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垂直梦想50年(第三部 家族篇)——鹞式飞机家族通史

第三部 家族篇——失落的航空帝国

第一章 帝国骄子——的第一代

  第一代鹞式飞机是指自鹞服役以来的 GR.1(A)/T.2(A)、GR.3/T4、FRS.1、FRS.2(FA.2)/T.8 以及其它国家装备的 AV-8AAV-8S海鹞 FRS.51 等型号。这一批型号属于渐改衍生型,性能变化不大。最重要的一点是,这批飞机除了航电有所差别外,其它都是“纯英国血统”。鹞式家族的赫赫声名,实际上是这批飞机首先创下的,称之为“帝国骄子”亦不为过。但“月盈则亏”,自此以后,英国再也无力独立研制出一种现代战斗机。

鹞 GR.1/T.2

  鹞 GR.1 就是 P.1127(RAF) 的第一种生产型。它的主任设计师是霍克的约翰?福德。我们已经知道该机是从三国联合研制的茶隼发展而来,但实际上鹞 GR.1 经过了全面重新设计,就工程意义上而言实际上是一种全新的飞机,它和茶隼只有 7%的设计是相同的。为了试飞给该机研制的飞马 6 Mk101 发动机,霍克公司专门动用了 1 架茶隼——我们在历史篇中提到,9 架茶隼中,1 架坠毁,6 架去了美国,英国还保留了 2 架。

皇家空军第 1 中队于 1970 年全部人员的大合影

  1966 年8月31日,鹞 GR.1 原型机(当时仍称 P.1127(RAF))首次试飞成功。此后另 5 架原型机相继试飞。所有 6 架飞机全部用于试飞和性能评估,没有装备部队。1967 年 12 月 28 日,鹞 GR.1 生产型试飞成功。1969 年 1 月 1 日,该机正式装备皇家空军——第一支装备该机的部队是驻怀特林空军基地的鹞式飞机改装训练部队,在当年 10 月该部队改称皇家空军第 1 中队,担负对地攻击任务。这是鹞式飞机近 40 年军旅生涯的开端——不过,悉尼?凯姆没能看到这一天。他已于 1966 年逝世。第 1 中队于 1971 年再度改编为第 233 改装训练部队,从此担负起皇家空军所有鹞式飞机飞行员的训练任务。

233OCU 的一架鹞 GR.1。第 233 改装训练部队为皇家空军执行了近 20 年的鹞训练改装任务

1970 年夏,有两架鹞 GR.1 进行了航母适应性测试。图为 XV281 在皇家海军鹰号航母的升降机上

  对于鹞这种特殊的飞机,解决其训练问题迫在眉睫。因为没有任何一种现役教练机可以模拟其操纵特性。双座教练型的研制工作于 1966 年展开,这就是历史篇中提到的 HS.1174,后来称作鹞 T.2。1967 年皇家空军正式订购该型机。1969 年该机首次试飞成功。和鹞 GR.1 相比,鹞 T.2 的主要改进是:加长前机身,以容纳串列阶梯式布置的教员座位;座舱盖改为侧面铰接式;后机身加长并配重,以保证重心位置不变;垂尾和腹鳍面积增大,以保证方向稳定性。该机具有和鹞 GR.1 相当的全部作战能力。

鹞 T.2 相对于 GR.1 的改进之处,图中斜线的结构都是重新设计或在 GR.1 基础上加强的。后期型垂尾比 GR.1 增高了 18 英寸

第一架生产型鹞 T.2,垂尾还是早期构型,比 GR.1 高 11 英寸

鹞 T.2A,后期垂尾构型

  和茶隼相比,鹞 GR.1/T.2 最大的改进是采用了飞马 6 Mk.101 发动机。和茶隼所用的飞马 5 相比,该发动机加装了喷水增推系统,最大推力增加到 8,620㎏。同时飞马 6 Mk.101 的可靠性大幅提高,其大修间隔时间增加到 300 小时,相比之下飞马 5 只有 50 小时。为了满足发动机进气量增大的要求,鹞 GR.1/T.2 除了增大进气口外,还在每个进气口周围布置了 8 个辅助进气门,在低速时开启,提供额外的空气。

