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F-16曾考慮採用雙發雙垂尾,演變過程異常複雜 超乎一般人想像

美國空軍的F-16「戰隼」戰鬥機,恐怕是無人不知無人不曉了吧,其流線型布局和超奢華的氣泡型座艙蓋,雖然是上世紀七十年代的設計,至今依然不顯落伍,我們不得不感嘆美帝的工程師的超前眼光,當然,這背後也是強大的航空工業做基礎。

但是你可曾想到,F-16從最初的設計到定型,其間的演變居然經歷了從單垂尾到雙垂尾再回到單垂尾的反覆,發動機數量也曾幾乎採用雙發,進氣道樣式也多次反覆。

越南戰爭一開始,美空軍就遭受到蘇制米格-21和中國殲-6戰機的嚴重挑戰,損兵折將不說,頭號軍事大國的面子實在是過去不。通用動力公司敏銳的察覺到這一切,從1965年就開始著手設計一款專職格鬥制空任務的輕型戰鬥機方案。我們可以看到,從1965年的方案到1972年YF-16定型,通用的設計師研究了超過5種方案進行對比。

上圖便是1965年的初始設計方案,已經可以看到從機頭開始逐漸明顯,一直延伸到主翼翼根的邊條翼設計,機翼和機身也採用了有利於降低阻力,減少雷達反射的翼身融合技術。有趣的是,初始方案採用的雙發動機,兩側腹部帶二元進氣調節錐的進氣道類型。目的是在發動機性能上要超越米格-21戰機25%,並特彆強調在各種氣候條件下的高速能力。

到了1970年,方案做出改進,從ADF(先進晝間戰鬥機)演變為LWF(輕型戰鬥機),重量從25000磅要求降低到18000到20000磅;推重比保持在1.2到1.4;只安裝最低限度的航空電子設備,換句話說,美國人就是卯足了勁要在格鬥領域找回面子。

1970年的方案採用了後來F-16上最終使用的腹部皮託管式進氣道和單發設計,但使用雙垂尾設計,機身中脊線相比1965年方案明顯凸出。

圍繞垂尾數量,發動機進氣道樣式,發動機進氣道數量的不同組合,通用公司進行了各種對比,並進行了詳細的參數記錄。其目的是要選出一款在馬赫2.2速度下,最為平衡的方案。由此可見,設計一款創新度很高的戰機,絕非設計師一時興起拍腦袋想出來的,非得做大量繁瑣而枯燥的工作不可。

單、雙垂尾的對比如此反覆,同樣的,對於採用單發還是雙發的問題,也是反覆試驗,最終根據數據來對比,再根據技戰術指標的需要做出權衡。

通用電氣當然是傾向於使用兩台推力較小的通用噴氣式發動機,但美軍最終選擇了單發方案,安裝一台推力較大的普.惠公司的渦扇發動機,因為輕型戰鬥機的設計重量已經降低,用單發就可以滿足推重比的需要,況且試車數據顯示,推力較大的單發發動機具有更高的飛行機動性。

在上世紀七十年代,隨著空氣動力學和流體力學的進步,設計師對邊條渦的增升作用愈發重視。在進行大迎角飛行是,邊條渦對提高飛行品質和操控性能至關重要。F-16戰機是比較早的將其實際運用的機型。到設計F-18戰鬥機的時候,邊條已經受到非常高的重視,只不過美國人玩的有點過頭,不得不為F-18的雙垂尾根部進行補強,否則垂直尾翼可能在飛行中被邊條渦流打碎。

對於進氣道的選擇,同樣也是各種「折騰」。固定式的,帶二元調節錐的,皮託管式的,二元可調斜板式的都進行了風洞吹風試驗。最終,美國人選擇了簡單可靠但高速性能略差的皮託管式,而中國的殲-10戰機則在A型機上選擇了高速性能更好的二元可調斜板式,後改為簡單可靠且高速性能更優異的DSI(無附面層隔道超音速進氣道)進氣道。

值得一提的是,F-16當年的部分科研數據通過學術刊物發表,為日後中國殲-10戰鬥機的研製提供了寶貴的參考。有網友開玩笑說:美帝是摸著石頭過河,中國是摸著美帝過河。誠然,美國和蘇聯當年設計的很多機型,都成為其他國家設計的參考,甚至美國和蘇聯也互相參考,比如米格-25和F-15,這沒什麼丟人的。隨著軍機實力差距的縮小,今後中國必然會有更多創新度很高的裝備公諸於眾,殲-20就是最好的例子,所以,我們也不比太羨慕別人,紮實做好自己的工作,守得住信仰,耐得住寂寞,何愁沒有出頭之日?

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