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史上最成功的战斗机“波音”通往F-16“战隼”之路(4)

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F-16XL



希莱克(Hillaker)在一次采访中提到,他设计多用途战斗机的思路会与轻型战斗机完全不同。他确实设计了这样一架飞机——它就是 F-16XL

希莱克最初设计的是轻型战斗机(LWF),但 LWF 演变成了 ACF(空战战斗机),甚至不再是单纯的战斗轰炸机,而成了“轰炸战斗机”。通用动力公司的管理层敏锐地察觉到了 LWF 与 ASF(空中优势战斗机)之间的区别。就在 YF-16 赢得 ACF 竞标的庆祝晚宴后,董事会主席大卫·刘易斯(David Lewis)便指示总设计师考虑如何改进 YF-16 以执行打击任务。虽然空战任务并未被取消,但其优先级已经降低。

研发这一全新版本 YF-16 的计划被命名为 SCAMP(超音速巡航与机动原型机)。这个名称反映了该机的双重性格:超音速巡航是打击机的理想特性,而机动性则是战斗机的必备素质。至于这架未来的飞机,很快就获得了一个非正式代号:F-16XL。之所以说它非正式,是因为“XL”并没有官方缩写含义。希莱克除了航空之外,第二大爱好是高尔夫球。大约在1974年,美国市场推出了一种新型高尔夫球,其设计者试图融入最新的空气动力学成果(显然离不开 NASA 的支持),使球飞得更快、更远。这种球名为 “Top Flite XL”。希莱克希望新的 F-16 能比 YF-16 飞得更快、更远,因此在谈话中称其为“XL”。这个名字最终流传开来,成为了半正式的代号。

1976年,在 SCAMP 计划框架下,设计团队对美国空军现役的所有战斗轰炸机进行了对比分析,找出了它们在未来武装冲突中的优缺点。结果总结出了未来飞机的理想特性:既能执行对地打击,又能进行空战。为了将 F-16 转变为这样的机器,需要增加航程、载弹量,缩短起降距离,提高战斗生存率并改善机动性。

通用动力并不打算从零开始设计,尽管从技术角度来看那样做更合理。最终采取了折中方案:保留 F-16 的机身并略微加长,同时研发全新的机翼。因此,研发重心完全放在了机翼上。希莱克的团队筛选了数十种方案,其中四种最具前景:

  • EWC(等重复合材料)机翼: 全复合材料结构。
  • FSW(前掠翼): 采用前掠布局。
  • 双三角翼: 前缘带折线的箭头翼,主要由复合材料制成,采用无尾布局(取消平尾)。
  • 带前置鸭翼的三角形机翼: 前缘后掠角为 60 度。

EWC 机翼在平面形状上重复了 F-16 的设计,但在质量相同的情况下面积更大,复合材料使结构更轻,内部容积增加了约 7%,可装载更多燃料。

前掠翼(FSW) 同样拥有较大的面积,但计算显示其内部容积并不比 F-16 大,甚至可能更小。70 年代末的航空杂志大量刊登了前掠翼版 F-16 的图片。这种热度与美国国防部高级研究计划局(DARPA)密切相关,该机构于 1977 年启动了前掠翼实验机招标。通用动力提交了前掠翼版 F-16 方案,但 1981 年竞标结果公布,格鲁曼公司的 X-29A 方案胜出。如果没有 NASA 的支持,前掠翼版 F-16 项目很可能早就夭折了。归根结底,前掠翼 F-16 是一个纯粹的科学实验项目,尽管它脱胎于 SCAMP 计划。



F-16 с КОС, NASA, 1978 г.

基于 F-16 前掠翼(КОС) 方案的探索(NASA,1978年),设计团队很快便否定了带有前置鸭翼的三角形机翼方案,其放弃速度甚至比前掠翼方案还要快。

经过对比,最具潜力的方案被确定为:采用复合材料(КМ)、前缘带折线的箭头翼(双三角翼)无尾布局。这种机翼的重量比 YF-16 的机翼轻 15%,而内部容积却是后者的 2.15 倍

有趣的是,正是瑞典的 萨博 J-35“龙”(Saab J-35 Draken) 战斗机为设计师们提供了这一方案的灵感。当时,位于莫哈韦机场(Mojave)的民间机构——国家试飞员学校(National Test Pilot School)拥有几架该型飞机。通用动力公司的设计师们在 F-16XL 项目的早期阶段,专门调研并借鉴了该学校使用 J-35 的相关经验。



