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十款本該成為傳奇的飛機:國產老機夭折最令人心痛

歷史上有這麼一些飛機,如果時運好一點,本來也可以成為一代名機的。而它們的夭折,在很多情況下,導致了一個公司乃至一個國家航空工業的隕沒。下面就是其中最著名的十個。


YF-23戰鬥機



十款本該成為傳奇的飛機:國產老機夭折最令人心痛


YF-23引起了航空迷的多少唏噓


麥克唐納是一個很有意思的飛機公司,二戰之後才冒出來,以海軍噴氣戰鬥機起家,一路過關斬將,兼并了老資格的道格拉斯飛機公司,從越戰時期的F-4「鬼怪」式戰鬥機開始漸入佳境,到推出F-15、被諾思羅普求上門來合作F-18時,麥道在軍機界里簡直是呼風喚雨、氣勢如虹了。A-12計劃的取消把麥道打了一個大悶棍,但是ATF竟標失敗成了麥道的滑鐵盧,美國空軍的下一代主力戰鬥機被30年沒有造過戰鬥機的洛馬拿去。到JSF竟標再次落標時,麥道連褲子都當掉了,淪落到波音門下,連名字都沒有了。在關注ATF竟標的人們中,為YF-23喊冤的一直不在少數。YF-23的樣子前衛,梯形翼,V形尾,鏟形前機身,S形進氣道,尾噴口在下方受到屏蔽,有利於對地面的紅外隱身。和YF-22相比,YF-23的超音速巡航速度更快(據說達到1.6馬赫以上),隱身性能更好。但YF-23的毛病也出在太前衛上。YF-23沒有單獨的平尾和垂尾,只有一對V形尾,產生偏航力矩以控制方向時,同時產生滾轉力矩,必須同時偏轉梯形翼後緣的副翼來保持水平,對控制系統的可靠性要求很高,對機動性也帶來限制。相比起來,YF-22的垂尾外傾,產生偏航力矩時也有滾轉問題,但YF-22的平尾可以方便地加以補償,不需要動用副翼,對整體性能影響較小。YF-23沒有採用矢量推力,機動性又受V形尾的限制,技術風險太大。先進性是要的,但空軍對新戰鬥機對不可預見因素的適應性同樣重視,這就是所謂最優化和魯棒性(robustness)兼備的意思。YF-22的設計保守一點,但達到性能要求,同時適應性更好,YS-23最終落選。


XB-70轟炸機


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XB-70在墜毀前最後的照片。罪魁禍首就是那架F-104


XB-70轟炸機是雙三時代的產物。XB-70的大體形狀和協和式相似,但樣子怪誕多了。XB-70的三角翼的翼尖在高速飛行時可以下垂,增加方向安定性。鴨式前翼,雙垂尾,機腹六發。XB-70的發展過程問題重重,進度一拖再拖,超支超重。在防空導彈和具有上射能力的空空導彈大規模發展後,美國空軍對單純依靠高空高速突防失去了信心,在原型機與空中伴隨的飛機相撞墜毀後,整個計劃被取消了。


A-12攻擊機


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A-12項目現在只留下一個全尺寸模型


80-90年代時,亞音速、無隱身的A-6已經老舊不堪,美國海軍急需一種新飛機來取代它,A-12應運而生。和B-2相似,A-12也是無垂尾飛翼設計。不同的是,A-12的進氣道在機頭兩側,機翼前緣,而不是B-2那樣在機翼上表面,大概是機身不像B-2那麼厚實,無法布置S形進氣道吧。A-12和B-2的前緣都是乾淨的三角形,但B-2的後緣是複雜的雙W形。本來沒有那麼複雜,只是單W形,水獺尾加兩側寬直的後略翼。但風洞試驗發現,水獺尾兩側的控制面太靠前,不能提供足夠的控制力矩,而發動機的位置由重心定死了,不能後移,所以只好把水獺尾改稱三尖兩刃刀那麼個形狀,好把控制面移到足夠靠後的位置。A-12走的更遠,後緣索性是平直的,提供最大可能的控制力矩。A-12的原型機已經完成,但從來沒有上過天,美國官方對它的性能違莫如深,所以它的飛行性能無從得知。但是飛翼的一個特點是飛行時氣動升力中心的位置變化非常小,所以B-2起飛、著陸時,簡直看不出拉起rotation或飄飛flare的動作,基本上平平地就飛起來,或落地了。這對有長長跑道可供使用的戰略轟炸機來說不是大問題,但對於航空母艦上的著陸,就不妙了。航母著陸基本上是「可控墜毀」,下滑角比陸基飛機大得多。飛翼的這個特性,不知道A-12要是真的上艦了,會不會是一個問題。A-12的研發超時超支超重,弄得不像話了。主承包商通用動力和麥道有恃無恐,以為A-6的替代飛機只此一家,別無分店。,沒想到當時的國防部長切尼,在第一次海灣戰爭後,大筆一揮,將A-12打如死冊。A-12之死,在海軍航空兵里引起了一大串事情。先是出爐A-6的現代化改進計劃,後來有F-117的海軍型(用變後掠翼),F-22的海軍型(也用變後掠翼),F-14改進成戰鬥轟炸機的計劃,等等,F-18E/F一開始只是過渡的。但後來一個個計劃都落空了,JSF還遙遙無期,F-18E/F由板凳隊員變成主力,不過這是題外話了。


