作者微博 @双垂尾Luna @Danis_Rechie
2006年，在航母甲板上工作了三十余年的F-14雄猫战斗机领到了退休通知书告别了服役生涯，作为外形最具美感的战斗机之一，雄猫是战斗机里的人气之王，在其退役十周年之际，本文通过文字配合漫画的形式，向各位读者细说大猫一些不为人知的小故事，缅怀大猫的一点一滴。
“为什么是变后掠翼”
进入上世纪60年代后，苏联轰炸机对美国航母战斗群的导弹饱和攻击逐渐成为现实，美国海军需要一种能够在远离航母的空域长时间巡逻并能够搭载远距空空导弹在敌轰炸机攻击之前就将其击落的防空战斗机。但是越战的经验和F-111B研制的失败也使海军认识到不能仅强调战机的超视距远程空战能力，新型舰载战斗机也必须拥有优秀的格斗能力。
作为防空飞机及对地攻击飞机，必须有较大的飞行速度和较好的机动性能，而作为舰载机，又必须拥有很低的起飞着陆速度和较大的航程及作战能力，能够把这些要求很好地统一到一架飞机上，F-14选择变后掠气动布局是唯一的答案。
为什么变后掠翼可以满足这些自相矛盾的需求?下面我们分项说明这些气动力特性变化对于飞机性能的影响。
1）升力斜率：当机翼处于小后掠角状态时，由于相对厚度及展弦比大，拥有很高的升力斜率，而此时增升装置效率也很高（多数变后掠翼飞机采用全展襟翼，充分发挥其性能），使得变后掠飞机在起飞和着陆阶段获得较高的升力系数，降低了飞机的起飞着陆速度。F-14之前的F-4J，由于需要保证高速性能，其后掠角高达51°，只能用降低翼荷载的方式降低进场速度，相同条件下的进场速度比F-14高了近30公里/小时，而F-14之后的F-18，尽管为了低速性能而生，其进场速度也比F-14高了15公里/小时。
2）零升阻力系数：在亚音速范围内，各后掠角度的零升阻力基本没有差别，这是因为后掠角改变对于机翼浸润面积的变化极小，摩擦阻力基本是相同的，对于进入超音速明显增大的波阻就不同了，由于后掠效应延缓了压缩性作用，减弱了激波强度，大后掠角时机翼波阻大大减小。变后掠飞机利用这个特性，可获得较好的高速性能。这里我们拿在三代机里超音速性能一流的F-15来进行对比，在挂载4枚麻雀和4枚响尾蛇油量相同的情况下，F-14从0.8马赫加速到1.8马赫的时间比F-15快了20秒，可能有好奇的读者想知道F-18的数据，然而F-18在这种挂载条件下只能飞到1.3马赫。
最大升阻比：在亚音速范围内，小后掠机翼拥有最好的气动效率，而在超音速范围内，大后掠机翼拥有优越性，这也是为什么进入超音速时代后，战斗机普遍使用大后掠角小展弦比布局。而变后掠翼飞机在各个飞行速度都有较好的气动效率，也就是说比按后掠翼飞机可以在执行任务的每一个阶段都达到较为满意的性能，这是固定翼飞机难以达到的。
但是变后掠翼飞机并非完美无缺，其较高的结构重量和相对复杂的设计依然是制约变后掠翼飞机发展的命门。
“翼套的秘密”
F-14的凶猛外形很大程度上源于其宽大的翼套，对于固定翼飞机，当飞行速度由亚音速变为超音速时，由于气动力分部的变化，通常会是静稳定度有一个较大的增长，对于变后掠翼飞机来说，这个问题更加突出，F-111跟MIG23就是典型的反面代表，转轴过于靠近翼根，静稳定度随后掠角变化太大，过载能力受到限制。而SU-17这种转轴过于远离翼根的，又造成了变后掠气动收益过小的缺点。因此转轴的位置密切关乎到飞机的性能，F-14采用了展向靠外的转轴位置，约为30%机翼半展长处，大大减少了气动中心的移动量，在超过M1.3后，气动中心甚至会前移。而并不满足的格鲁曼又为F-14装备了一种秘密武器——翼套扇翼，这个扇翼平时收纳在F-14A的翼套中，根据不同的速度，攻角和机翼后掠模式及后掠角，它可以自动从翼套中伸出，提高升力，减小由于变后掠造成的气动中心后移量和水平尾翼向下荷载，从而增加了飞机的超音速机动性，它使得F-14A的+8G包线向左移动到M1.8，这是绝大多数三代机不具备的能力，要知道F-14还是一架静稳定设计的飞机，1973年6月，格鲁曼首席试飞员西威尔带着《Aviation Week》的一名编辑，在10668米，以M1.3的速度飞出了+6G。但翼套扇翼只安装在了F-14A上，在当时，一套扇翼的价格高达150万美元，并且F-14本身的超音速性能也足够优秀，F-14可以不依靠扇翼在M2.0飞出+8G，所以F-14B/D并未安装。