采用双三角翼设计的 F-16(F-16XL 方案),美国国家航空航天局(NASA),1978 年。



三架隶属于国家试飞员学校(NTPS)的 J-35“龙”式战斗机,目前停放在莫哈韦航空航天港的“飞机坟场”,摄于 2023 年。

在为 F-16XL 选择机翼方案时,面积、内部容积以及超音速状态下的低阻力成为了核心决定因素。相比之下,以往极为看重的机动性能在此时已不再占据首要地位。这种前缘带有折线的超大面积机翼(双三角翼)虽然优势明显,但也会显著恶化机动特性:当飞机进行剧烈的机动动作时,会迅速损失飞行速度和能量。

1. 超音速巡航:对标苏联防空网

对“超音速巡航”能力的需求,源于 20 世纪 70 年代中期美国对苏联防空系统发展前景的分析。研究认为,在不远的将来,只有能够长时间(数十分钟)保持超音速飞行状态的战机,才有更大的机会突破苏联密集的防空网。

2. NASA 的技术积累与 SCIF 项目

独立于通用动力公司(General Dynamics)之外,美国空军飞行动力实验室(位于赖特-帕特森空军基地)和 NASA 兰利研究中心也于 1974 年展开了超音速巡航作战飞机的概念研究。

  • SST 遗产:NASA 在此前研发美国版“协和号”——SST(超音速运输机)的过程中积累了深厚的技术底蕴。尽管 SST 项目在 1971 年下马,但其技术在 1976 年启动的 SCIF(超音速巡航集成战斗机) 项目中得到了传承。
  • 设计权衡:NASA 在 SCIF 项目中并未直接设计具体的飞机型号,而是着重于验证气动和结构方案。当时专家们对巡航速度的取值争论不休:一方认为 $M=1.4$ 适用于机动性受限的飞机,另一方则主张为“直线飞行”平台设定 $M=2.6$ 的高标。
  • 风洞模型:基于研究,NASA 建造了两款风洞模型(SCIF-4 和 SCIF-5),分别针对 $M=1.8$ 和 $M=2.6$ 的飞行速度进行了优化。这两款模型均采用了带有前缘折线的无尾布局,但后掠角各异。

3. 从模型走向实机

1976 年,SCIF 模型的风洞吹风实验及数据分析宣告完成。超音速巡航研究的下一个阶段理应是飞行实验。按照传统,NASA 的飞行实验室通常由美国各大航空制造企业提供。于是,NASA 开始寻找一家能够将空气动力学家的构想转化为现实的企业——而这个目标,很快就出现了。

就在 1976 年,在戈登·吉布森(Gordon F. Gibson)的领导下,通用动力公司(General Dynamics)完成了一项具有超音速飞行能力的先进战斗机预研方案。随后,公司管理层决定研发并建造一架验证机用于飞行测试。经过多次迭代,这一预研方案最终演变成了 F-16XL。在团队分工上,吉布森负责气动设计,克拉伦斯·哈特(Clarence E. Hart)出任总设计师,而整个项目的总负责人则是希莱克(Hillaker)。

通用动力原本指望通过这架验证机引起空军的注意,但 NASA 却率先表现出极大的热情。1977 年,通用动力与 NASA 签署了合作协议,共同开发一种专为长时间超音速飞行优化并集成到 F-16 结构中的新型机翼。通用动力的目标是借助 NASA 的科研力量,为“应用型”战机 F-16XL 研制机翼,并更深入地研究弹药的**保形挂载(Conformal carriage)**问题;而 NASA 则获得了一个纯科研性质的飞行实验室。按照最初计划,F-16XL 原型机在完成空军要求的飞行测试后,所有权将移交给 NASA。

F-16XL 的研发工作由通用动力与 NASA 共同开展。仅机翼形状的打磨就耗时近三年,期间在风洞中测试了数十种机翼方案(包括带有鸭翼的方案)。最终,设计师选定了一种前缘和后缘均有折线的机翼:前缘后掠角分别为 70° 和 50°,且根部呈“钝化”处理。1980 年 12 月 1 日,在气动方案定型后,公司决定启动全面设计并建造两架原型机:单座型的 F-16XL-1 和双座型的 F-16XL-2

在整个 1980 年间,通用动力的管理层费尽周折试图从空军争取 F-16XL 项目的资金。尽管空军对该机整体上很感兴趣,但军方在拨款方面表现得极其吝啬。直到 1982 财年,相关拨款才被列入空军预算,预算中将其称为 “SCAMP”,不过“F-16XL”这个非正式代号也深受军方喜爱,后来在文件中甚至出现了具有军事编号性质的 “F-16E”

