史上最成功的戰斗機“波音”通往F-16“戰隼”之路（1）

海灣戰爭期間，美軍部署249架F-16，累計飛行 13,340 出動架次（或約13,500 出動架次，包括夜間約4,000架次）。這是F-16歷史上單次沖突出動架次最多的記錄，占聯軍總出動量的34%以上，也是所有參戰機型中出動最多的。平均每次出動時長約3.24小時，幾乎全部涉及空中加油。

然后在多次局部沖突中F-16依然保持高頻次出動，即使今天在F-22與F-35占據絕對優勢上，F-16依然占據自己應該有的位置。當然，僅僅用優秀形容已經不夠表示F-16能力。應該稱呼它為“空中牛馬”。

在美國三代機（或第四代，現在這個代數劃分好亂）項目建立時，形成一種高低搭配的組合。這也是在80-90年代甚至是新千年時總是掛在嘴邊的談資。這也影響了其他國家戰斗機的發展。雖然這種高低搭配并沒在后續中形成一個非常準確的劃分，但是遵循著，昂貴的少用，便宜的往死里用的原則“空中牛馬”F-16完美勝任這個位置。

如果J-10與F-16相比，如同僅完成開發20%的萌新，未來還有很長的升級路線要走。目前，F-16預計將服役到2040年代甚至更久（部分機型可能到2060年）。洛克希德·馬丁（Lockheed Martin）繼續主導生產與現代化，重點是Block 70/72新造 + F-16V升級（Viper配置），讓它接近5代性能，同時作為“容量型”機隊補充F-35/F-22。其實上期講F-22時有一最重要的缺點沒有講，那就是數量太少。

波音公司的項目

在20世紀50—70年代，Boeing（波音）在美國航空工業中所占據的地位，與Andrei Tupolev（安德烈·圖波列夫）領導的圖波列夫設計局在蘇聯航空界所處的位置大體相同——專注于大型飛機。在波音公司的歷史上，如同圖波列夫設計局一樣，也曾設計過戰斗機，不過那已經是很久以前的事情，以至于幾乎成了歷史傳說。在**McDonnell Douglas F-15 Eagle（麥克唐納-道格拉斯 F-15 鷹式戰斗機）**的前身——F-X戰斗機項目競標中，波音公司并未參與，不過公司管理層仍然對戰斗機領域保持了一定關注。

20世紀60年代末，在鮑勃·桑達斯基（R. Sandusky Jr.）的領導下，波音公司的設計師們提出了一種晝間戰斗機的初步方案——908-618型號。該方案采用傳統的下單翼布局，機翼前緣具有適度后掠角，尾部為單垂尾布局，并在機身腹部設置了兩個輔助腹鰭。該設計的一些特點包括：機身腹部安裝的、截面接近矩形的進氣道；機翼與機身之間平滑過渡的結構；以及具有很大后掠角的、發達的機翼根部邊條（LERX）。

約翰·博伊德（John Boyd）

908-618方案完全符合由博伊德等人推動的“戰斗機式飛機”設計理念。該機的預計最大起飛重量約為7300千克，推重比接近1.5，翼載約為325千克/平方米。

在**Lightweight Fighter program（輕型戰斗機計劃，LWF）競標中，波音公司提交了908-909型號**（又稱909-618-2）。與908-618相比，908-909的氣動布局更為簡化：機翼根部邊條被取消，機翼與機身的連接方式改為傳統結構，不再采用平滑融合的過渡；同時增大了機翼前緣和后緣的后掠角。在座艙后方的機身上表面還增加了一個小型背脊整流罩。除此之外，該方案并未發生其他重大變化。

總體而言，908項目的這兩種型號在外觀上看起來都像是 General Dynamics（通用動力）公司 401型號 的某一種迭代版本。

NASA風洞中的908模型

波音908-909飛機模型

在**Lightweight Fighter program（輕型戰斗機計劃，LWF）的競標中，Boeing（波音）公司敗給了General Dynamics（通用動力）公司。1972年，桑達斯基（R. Sandusky Jr.）轉入Northrop（諾斯羅普）公司，在那里積極參與了Northrop YF-17**戰斗機氣動布局的改進與完善工作，繼續與通用動力公司展開“西方式”的競爭。桑達斯基在諾斯羅普公司一直工作到1995年。