休斯雲杉鵝水上飛機


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這是雲杉鵝的唯一一次飛行


休斯是一個怪人,拍電影,追女人,造飛機,一樣都不耽誤。二戰時期,美軍急需巨無霸飛機,以便快速運送大批兵員到歐洲戰場。水上飛機不需要跑道,只需要一片平靜的水面,是當時巨型飛機的理想技術路線,於是雲杉鵝應運而生。這是一架巨大的飛機,上單翼,八發,木結構,翼展比747還大。但是這架飛機的問題也太多,二戰結束了還沒有完工,只在港灣里蜻蜓點水地飛過一次,就進了機庫,「打死也不飛」了。雲杉鵝與其說是航空技術的結晶,不如說是浪漫與夢想的點化。在現實世界中,雲杉鵝也確實只是休斯「折騰」的產物。

運-10客機



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運-10飛抵西藏貢嘎機場進行試飛


如果說殲-10是中國航空人的驕傲和欣喜的話,那運-10就是中國航空人心中永遠之痛。關於運-10的回憶和評論太多了,這裡就不重複了。爭論最多的,還是運-10和A-300的類比,和今日中國民航飛機工業和空客的類比。運-10在技術上和A-300不能比,中國民機工業和空客也不能比。空客是歐洲幾個老牌飛機公司的強強合作的結果。這些公司大多具有足夠的技術能力和市場經驗來獨立開發A-300一級的飛機,它們走到一起是為了分擔風險和分享市場。這和中國航空工業當時白手起家、事事要攻關要會戰的情況有本質的不同。實在要比,那就好比奇瑞汽車和戴姆勒-克萊斯勒汽車的差距,後者同樣是強強合并的結果。歷史不能重演,但個人斗膽推測,即使當時運-10不下馬,最後的結局可能不比老紅旗、老上海轎車強多少。


CF-105 Avro「箭」式戰鬥機



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被折斷的阿芙羅之箭——CF-105


二戰期間,加拿大作為英國的主要海外生產基地,為英聯邦國家生產了大批武器裝備,其中包括很多飛機,如著名的蘭卡斯特轟炸機。戰後,加拿大擁有大量閑置的飛機生產能力,於是雄心勃勃地獨立設計製造了CF-100 Canuck戰鬥機等多種飛機,在50年代中期開始研發雙二五的CF-105「箭」式戰鬥機。CF-105的設計指標在當時屬於相當領先的,雙座,雙發,單垂尾,無尾三角翼,電傳操縱。但CF-105的設計並沒有採用當時已知的跨音速面積律(也就是蜂腰),有限的試飛不足以提供足夠的數據,但估計實際的超音速性能可能會有問題。CF-105的作戰任務是以加拿大南方(也不怎麼南啦)為基地,在NORAD(北美空防司令部)的預警和指揮下,高速趕赴極北的冰原上空,在離人煙密集地區儘可能遠的地方,用遠程(當時的標準)空空導彈截擊入侵的蘇聯轟炸機。在作戰模式上,CF-105採用地面遙控的全程自動化截擊控制,飛行員只是作系統監測。CF-105的原型機在57年研製成功,58年首飛,配套的「易洛魁」渦噴發動機接近研製成功,但整個計劃在59年被新上台的Diefenbaker政府突然下令取消,一夜之間,所有圖紙、資料、工具、已經完成和未完成的所有飛機,統統被銷毀。銷毀之徹底、之野蠻,只有戰爭行動才可以比擬。加拿大政府從來沒有提供過一個使人信服的理由,所以多少年來陰謀論不斷。但是CF-105的夭折不是偶然的。當時加拿大擁有飛機生產能力不假,但研發能力十分薄弱,Avro的主要設計骨幹都來自英國,而英國Avro公司也沒有能力造CF-105那麼先進的戰鬥機。CF-105的火控系統和AIM-4獵鷹空空導彈來自美國的休斯電子公司,後來加拿大空軍的胃口更大,要求使用尚在研製初期的英國的阿斯特拉火控雷達和雷西恩的「麻雀II」式主動雷達制導空空導彈,而真正達到「麻雀II」的要求的AMRAAM導彈一直到30年後才成為現實,技術風險太大了。最重要的是,加拿大自身的市場有限。航空工業的可持續發展不在於幾個天才怪傑,而在於龐大而穩定的市場。據說法國、比利時和美國曾對CF-105有興趣。法國的興趣不可靠,法國從不大批進口戰鬥機(海軍少量的F-8算是例外了)。比利時太小,買不了幾架。美國在同期正在研發性能、基本設計思想差不多的F-102,沒有理由大量購買CF-105。即使CF-105勉強投產,後續的發展也必將難以為繼。


