美国轻型战斗机的研发和竞标

编译/李有观

当美国空军的F-15型战斗机和美国海军的F-14型战斗机在20世纪70年代早期被研制出来时，它们的性能──尤其是它们的速度和雷达探测距离──可以说是前所未有的，但是它们的价格也高得惊人。美国国会对利用这两种昂贵的机器作为空军和海军两大军种的主力战斗机的想法深感不满，并指示美国空军研制成本更低的飞机以补充F-15型战斗机，后来又指示美国海军也这样做，以补充F-14型战斗机。

以这个挑战为目标，最终发展出历史上最成功的两种战斗机型号，每一种战斗机至今都已经服役了将近40年，它们就是F-16型战斗机和F/A-18型战斗攻击机。这两种战斗机累计生产总数已经超过了6000架。

1972年1月，位于俄亥俄州赖特·帕特森空军基地的美国空军原型机项目办公室启动了轻型战斗机（简称LWF）项目计划。项目的提案要求研发一种高度机动的战斗机，重点是减轻重量和降低成本。实际上这是一项技术探索：LWF项目并没有承诺进行生产，但为了在成本控制方面增加一些真实性，美国空军根据1972年的美元币值，设定了一个每架战斗机的出厂价格不高于300万美元的目标。

美国五家主要的承包商参加了LWF项目的竞标。它们分别是：波音公司、通用动力公司、林-特姆科-沃特公司（LTV）、洛克希德公司和诺斯罗普公司。

1972年4月，美国空军最终选定了其中两家公司，即通用动力公司和诺斯罗普公司。这两家公司将根据各自的设计分别制造两种原型机，编号分别为YF-16和YF-17。

通用动力公司和诺斯罗普公司都充分利用了创新的自由，分别推出了不同的和非传统的设计。通用动力公司设计了一种配备单发动机和气泡状座舱盖的机身，这为飞行员提供了非常宽广的视野；诺斯罗普公司的设计是一种双发动机、双垂尾的概念飞机，其机翼采用较大的边条翼形式，这种战斗机的绰号叫“眼镜蛇”。

为了扭转复杂的多任务战斗机成本持续上涨的局面，美国国防部长詹姆斯·施莱辛格于1974年4月下令各军种研发一种低成本的空战战斗机（简称ACF），并表示ACF将有可能从LWF计划中得到成功发展的某一种原型机演变而来。LWF/ACF项目的结果也将符合美国国防部为空军和海军开展的高低战斗机组合的新战略。

尽管F-16型战斗机的性能在许多方面都有所发展，但其原型机——YF-16型战斗机的设计仍然是标志性的。它采用了许多先进技术，这些技术以前从未在作战战斗机中使用过。为了确保项目成功，YF-16的设计团队采用了哈里·希拉克（通用动力公司的副总工程师， 担任F-16型战斗机的总设计师）的天才建议。希拉克是著名的“战斗机黑手党”航空专家组的成员，后来被称为“F-16之父”。

YF-16型战斗机是一种全新的战斗机，它的机翼结构非常先进，在飞行时可提供额外的升力。翼展为32英尺10英寸（约10米），机身长为49英尺6英寸（约15.1米），它安装了美国普拉特·惠特尼公司（简称普·惠公司）生产的F100型涡轮风扇发动机（F-15型战斗机就是使用这种发动机）。该战斗机采用了电传飞行操纵系统（又称线传飞行操纵系统），显著提高了飞机的机动性以及改善了飞机的飞行质量；简化了电子设备，并取消了较重的液压部件；配备了侧装式操纵杆和一个能够显示飞行信息的平视显示器，这样飞行员就不用低头看驾驶舱内的仪表，也不必把眼睛从目标上移开。飞行员的座椅倾斜30度，以帮助飞行员降低高重力；巨大的气泡状座舱盖为飞行员提供了近360度的全方向视野。这些技术使YF-16型战斗机拥有了前所未有的敏捷性和态势感知能力。该战斗机符合LWF项目提出的要求，全重14023磅（约6360公斤），装备两枚AIM-9型“响尾蛇”空对空导弹。

1973年12月13日，第一架YF-16型战斗机在位于德克萨斯州沃思堡的通用动力公司的工厂正式出厂。其独特的、具有未来感的外形通过涂装鲜艳的红、白、蓝三色非常引人注目。媒体对此进行了广泛的报道，引发了人们对新一代轻型战斗机的浓厚兴趣。

1974年2月2日，YF-16型战斗机进行了首次正式飞行。这一天，通用动力公司的试飞员菲利普·奥斯特赖克（Philip F. Oestricher）驾驶着YF-16型战斗机在加利福尼亚州的爱德华兹空军基地完成了一次完美的为期90分钟的飞行，飞机以每小时345英里（约555公里）的速度爬升到了30000英尺（9144米）的高空。侧装式操纵杆在飞机的三轴机动中表现良好，并且在15000英尺（4572米）的高度上进行转弯时过载限制在了3个G以内。在相同高度上还测试了飞机在起落架放下的情况下的低速操纵特性。