F-16XL 的首飞定于 1982 年 7 月。与空军合作的试飞计划预计进行 240 架次,并计划于 1983 年 5 月中旬完成。空军最终承担了两架原型机的试飞费用。虽然首飞如期进行,但后续事件的发展却超出了最初试飞计划制定者的预料。

F-16XL 的机翼面积比 F-16A 增加了 115%,超过了原型的两倍。在机翼的结构框架中,虽然使用了铝和钢等传统航空材料,但大部分蒙皮采用了基于石墨和碳纤维的复合材料(KM)。

对 F-16 机身结构所做的修改主要包括通过两处嵌入式插件将机身延长了 56 英寸(1.42 米)。此外,为了适应特定的气动需求,机身尾部向上倾斜了 4.5 度。

燃油装载能力得到了显著提升:F-16XL 的机翼油箱容量达到 5000 磅(2270 公斤),而 F-16A 仅为 1150 磅(520 公斤)。得益于两处机身插件,机身油箱的容量也从 F-16A 的 2650 公斤增加到了 F-16XL 的 3500 公斤。

机身的延长和无尾布局的应用意味着必须对 F-16 的垂尾进行修改。虽然较长机身带来的航向稳定性下降可以通过调整电传操纵系统的控制律来补偿,但无尾布局导致起降时迎角较大,可能会使腹鳍擦地。然而,简单地拆除腹鳍会进一步恶化航向稳定性。长期以来,F-16XL 曾计划安装一个全新的、面积巨大的全动垂尾,但最终出于经济因素(项目预算主要由公司自筹,NASA 仅提供少量资金)而选择了折中方案:拆除腹鳍,保留 F-16 的原装垂尾,但通过增大方向舵面积来补偿稳定性的损失并改善大迎角下的操控性。此外,垂尾根部加装了减速伞舱,布局类似于挪威空军的 F-16A/B。

为了简化结构,YF-16 安装了仅在较窄速度范围内表现最佳的固定式进气道。对于超音速巡航任务,调节式进气道本是更佳选择。设计团队曾为 F-16XL 专门设计了一种带有活动水平楔块的二维进气道,但出于财务压力以及调节机构重量过大的考虑,该方案最终也被放弃。

出于节省成本的考虑,设计人员被迫保持起落架设计不变,尽管从理性的工程角度来看,起落架本应加强并加长。F-16XL 的设计最大起飞重量达到了 48,000 磅(21,800 公斤),但由于起落架强度不足,其实际最大起飞重量被限制在 37,500 磅(17,000 公斤)。

F-16XL 计划兼具科学研究与军事应用的双重性质,这体现在其针对各种武器挂载进行了大量的模型风洞吹风测试,包括常见的“响尾蛇”空对空导弹、“小牛”空对地导弹以及各种自由落体炸弹。此外,研究人员还专门针对在超音速状态下武器如何从挂架安全分离的问题进行了深入探讨。

在航电系统方面,两架 XL 原型机均与量产型 F-16A 第 10 批次(Block 10)标准一致,并保留了机载航炮。其武器兼容性也与 Block 10 基本相同,但由于 F-16XL 在一定程度上被视为实验机,因此除了翼尖挂架上的两枚“响尾蛇”外,还预留了保形挂载四枚 AIM-120 先进中程空对空导弹的空间。不过,这仅限于挂载测试,弹药分离机构的安装被推迟到了后期。得益于巨大的机翼面积,全机挂点总数增加到 27 个:包括 20 个机翼下挂点、2 个翼尖挂点(仅限 AIM-9)、1 个机身中轴挂点和 4 个机侧保形挂点(仅限 AIM-120);此外,进气道两侧还预留了 LANTIRN 蓝盾吊舱的安装位(仅在双座版 F-16XL-2 上实现)。

在“裸机”状态下,F-16XL 的气动阻力与普通 F-16A 基本持平,但在满载弹药的情况下,前者的阻力比挂载同等武器的 F-16A 降低了 40%。这种显著的效果归功于风洞测试阶段对挂载位置的精细优化以及武器的保形挂载设计。

尽管在设计 F-16XL 时并未刻意追求降低雷达散射截面积(RCS),但事后测试发现,根据观察角度的不同,F-16XL 的 RCS 比 F-16A 降低了 15% 到 20%。虽然这远未达到隐身战机的标准,但通用动力公司仍毫不犹豫地在营销活动中宣传了这一低可探测性优势。