Lavi戰鬥機



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多少年以來,坊間關於Lavi和殲-10淵源的傳言一直沒有斷過


約翰遜政府之後,以色列一向優先得到最先進的美國裝備,F-16的首戰就是81年以色列空軍對伊拉克奧希拉克反應堆的完美的長途奔襲。但是以色列出於曾遭受武器禁運的慘痛經歷,力圖實現主要裝備自給,包括戰鬥機。Kfir戰鬥機是以色列飛機公司(IAI)的第一個嘗試,在實戰中取得良好的戰果。在獲取F-16後,IAI自然地將F-16的機腹進氣道、氣泡式座艙、翼身融合體和「獅」式戰鬥機的帶鴨翼的無尾三角翼布局結合起來,結果就是Lavi。Lavi採用當時歐洲流行的近耦合鴨翼,無尾三角翼,單發,單垂尾。發動機採用F-15和F-16戰鬥機所用的F100發動機的渦噴型PW1120,PW1120也打算用於以色列空軍中大量使用的「鬼怪」式的換髮。美國對Lavi計劃一開始是支持的,Lavi的主要資金和很多關鍵技術都由美國提供,但隨著Lavi研發的進展,美國開始擔心Lavi最終將成為F-16的商業對手,更擔心的自然是失去對以色列的政治控制,於是美國開始壓以色列取消Lavi計劃。以色列開始還抗了一陣,後來抗不下去了,只好忍痛取消Lavi計劃,只保留兩架原型機,繼續進行機載系統的開發。用PW1120為鬼怪式換髮的計劃也被擱置。Lavi在技術上還是有點特色的。以色列空軍的長期實戰經驗,使以色列對減輕飛行員工作負擔的人機設計和對抗防空系統的自衛電子戰系統有過人之處,美國在改進、研製新戰鬥機時也向以色列討教。Lavi的兩架原型機都是單座,但因為加長的座艙蓋的緣故,看起來像雙座。IAI對此有它的說法:Lavi的生產量不能和F-16什麼的相比,以色列負擔不起分別研製單座和雙座的新機,所以統統用加長的座艙蓋,對單座型,把后座蓋起來就行了,下面的空間里或者多裝燃油,或者多裝電子設備。一直有傳說殲-10是以色列幫助中國設計的,Lavi就是樣板。以色列到底有沒有幫助中國設計殲-10,誰也說不清楚。初看起來,殲-10和Lavi是有相像之處,但F-15和米格-25也有相像之處,所以表面的相像之處不足為憑。Lavi的設計要求以對地攻擊為主,空戰為次要任務;殲-10是制空戰鬥機,對地攻擊是次要任務,基本設計要求就不一樣。以色列沒有風洞和系統的氣動設計能力,Lavi的基本氣動設計是造F-14的格魯曼吹出來的,以色列手裡到底有多少細節數據很難說。氣動設計很多靠經驗和風洞,一點點小改動都要重吹。Lavi是下單翼,殲-10是中單翼;Lavi是固定的橢圓進氣口,殲-10是帶可調斜板的鍥形進氣口;Lavi是半橢圓截面的前機身,殲-10是圓形截面的前機身;Lavi是近耦合鴨翼,和主翼翼根由明顯重疊,殲-10鴨翼的位置明顯靠前,同樣殲-10的進氣口位置也比Lavi靠前,很難想像格魯曼的氣動數據可以超出一般意義上的借鑒。何況鴨式布局不是美國的強項,到底有多少東西可以「偷」,是很值得懷疑的。殲-10和Lavi的淵源不會超過殲-8II和米格-21的淵源。