鹞 GR.1 的机身油箱安装位置

  在操纵系统方面,鹞 GR.1/T.2 继承了茶隼和 P.1127 的模式,在座舱左手侧设置 3 个操纵杆用于飞机过渡飞行阶段的控制:油门杆、短距起飞限制杆和喷管角度控制杆。这是十几年垂直/短距起降飞机发展经验的结晶,虽然和常规飞机相比,操纵仍然有些繁复,但确实优于同时代的其它同类飞机。其操纵系统与茶隼基本相同,常规飞行时采用机械式操纵系统,低速飞行时则采用其独有的反作用力控制系统。当发动机喷管向下偏转超过 20° 时,反作用力控制系统自动启动,从发动机压气机处引气,压强达到 12 个大气压,温度约 400℃,控制喷嘴处排气速度超过 750m/s。

  鹞 GR.1/T.2 的机翼却是重新设计的,主要是针对亚音速性能进行了优化。采用这种机翼,该机最大平飞速度可达 1,185Km/h。同时为了减小低空飞行时紊流造成的飞机颠簸,机翼面积选择得比较小,仅有 18.67㎡。此外,机翼设计为一个整体结构件,不用分解即可从飞机上拆下,以方便发动机的拆装。为了改善欠佳的续航能力,鹞 GR.1/T.2 可以选装“转场翼尖”——这项设计本来是为 P.1154 准备的,P.1154 下马后就转给了现在的鹞。所谓转场翼尖,其实是一个可拆装的小型组件,翼展 69cm,其主要作用在于增大机翼展弦比,减小诱导阻力,从而改善续航能力。在加装转场翼尖后,鹞 GR.1/T.2 的航程可以增大约 9%,但飞行速度有所下降。该机尾翼仍采用常规设计,有些类似于“猎人”式战斗机,不过增加了一个腹鳍,以改善方向稳定性。在腹鳍下还设计有一个缓冲装置,以便在飞机重着陆的情况下尽可能减小机体损伤。

鹞 GR.1 的机翼上表面特写,前缘锯齿、翼刀、涡流发生器等一览无余

这张 GR.1 的武器展示图中就显示了“增程翼尖”

为了增大航程,除了转场翼尖外,鹞 GR.1/T.2 还加装了固定式受油管,位于左侧进气口后方,从而大幅改善了该机载荷-航程不足的问题。在后机身尾翼前方,保留了自 P.1127 开始继承下来的应急动力冲压涡轮。在紧急情况下,放出冲压涡轮,利用气流冲击涡轮转动产生动力,可以为机上关键系统提供后备能源,保证飞机仍具有一定的控制能力,从而提高了飞机的战场生存能力。

鹞的应急动力冲压涡轮

这架参加横越大西洋航空竞赛的鹞 GR.1 XV741 就安装了固定式受油管

海鹞的固定式受油管细节

  作为一种昼间近距攻击机,鹞 GR.1/T.2 的机载航电系统相当简单,包括:原本为 P.1154 研制的 FE541 惯导/攻击系统,该系统具有移动式地图显示器,可以标明飞机当前位置;塔康导航系统和罗盘;平显;敌我识别系统;高频/甚高频/超高频无线电通讯系统。由于设计任务只是进行昼间对地攻击,该机没有装备雷达系统。

