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美蘇戰機如何躍居世界前列?技術換代才能徹底領先

美蘇的戰鬥機技術在二戰前都屬於二流,戰後都躍居世界前列。直到蘇聯解體之前,蘇聯戰鬥機一直和美國戰鬥機在世界的天空追逐、爭鬥。相比之下,歐洲戰鬥機雖然號稱如何優秀,但還是無可奈何地退居陪襯地位。比較美蘇的戰鬥機發展思路是一個很有意思的話題,這其中的關鍵在於趕還是超。


美國:跳躍性發展


二戰結束時,美蘇都從德國繳獲了大量的航空技術,但很多德國航空科技人才最後流入了美國。由於戰後初期英國經濟困難,美國還得到了大批來自英國的技術移民。美國最大的優勢還在於雄厚的一般工業基礎,沒有受到戰爭破壞的科研環境,加上匹敵世界的巨大財力。這些優勢使美國可以不惜工本地用時間和金錢堆出了一個大躍進,通過接連的大幅度跳躍性技術換代,在二戰結束後短短十年里,一躍成為世界航空技術最先進的國家,並一直保持至今。

跳躍性發展的每一代之間有較顯著的差別,換代可以在技術上達到質的飛躍,每一次跳躍進入一個新的境界,擺脫很多上一代技術的局限,形成和對手之間技術水平的很大差距。但跳躍性發展的難度大、時間長、風險高,需要強大的科技基礎和經濟實力。


F-111 是美國第一種採用先進、省油的渦扇發動機的戰術飛機,大推力、高推重比的渦扇發動機從此成為現代戰術飛機發動機的基準技術。變後掠翼的路途要崎嶇一點,儘管變後掠翼的在概念上優越性很多,但很多工程上的實際問題使得變後掠翼的優越性難以充分體現,重量和複雜性只是諸多技術困難中的一部分。F-111 的變後掠翼位置根據飛行狀態自動優化,最大限度地發揮了變後掠翼的優越性。F-14 是 F-111 海軍型劫後重生的產物,當然也繼承了這些優點,日後成為美國第三代戰鬥機中人氣最高的佼佼者。



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高速突防的時候,大後掠角可以極大地減小阻力。小後掠角時,可以產生較高的升阻比,達到最省油的巡航


成功的跳躍式發展的結果是在技術上搶佔先機,在相當長一段時間內穩居領先地位。技術領先導致的技術儲備也使美國在戰術主導設計的時候有極大的優化餘地。除 F-14 以外,美國的第三代戰鬥機是受美國空軍怪才約翰伯伊德影響的戰術主導設計的一代,不再盲目追求速度、高度、轉彎速率等「硬指標」,而是從能量機動概念出發,最大限度地優化實戰性能。由於渦扇發動機、電傳操縱、先進氣動設計、先進航電的技術儲備,美國很快就在時間上和技術上形成了第三代戰鬥機的領先,至少在蘇聯 10 年前搶先投入使用。



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2006 年 3 月 10 日的飛行是 F-14 最後的成建制編隊飛行,兩個中隊的 22 架 F-14D 編隊從 NAS Oceana 上空掠過

隱身和網路戰是當前的技術前沿。美國再次搶佔先機,第四代戰鬥機 F-22 在嚴重拖延和減速部屬後也已經服役,F-35 也交付使用。第三代戰鬥機已經開始大量退役。美國海軍的 F-14 已經全面退役,F-18A/B 已經退出一線使用,只有少量還在二線使用,美國空軍的 F-15A/B 和 F-16A/B 已經全部封存,各型飛機中部分年代較久的 C/D 也開始退役。相比之下,俄羅斯空軍是通過將改進後的第二代戰鬥機大量退役後才勉強完成向第三代的換裝。蘇聯解體進一步加劇了技術更新的步伐,相當於三代半的現代化改型在俄羅斯空軍中形成戰鬥力尚需時日,第四代的實現更是遙遙無期。如果戰爭爆發,這個時間差的後果是嚴重的。



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F-35 的電子戰系統示意圖,F-35 的綜合電子戰系統可以為飛機提供全向、寬頻的保護。6 個低可視度電子戰天線被內嵌入飛機結構之中,它們分別被嵌入主翼的前、後緣和水平尾翼的後緣。一個天線能夠識別敵方雷達的工作模式,還有兩個天線則可以確定敵對雷達輻射電磁波的入射方向,而另外三個電子戰天線是為四通道寬頻電子戰接收機


蘇聯:追蹤發展和漸改加針對性的趕超

蘇聯的工業基礎不如美國,戰爭對蘇聯的原有工業基地帶來了巨大的破壞,戰後的國家滿目瘡痍,百廢待舉。蘇聯也沒有美國那樣把大量西歐頂級人才自願地或不自願地吸引過去的條件。在這樣的情況下,蘇聯採取了針對性趕超的策略,在突出技術連續性漸改的同時,在個別重要技術領域取得突破性進展,在很短的時間裡,也取得了航空技術的巨大成就,以至於米格-15 出現在朝鮮的天空的時候,美國竟然一時沒有在技術上可以匹敵的對手,直到 F-86 的出現。