“灵巧的雄猫”
尽管F-14可以被看成是为了AWG-9雷达和AIM-54导弹而生的战斗机，但是越战的经验告诉美国海军，导弹并不能像他们想象的那样让战斗机在几十公里外就结束一切战斗，换句话说，F-14不能仅依靠强大的雷达和远程导弹作战，雄猫必须拥有在刺刀见红的空中格斗中杀死对手的性能。
标志性的变后掠翼为雄猫带来了优异的格斗性能，为了容纳不死鸟导弹而设计的宽发动机间距机体也为雄猫带来了额外的升力贡献，凭借着傲视群雄的升力系数，F-14A在发动机推力并不出众的情况下拥有三代机中无与伦比的低速稳定盘旋性能和全包线的瞬间盘旋性能。
1973年，一架安装了尾旋改出伞和其他设备的比标准型重了3.1吨的F-14A与一架减重1.3吨的F-4B进行空中格斗。在测试中，F-4B无法在进攻态势下持续跟踪F-14，F-14可以使用大过载转弯使F-4B无法获得机炮攻击的角度，或者直接加速甩开F-4B，脱离其机炮射程，抑或使用超过50°攻角的大攻角机动进行气动减速，使F-4B前冲，从而交换攻守态势。而在防御态势下，F-4企图在全加力状态的下降盘旋中摆脱F-14，同时使用方向舵试图增加跟踪的困难性，飞行过载达到8G，攻角接近30单位，而F-14可以轻松的保持在F-4转弯轨迹的内侧，事后发现，F-4B的玻璃纤维复合材料翼尖在大过载机动中被撕裂。
“全能的不死鸟导弹”
AIM-54导弹和AWG-9雷达F-14强悍制空能力的保证，AIM-54也是世界上第一种射后不管具有多目标攻击能力的远程空空导弹，对5平方米反射面积的6个不同目标的最大攻击距离为96公里，最广为人知的是1973年的那次同时对60~80公里的6架靶机进行攻击的实验，直接命中四架，一枚不死鸟脱靶，一架靶机故障不计分。但本篇主要介绍不死鸟的典型目标打靶实验。
超音速轰炸机：一架BQM-34E在15000米以M1.5的速度模拟敌方超音速轰炸机，同时带有主动雷达干扰进行自卫，AWG-9用边跟踪边扫描模式在244公里处就烧穿了BQM-34E的干扰，在距离目标203公里处发射了一枚不死鸟，并且准确的命中了这架BQM-34E，在这次攻击中，不死鸟的高抛弹道带着它飞上了30000米的高空。
巡航导弹：尽管大猫拥有当时无与伦比的多目标远程攻击能力，但是也不能保证没有漏网之鱼，但是对于紧贴海面突防的巡航导弹，不死鸟依然得心应手。这次的倒霉蛋变成了BQM-34A，这架靶机以M0.75的速度，贴着海面15米的高度飞行，一架在3000米飞行的F-14很快就发现了他，在距离目标40公里处发射了一枚不死鸟，一击毙命。
高机动目标：是与外界通常的印象不同，不死鸟虽然是为了打击大型轰炸机与掠海反舰导弹设计的，但不死鸟同样拥有优异的攻击大过载机动目标的能力。在一次打靶实验中，一架位于5000米高度，M0.8的QF-86试图使用垂直机动摆脱AWG-9和不死鸟的追踪，QF-86先是用一个5G的破S下降了2000米，随后用6.5G的机动改出俯冲，就在QF-86刚改出的时候，不死鸟击中了他，在这次攻击中，不死鸟飞出了超过16G的过载，而不死鸟对于6-7G机动目标的有效射程高达37公里。
“五花八门的猫眼”
虽然强大的AWG-9可以让猫轻松的洞察几百公里外的情况，但其也并非无懈可击，于是猫A/B装备了红外搜索或电视成像系统来弥补AWG-9的不足，不过最早期的猫A，其机头下仅仅安装了AN/ALQ-100电子干扰装置的天线以及红色的位置灯。