  由于主要在低空执行任务,鸟撞问题比较突出。为此鹞 GR.1/T.2 特别加固了座舱风挡,其强度可以承受 4.5㎏的鸟以 1,100Km/h 相对速度进行的撞击。

  武器系统方面,鹞 GR.1 具有 7 个外挂点,机腹中线 1 个通用外挂点,机身下部两侧各 1 个航炮吊舱专用挂点,机翼下各 2 个。最大载弹量为 2,270㎏,可以携带的武器/装备包括:非制导炸弹,如 2 枚 500㎏延时炸弹或者 4 枚 BL775 集束炸弹;非制导火箭弹,其首选装备是 18 发火箭发射巢(装有 SNEB 68㎜火箭弹);2 个 455 升副油箱,但只能挂载于机翼内侧挂架,外侧挂架因无输油管而无法挂载;侦察吊舱,挂载于机腹中线挂点。其内装有 5 部航空侦察相机,1 部前视相机,另 4 部在垂直面内呈扇形布置,可以拍摄飞机下方及两侧的景物。鹞 GR.1 没有内置式航炮(这是一个鹞式家族保持至今的特点),但可以在机腹两侧加装 2 个 30㎜阿登 Mk.4 转膛式航炮吊舱。每门航炮备弹 100 发,射速可达 1,200 发/分。这套吊舱本是选装设备,但操作中发现,由于吊舱的存在,有地效的情况下可以在飞机腹部形成一个气垫,从而改善了飞机悬停性能,并减小了燃气再吸入问题。因此在拆下航炮吊舱后,需要在原来位置安装一对整流片,以起到和吊舱同样的作用。

鹞 GR.1 的武器外挂方案

30㎜阿登 Mk.4 转膛式航炮吊舱

  和通常所认为的不同,鹞 GR.1 虽然名为“垂直/短距起降飞机”,但在实际操作中很少使用其垂直起降功能。由于发动机推力限制,该机在携带全部作战载荷以后无法实现垂直起飞。即使在正常载荷情况下,该机也极少采用垂直起飞方式,因为载油量太少,作战半径极短,没有什么实用价值。返航着陆时,在没有外挂武器的情况下,鹞 GR.1 可以进行垂直着陆。但如非必要,飞行员实际上很少采用这种方式,而是采用短距着陆——在野战条件下,这是避免吸入砂石的有效方法。当飞机着陆后,可以将喷管向下转到 98.5°,产生部分反推力,帮助飞机减速。理论上,飞机可以利用喷管转向实现倒车滑行,但除了表演外,从来没有在操作中实践过。

  前面我们曾经提到,P.1127 和茶隼在低速状态下方向稳定性不足,鹞 GR.1 也不例外。而在低速状态下飞行员往往需要用两只手同时操纵 3 个“杆”——油门杆、操纵杆、喷管角度控制杆,从而加重了飞行员的工作负担,也增大了起降时的危险性。事故终于发生,但飞行员却是美国人:1970 年美国空军少校查尔斯?R?罗博格在过渡飞行状态因飞机失控而丧生,成为第一名死于鹞式飞机的飞行员,但决不是最后一位。军方对鹞的事故仍然采取了比较宽容的态度,毕竟这是一种极为独特的飞机。但此后鹞式飞机的飞行员都必须经过严格的训练,以适应这种飞机的操纵特性。

  鹞 GR.1 总共生产了 61 架(序号 XV738-762,776-810 以及 XW630),而鹞 T.2 生产了 10 架(XW264-272 及 XW925)。此外,霍克还生产了 2 架鹞 T.2 原型机(即前面提到的 HS.1174 XW174 与 XW175.)和 1 架被称作鹞 Mk.52 的双座鹞式飞机(ZA250)。后者在机尾喷有“G-VTOL”字样,被霍克公司用于试验。

  1969 年,新的发动机飞马 10 Mk102 获准投入使用。霍克公司利用该型发动机与鹞 GR.1/T.2 机身组合,衍生出新的改型,称为鹞 GR.1A/T.2A——除了发动机推力增大外(军用推力 9,300㎏,原来的飞马 6 Mk101 军用推力仅 8,620㎏),其它和鹞 GR.1/T.2 完全相同。后来皇家空军又将已服役的鹞 GR.1/T.2 升级到鹞 GR.1A/T.2A 的标准。全新制造的鹞 GR.1A 只有 17 架(XW916-924,XW763-770),由鹞 GR.1 升级而来的有 41 架;鹞 T.2A 生产了 4 架(XW926-927,XW933-934),早期生产的 10 架鹞 T.2 全部升级到 T.2A。