米格I.42戰鬥機



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神秘的米格I.42原型機


自從美國在80年代宣布ATF計劃以後,世界就在猜測蘇聯將研製怎樣一架飛機來應對。YF-22和YF-23問世後,蘇聯還是不動聲色。西方想像力超速運轉又是十多年後,答案在99年1月22日終於揭曉,那就是米格I.42。米格I.42一直在極度機密的情況下研製,至今它的代號到底是I.42還是I.44也不清楚。據說前者是研製代號,後者是生產代號。這是蘇聯第一架鴨式布局的戰鬥機,單座,雙發,雙垂尾,3D矢量推力,機腹並列進氣口,進氣道帶S形。米格I.42繼承了蘇聯戰鬥機強調機動性的傳統,配以強勁的AL-41發動機,超音速巡航和超機動性應該沒有問題。其鴨翼帶鋸齒以強化效果,連腹鰭都是控制面,用於在大迎角飛行時控制方向,蘇聯在機動性方面的執著幾近病態。米格設計局強調I.42採用隱身設計,但外表看不出來,要是採用了傳說已久的等離子隱身就絕了。米格I.42的雷聲大雨點小,主要是生不逢時,遇上俄羅斯經濟崩潰的當口了。


雅克-41戰鬥機



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雅克-141垂直起降戰鬥機的被取消很是可惜


雅克-41也稱雅克-141,本應成為第一架超音速垂直起落戰鬥機,但也在蘇聯瓦解的轟然巨浪中靜悄悄地逝去了。垂直起落的噴氣飛機有兩種基本思路:一個是帶推力轉向的升力-推力發動機,沒有專用的升力發動機;另一個是專用的升力發動機和帶推力轉向的主發動機相結合。「鷂」式是前者的代表,波音的JSF候選機也是這個路子。雅克38、雅克-41、洛馬的F-35都是後者的路子。升力-推力發動機的優點是沒有專用升力發動機的死重,但前推力轉向噴口本身也要重量,而且前推力轉向噴口的噴氣流只能從發動機的渦輪後、主燃燒室前引出支流,在噴管里加力燃燒,非常費油。高溫對前噴管損害很大,經常作垂直起落對發動機壽命很有影響。發動機設計時,為平衡起落和平飛狀態要作很多折中。比如尾噴管,為了提供左右的平衡力矩,不能設計成簡單的後向噴管,而是要做成騎馬蹲襠式的兩個噴管,對平飛狀態的發動機效率有極大的影響。最要命的是,發動機只有那麼長,所以前後推力轉向噴口之間的間距不會太長,垂直起落時的平衡力矩就短,這樣對飛機的重心變化很敏感,裝載彈種受限制,強陣風時起落的安全也受影響。採用專用升力發動機的優缺點剛好相反,專用的升力發動機效率高,升力發動機和主發動機在設計時不需要做太多折中,前後發動機的布置相對靈活,可以有較長的控制力矩,重心控制好,但升力發動機平飛的時候就是死重,升力發動機所需的垂直「風洞」佔用了機內大量空間。


洛馬JSF的升力風扇的方案是較好的折中,從主發動機引出一根長長的聯動軸到前面,驅動前置的升力風扇,既減小了死重,又消除了升力發動機熾熱的下洗氣流對地面的損壞,和熾熱氣流反彈後對機體的損壞。不過這個方案需要一個大功率的離合器和減速齒輪箱,最後的重量不比升力發動機小多少。洛馬先前的方案更優美,從主發動機引射一股噴氣流到前面,驅動渦輪,帶動升力風扇。這個方案省卻了離合器和減速箱,但氣流要轉一個180度的彎,氣流通道要佔用更多寶貴的機內體積,技術難度太大,最後放棄了。??里??唆說了那麼多洛馬的JSF,原因在於洛馬在設計JSF時找了雅克作幫手,夭折的雅克-41在一定程度上在F-35上復活了。雅克-41還是採用傳統的前置升力發動機,垂直起落時,升力發動機開動,主發動機噴口轉向下方,平衡地提供垂直升力。主發動機噴口可以轉過90度,所以飛機在懸停中可以前後移動。第一次海灣戰爭後,雅克對雅克-41作了隱身修型,兩側進氣道改為類似F-22的斜切鍥形,前機身也採用類似F-22的鏟形截面,在兩側有一條顯著的折邊。雅克-41的主發動機噴口本來就在雙垂尾之間,受到良好的紅外屏蔽。修改後的雅克-41具有良好的隱身性能,但最終沒有走出「紙上談兵」的地步。雅克-41之後,從二戰期間雅克3、雅克9開始的雅克戰鬥機傳統嘎然而止,從此雅克只有在教練機領域裡打一點擦邊球,慘。


