和非常昂贵的F-111D/F战斗轰炸机的想法。轻型战斗机（LWF）项目选中诺斯罗普YF-17A和通用动力YF-16A进入竞争试飞，最终后者成为著名的F-16A“战隼”多用途战斗机。
　　国防部长办公室（OSD）要求美国海军也展开类似的项目，用类似F-16的轻型战斗机替换F-4、A-4和A-7。但海军的长期目标仍是建立600海里武力投射半径的兵力结构，所以很不欢迎这个命令。但强权即公理，美国海军最终还是选了基于YF-17验证机的F/A-18轻型舰载战斗机。F/A-18A继承了YF-17的气动设计，但按照国防部官僚允许的上限进行了放大，9500千克的空重已经相当于F-15A的2/3。

“大黄蜂”原型机的上舰测试

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　　F/A-18从一开始就被设计为双重任务战斗机，高机动性、能发射超视距空空导弹、具有完全数字化的武器系统和玻璃座舱，飞行员只需按下一个按钮就能切换航电的空空和空地模式。该机在设计中把可靠性和低保障成本列入高优先级事项，与现有飞机相比，F/A-18的发动机和航电平均故障间隔时间有了显著提高，而且还牺牲了一些高端性能来优化成本和可靠性。
　　F/A-18A/B生产型顺利进入美国海军和海军陆战队舰载战斗攻击机中队服役，用一种机型就逐步取代了A-4，A-7和F-4。“大黄蜂”一经服役就表现出了超过大多数同时代竞争对手的作战能力，边条翼设计和数字化电传飞控使该机具有卓越的大迎角和低速转弯性能。该机的主要不足是作战半径了，综合5吨内油、外挂阻力和发动机耗油率的数据，依据载荷、任务剖面、作战燃油储备和外部副油箱配置，其无空中加油作战半径在250-400海里（460-740公里）间。
　　F/A-18A/B出口到了澳大利亚，加拿大和西班牙，其后继型号F/A-18C/D的发动机推力稍微增加以抵消重量的增长，并在航电和细节方面进行了一系列改进，出口到了瑞士、科威特、马来西亚和芬兰。F/A-18在出口市场上面临来自本国对手的竞争，在轻型战斗机市场遇到了更便宜的F-16A，而重型战斗机市场也因F-15的火爆销售而饱和（以色列、沙特阿拉伯和日本），结果“大黄蜂”从未达到麦道预计的出口销量。
　　F/A-18A-D系列战斗机在服役中已被证明是一种受欢迎的飞机，具有优秀的可靠性、操控性和灵活的武器挂载能力，但该机的主要问题——作战半径不足随着KA-6D舰载加油机的逐步退役变得更加突出。
　　90年代美国海军遭遇持续预算和兵力结构削减，冷战后军队缩编仍在继续。如前文所提，A-12A和A-6升级项目都被砍，F-14D的生产也遭终止，美国海军的任务也从冷战时期遏制苏联成群结队核潜艇和“逆火”轰炸机的蓝水制海，变成快速反应沿海作战的现代炮舰外交。美国海军的航母战斗群在1991年的“沙漠风暴”行动、90年代的巴尔干冲突、以及之后的伊拉克战争中发挥了重要作用。
　　在这种作战环境中，具有高端空中优势和深度穿透打击能力的战斗机可以灵活打击防守严密的沿海目标，压制敌人综合防空系统，并向两栖登陆部队提供空中支援和掩护。事实上，随着A-6E的退役，经过升级的F-14已经能够投掷制导和非制导炸弹，并赢得了“炸弹猫”的非正式绰号。
　　但F-14机队在90年代初就显老态，需要在未来十年左右开始退役，A-6E退役留下的远程打击兵力空缺需要由另一种新型战斗机而不是F-14来填补。对于新战斗机的核心要求是600海里级作战半径，而且在舰队防空任务中其战斗空中巡逻续航力要堪比F-14。
　　美国海军对F-22A的舰载改型F-22N进行了大量研究，但很快就发现F-22并不适合上舰，最大问题还是机翼。把F-22的着舰速度降低到合理范围就只能改装可变后掠翼，这需要把整架飞机几乎重新设计一遍，不仅需要重新设计结构和航电，还需要重新鉴定整机的隐身特性，这都是相当大的成本。最后F-22N和F-22A的通用度已经降低到不可接受的地步，鉴于采购数量，美国海军肯定无法负担高昂的F-22N采购单价。

F-22N想象图

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　　美国海军面临着巨大压力，他们需要一种能取代老化的F-14和F/A-18A-D、并填补A-6E和KA-6D空缺的全能战斗机，同时还受到了研制预算和时间的严格限制。最后美国海军终于找到了答案——F/A-18E/F“超级大黄蜂”。