鹞 GR.3/T.4

  继飞马 10 之后,飞马 11 Mk103 问世。这种发动机推力进一步增大(军用推力 9,750㎏),其前风扇、燃烧室、燃油控制系统均进行了改进,可以在更高的气温下工作。围绕这台发动机,霍克推出了鹞 GR.3/T.4,其关系和鹞 GR.1/T.2 一样,前者是单座攻击/侦察型,后者是前者的双座教练型。和 GR.1A/T.2A 不同的是,除了改进发动机外,鹞 GR.3/T.4 还对一部分航电设备进行了升级改进。

  在外观上,鹞 GR.3 相对于 GR.1 最大的差别是机头。鹞 GR.3 的机头向前延伸,形成独特的“猪嘴”状(皇家空军称之为“史努比鼻子”)。这项改动不会影响飞机的飞行品质,因此没有对鹞 GR.3 进行其它气动方面的改进。“猪嘴”内部用于加装费伦第公司研制的“激光测距/目标指示传感器(LRMTS)”。利用激光雷达,可以连续提供目标位置和接近率,并将结果显示在平显上。飞行员利用这套设备还可以锁定已经被友军激光目标指示器连续照射的目标。由于 LRMTS 效果不错,且改装工作量不大,因此后来皇家空军仍然在役的鹞 GR.1A 也全部加装了这套设备。

鹞 GR.3 的“史努比鼻子”,内装 LRMTS。机鼻后是 F95 照相机

  鹞 GR.3 在机身左侧加装了一台侦察相机,使得飞机无需携带侦察吊舱也具有基本的侦察能力。此外,该机首次加装了马可尼的 ARI-18223 雷达告警接收机。其前向接收天线位于垂尾翼尖附近,后向接收天线则位于尾锥。为了给新增加的航电设备供电,在鹞 GR.3 上用一台新的 12 千瓦交流发动机取代了原来的两台 4 千瓦交流发动机。

鹞 GR.3 的垂尾(下)由于安装了 RWR 天线,外观与 GR.1 相比有所不同

  这两种改型产量不高,鹞 GR.3 制造了 40 架(XZ128-139,963-973,987-999,ZD667-670),鹞 T.4 制造了 11 架(XZ145-147、445,ZB600-603,ZD990-993)。不过后来所有鹞 GR.1/1A 共 61 架全部升级到 GR.3 标准,鹞 T.2/2A 共 13 架也升级到 T.4 标准。

1982 年在挪威参加军演的鹞 GR.3,全机施以极地迷彩

第 1 中队的鹞 T.4 XW270,注意鹞的教练型后座也拥有一个完整的风挡

AV-8A/TAV-8A/AV-8C

  我们在历史篇中曾经提到,在英国、西德和美国成立 TES、对茶隼进行评估的时候,美国海军陆战队并未参与——尽管他们对这种飞机也有着强烈兴趣。TES 解散后,6 架茶隼被美国获得。海军陆战队因此获得了实际操作这种独特飞机的机会。1966 年 4 月,海军陆战队飞行员驾驶一架茶隼在“罗利”号两栖攻击舰上进行了起降试验,茶隼的表现给海军陆战队官员留下了深刻印象。不过,如我们所知,茶隼的主要目的不是验证其作战能力,自始至终没有配备武器,因此海军陆战队的兴趣也只能到此为止。