R-610飛機模型，單發動機YF-17迭代版

桑達斯基（R. Sandusky Jr.）領導了F-20和YF-23戰斗機的設計工作（在這些飛機的專利上，Sandusky的名字總是第一個出現），并參與了B-2轟炸機的研制工作。這些飛機都很出色，但遺憾的是，它們大部分未能批量生產（對美國來說是損失，對我們來說倒是幸運）。關于F-20戰斗機的內容將在下文介紹。眾所周知，YF-22在ATF（Advanced Tactical Fighter，高級戰術戰斗機）競賽中敗給了洛克希德YF-22。

雖然桑達斯基不常被提及，但他的履歷中至少有兩款設計堪稱可以量產：908型號和YF-23。

關于洛克希德贏得ATF競賽的原因：顯然，進行了各型原型機的對比飛行試驗，并對結果進行了科學分析，從中得出結論，最終在1991年春季選出最佳樣機。但還有一個決定性因素：1989年，B-2戰略轟炸機原型機完成首飛。美國國防部計劃采購133架B-2，以完全取代B-52轟炸機機群。對于諾斯羅普公司來說，1991年并不缺工作崗位，反而前景較好；而洛克希德公司如果輸了ATF競賽，將面臨裁員。最終，工作崗位得以保留。

YF-23在某些方面可能不如YF-22，但無疑是一款更具前景的飛機。到2010年代末，美國圍繞**NGAD（Next Generation Air Dominance，下一代空中優勢戰斗機）**展開討論時，一些專家建議，不必完全從零開始設計，而是對桑達斯基的飛機進行創新改進。據稱，2023年，NGAD原型機已經試飛，但沒有發布任何照片，只有渲染圖。而這些渲染圖與YF-23完全不同，但這并不意味著它們準確反映了NGAD原型機的外觀。或許，YF-23真的在某種程度上得到了“重生”。

**羅伯特·R·桑達斯基**于2023年2月去世。

YF-16的首次飛行

首架YF-16及F100發動機在“通用動力”公司沃斯堡工廠

首架YF-16的飛行試驗計劃，按照慣例，從滑行和跑道短跑開始。通用動力公司的首席試飛員Philip Estricher在一月中旬完成了低推力滑行測試。1月20日，計劃進行第一次高速跑道滑跑，將速度加速至135節（約250公里/小時），短暫抬起機頭幾秒，然后再放下前輪支撐。

Philip Estricher（菲利普·埃斯特里徹）與首架YF-16原型機

這次滑跑意外地變成了首飛，如果當時出現差錯，也可能導致嚴重事故甚至災難。Estricher多次向記者講述YF-16的首飛經歷。下面摘錄自他1992年的回憶錄，該故事曾于2015年1月刊登在《Code One》雜志網站，而Philip Estricher于2015年12月去世。

“我們逐步增加滑行和短跑速度，以了解飛機的實際操控特性。那一天，我們想第一次讓飛機部分離開跑道——將發動機推力桿（RUD）推到全推力[軍用功率]模式，短暫抬起機頭幾英尺。”

Estricher將YF-16加速到130節（約240公里/小時）。飛行員將操縱桿（РУС）向自己拉，使機頭上抬約10度。隨后，他試圖評估飛機的橫滾操控性，但沒有任何反應，因為前輪支撐仍然在跑道上滾動。Estricher增加了俯仰角，這次飛機突然向左猛烈橫滾。飛行員通過將操縱桿施加反方向壓力來補償左滾，卻引發了飛機自發的振蕩。這類振蕩通常是“人-機系統”特性導致的。