后期的猫A纷纷开始加装AN/ALR-23 InfraRed Deteciton Set，这种红外探测系统可以随动于雷达，也可独立搜索，通常情况下，雷达负责搜索低空目标，而红外探测系统则搜索背景辐射比较大的高空，对于高空加力目标，红外探测系统的捕获距离可以达到近200公里，这套装置曾经在更远的距离捕获到黑鸟侦察机。但也存在虚警率高的问题，于是在1979年后，95批次的猫A不再携带红外探测装置，转而批量使用AN/AXX-1 Television Camera System，电视摄像系统同红外搜索系统一样均可以独立于雷达进行目标搜索，并且提供未经处理的目标数据给AIM-54，即不依靠雷达进行攻击，但此时的AIM-54只能使用主动脉冲多普勒雷达制导，所以攻击距离只有20公里。但其有一个更为有用的用途，在雷达捕获目标后，电视摄像系统随动于雷达并且获得目标的图像，晴好天气下，对大型战斗机的识别距离可以达到60公里，在非合作目标识别技术还没出现的当时，这是一种非常有用的识别手段。
但也并非所有的F-14都有独特的下巴，原型机BuNo157986的七号机在作为F401和F110测试平台的时候就没有安装上文中任何一种光电与红外设备，不仅如此，其甚至没有装备雷达。不过在作为F-14D原型机后，七号机终于也装上了下巴，也是第一个装上并联双下巴的猫。
进入90年代，在累计测试了20万小时后， 性能更为优异的AN/AAS-42 InfraRed Search and track set出现在了猫D的机鼻下，它与TCS采用并联的方式安装在猫D的机鼻下方，与之前的红外搜索装置不同的是，其意义已经不仅仅在于搜索雷达难以应对的山区和城市地形，它还提供了任务计算机所需要的目标信息，极大的提高了静默状态下的攻击距离，有效的对抗了带有完善射频检测告警的敌方飞机，让大猫可以悄无声息的进行攻击。
“孱弱的心脏”
作为世界上第一台可以长时间海平面超音速飞行的加力涡轮风扇发动机，TF-30的前身是普惠公司的民用发动机JTF-10A，但这种发动机并没有在民用市场获得成功，其改进后的加力版本TF30-P-1被海空军选为F-111的动力来源，其无加力版本的TF30-P-6则为A-7攻击机所用，而F-14所用的TF30-P-412则为F-111B的TF30-P-12的改进型。其实海军心目中的理想发动机并不是TF-30而是与F100同源的F401，但这对难兄难弟先后在试车台上趴了窝，此时离F-15服役还有五年之久，但箭在弦上的F-14则不得不使用TF30-P-412作为过渡。
但这一等就是10年。
与大家通常的印象不同，TF30-P-412最致命的问题并非臭名昭著的压气机失速，而是第一级风扇叶片损坏，第二级涡轮严封故障和第三级涡轮盘损坏，在1974~1976短短两年内，共有7架F-14A因为上述的原因而坠毁。剩下的一些经常出现的小故障还包括燃油调节器和燃烧室损坏。抛开这些使用上的缺陷，其过低的推力严重拉低了F-14的爬升加速能力和持续机动能力，TF30-P-412发动机的装机加力推力为7746公斤（考虑真机进气道进气损失及空气引气和功率提取），有些F-14A飞行员为了获得更大的推力，会在格斗中关闭飞机的环控系统，减小对于发动机的功率提取，获得额外的约1800公斤推力。
海军让F-14的第七架原型机作为F-401的验证机于1973年开始试飞，并计划在这之后将所有之前生产的F-14全部换装F-401，但F-401的可靠性并不能让海军接受（F-100同样也是问题一箩筐），这时美国刚从越南抽身，F-401的装备计划倒在了国会的预算书面前。
说完了缺点，丑媳妇总是要见人，格鲁曼并没有因为TF-30是过渡就自暴自弃，他们与普惠公司合作，对F-14采用什么形式的喷管最为有利进行了大量的研究和实验，最后决定采用光圈式收敛-扩散喷管。这个喷管的特点是重量轻，自冷却和安装性能高，由于喷管的调节是前后移动，不需要铰链结构，喷管的内外形都非常光滑，既可以达到较高的内部性能，又可以得到较低的安装阻力。而在加力状态，喷管后缘离加力燃烧室的冷却隔圈的排气出口不远，在不加力状态，加力燃烧室的冷却气流已足够冷却喷管内表面，所以不需要专门的冷却系统，减轻了近200公斤的安装重量。