“美国就是一场秀,美国就是媒体。”1981年,通用动力公司开始在各大航空及相关媒体上大肆宣传 F-16XL,称其为“一颗明亮的星”。宣传中将 XL 与量产型 F-16 进行了对比:超音速巡航速度达到 M=2.2(对比 M=0.93);执行防空任务时的作战半径增加 25%,执行对地打击任务时增加 20%;起降距离则缩短了 33%。

欲望总是随着胃口一起增长。1980年12月,希莱克曾试图与 NASA 达成协议,申请资金建造第三架实验机。这架飞机原计划专门供 NASA 使用,并配备带有推力矢量偏转功能的二维扁平喷嘴发动机。然而,这一雄心勃勃的计划最终因未能获得资金支持而化为泡影。

任何飞机的全面设计阶段都遵循着同一个座右铭:“控制重量”。但在设计过程中,F-16XL 的体重增长异常迅猛:机翼重量超标 250 公斤,新型燃油和电力系统超标 130 公斤。整个 1981 年的一半时间都花在了“减重斗争”中,但飞机最终还是不可避免地超重了:单座版 XL-1 比量产型 F-16A 重了近 2 吨,双座版 XL-2 则重了 2.5 吨。由于超重,F-16 标准配置的 F100 发动机已无法保证除了航程和载弹量以外的各项指标,其起降性能和机动性的严重下滑甚至让美国空军开始质疑 XL 的实战价值。

值得注意的是,这两架原型机并非从零开始建造。通用动力在沃斯堡(Fort Worth)工厂将两架现有的 F-16A 进行了改装——它们分别是第三架和第五架全规模开发(FSD)预生产型机,序列号分别为 75-074775-0749

选择这两架飞机并非偶然。第五架预生产型机(75-0749)的飞行时间最少,仅为 401 小时,此前主要用于环境适应性测试。1981 年 5 月,这架飞机由汽车运送,从位于麦金利空军基地的空军气候实验室运抵沃斯堡。



F-16A(机号 75-0749),阿拉斯加艾尔森空军基地,1978年至1979年冬季。



机号 75-0749 正在沃斯堡工厂进行改装,目标型号为单座版 F-16XL-1。

而序列号为 75-0747 的 F-16A 在 1980 年 10 月 5 日发生事故前,已累计飞行了 1212 小时。当时在爱德华兹空军基地起飞过程中,该机的鼻轮轮胎发生爆裂。飞行员强行起飞后,决定在紧急跑道上降落。然而降落时前起落架发生坍塌,导致飞机受损极其严重:进气道以及驾驶舱之前的机身部分被压扁,发动机也完全吸入了泥土。

军方最终决定将这架受损严重的飞机改装为双座版的 F-16XL-2。1981 年 8 月,这架 F-16A(机号 75-0747)由 C-5A 战略运输机运抵沃斯堡。



1978 年,希尔空军基地的 F-16A(序列号 75-0747)。

1982 年 7 月 2 日,F-16XL-1 的出厂典礼(Roll-out)如期举行,这更像是一场精心编排的展示秀。当时,三架飞机同时从机库中驶向停机坪:两架标准的 F-16A 和一架 F-16XL。

其中一架 F-16A 挂载了四枚“响尾蛇”空对空导弹和一个副油箱;另一架 F-16A 则挂载了六枚 227 公斤(500 磅)炸弹、两个副油箱和两枚“响尾蛇”导弹。而主角 F-16XL 则一口气挂载了两枚“响尾蛇”、四枚 AIM-120 导弹模型以及多达 16 枚 227 公斤炸弹

这次展示直观地证明了:一架 F-16XL 就能替代两架执行不同任务(防空与打击)的普通 F-16A,而且在无需挂载副油箱的情况下,火力远超后者。

以空军参谋长为首的军方高层以及多位政界人士出席了仪式,其中包括来自德克萨斯州、亚利桑那州和新墨西哥州的参议员。显而易见:军方对这款新机型表现出了浓厚的兴趣;而政界方面,出席的参议员几乎都来自那些选民生计与通用动力(General Dynamics)公司利益深度挂钩的州。



1982 年,沃斯堡,F-16XL-1。

紧接着出厂典礼的第二天,也就是 1982 年 7 月 3 日,星期六(周末照常试飞——这就是典型的“资本主义”效率!),F-16XL 完成了它的首次飞行。飞行持续了 65 分钟,地点同样是在沃斯堡,确切地说是在美国空军的卡斯威尔(Carswell)基地。执行此次首飞任务的是通用动力公司的试飞员詹姆斯·麦金尼(James A. McKinney)。