“試圖抵消橫滾時，我只是在搖晃飛機。盡管我將推力桿（РУД）調到低推力，飛機仍繼續加速。機頭時而上抬，時而下落。顯然，前輪支撐已經離開跑道。我將推力桿調至中間位置。”

YF-16在橫滾和俯仰上劇烈擺動。從此時狀態看，非常類似飛行員熟知的“蹦跳”（goat-fighting）現象，只不過發生在起飛而非著陸時。Estricher面臨兩個選擇——彈射或嘗試起飛保持飛機。試飛員選擇了起飛。起飛后，操控逐漸恢復，他在低空小幅橫滾下繞場飛行并安全著陸。首飛持續了六分鐘。

表面上，這次意外首飛的“責任人”是Estricher本人，因為他過度操縱了飛機。但實際原因并非飛行員操作。電傳操縱系統通道的傳遞系數設置過高，導致操控過于敏感。電傳系統的穩定裕度不足（注意：與飛機自身的穩定裕度不同），因此Estricher“成功”地將YF-16引入自振狀態。為了脫離該振蕩模式，必須起飛。

根據首飛經驗，YF-16的操縱系統進行了調粗處理，通過降低傳遞系數來實現。幸好在電傳操縱系統中調整這一系數并不復雜，但要找到最優系數仍然很困難。在復盤過程中，人們反而忘記了發動機控制系統曾表現出的奇怪行為。然而，這個問題確實存在，并且曾顯露出來。

YF-16的發動機控制系統設計相當獨特，具有兩種工作模式——地面模式（ground-idle power）和飛行模式（flight-idle power）。在地面模式下，對最大推力有限制；在飛行模式下，對最小推力有限制。系統會根據起落架壓縮情況自動在兩種模式間切換，而飛行員沒有手動切換的功能設計。

提前說一下情況。軍用試飛員鮑勃·伊廷格（Bob Ettinger）在二月末完成了自己在YF-16上的首次飛行。這里說“飛行”未免夸張，其實只是繞著機場轉圈而已。飛行員全油門起飛，但發動機推力依然保持在“地面模式”（ground mode）的最大值。工程師連續三天檢查飛機，也沒發現任何異常。隨后的幾次飛行，從發動機控制系統的表現來看，都很正常。3月25日，另一名軍用試飛員迪恩·斯蒂克爾（Dean Stickell）進行了原型機的首次飛行。

“起飛后，我爬升到1500英尺，然后把油門拉到最小。當我把油門調到中位時，發動機推力仍保持在‘最小值’。飛行試驗總是充滿驚喜。”

飛行員成功著陸。之后原型機的飛行暫停了三周。檢查中未發現機載系統缺陷。發動機的不正常表現被解釋為燃油溫度過高，工程師進行了改進以降低煤油溫度。

5月16日，中校吉姆·賴德（Jim Ryder）進行下一次飛行。在進近著陸時，發動機對油門操作完全不響應。賴德在干涸的羅杰斯鹽湖（Rogers Dry Lake）底部進行了緊急著陸。湖底是天然跑道，該湖區屬于愛德華茲空軍基地。

賴德著陸后，原型機的飛行再次暫停。飛機接受了極其徹底的檢查，包括拆解發動機控制系統和燃油系統。最終在燃油供給閥中發現了鋁屑，這正是發動機控制系統問題的“禍根”。閥門被更換，同時修改了發動機控制系統邏輯，使飛行員可以手動切換地面模式（ground-idle）和飛行模式（flight-idle）。

賴德中校與YF-16原型機

由于1月20日“意外”飛行造成的物質損失，是右側水平尾翼翼尖被撞凹。工程師用未完工的第二架YF-16上的尾翼翼尖進行了更換。

YF-16的官方首次飛行原定于1974年2月2日。盡管1月20日已有意外飛行，這次官方首飛仍如期進行。飛行員埃斯特里徹（Estricher）達到了400節（約740公里/小時）的速度和30,000英尺（約9150米）的高度，飛行持續時間約為一小時。試飛員稱贊飛機各系統運作良好，操控性極佳。

YF-16，1974年2月2日首飛