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在朝鮮戰爭最初的幾個月里,米格-15 的可怕的身影曾使美軍膽戰心驚,直到 F-86 服役才重新找回信心

不過米格-15 的成功與其說是蘇聯技術路線的成功,不如說是噴氣革命的結果。全新的技術使大家的起點相同,粗放型的急速發展使針對性策略和超越性策略的差別幾乎消失。隨著技術的逐步成熟化,兩種策略的差別就開始體現出來了。


針對性發展針對對手的特點,在傳統成熟技術漸改的基礎上,在幾個關鍵的領域壓倒對方,通過整體優化取得技術上的均勢甚至優勢。針對性發展通常後發制人,看清了對手的底牌,所以比較有的放矢,避免了盲目探索的成本和風險。技術漸改的成本和風險較低,在起點落後不多的情況下,出成果快,有利於技術上弱勢的國家迅速恢復技術均勢,及早形成戰鬥力。


在傳統技術還有很大潛力、新技術沒有特別顯著的優越性時,漸改加針對性趕超是一個很有利的技術路線。米格-21 就是一個典型。為了實現雙二(兩倍音速、兩萬米升限),美國放棄了已經成熟的機頭進氣的 F-86、F-100 那樣的布局,而是重起爐灶,設計了 F-104、F-4 等。相比之下,米格-21 的機頭進氣和基本機體與米格-15 以來的一貫風格一脈相承,但在採用了先進的三角翼和更大推力的發動機後,實現了雙二,在飛行性能上完全可以和 F-104、F-4 等一爭高下。法國戰鬥機設計不屬於本文討論範疇,但幻影 III 到幻影 2000 到「陣風」也是一條漸改加針對性趕超的成功路線。



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美國空軍「雷鳥」飛行表演隊使用的是 F-4E 型,在經過 5 個表演季之後被 T-38 取代,而原因是 F-4 油耗太高。F-4 作為表演用機是合格的,它又大又沉,動力充足。J79 引擎在菱形編隊時發出令大地顫動的撕吼,在當時,沒有表演機可以象"鬼怪"這樣展示出美國強大的制空力,也無法發揮出如此令人難忘的震撼力


技術漸改的缺點在於:一旦傳統技術路線走進瓶頸,就坐失了時機。早期米格的機頭進氣錐內很難安裝較大的雷達,這個技術瓶頸在目視搜索和空戰時代不是太大的問題。但隨著對先進火控的要求越來越高,這個問題也越來越明顯。這最終成為米格-21 一個揮之不去的陰影。



美蘇戰機如何躍居世界前列?技術換代才能徹底領先



米格-21 自中期型開始進氣口直徑擴大,為裝備較大的火控雷達留出了空間,並配備與之配套的攔截-導航-攻擊系統;增大垂尾面積以保證方向穩定性;換裝大推力發動機,增大背脊以容納更多的燃油,以適應氣動外形修改帶來的阻力增大和燃油消耗增加


米格-23 是按壓倒 F-4 設計的,採用兩側進氣,空出機頭空間安裝雷達;還採用變後掠翼,避免大後掠三角翼低空低速機動性和起落性能不好的問題。但米格-23 依然採用耗油率較高的渦噴發動機。渦噴在技術上已經成熟,但耗油率太高,最終是沒有前途的。米格-23 的變後掠翼只有幾個固定的位置,需要飛行員根據起飛/著陸、巡航、空戰機動和超音速的要求手動設定。更先進的蘇-24 也是採用渦噴和手動設定的變後掠翼。蘇-17 更進一步,或者說更退一步,大體採用了蘇-7 的機身、發動機、起落架,機翼固定段也是儘可能接近蘇-7,機翼活動段只有翼展的一半,其簡單的結構和與已有的蘇-7 生產線的高度共享。



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費多托夫藝高膽大,首次在空中改變後掠角一個月後就敢在多莫達多沃航展上駕駛米格-23 表演在空中改變後掠角,看得觀眾和西方觀察家大為激動


米格-23、蘇-17、蘇-24 大量採用傳統和成熟技術,通過變後掠翼達到針對性地突破。儘管沒有達到技術上的最高水平,但極大地降低了技術風險,最大限度地利用了現有工業和技術基礎,較快地形成了戰鬥力,成本也較低。更重要的是,設計有明確而具體的目標,可以有的放矢,避免技術彎路和不必要的高精尖。米格-23、蘇-17、蘇-24 滿足了戰術需要,似乎再一次證明漸改加針對性趕超路線的正確。


問題在於技術發展不是到此為止,已經拉開的差距如果不切實填補,將積重難返,最終只有通過更大的跳躍才能縮小或填平差距。換句話說,這實際上是一種技術上的寅吃卯糧。技術上的跳躍性發展不是想迴避就可以迴避得了的。


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