尽管试飞员对这架飞机的印象不错,但也出现了类似于 YF-16A 首次非计划飞行的状况。F-16XL 同样表现出了诱发振荡(PIO)的倾向,只不过这次不是在滚转轴上,而是在俯仰轴上。好在这次的俯仰摆动并不像 F-16 第一架原型机那样令人惊恐。直到 1985 年,设计团队才通过调整控制律彻底消除了 XL 的这种俯仰摆动倾向。

在卡斯威尔空军基地,XL-1 又进行了一次试飞并成功突破了音速。7 月 18 日,该机飞往爱德华兹空军基地,移交给由美国空军人员与通用动力员工组成的联合试飞小组(F-16E Combined Test Force)。7 月 20 日,小组负责人马蒂·巴什内尔(Marty H. Bushnell)中校亲自驾机进行了首飞。



1982 年,爱德华兹空军基地。

双座版的 XL-2 于 1982 年 10 月 27 日在沃斯堡完成了首飞,并于 11 月 8 日飞抵爱德华兹空军基地汇合。



F-16XL-2 原始涂装状态。







F-16XL-2 在爱德华兹空军基地上空,拍摄于1984年或1985年。





F-16XL 的飞行测试于 1982 年 7 月至 1985 年 10 月分三个阶段进行。由于美国空军决定采购“双重任务战斗机”(Dual-Role Fighter),测试计划发生了重大调整。原本胜券在握的 F-16XL 突然遇到了 F-15E 这个对手;或者更准确地说,是 F-15E 遇到了一个意料之外的强劲挑战者——F-16E(XL 的军方代号)。

美国空军总部对 F-15 战斗机青睐有加,但该机在国际市场上却并不景气:除了以色列、沙特阿拉伯和日本,潜在客户清单已经见底,且几乎没有扩大的希望。很少有国家能负担得起采购昂贵单用途战机的奢侈。F-15 最初的设计口号是“没有一磅重量是为了对地攻击”,虽然这符合当时美国空军的胃口,但大多数潜在买家更倾向于能兼顾空战与对地打击的“双重任务”战机。要拓宽 F-15 的市场,唯一的出路就是将其转变为多用途战机,但前提是必须先研发出来,并成功推销给美国空军——因为有实力的买家绝不会购买一款连美军自己都没装备的“袋中之猫”(指来历不明或未经证实的商品)。

1979 年,麦道公司(McDonnell Douglas)与休斯公司(Hughes)合作,开始自筹资金研发 F-15E“打击鹰”(Strike Eagle)攻击型方案。这里不再赘述那些复杂的幕后博弈,因为它们更多关乎 F-15 的历史而非 F-16。关键节点在于:1981 年 3 月,美国空军正式发布了全天候、全昼夜双重任务战斗机的招标。最终角逐胜利的竞争者只有两个:F-15E 和 F-16XL。前者是“钦定”的候选人,而后者则是“不请自来”的挑战者。

“双重任务战斗机”或“增强型战术战斗机”(Enhanced Tactical Fighter, ETF)计划旨在取代即将退役的 F-111 轰炸机,尽管当时也并未排除对 F-111 进行现代化的可能性。ETF 项目与 F-117 隐身飞机项目相互交织:原本由 F-111 承担的任务计划转交给两款机型共同完成,即 ETF 和 F-117。由于 F-117 当时处于高度保密状态,因此公众广泛讨论的只有 ETF 计划。

选择 F-15 而非 F-16 作为 F-111 的继任者,即便仅从体型上看也显得合乎逻辑。针对 F-15 相比 F-16 航程较短这一几乎是最主要的缺陷,麦道公司承诺通过加装“FAST Pack”保形副油箱来解决。打击型 F-15 的武器挂点数量增加到了 22 个,这与 F-16XL 的挂点数量旗鼓相当。

然而,F-15 的成本始终令人存疑——无论哪种型号,其价格都非常昂贵。美国空军计划最多仅采购 400 架 ETF 战机,且出口前景不明,这意味着单架 F-15E 的价格可能高得离谱;众所周知,产品的成本直接取决于生产规模。因此,通用动力公司认为,在 ETF 竞标中,F-16XL 相比 F-15E 更低廉的价格将成为他们的制胜王牌。