在汇报时，奥斯特赖克说这种喷气式飞机反应非常灵敏，并且加速到计划的最大速度时“很快就完成了”。他赞扬了YF-16型战斗机气泡状座舱盖提供的“宽广的视野”， 他说这将“给所有战斗机飞行员留下深刻印象”。

在通用动力公司的飞行员测试了YF-16型战斗机的基本性能之后，美国空军的飞行员们开始了他们的评估。最终，测试飞行员小组将在互相竞争的YF-16和YF-17两种战斗机之间进行衡量。他们关于飞机的技术和性能优点的详细报告将推动美国空军最终决定谁是获胜的承包商。

1974年11月，大约是在竞标结束前一个月，两架YF-16型战斗机已经累计飞行了376小时，其中包括12小时的超音速飞行，最高速度可达到马赫数1。这种喷气式飞机最大飞行高度超过6万英尺（18288米）。在爱德华兹空军基地使用YF-16型战斗机进行的M61型“火神”航炮射击拖曳靶标和扫射试验一共发射了12500多枚20毫米口径的炮弹。还进行了AIM-9型“响尾蛇”导弹和Mk84型炸弹的实弹投掷测试，空对空战术和空战机动则在与当时现役的战斗机（如F-4E型“鬼怪Ⅱ”式战斗机）之间进行。

当LWF项目开始实施时，诺斯罗普公司也在加紧研制YF-17型战斗机原型机。

YF-17型战斗机原型机机身长56英尺（约17.1米），翼展为35英尺（约10.67米），采用了具有空气动力学特点的可弯曲机翼，两个垂直尾翼向外倾斜。机翼和机身通过边条翼连接在一起，这样的设计使主机翼升力增加了一倍。安装了两台通用电气公司的YJ101-GE-100型涡轮喷气发动机，单台发动机的最大推力为15000磅（约6803公斤）。边条翼的外形根据面积律进行了进一步的优化，机翼面积也减少到350平方英尺（约32.52平方米），以提高跨音速/超音速性能。整架喷气式飞机重达23,000磅（约10430公斤）。

1974年4月4日，诺斯罗普公司研制的YF-17型战斗机原型机在加利福尼亚州霍桑市的工厂正式出厂。

1974年6月9日，YF-17型战斗机在爱德华兹空军基地进行了首飞，诺斯罗普公司的首席试飞员亨利·乔托驾驶着这架飞机飞行了61分钟。在飞行期间，YF-17型战斗机在18000英尺（约5486米）高度的速度达到了每小时610英里（约981.7公里）。6月11日，乔托驾驶着YF-17型战斗机在30000英尺（约9144米）的高空在未打开加力后燃器的情况下水平飞行速度达到了1马赫（一倍音速），这种技术后来被称为“超音速巡航”。

到1974年12月，YF-17型战斗机的1号原型机已经进行159次飞行，总飞行时间超过185小时；第二架原型机也进行了71次试飞，总飞行时间约为91小时。在上述飞行期间，累计有9小时的超音速飞行，飞行速度达到或超过马赫数2。YF-17型战斗机的1号原型机验证了飞行控制系统，测试了稳定性和20毫米口径航炮射击；2号原型机进行了100%的设计气动力负载飞行试验。

1974年底，美国空军完成了对这两个竞争对手的飞行评估。1975年1月13日，空军部长约翰·麦克卢卡斯宣布通用动力公司的YF-16型战斗机获胜。

在美国国防部举行的新闻发布会上，麦克卢卡斯说，对这两种战斗机的飞行测试项目“进行得非常顺利”，他还说“这些原型机的性能有着明显的差异”。他接着又说道，与YF-17型战斗机相比，YF-16型战斗机在“敏捷性、加速性、转弯率和续航力”方面都具有明显优势。YF-16型战斗机“符合我们为其制定的所有性能指标”。

诺斯罗普公司虽然失去了LWF项目，但该公司研制新型战斗机的工作并没有终结。美国海军更倾向于使用双发动机飞机作为航母舰载机，这样如果有一台发动机熄火，飞行员还可以使用另一台发动机来保护飞机。美国海军已经在考虑采用一种轻型战斗机来补充更大、更复杂的F-14型“雄猫”战斗机，以实现高低搭配。

美国海军的这一新计划被称为“VFAX”， 由此产生的喷气式飞机将取代美国海军和海军陆战队装备的F-4型“鬼怪”战斗机、F-8型“十字军战士”战斗机和A-7型“海盗Ⅱ”攻击机。

尽管有几家承包商正在制定符合海军航空母舰舰载机要求的方案，但美国国会却出人意料地取消了VFAX计划。因为国会认为，YF-16/YF-17参与的LWF/ACF竞标将产生一种合适的飞机。