  1968 年英国范保罗航展之后,两名陆战队上校飞行员汤姆?米勒和巴德?巴克尔悄然前往霍克公司,对鹞式飞机各自进行了 10 次试飞。试飞结果令两位上校非常满意,他们认为这就是他们想要的飞机!海军陆战队航空兵对作战飞机的要求与海军航空兵不同,他们需要的是一种可以快速反应、为地面部队提供空中支援的攻击机。舰队航空兵的攻击机可以完成任务,但反应速度不够快(因为航母为了自身安全不能太过靠近海岸),指挥不够灵活(舰队航空兵隶属海军,需要跨军种支援)。而鹞可以从停泊在海滨的两栖攻击舰甚至简易滩头起降场起飞进行快速支援,虽然载弹量不够大,航程不够远,但恰好可以满足海军陆战队的需要。

1977 年部署在海军航母上的 AV-8A,虽然 AV-8A 翼展不大,但占用甲板面积却一点不少,因为护翼轮就在翼尖,就没法像普通飞机一样摆放时将机翼伸出甲板外

  通过向麦?道公司颁发鹞式飞机的生产许可证,解决了美国军队必须装备“国产”武器的问题。作为鹞式飞机的核心——飞马发动机,其“国产”问题同样通过许可证来解决。罗?罗公司与美国普拉特?惠特尼公司达成协议,由后者许可生产飞马发动机,并赋予美国军用发动机牌号 F402-RR。

  新的鹞式飞机被英国人赋予鹞 Mk.50 的编号,而美国海军陆战队则赋予该机 AV-8A 的编号。根据许可证,该机将由麦?道和普?惠联合生产。但实际上,这个许可证只是做给国会看的一个政治道具。因为极具生意头脑的美国人发现,专门为陆战队区区百余架 AV-8A 重新建设一条生产线实在是很不划算的一件事。因此 AV-8A 实际上还是在英国生产,然后运往美国,由麦?道交付给军方。在这件事情上,麦?道做了一回实实在在的二道贩子。目前唯一不清楚的是,AV-8A 上面的美国设备是不是由麦?道安装的。但从逻辑上说这种做法没有问题。

  在整个 70 年代初期,麦?道一共“生产”了 102 架 AV-8A(158384-395,158694-711,158948-977,159230-259,159366-377)和 8 架 TAV-8A(鹞 Mk.54,装用美国航电设备,基本上是鹞 T.4 的美国版,序号 159378-385)。除了最初几架 AV-8A 仍采用飞马 10 发动机外,其余的全部采用了飞马 11 发动机。

VMAT-203 中队的 TAV-8A

  在外观上,AV-8A 和鹞 GR.1 非常相似。但内部航电和其它设备则大多更换为美国国产设备。鹞原来采用的马丁?贝克弹射座椅被美国的 Stencel SIII S-3 座椅取代,敌我识别设备和无线电也换成了美国货。FE541 惯导/攻击系统和平显被史密斯仪表公司生产的多功能武器瞄准系统和平显取代。此外,还根据美国人的要求,加强了机翼内侧挂架,使之可以携带 2 个 1,135 升的大号副油箱(鹞 GR.1 只能挂 455 升副油箱)。

AV-8A 挂满了副油箱,内侧是 1,135 升的,外侧是 455 升的

  AV-8A 的武器系统也根据美国的标准进行了全面改造。火箭弹改用美式的 70㎜ 或 127㎜(“祖尼”)火箭弹,炸弹则主要采用“石眼”集束炸弹。原本海军陆战队还想换掉 30㎜“阿登”航炮,因为当时海军陆战队没有其它武器使用它的弹药。但后来发现重新设计一种航炮及其弹药费用不菲,而“阿登”航炮也确实能够满足陆战队的要求,也就打消了这个念头。AV-8A 另一项重大改进是敷设了“响尾蛇”导弹的发射控制电缆,使得机翼外侧挂架具有携带“响尾蛇”导弹进行自卫的能力。