海军硬着头皮使用TF-30，普惠只能顶着压力不断的改进TF-30，终于在82年推出了TF30-P-414A，并在87年将机队的TF-30全部更新为414A，这是第一款“没有那么多问题”的TF-30，但它的堪用也仅仅是相对于TF-30，1994年，F-14的第一个女飞行员Kara Hultgreen在最终进近阶段的不当操作再次使得一台TF-30失速，Kara弹射入水身亡，尽管这次事故的主要原因是由于飞行员操纵不当，但TF-30在C种飞行阶段下的表现也实在是不尽人意，要知道它已经改进了20年有余。
进入80年代，空军渐渐摸清了F-100的脾气，看着F-15和F-16这两高推比怪物，心高气傲的海军当然咽不下这口气，拉出了封存的7号原型机，装上了F101DFE发动机，F101本是B-1B的发动机，F101DFE则是为战斗机准备的加大了风扇和加力燃烧室的型号（最终发展为F110-GE-100），理所应当地，F101DFE的澎湃动力打动了格鲁曼的首席试飞员Sewll，Sewll在第一次试飞下了飞机之后，朝着GE总部的方向磕了三个响头：“这才是飞机啊，老子终于不用伺候发动机了。”尽管F101DFE使得F-14首次获得了接近1的推比，也不用必须开加力才能从甲板弹射，但也许是没有缘分，猫和F101DFE并不合得来，在试飞了仅仅33小时后，悲剧的7号机再次被封存，F101DFE跟猫说了再见。
三年后的1984年，7号机又被拖了出来，这次等待他的是真命天子F110-GE-400，F110并没有重复F401和F101的悲剧，顺利成为了F-14B和F-14D的动力，两台F110可以为猫提供25582公斤的加力推力。对于使用重量（包括死油，滑油，挂架和飞行员）分别18591公斤和19837公斤的F-14B和F-14D来说，基本可以说猫在格斗中会获得超过1的推比。当然好处不光是空战推比的提升，其爬升，加速及作战时间均得到了大幅提升。1987年，F-14B开始生产，雄猫终于用上了让人满意的动力系统。
而此时的雄猫已经接近服役周期的2/5。
胎死腹中的SuperTomcat21
上世纪90年代，由于A-12因为进度拖延、成本超支等一些问题被国防部枪毙，加之A-6E即将退役，海军的空面打击能力无疑会陷入一个“真空”状态。A-12项目刚被取消，苏联也轰然倒下，国会并不想把过多的预算花在国防开支上，再重新研制一架新型的攻击机必然是不可能的，精明的厂家们纷纷抛出了基于现有平台进行发展的设计逻辑。这种设计思想的好处一目了然：基于成熟的平台即避免了技术风险，降低了成本，而这架战斗机在面对国会的审查时，可以是现有战斗机的改进型，也可以是一个全新的型号。
其实在ST之前有一个叫做Tomcat Quick Strike的型号，但其问题在于相对于F-14D并没有什么本质上的变化，于是更大改进的ST便应运而生。
Super Tomcat 21 相对于F-14，外观上的最大区别就是将三片式风挡改为整体式前风挡，优化了飞行员的视野。翼套增加了外凸折线，F-14依靠翼套和变后掠机翼获得了高达15的亚音速升阻比，而Super Tomcat 21这个外凸作为一个前缘边条（LERX）产生额外的升力，甲板弹射的状态下Super Tomcat 21的机翼升力相对于F-14提升了25%。这也使得Super Tomcat 21在相对于F-14增重了450公斤的条件下，其最大起飞和最大降落重量相对F-14分别提高了1.5吨和1吨，Super Tomcat 21的最大着舰重量为26吨，这样Super Tomcat 21可以携带4枚AIM-54，2枚AIM-120和2枚AIM-9在甲板上降落。而飞机弹射时对于甲板风的要求也进一步降低，Super Tomcat 21在进行35吨弹射起飞时仅需要8节甲板风，而F-14D则需要超过22节的甲板风才能在35吨的重量下弹射起飞。
