F-16电传飞控：一场改写现代战机设计的革命

通用动力公司（现洛克希德·马丁公司）的F-16“战隼”战斗机于1974年首飞。这款战机的诞生源于（除其他因素外）华盛顿方面为对抗F-15“鹰”式战斗机及其他高端喷气式飞机而进行的政治游说，以及通用动力公司的创新。值得注意的是，它采用了美国国家航空航天局（NASA）为其太空计划开发的电传飞行控制系统。这款战斗机不仅改变了战斗机公认的设计和模板，还成为最受欢迎的第四代战斗机。

迄今为止，已交付超过4600架F-16，另有数百架订单（用于出口）。F-16预计将持续生产至2030年代，并将在美国空军服役至2040年代。尽管如此，今天的F-16“蝰蛇”与1970年代首批“战隼”相比，除了外观相似外，几乎没有太多共同之处。在许多方面，F-16“蝰蛇”已经变成了F-16最初想要避免的样子。以下是关于F-16早期的电传飞行控制系统如何改变战斗机设计的一些要点。

战斗机黑手党的产物

洛克希德·马丁公司表示，“F-16于1970年代初期由一小群直言不讳的工程师和防务分析人士构思，他们被称为‘轻型战斗机黑手党’，旨在作为那些日益笨重且机动性下降的战斗机的替代方案。”“战斗机黑手党”是1960年代末至1970年代一群有影响力的美国军事改革者、军官和分析人士的绰号。

这些人反对美国空军采购像F-15“鹰”式这样复杂且昂贵的飞机。相反，他们极力游说采购小型、敏捷且相对廉价的战斗机。他们认为空军过于依赖导弹和先进的电子设备，并认为近距空中作战仍然重要。影响最大的两款飞机是通用动力的F-16“战隼”和费尔柴尔德共和公司的A-10“雷电II”。

具有讽刺意味的是，自1984年最后一架A-10交付以来，空军一直要求退役其A-10“疣猪”攻击机。这与A-10所拥有的庞大粉丝群形成了鲜明对比。然而，尽管A-10始终保持为一款相对简单的飞机，F-16却并非如此。F-16同样具有讽刺意味。这款喷气式飞机最初被设想为一种轻型昼间战斗机，小巧、敏捷、采用电传操控，并针对机动空战进行了优化。而如今，F-16已经发展成一款中型多用途战斗机，配备了先进的第五代系统。这正是“黑手党”所反对的任务扩张。

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为机动性而设计

F-16“战隼”战斗机是为了实现“战斗机黑手党”的雄心勃勃的目标而设计的。通用动力公司将其设计为以多余的重量和沉重的载荷换取速度和机动性。它本应是一款简单且廉价的战斗机；这也是它取得巨大出口成功以及至今仍是现役最受欢迎战斗机的原因之一。

“黑手党”的理论是，这种飞机能够快速飞行并迅速转向，从而避免被导弹和机关枪火力击中。为了满足“黑手党”的要求，通用动力公司不得不依赖以前从未整合到飞机上的新技术。该飞机配备了略微后倾的弹射座椅、侧置操纵杆、气泡式座舱盖和抬头显示器。

重要的是，F-16流畅的翼身融合体提供了额外的升力和控制力，而其创新的电传飞行控制系统使飞机能够保持稳定并提高其灵活性。最初，F-16是为视距内空战、近距离格斗和夺取空中优势而设计的。它旨在对抗当时苏联的米格-21和米格-23等战斗机。随着时间的推移，它几乎不再是那样的角色了。它现在被设计为一种多用途飞机，用于超视距作战，并作为一种可负担得起的轰炸主力。

终于能够实现气动不稳定

多年来，设计师们一直面临一个问题。一架安全且可控的飞机需要是气动不稳定的，但稳定的飞机机动性也较差。商用客机被刻意设计成强烈稳定的，因为它们被设计成空中安全、笨重的巴士。一架高度不稳定的战斗机对于人类飞行员来说太难持续做出所需的微小调整了。

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在冷战时期，一种折中方案是设计可变后掠翼，它允许飞机在稳定与不稳定之间切换，并更好地优化低速和高速性能。例子包括F-111“土豚”、B-1B“枪骑兵”和帕纳维亚“狂风”。一架高度不稳定的战斗机可能需要每秒进行多次修正，这对人类来说是不可能的，尽管对计算机来说却是可能的。