TSR.2戰術攻擊偵察機



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試飛中的TSR.2


TSR.2 是為替代英國皇家空軍中的「堪培拉」轟炸機(在美國空軍中稱B-57,是美國不多的幾個引進設計之一)而設計的。TSR意為戰術打擊偵察,具體來說,就是要能從簡易跑道出擊,對縱深目標進行常規和核打擊,和執行戰術、戰略偵察任務,這也是TSR.2的設計要求。TSR.2為串列雙座,雙發,上單翼,單垂尾,兩側進氣道。TSR.2的水平上單翼在外段有明顯的下垂,這是為增加滾轉穩定性而設計的,鬼怪式的機翼在外段的上反也是異曲同工。和整體的上反翼或下反翼相比,水平翼可以穿過機體將左右機翼連成一體,在同樣結構強度下,重量大大減輕,而外段的上反和下反,也達到了上反翼和下反翼的效果。協和式的Olympus發動機也是由TSR.2的加力Olympus發動機發展而來。TSR.2最出色的是其導航-攻擊系統,採用慣性導航、Decca多普勒導航和單脈衝雷達地形測繪相結合的綜合導航體制,在出擊前可以接受紙帶編程,可以全天候日夜實行地形跟蹤飛行,具有平視顯示器(是不是首先使用?),馬丁貝克零高度-零速度彈射椅。TSR.2帶有前視和側視照相機,用作戰場偵察和轟炸效果評估。機上還配備側視雷達,可以在飛行途中對兩側地形進行粗略測繪,作為輔助導航。在機內武器艙內不掛載武器而安置專用的偵察艙時,側視雷達功能更為強大,可以對戰場作精細測繪,並具有移動目標指示(MTI)功能,可以在地面雜波中提取機動目標的信息。偵察艙還配備紅外掃描儀,具有紅外圖象實時傳輸功能。這些在當時都是聞所未聞的超先進的東東,把當時整個英國的高科技行業都動員起來了,當然也在研發過程中造成無窮無盡的問題、延期和超支。


TSR.2從一開始就飽受官僚體制的折磨,是「英國病」的集中體現。當時皇家海軍較小的海盜式(Buccaneer)攻擊機已經服役,性能不錯,但皇家空軍拒絕使用。與此同時,美國在向英國大力兜售F-111。英國航空業正在工黨政府手裡大規模實行國有化,將一批以前互為競爭對手的公司重組為英國飛機公司(BAC),整合十分匆忙草率,結果辦事脫節,互拆台腳,內耗極其嚴重。英國也正值經濟不景氣,新項目很少,於是空軍部的官老爺們閑得無事,對TSR.2項目格外關注,造成不可思議的低效,事無巨細,都要召開龐大的委員會作無休止的討論。據說有一次會議到會者太多,會議主持人不得不休會,另擇佳期,宣布只有必不可少的人員才來開會,結果下一個會的到會者更多。最後,在嚴重的延期、超支和政府對有人駕駛戰術飛機工業的未來基本持否定態度的多重夾擊下,TSR.2計劃像CF-105一樣,在首飛後不久,就取消了。TSR.2的資料、工具、尚未完成的樣機都被銷毀,但首飛的飛機的下場更慘,被用作地面武器靶場的靶子,在飽受多年的羞辱後,凄然解體。從此,英國不再有獨立的戰術飛機研發製造的能力或胃口,所有未來的戰術飛機都是多國合作的結果。F-111本來是接替TSR.2的,但F-111在美國遇到嚴重問題,英國轉向F-4。為了安慰英國的航空工業和找回一點老大帝國的面子,英國版的F-4K採用Rolls Royce的斯貝渦扇發動機(現在還在中國飛豹上老驥千里)。斯貝的推力比原版F-4配備的J79更大,油耗更低,理論上F-4K的性能比美國海空軍的原版要好,但實際上出現嚴重的進氣道適配性問題,低空加速性能有所改善,但高空高速性能下降,最後英國還是再買了一批原版的F-4N,以補足馬島戰爭後駐馬島空軍鬼怪式中隊的需要。特別具有諷刺意味的是,英國皇家空軍最後還是選用了海盜式。在第一次海灣戰爭中,海盜式攻擊機作為英國唯一具有激光目標指引能力的飛機,還在為旋風式(Tornado)戰鬥轟炸機指引目標,而替代TSR.2的鬼怪式已經全部退役了。


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