两代“大黄蜂”的外形对比

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F/A-18E/F“超级大黄蜂”
　　“超级大黄蜂”是在“大黄蜂”基础上研制的战斗机，两者仅在航电上保持一定的共通性。F/A-18E/F的前机身结构衍生自“大黄蜂”，机翼、中后机身、尾翼和发动机都是全新的。航电系统沿用了F/A-18C的基本架构，通过对雷达、电子战系统和核心航电的进一步发展来实现性能的增长。
　　尽管有如此之大的改动，但“超级大黄蜂”仍沿用F/A-18的编号，这是因为“超级大黄蜂”项目是作为“大黄蜂”的工程变更提案（ECP）实施的，从而避免了一般战斗机研制项目花费高昂的验证机和竞争试飞阶段，如美国空军YF-22/YF-23和X-35/X-32竞争。
　　“超级大黄蜂”最显着的变化就是尺寸，内油（JP5）容量增加到6.6吨，比“大黄蜂”增加了36%以上，要知道F-15C的内油还比“超级大黄蜂”少了约10%。
　　为了保持与“大黄蜂”相同的敏捷性，“超级大黄蜂”采用了46.45平方米的大机翼，翼面积比“大黄蜂”的37.16平方米增加了20%。尺寸的放大导致F/A-18E/F的空重增加到14吨，比“大黄蜂”增加了30%。加上舰载机要强化结构、安装尾钩和弹射挂钩，所以“超级大黄蜂”的空重比F-15C大的8%也就不稀奇了。

两代“大黄蜂”的尺寸重量数据对比

两代“大黄蜂”的外挂武器对比

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　　“超级大黄蜂”的F414发动机也派生自“大黄蜂”的F404，加力推力9390千克，比F-15C的F100-PW-220少了约8%。
　　简单地说，F/A-18E/F就是F-15大小的F/A-18C派生型，与F-15同级并不是巧合，早在60-70年代的VFAX研究就表明这是能满足海军作战半径要求的最佳战斗机尺寸。实际上，如果“大黄蜂”在研制时没有受到官僚机构的预算限制，也会是长到“超级大黄蜂”这样的尺寸。
　　除了尺寸外，“超级大黄蜂”和“老鹰”之间再无相似性，因为前者的气动布局是对“大黄蜂”的进一步优化，重点在于跨音速机动、载荷性能以及着舰特性。“超级大黄蜂”的机动性能与F/A-18C非常相似，凭借较大的机翼和内油，显著增加了战斗空中巡逻续航力和作战半径。
　　“超级大黄蜂”在满内油、挂3个1800升副油箱、8枚AIM-120 AMRAAM和2枚AIM-9“响尾蛇”空空导弹，并留足作战和备用燃油储备的情况下，点目标截击半径超过650海里（1200公里），这个作战半径性能已经相当于F-15C。
　　与F/A-18A-D一样，F/A-18E/F在一开始就被设计为双重任务战斗轰炸机，加大的机翼下方有三个挂架，内侧的一般用于挂载1800升副油箱，外侧两个都可挂载908千克级别的武器，并保留有翼尖“响尾蛇”滑轨。
　　“超级大黄蜂”的一个显着启动特征就是边条明显放大，这能改善大迎角机动时的涡升力特性，并降低静稳定裕度，提高俯仰机动的速度，波音说该机的仰速速率超过每秒40度。
　　“超级大黄蜂”的大部分结构使用铝合金制造，翼面为碳纤维复合材料蒙皮，几个关键部位采用钛合金。过载限制和F/A-18A-D一样都是7.5G。
　　“超级大黄蜂”在外观上与“大黄蜂”最明显的区别就是进气口，固定几何形状进气口更类似于F-22的加莱特进气口设计而不是之前的D形进气口。

“超级大黄蜂”的进气口

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　　这种进气口是降低飞机前扇区雷达截面积的一个关键设计，进气口两两对齐的唇口可以把雷达辐射反射向特定方向，进气道内的风扇状固定雷达屏障起到和F-117A进气口屏蔽网相同的作用，避免微波直接照射旋转的风扇叶片。

雷达屏障

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　　F/A-18E/F大量使用机翼边缘对齐和蒙皮接缝锯齿技术，机身表面非常注重取消不必要的接缝和空腔，F/A-18A-D上的各种进/排气口上的栅格也被对厘米波不透明的穿孔板取代。
　　F/A-18E/F是除隐身战斗机外采用最多降低雷达截面积措施的现代战斗机，尽管还不是真正的隐身战斗机，但其前扇区雷达截面积比竞争对手小许多。雷达截面积降低的每一分贝都能缩短被敌机雷达发现的距离，F/A-18E/F是非隐身战斗机合理使用隐身技术的典范。
　　“超级大黄蜂”的航电衍生自F/A-18C，仍沿用了AN/APG-73雷达，不过后期批次升级成AN/APG-79有源电子扫描阵列雷达。该机还能挂载新的ATFLIR瞄准吊舱，使用了新的中波4-5微米波段焦平面阵列高分辨率成像器。

ATFLIR瞄准吊舱的红外成像