  AV-8C 是一个比较罕见的型号。事实上它是 AV-8A 的改进型,但改进标准参考了大名鼎鼎的 AV-8B 鹞 II。当时海军陆战队已经决定研制新一代的鹞式飞机,即 AV-8B,但在该机服役之前,需要对现有的 AV-8A 机群加以改进作为过渡措施。这就是 AV-8C 的由来。由于该机和 AV-8A 相比,所用技术没有阶段性的进步,因此仍被归入第一代鹞式飞机。从 1979 年到 1984 年,一共有 47 架在役的 AV-8A 被改进到 AV-8C。

一架正在准备飞行的 AV-8C,注意机鼻被封死的 F95 照相机窗口,这是 C 型的识别标志之一

  AV-8C 的主要改进措施包括:机体翻新,使之可以达到 4,000 飞行小时的寿命;采用为 AV-8B 设计的腹部气垫增升设计,以增大作战载荷;采用新型电子对抗设备,包括换装美国利顿公司的 AN/ALR-45F 雷达告警接收机和 AN/ALE-40 箔条/曳光弹自动投放器;改进保密电台;采用新型机载制氧系统,取消了原来的氧气瓶;加装编队灯;取消了原本在机身左侧安装的侦察相机。

NASA Ames 研究中心的 AV-8C 719 号,研究 STOVL 飞行

  1971 年,海军陆战队第一个 AV-8A 中队正式组建。陆战队从此拥有了梦寐以求的快速近岸支援能力——类似的能力也曾经是美国陆军航空兵的梦想,不过却在军种斗争中永远化为泡影。

海军陆战队的鹞让陆军羡慕不已,受此刺激大力发展重型武装直升机

  前面我们提到,美国海军陆战队的 AV-8A 可以挂装“响尾蛇”导弹,这使得该机具备了基本的空战能力。海军陆战队对该机机动性的研究最终导致了一种新的空战机动动作的问世,即“前飞状态下应用推力矢量(VIFF)”机动——在前飞状态下突然转动推力矢量喷口,产生额外的推力升力,从而改善飞机盘旋能力。这个动作我们在第二部第三章有关机动性一节中提到过,这里不复赘述。1970 年,陆战队上尉哈利?布洛特驾驶 AV-8A 进行了首次 VIFF 验证试飞。他报告说,进行这一机动时飞机减速极快,但没有给出具体数据——因为突如其来的减速使得他几乎撞上前方的平显,而且还要手忙脚乱地控制住飞机。

  海军陆战队对 VIFF 比较满意,因为它给了盘旋性能不佳的鹞式飞机一个可能选择,使之有可能在空战中迫使对手冲前而占据有利位置。这一动作的战术价值至今仍有争议,也并不是象有关马岛战争的文学作品中描述的那样“天下无敌”。但最后,海军陆战队仍将 VIFF 列入空战教程,使得飞行员在空战中有更多的选择;并对 AV-8A 进行相应的改进使之适应这个动作的要求,包括:加强矢量喷管;改进喷管驱动马达;改进飞马发动机使之可以在超负荷状态下运转 2.5 分钟。

AV-8S

  1973 年,西班牙海军向美国海军订购 6 架 AV-8A(159557-562)和 2 架 TAV-8A(159563-564)。两种飞机分别被赋予 AV-8S 和 TAV-8S 的美军编号,而英国人则赋予鹞 Mk.53 和鹞 Mk.58 的编号,西班牙海军自己的编号是 VA-1 和 VAE-1(教练型),并给予该机“斗牛士”的官方绰号——不过这个绰号并未得到飞行员的认同。和 AV-8A 一样,这批飞机仍然是在英国生产,然后运到麦?道,再转交给西班牙海军。之所以这么麻烦,是因为当时西班牙由右派政党执政,直接从英国采购军备会给英国政府带来麻烦。

  1980 年,西班牙海军再次订购 5 架 AV-8S(161174-178),和第一批相比略有改进,英国人给该机一个新的编号鹞 Mk.55。由于此时已没有政治因素的干扰,这批飞机在英国生产后直接交付西班牙海军。