电传飞行控制系统（FBW）改变了一切。当飞行员移动操纵杆时，计算机解读指令并持续稳定飞机，快速而精确地移动控制面。通用动力公司的F-16是经典突破，也是首批围绕高度不稳定但机动灵活的平台打造的量产战斗机之一，而这正是得益于数字电传飞行控制系统的支持。

NASA为登月开发了电传飞控

然而，电传飞控的功劳并不全归于通用动力公司和F-16；可以说，更多的功劳应归于NASA、F-8“十字军战士”以及开创这项技术的太空计划。当通用动力公司最初研制F-16时，原型机YF-16被发现对于飞行员使用传统手动控制来说过于危险和不稳定。他们需要另一种解决方案。

NASA写道，“DFBW [数字电传飞控] 系统在飞机上的首次测试是1972年在加州爱德华兹飞行研究中心（现在的德莱顿飞行研究中心）的一架改装F-8“十字军战士”上进行的。”NASA随后解释道，“它是现在用于航天飞机以及当今军用和民用飞机上的电传飞行控制系统的先驱，这些系统使飞机更安全、更机动、更高效。”

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美国国家航空航天局（NASA）早期最抢眼的全电传操纵系统应用是在双子座2号飞船上，该系统为阿波罗登月舱铺平了道路。一套电传操纵系统围绕阿波罗登月舱计算机构建，并安装在一架海军F-8十字军战士战斗机（NASA 802）上。1972年，这架飞机成为美国第一架飞行员与操纵面之间没有机械连接即可飞行的飞机。要知道，在此之前，加拿大的CF-105也这么干过。

F-16：首款量产模拟电传操纵战机

据F-16.net报道，注意到NASA那架电传操纵F-8的人，其中一个是哈里·希拉凯克。希拉凯克是通用动力公司多年的老员工，自20世纪40年代起就在该公司工作（当时公司名为联合飞机公司）。在搞YF-16的时候，他想让机动性不输给之前任何战斗机，甚至要更好。

他注意到，NASA的F-8反应速度比用传统液压机械控制系统的飞机快两倍半左右。然后他就想办法把类似的系统搞出来，装到F-16上。不过，虽然NASA的F-8用的是数字系统，但F-16的电传操纵还是模拟的，因为工程师觉得数字系统用在量产机上还不够成熟。

说来也巧，F-16可能是第一款用上电传操纵的量产战斗机，但第一个用数字电传操纵的却是它的老对头。通用动力公司的YF-16击败了对手诺斯罗普公司的YF-17，成为F-16战隼战斗机。然而，YF-17的改型后来成为海军的F/A-18大黄蜂战斗机。这是第一款使用数字电传操纵的量产飞机，而不是模拟的。F-16到80年代末才升级成数字系统。

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持久影响与一场仍在持续的争论

尽管电传飞行控制并非单靠一己之力终结了变后掠翼飞机的发展，但它们确实解决了变后掠翼飞机设计所要克服的一些主要问题。F-16是一个强有力的概念验证，为未来新型飞机树立了标准。正如F-16.net所指出的，“对于YF-16所代表的新一代战斗机而言，电传飞行控制显然能带来巨大的收益”。

F-16证明了飞机可以兼具极高的机动性、在低速和超音速下都表现出色、相对轻量化、价格相对低廉，并且比变后掠翼战斗机更容易维护。其突破包括模拟式电传飞行控制、放宽静稳定度、翼身融合气动布局等等。在F-16之后，战斗机的蓝图变成了固定翼、先进控制面（或鸭翼）、电传飞行控制管理以及高推重比。

有趣的是，关于F-16与F-15之间“简单、低成本、数量众多”与“数量较少但高端昂贵”的争论仍在继续。这场争论的最新版本是未来第五代和第六代战斗机（如F-35和F-47）与无人作战飞机之间的比较。正如美国空军寻求F-16和F-15的高低搭配一样，它现在也在寻求高端F-35和F-47与更实惠的协同作战飞机（忠诚僚机无人机）以及更易维护的第四代战斗机（如F-15EX和延长服役期的升级版F-16）的混合搭配。