F-15 AFCD(先进战斗机能力演示机)的测试始于 1980 年夏天。该演示机是由序列号为 71-029 的双座版 F-15B 改装而成的。



F-15 AFCD



作为 ETF(增强型战术战斗机)计划中 F-15 的坚定支持者,空军司令克里奇将军(General Creech)有着一个与 ETF 项目本身并不完全相关的深层动机:他极力想要保住 F-15 的生产线。当时,纯空优型号 F-15 的生产已接近尾声。1980 年,空军曾申请拨款研发 F-15E,但国会拒绝了这一请求,主要原因有两点:一是这种机型的必要性尚未完全明确,二是项目中缺乏竞争性

然而,竞争很快就出现了。通用动力公司(General Dynamics)抛出了 F-16XL 这一方案。面对这个不请自来的提议,空军已经没有拒绝的余地,因为当时的逻辑很现实:没有竞争,就没有拨款。



ETF?不,是 Dual-Role Fighter(双重任务战斗机)。术语的使用在这里至关重要。1981 年夏天,美国空军启动了 ATF(先进战术战斗机)计划。在航空领域,“Advanced”(先进)和“Enhanced”(增强)的核心含义差别并不大,况且“Advanced”已经出现在与 F-15 打击版紧密相关的“AFCD”缩写中。从 ATF 到 ETF,天知道以后还会编出什么缩写?

那种“没钱,但你们先撑住”的场面,完全可能不是发生在俄罗斯,而是美国空军面对国会时的窘境。空军玩了个文字游戏,将“ETF”改成了“Dual-Role Fighter”。换汤不换药,核心需求依然没变:一款具备双人机组大航程、能全天候/全昼夜执行任务的战斗轰炸机。其主要使命是在强大防空火力的威胁下,执行战场空中隔离任务。

1981 年 10 月,空军司令部下令制定 F-15EF-16E 的对比飞行测试计划。F-16XL 的第一阶段测试基本上按原定方案进行,但第二阶段的任务书则完全由军方草拟。

从组织架构上看,F-15 AFCD 和 F-16XL 的测试模式与当年的 YF-16 对决 YF-17 非常相似:由军方和厂商人员组成的两支团队在爱德华兹空军基地同台竞技。但相似之处仅限于此。这两款“双重任务战斗机”的对比测试实际上是根据两套完全不同的计划进行的。

通用动力公司动用了两架 F-16XL 参加测试,但它们既不是原型机也不是双重任务战斗机的演示机。这两架飞机都没有配备能在复杂气象条件(СМУ)和夜间执行对地任务的目标瞄准设备。

相比之下,麦道公司则动用了一个强大的阵容:

  • 一架 F-15 AFCD 演示机(配备了增强对地能力的 AN/APG-63 雷达,后座改装为武器系统操作官席位)。
  • 两架 F-15D 双座机(加装了额外的武器挂点)。
  • 一架 F-15C(带有保形油箱)。

麦道公司将双重任务战斗机的关键特性分散在四架飞机上进行展示,而通用动力甚至连这种程度的整合都没做。这成了一场“奇特”的竞赛,以及一次“奇特”的对比测试。

通用动力公司领导层(包括希莱克在内)的立场显得颇为神秘。虽然公司参加了竞标,但他们竟然提议同时采购 F-15E 和 F-16E 两种机型来组建双重任务战斗机群。在他们的构思中,既然 F-16A 是 F-15A 的补充,那么 F-15E 也理应成为 F-16E 的补充。这种立场之所以令人费解,是因为政界早已明确表示只会为一个型号拨款。此外,当时空军司令部甚至没有发出正式的招标邀请,也缺乏针对该机型的正式技术要求。

决定谁能胜出的关键因素其实是财务。表面上看,F-16 的价格几乎只有 F-15 的三分之一,但实则内有乾坤。1982年,美国空军财务专家计算了将 F-15C 和 F-16C 改装为“E”型的研发成本:F-15 仅需 2.73 亿美元,而 F-16 竟然高达 4.73 亿美元。虽然单机价格上 F-16E 仍比 F-15E 便宜 1000 万美元,但这已无关紧要。空军在竞标开始前就心仪 F-15,而这种“数字游戏”成功地将开发完善版 F-16E 塑造成了一项极其昂贵的奢侈工程。

