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「失敗的飛機」——航空製造領域中典型的失敗設計

空軍作為人類戰爭史上最年輕的兵種,其對於先進技術的依賴也是目前主流的軍事力量中最為深刻的。在空戰中,作戰飛機作為飛行員賴以求生的唯一依靠,其性能的優劣不僅直接決定著飛行員的生死,甚至還會影響到一場戰役,乃至一場戰爭的勝敗。而一型戰機在設計製造的時候,也常會因為各種不同的原因而在性能上產生各種缺陷。而這些缺陷的產生大致可以歸納為兩個大類,一類誕生在那些有著強大工業能力與先進科技水平的發達國家與軍事強國,這些國家為了追求更先進的飛機性能,而在進一步的技術探索與研發過程中,不可避免的會些走些彎路,出現了設計上的「試錯」。而另一類就是有些工業基礎薄弱,科研能力較差的國家,在飛機的研發上盲目追求先進性而忽視自身硬性條件的不足,從而失敗告終。今天就讓我們來盤點一番那些在飛機設計領域中的幾個典型的失敗案例。

1

美國

F-4B

不過首先我們還要搞清楚一個問題,就是一型戰機它的成功或是失敗的標準是什麼?在筆者看來並非是性能的高低,或者是經濟性、可靠性、可維護性等等這些因素,真正衡量一型戰機成功與失敗的標準筆者認為只有一條,就是在量產之後是否實現了製造它的初衷。單純對於先進性能的追求對於包括飛機在內的任何一款武器裝備都是萬不可取的。就例如在上世紀五十年代,隨著超音速戰機在性能上的普遍成熟,當時的武器設計者們便開始著眼於將戰機打造的更快跟高,F-4鬼怪戰機便是這一代飛機的典型代表。由於超音速的出現改寫了空戰原有的法則,加之二戰後導彈技術的突飛猛進,更是顯得傳統的格鬥空戰理論已然過時,可以說F-4戰機在一開始便是本著超視距空戰的原則來設計的。所以在F-4戰機的艦載版本F-4A於早期的空軍型號F-4B之上並未安裝航炮,僅能搭載4枚麻雀導彈。

F-4A

但是當時的美軍對於F-4戰機的期望不僅僅是一款戰鬥機,而是更希望其作為一款通用戰機,既承擔制空權的奪取,又兼顧對地面的打擊任務。雖然事實已經證明了通用戰機的設計理念與超視距空戰確實是之後戰機發展的潮流趨勢,但是不要忘記F-4戰機是一款服役於上世紀五十年代末的戰機。受制於那時技術條件的限制,無論是戰機的航電技術還是機載雷達或是火控系統都難以勝任通用戰機的作戰要求。尤其是早期的F-4戰機有限的載彈量使他根本不具備搭載多種類型攻擊武器的能力,而取消了航炮的設計更是讓其在越南的天空之上面對同時期更強調空戰能力的米格21時大為被動,事實上F-4對陣米格21的失敗也可以算是冷戰中西方陣營位數不多的「慘敗」了。

2

俄羅斯

米格29

相比於美軍F-4一味追求先進性而造成的「弄巧成拙」蘇聯人也同樣走過類似的彎路,上世紀八十年代,蘇聯為了追趕美國在戰鬥機領域的優勢地位,幾年內接連立項了兩款先進戰機的研發項目,這便是日後鼎鼎大名的蘇27與米格29戰機的原型。然而蘇聯人在米格29戰機的研發之中陷入了一種「過猶不及」的心態。米格29若是僅論機動能力,可以說有著問鼎世界三代機(美系標準)之巔的潛在實力。只不過這樣的機動力在這樣一個講究超視距作戰,講究電子對抗作戰,講究戰機隱身技術的今天究竟還剩幾分用處是值得我們商榷的。更何況,米格29的這種超機動完全是建立在一種非常極端的武器設計思路之上,即犧牲武器的整體性能來突出某一項單一性能的過分優越。用在米格29身上就是犧牲了航程、載彈量、雷達、電子干擾設備這些重要的戰機指標,來突出其戰機卓越的機動能力。

JSA-39

事實上這樣的設計思路在其他的飛機中並不少見,甚至就是俄國的「老鄰居」瑞典空軍的JSA-39「鷹獅」戰機亦是採用了這種思路。但是正如筆者所言衡量武器裝備成功與否的因素是其是否實現了設計它的目的。「鷹獅」戰機在開始研發之時,瑞典空軍主打就是一款防禦與攔截的戰機。這樣忽視航程僅僅強調火力機動的設計能夠滿足瑞典空軍在波羅的海地區的區域防空任務。但作為一款在設計初始便定性為進攻性戰機的米格-29,其更多作戰需求是與蘇-27之間形成戰術上的「高低搭配」,甚至還要兼顧航母艦載機的使命,但是「機場守護者」的稱呼很顯然與其最初的設計定位相去甚遠。

3

印度

印度空軍上世紀50年代的HF-24戰機

而不同於美蘇這樣航空工業領域先驅者,目前這個世界上絕大多數的國家甚至不具備自主製造三代機(美系標準)的能力,而在這些國家的國防科技領域普遍存在著對於國外武器裝備以及關鍵性技術的嚴重依賴和自身在軍事工業建設上缺乏科學而有效發展規劃這一對雙重的致命矛盾。他們在戰機的設計領域甚至都難以走到「失敗」的層面,往往面臨的是「出師未捷身先死」的尷尬。而印度可以說就是這一類國家的典型代表。