  采购 AV-8S 之后,西班牙海军利用他们的古董航母“迷宫”号(原美国海军独立级“卡伯特”号轻型航母,建于 1943 年)进行训练。该航母飞行甲板原为木质,无法承受飞马发动机的高温高压气流,西班牙人只好在飞行甲板后部铺设一层金属材料,作为 AV-8S 的着舰区。1988 年,西班牙海军现代化的“阿斯图里亚斯亲王”号轻型航母终于服役,取代了老掉牙的“迷宫”号。该舰可以容纳 8 架 AV-8S 和 14 架直升机。西班牙的鹞总算有了个安稳的窝。

AV-8S 飞越古董航母“迷宫”号

  1987 年,AV-8S 开始加装马可尼的“天空卫兵”雷达告警接收机。和鹞 GR.3 所装的 ARI-18223 雷达告警接收机不同,“天空卫兵”不仅仅是一个简单的雷达探测装置,它储存了 200 种雷达信号,可以和接收到的信号比较,主动向飞行员提出威胁警告。

西班牙海军“阿斯图里亚斯亲王”号轻型航母

  1997 年,西班牙海军开始装备更先进的鹞 II,所有的 AV-8S(7 架)和 TAV-8S(2 架)则经过翻新,转卖给泰国海军。

  泰国海军用这批飞机来装备他们的“查克里?纳吕贝特”号轻型航母。他们也不喜欢西班牙给予 AV-8S 的“斗牛士”绰号,仍称该机为“鹞”。不过,在东南亚金融危机后,泰国军费拮据,无力支付庞大的航母运作经费,“查克里?纳吕贝特”号长期停泊港内,鹞式飞行员训练不足,作战能力大打折扣。

泰国海军的二手 AV-8S 与 TAV-8S

“查克里?纳吕贝特”号轻型航母

海鹞 FRS.1 / 鹞 T.4N

  皇家海军对鹞式飞机的兴趣可以说依然要归功于当时的工党政府。1966 年,工党政府决定拿皇家海军开刀,砍掉了皇家海军舰队航母包括计划建造的 CV01 的全部预算,这就意味着皇家海军所有 5 艘现役航母要全部退役,并且也不会有接班人。耗费巨资引进的 F-4K“鬼怪 II”舰载战斗机现在只能作岸基战斗机使用。不过到了 1968 年,海军终于说服政府,采购直升机母舰是廉价的、弥补大型航母退役后战斗力空白、保护北大西洋交通线的有效手段——当然其中少不了用苏联作幌子。这是海军争取在舰队编制中保存航母的最后手段。事实上,从一开始,这种被命名为“全通甲板巡洋舰”的轻型航母就不是仅仅为了装备几架反潜直升机而设计的。大型固定翼舰载战斗机是不可能再装备了,要想继续在轻型航母上搭载固定翼作战飞机,轻型垂直/短距起降飞机成为现实并且可能的一个选择。皇家海军本来因为 P.1154 计划失败已经丧失了对这类战机的兴趣,但在这种情况下,他们对已经进入发展快车道的 P.1127(RAF) 的热情再度高涨起来。

  早在 1963 年,P.1127 XP831 号机就曾经在“皇家方舟”号航母上进行过起降试验。后来在 60~70 年代,鹞式飞机又多次在各种平台上进行起降试飞。这些成功的试飞证明了鹞式飞机具有部署到轻型航母上的潜力。这也正是海军所需要的。但阻碍鹞进入海军服役的主要因素仍然是速度——当年 P.1127 因速度问题几乎夭折,现在鹞仍然不得不面对这个问题。从某种意义上说,海军的要求不无道理。一个独立作战的航母编队必须拥有良好的防空截击能力,而执行拦截任务的关键因素之一就是速度。1982 年马岛战争,鹞式飞机虽然在空战中表现良好,但如果以防空拦截的效果而言可谓一败涂地。这其中有预警能力的问题,但没有高速飞行能力的鹞难辞其咎。当然,这是后话了。在当时来说,皇家海军的态度是“有比没有好”。