在燃料方面，通过在修改外形的翼套内增加油箱，Super Tomcat 21的内油荷载从F-14A的7.4吨提升到了8.2吨，内油和最大弹射重量的增加，有效的保证了Super Tomcat 21的截击和空优作战能力，加上本身优异的亚音速和超音速性能，Super Tomcat 21成为了名副其实的全任务战斗机，它可以在执行任务的每一个阶段都获得较为满意的性能，同时不必过分依赖于加油机，这对空中加油能力比较孱弱的海军来说是非常重要的。
在动力方面，Super Tomcat 21将会使用F110-GE-129发动机，这意味着Super Tomcat 21可以维持1.3马赫的超音速巡航，格鲁曼同时表示，如果海军需要，Super Tomcat 21可以装上矢量喷管和电传飞控系统。F-14这个平台本身就拥有非常好的高攻角机动和超音速机动能力，F-14的瞬态攻角可以达到50°以上，而格鲁曼的风洞实验结果表明，Super Tomcat 21在不依靠矢推的情况下，可以维持77°攻角，不发生任何非指令性的影响飞行品质和安全的偏离和失控，尽管矢推提供的俯仰控制力矩在超过70°攻角后就无法为控制飞机俯仰操控提供帮助，但是矢推对于滚转加速度的贡献是显而易见的，F-14由于采用了宽机体的升力体布局，加之主翼采用了扰流片而并非副翼进行滚转（差动平尾辅助），其滚转性能一直为人诟病，宽间距发动机局部可以最大限度的发挥差动矢推的滚转力矩。在此之外，矢推对于低速俯仰速率的改善也是显而易见的，在低速时俯仰姿态的改变在格斗时是非常致命的，在头盔瞄准系统和大离轴角导弹普及的现在，低速的高俯仰速率配合大攻角稳定性，可以让Super Tomcat 21在耗尽能量的不利态势中对敌机进行致命的攻击。
在1988年，一艘航母上的舰载战斗/攻击机机由14架A-6，24架F/A-18以及24架F-14组成，而36架ST-21就可以包办总计38架A-6与F/A-18的对地攻击任务，而且在高-低-低-高作战剖面且攻击半径不变的条件下，其对地弹药的携带能力为A-6与F/A-18机队的2倍。如果Super Tomcat 21服役，那么他与F-14的关系可能好比F-15C与F-15E，而在美国空军及国民警卫队目前的作战序列中F-15C/D与F-15E的数量已经不相上下。在海军强调对地能力同时削减开支的情况下，Super Tomcat 21实际上完全可以看作是海军的F-15E，而相对于F-15E相对平庸的空战性能，Super Tomcat 21不仅仅增强了F-14的对地能力，对空能力也明显得到了提高。尽管FA-18E/F和E/A-18G在目前的表现也让人印象深刻，大黄蜂家族通过一个所谓的“80%”解决方案，在满足了海军开支削减的前提下，保证了相对的战斗力。但大黄蜂的缺点依然显而易见：飞行平台小，在执行大航程长时滞空任务时过度依赖加油机。因为强调巡航及起降性能，而导致非常差的超音速性能，极速和加速都非常慢，重多的原因导致了F-14的子孙后代们无法继续在航母甲板上出现。但最核心的一点是美国海军希望用一种可以完成所有任务的飞行平台来统治甲板。不过把一架轻型战斗机增大成中型战斗机的效果远低于预期，大平台的好处是显而易见的，百花齐放的SU-27家族就是最好的证明。Super Tomcat 21本应该是非隐身舰载机的巅峰之作。它拥有大航程，高速度，超凡的机动性，卓越的探测能力以及强大的挂载能力，但这一切只是美好的愿望。随着苏联解体，海军的战略中心转向太平洋。海军不愿意接受Super Tomcat 21相对高昂的造价，就连Super Tomcat 21优秀的性能，对海军而言都已经过剩而显得毫无价值。
所以，当你下次听见有人聊起FA-18E/F和E/A-18G的航电性能是多么优秀的时候，不要忘了，原本海军可以有一架能装下和他们一样好的电子设备，并且比他们飞的更高、更快、更远的。
真正的战斗机。
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