诺斯罗普公司与麦克唐纳·道格拉斯公司进行了讨论，后者是一家在研制航母舰载机方面拥有丰富经验的承包商。根据这两家公司达成的协议，YF-17型战斗机将演变成NACF（海军空战战斗机的英文缩写），即一种联合开发的海军空战战斗机。麦克唐纳·道格拉斯公司将成为主承包商，其将为满足NACF的要求而提供一种飞机设计方案。诺斯罗普公司将作为NACF项目的合作伙伴，并负责为北约国家和其他盟国研发陆基YF-17改进型战斗机的工作。

与此同时，通用动力公司与林-特姆科-沃特公司合作，研发YF-16型战斗机的海军版。这种战斗机采用单发动机是一个主要问题，还有其它一些问题，如需要降低着陆速度和加强机身和起落架等。

通用动力公司和诺斯罗普公司都向美国海军提出了NACF的设计方案。在通用动力公司的方案中，提供了三种不同的、海军型的F-16型战斗机。

1975年5月2日，美国海军正式宣布选择F-17型战斗机的改进型作为它新式的轻型舰载战斗机。

随后F-17改进型战斗机发展成为F/A-18A型战斗机，“F/A”表明这是一种多用途的战斗/攻击机。虽然F/A-18A型战斗机从远处看很像YF-17型战斗机，但这是一种新型的喷气式战斗机，机身更坚固，安装了更大的发动机，拥有更大的机鼻、更大的边条翼、锯齿状的机翼前缘、不同形状的进气道以及更重的起落架，当然还有一个拦阻钩系统。

虽然计划中的陆基型“F-18L”战斗机没有销售，也从未投入生产，但F/A-18A型战斗机被出售给外国空军进行陆基作战。

此时，通用动力公司的F-16型战斗机已经从原型机过渡到了全尺寸研发（简称FSD）生产型飞机的阶段。

第一架F-16A型战斗机于1978年8月交付给美国空军。1980年10月1日，美国空军宣布F-16型战斗机拥有初始作战能力，并正式命名其为“战隼”。

同时，美国海军和海军陆战队也采购了F/A-18型战斗机。1977年3月，美国海军部长正式命名其为“大黄蜂”。1978年11月18日，麦克唐纳·道格拉斯公司的试飞员杰克·克林斯驾驶着第1架F/A-18A型战斗机进行了正式的首次飞行。F/A-18A型战斗机随后升级了新的航空电子设备并进行了其它一些改进，衍生出F/A-18C/D两种型号（C型为单座，D型为双座）。

F-16型战斗机的设计被证明是标志性和多样化的，因此后来衍生出大量的改进型。

1984年，通用动力公司推出了F-16型战斗机的一种改进型，称为“敏捷隼”。其特点是机翼面积增加了25%，并且采用了许多创新技术。“敏捷隼”后来还被提议作为“先进战术战斗机”（简称ATF）计划的一个低成本替代方案，但是当美国空军拒绝这一想法以后，“敏捷隼”的技术进行了改进，后来并入了日本三菱重工公司与美国洛克希德·马丁公司合作的F-2型战斗机项目。

美国海军在其A-12型隐身舰载攻击机项目由于出现预算超支、机体重量过重等问题于1991年终止以后，需要一种可靠的打击平台来填充其航母飞行甲板。美国海军决定以最快的速度来完成这项任务，同时节省大量的资金──就是把“大黄蜂”战斗机发展成一种更大的飞机，能够携带更多的武器，拥有更远的射程和更好的传感器。

这样就诞生了“超级大黄蜂”舰载战斗机。它于1995年11月首次飞行，F/A-18E型是单座，F/A-18F型是双座，后面是武器系统军官座位。“超级大黄蜂”战斗机进行了大范围的升级改造：机翼面积增加了25%，安装了多功能信息分配系统、先进的APG-73型雷达和先进的目标瞄准前视红外吊舱；飞行员配备了联合头盔显示系统，该系统可以让飞行员从面盔上看到重要的飞行和导航信息，并且可以在不需要调整机头方向的情况下将武器瞄准目标。此外，安装了采用雷达波吸收技术的大型梯形进气道和两台升级的美国通用电气公司生产的F414-GE-400型加力式涡轮风扇发动机，每台发动机的推力为2.2万磅（约9977公斤）。与原来的型号相比，“超级大黄蜂”战斗机的航程和留空时间都增加了40%。第一架“超级大黄蜂”战斗机于1998年12月交付，于2001年9月获得了初始作战能力。

至今为止，已经生产了超过4570架F-16型多用途战斗机，有大约30个国家装备了这种战斗机；另外生产了超过1550架“大黄蜂”和“超级大黄蜂”战斗机。

总而言之，YF-16和YF-17两种原型机共同创造了如今装备数量最多的第四代战斗机型号。40多年前进行的轻型战斗机竞标项目产生了两种获胜的飞机设计，每种设计都留下了非凡的遗产。