印度「光輝」戰機

正如前文所言在上世紀七十年代開始,世界主流軍事強國的戰機製造取得長足的發展。其中美國的F-16、法國的幻影-2000、蘇聯的蘇-27為代表的一類戰機,將空軍正式拉進了三代機時代。而印度這個自詡第三世界領袖的「大國」自然不甘心在空軍上落後與人,於是在上世紀80年代初一個參考幻影-2000同時針對印度自身國情的第三代輕型戰機的研發計劃便被印度人提上來日程,也就是後來的光輝戰機。可以說從一開始的研發階段就被印度國防部寄予了無限的希望,但是印度空軍的這項「爭氣機」最終卻落得慘淡收場,其中一個重要的原因是印度人對於自身武器的發展具有極大的盲目性。光輝戰機在立項之時,是參考了幻影-2000的設計元素,這對於自身設計製造水平較低的印度不失為明智之舉。不過以當時印度自身的軍工實力而言,即使是幻影-2000的水準也是難以實現的。

然而眼睛一直盯著國際前沿的印度人很快便發現,進入他們的效仿對象幻影-2000也在90年後也成為了「二流產品」,西方世界更為先進的陣風、颱風、F-22的先後誕生再一次的刺激了印度人敏感而脆弱的神經。於是就在光輝戰機尚處於研發階段的中途,要求進一步提高升級戰機性能的命令已經從國防部傳進了印度斯坦航空公司的廠房之內。而對於更高技術指標的追求對於那時印度的航空工業而言無異於痴人說夢,之後光輝戰機各種改進型號的研發無一不以失敗而告終。同時由於核試驗的原因,印度在戰機領域最關鍵的發動機技術上遭遇西方世界的封鎖。就在這樣「內憂外患」的雙重打擊之下,光輝戰機歷經30多年曲折發展雖然勉強服役但也最終難以逃脫被遺棄的命運,這一點僅從印度在去年選擇了採購陣風戰機便可窺見一般。

4

日本

日本「心神」

最後讓我在談一談世界航空設計領域的另外一個「奇葩」——日本。日本這個國家的飛機製造產業的可以說與印度有著截然相反但又殊途同歸的命運。作為亞洲歷史上第一個擺脫殖民統治率先進入世界強國行列的國家,日本的航空工業領域也是整個亞洲中最先起步的。但是日本航空工業的命運恰如他在上世紀的國運一般經歷了大起大落。現今的日本有著放眼全球最為高端的精工製造產業,長期的為美國和其他西方國家的戰機與民航客機提供零部件的精密加工,其國內的材料技術和微電子技術更是處於全球頂尖的水平。但是就是這樣一個在科研領域居世界前列的國家,卻在飛機的製造上屢屢受挫。其中最具代表性的便是不久前徹底宣布下馬的日本「五代機」ATD-X心神戰機。ATD-X開始設計的目是一款驗證機,其本身並沒有大規模的列裝服役的打算。但是日本人如果真的對於自研五代機無動於衷僅僅是甘做「鷹犬」的話,它是不會去搞這樣一個「驗證機」出來的。

YF-23

ATD-X戰機氣動外形參考了早年美國的YF-23的設計如大根梢比梯形主機翼、集平尾和垂尾功能於一身的V 型尾翼、S型進氣道、槽溝形尾噴管等,在機體上心神採用三菱重工研發的「靈巧蒙皮」技術。可是飛機對外部環境的實時感知和控制,改善和提高飛行器氣動性能和機動性能。而在隱身吸波材料領域日本在國際上更是有著絕對的霸權。但是日本的問題並非在於技術上的缺陷,日本的航空業缺乏整體的設計經驗,在戰後長期依附於美軍的體系之中,雖然在某一兩項的技術中處於優勢地位,但在整體製造中日本並不具備設計生產「五代機」這樣的複雜軍事系統的能力。從某種意義上說,這樣的局面正是美國想要看到並一手造成的。也是日本作為戰敗國家所必須承受的「懲罰」。至於心神戰機,即使日本從中得到了某一兩項關於五代機的技術儲備,最後也不會有任何的成果。所以說心神戰機從一開始就是一次「失敗的驗證」。

F-22

總而言之,飛機的研發設計是一項複雜多樣的系統工程,更是一個國家整體工業水平的集中體現。對於一款飛機來說,任何一個細節的忽略與偏差都會對整體的設計帶來災難性的後果。更為重要的是飛機的設計要有一個清晰而準確的目標與定位,不僅能要針對所處時代的技術特點更要兼顧設計領域的前瞻性。同時隨著人類科學技術的日益攀升,航空製造領域的難度和複雜度只會愈發的升級。事實上從最初的螺旋槳飛機全球幾十個國家更夠生產,再到噴氣式飛機就剩下了那些十多個發達國家更夠生產,再到如今的五代機,全球僅剩三個國家可以生產。可以說在未來飛機的設計領域裡面,像文中舉出的那些失敗案例會越來越多,成為一種「家常便飯」般的存在。不過正所謂失敗是成功之母,正是因為那些失敗的經驗積累才會讓人類的飛機製造水平有更為成功的未來。

航空


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