空军还得到了美国政府问责局(GAO)这一强大盟友的支持。GAO 将 F-15E 定义为 F-15D 的“改良版”,而将 F-16E 定性为一架“全新的飞机”。尽管通用动力公司对此表示反对,但这一结论确实有其道理:F-16XL 的机翼、部分机身和飞控软件(控制律几乎从零编写)已与常规 F-16 判若两机。若要达到 F-16E 的标准,还需要加装全新的火控系统、强化并加长起落架(势必再次动动机身结构)、更新座舱仪表并换装 F110 发动机。最终,这架飞机除了弹射座椅、操纵杆和部分机身外,已基本脱离了原有的 F-16 体系。

对比飞行测试的组织过程也极不均衡。1982年12月,麦道公司动用了四架飞机(以 F-15 AFCD 为非正式原型机)开始测试;而直到 1983年4月,两架 F-16XL 才加入。讽刺的是,空军打算在对比测试结束后才去确定正式的战术技术要求。最终在 1984年2月24日,空军正式宣布 F-15E 胜出。

故事并未就此结束。1984年1月,空军曾一度对基于单座 XL-1 发展的单座版双重任务战斗机——F-16F 表现出兴趣,甚至计划在 1989年接收首机,并在 1992年前采购 120 架。然而在 1985年,F-16F 最终成为了预算调整的牺牲品,其资金被重新分配给了 ATF(先进战术战斗机)计划。

这场关于“双重任务战斗机”的竞标充满矛盾,试图在其中寻找逻辑和连贯性可能会让人抓狂。美国空军最终如愿以偿地选择了 F-15E,这也许就是整场戏码的终点。



量产型 F-15E 最终尘埃落定。而现在,让我们来看看 F-16XL 真实的测试结果——美国空军司令部拒绝这架当时状态的机器,其实有着非常充分的理由。

首先,这架飞机显而易见地表现出动力不足。通用动力公司此前声称的缩短起降距离的目标并未实现。更糟糕的是,F-16XL 实际上变成了一架“准轰炸机”。战斗机与轰炸机的一个重要区别在于,战斗机通常具备以最大起飞重量直接着陆的能力,而轰炸机则有一个“最大着陆重量”的指标限制。对于 F-16XL 而言,如果要以最大起飞重量着陆,必须强制使用减速伞,而美国空军在历史上一直对减速伞没什么好感。

由于在维持原有发动机不变的情况下飞行重量大幅增加,导致其加速性能严重恶化。虽然在 1984 年夏天为 XL-2 换装了推力更强的 F110 发动机,在一定程度上弥补了缺陷,但此时竞标结果早已揭晓。此外,由于机翼面积巨大,飞机在进行稳定过载盘旋时速度下降极快——这显然违背了伯伊德少校(Major Boyd)著名的能量机动理论(EM Theory)。最后,通用动力曾许诺最大速度可达 M=2.2,但实测中单座机仅达到 M=1.95,双座机更是只有 M=1.6。

然而,F-16XL 相比 F-15E 确实拥有一个压倒性的优势:外挂武器对飞行性能的影响微乎其微。通用动力试飞员乔·德莱顿(Joe Bill Dryden)曾这样证言:

“在几次面向贵宾的演示飞行中,我挂载了 12 枚 MK82 炸弹。我经常会忘记这些炸弹的存在,因为它们的挂载几乎不会对飞机的加速性能和最高时速产生任何负面影响。”









1994年,哈里·希莱克(Harry Hillaker)在《航空科技新闻与评论》(Aerotech News and Review)杂志上发表了一篇关于 F-16XL 与 F-15E 对比测试的小短文。作为“F-16 之父”,他在文中既阐述了一些实情,也不免带有些个人立场。无论如何,希莱克的评价都非常值得回味:

首先,应当明确的是,并不是通用动力公司主动发起了 F-16XL 与 F-15E 之间的竞争。我们当时非常清楚 F-15 被选为双重任务战斗机的初衷:F-15 作为攻击机应当是 F-16 的补充,正如 F-16 作为战斗机是 F-15 的补充一样。在设计 F-16 时,将其作为 F-15 在空战任务中的补充本就是一个基本原则,因此它并未配备雷达制导的空对空导弹,不具备超视距空战能力,且最大速度也限制在 2.0 马赫以下。对于多功能飞机而言,其核心任务是进行对地打击,空战只是次要任务。

我们提出 F-16XL 方案,是将其视为 F-16 在对地打击潜力上的逻辑延伸。如果说 F-16C 是机载设备进化的产物,那么在“XL”型号上,我们则希望针对打击任务优化机体结构:使其在挂载战斗负荷时拥有更低的气动阻力,并最大限度地减少对外部副油箱的依赖。

所谓“F-15E 原型机果断超越了名为 F-16XL 的 F-16 变体”这种说法是错误的。我不知道是谁向大众散布了“超越(beat)”这个词,尽管麦道公司在所谓的“竞标”中获胜是不争的事实。空军对于双重任务战斗机有着自己的考量。正式的竞标应当基于统一的标准和对等的条件让参与者进行竞争,但这些规则并不适用于这次双重任务战斗机的选拔。F-15E 和 F-16XL 是根据不同的要求进行评估的,其测试也是按照截然不同的计划进行的。

F-15 仅拥有一个优势,且这个优势仅存在于纸面上。在进行战斗负荷测试时,F-16XL 被排除了使用外部副油箱的可能性;而 F-15E 在测试中却可以同时挂载战斗负荷和副油箱,F-16XL 则不行。这就是 F-15E 所谓的那个“核心优势”。

哈里·希莱克继续深入剖析了这场竞赛中那些鲜为人知的技术与政治内幕:

我们继续。空军曾禁止我们使用通用电气(GE)的 F110 发动机,尽管在第二架双座原型机上安装 F110 后,飞机的表现明显优于配备普惠 F100 的版本。我们理所当然地认为 F-16XL 的低成本是优势,但空军却将 F-15E 包装成“改进型”,而将 F-16XL 定性为“新机型”。实际上,参与试飞的飞机中没有一架是传统意义上的“双重任务战斗机原型机”。从任务设备和座舱布置来看,F-15E 更接近最终原型;但在机体结构方面,F-16XL 则要领先得多。
F-16XL 在试验中的设计与实际最大起飞重量均为 48,000 磅(21,770 公斤)。相比之下,F-15 在重量仅为 73,000 磅(33,100 公斤)时,滑行中就曾多次发生轮胎爆裂,尽管其声称的最大起飞重量高达 81,000 磅(36,740 公斤)。在整个试飞大纲中,F-15 从未以其宣称的最大起飞重量进行过哪怕一次飞行。
我曾会见战术空军司令部司令克里奇将军,并问他:为什么在讨论双重任务战斗机的任何场合,他和他的幕僚始终只谈论 F-15E 而从不提及 F-16XL?将军回答道:“我们这样做,是因为我们必须把 F-15 卖出去。”我必须承认,当时我沉默了——无话可说。
我们对这场所谓“竞赛”的结果不抱幻想……空军需要这个形式,只是为了给继续采购 F-15 提供法律依据。而在那之后的五年里,他们甚至没能向第三国卖出任何一架 F-15E(注:F-15E 的量产始于 1988 年)。

F-16XL 的厂商与军方联合测试于 1985 年 9 月底随着 F-16F 战斗轰炸机项目的终止而宣告结束。第三阶段(也是最后一个阶段)的联合测试飞行正是围绕 F-16F 的研发课题展开的。

整个计划的三个阶段共进行了约 800 次飞行(XL-1 飞行 437 次,XL-2 飞行 361 次)。有趣的是,尽管该机定位首先是打击机,但在模拟空战(包括与 MiG-21F-13 的对抗)中,两机共飞行了 548 架次(占 68.7%);而模拟对地打击仅占 250 架次(约 31.3%)。飞行小时数的分布也大致相似:空战科目为 683 小时(62.7%),对地科目为 257 小时(27.3%)。

1985 年秋,两架 F-16XL 飞回沃斯堡,在那里被封存了数年。

由于 NASA 对利用 F-16XL 进行超音速气动力学、航空声学等领域的实验仍有浓厚兴趣,通用动力与 NASA 于 1988 年达成移交协议。1989 年 3 月 10 日,XL-1 正式移交;次年 5 月 3 日,它在爱德华兹空军基地完成了 NASA 计划下的首次飞行。XL-2 则于 1991 年 2 月交付 NASA。



1996 年,爱德华兹空军基地。





F-16XL 在 NASA 的服役生涯一直断断续续地持续到了 2009 年,期间这两架飞机经历了多次技术升级与改装。最终,这两架充满传奇色彩的验证机告别了蓝天:F-16XL-2 于 2009 年被移交给位于赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆(National Museum of the United States Air Force);而 F-16XL-1 则于 2019 年进入了爱德华兹空军基地的飞行测试博物馆(Air Force Flight Test Museum)进行收藏。



2022 年,爱德华兹空军基地。



(未完,还有其他故事)

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