  在这种背景下,皇家海军于 1972 年 8 月决定在鹞 GR.3 的基础上发展一种鹞的舰载型,用于装备“全通甲板巡洋舰”。对于这种未来的主力舰载机,皇家海军赋予的任务是:远程海上巡逻和舰队防空(高空作战半径 740㎞);攻击海上和地面目标(最大作战半径约 450㎞);侦察和反潜(低空续航时间 1 小时,搜索面积 70,000㎞2)。1975 年 5 月 15 日,英国政府正式批准研制鹞的舰载型。

首架海鹞 FRS.1 XZ450

海鹞 FRS.1 座舱,右上方增加了雷达显示器

  新飞机被命名为海鹞 FRS.1(战斗/侦察/攻击),公司设计代号 P.1184。1978 年 8 月 20 日,海鹞 FRS.1 首次试飞成功。和鹞 GR.3 不同,海鹞 FRS.1 一开始就是作为多用途飞机研制的,特别是要兼顾空战能力,同时还要保证适应海上作战环境。虽然为了减小风险和费用,该机的机体、发动机以及机载设备有 90%与鹞 GR.3 相同,但也更换了 90%的作战设备和导航系统。其主要改进包括:重新设计前机身,抬高座舱(28㎝),以保证空战时具有较好的视界,并容纳加装的航电和火控设备;重新设计座舱操作界面,减轻飞行员负担;为了保证方向稳定性,垂尾加高了 10㎝;加装“蓝狐”多功能攻击雷达;机翼外侧挂架改进为可以携带和发射“响尾蛇”导弹;换装飞马 11 Mk.104 发动机,其推力与鹞 GR.3 所用的 Mk.103 型相当,但强化了抗腐蚀能力,并具有更强的发电能力,以保证增加的机载设备的电力供应;为防止海水腐蚀,将机体上 7 个镁合金部件以及发动机上的 2 个较大的镁合金部件更换为防腐合金。

海鹞 FRS.1 的武器外挂方案

海鹞执行典型任务时的武器挂载

  在所有改进中,加装“蓝狐”雷达是保证海鹞多用途能力的关键措施。“蓝狐”雷达实际上是为韦斯特兰“山猫”舰载型直升机研制的“海浪”雷达的发展型,具有 4 种操作模式:搜索模式;空对空攻击模式;空对面攻击模式;孔径模式。作为一种直升机雷达的派生型,“蓝狐”雷达的性能好不到哪里去,和现代战斗机的高性能 PD 雷达相比,它可以说是相当简陋的。但皇家海军认为,这种雷达紧凑、重量轻(因此可以由轻型的海鹞搭载),廉价,可以满足任务需要——注意这句话,对于一种要执行舰队防空任务的战斗机,雷达却没有下视下射能力,如何来理解这个“任务需要”呢?固然海鹞设计之初要对付的目标是苏联的图-95“熊”轰炸机,但皇家海军真的没有一个人想过要对付低空突防目标吗?在雷达上省下的经费,皇家海军将在 4 年后用更多的钱以及鲜血和生命来偿还。

结构简单,低成本的蓝狐雷达

  鹞 GR.3 配备的 FE541 导航/攻击系统(主要是其惯性基准平台)因为要在完全静止状态下进行校准,这对于舰载机而言显然是不可能的。为此海鹞 FRS.1 采用了新的导航/攻击组件,包括:AD2770 塔康系统,自校准姿态/航向基准平台,台卡 72PD 雷达、雷达高度表等。

海鹞航电结构图

  其它较小的改进措施包括:采用马丁?贝克 MK10H“零-零”弹射座椅;加大反作用力控制系统功率,以适应在航母甲板上起降时紊流较大的情况;在前起落架上加装甲板系留环;鹞 GR.3 上装备的侦察相机仍然保留,但移至机身右侧;机头雷达罩可以折叠,以适应狭小的航母升降机的尺寸。

  为了满足训练要求,皇家海军先购买了 1 架新的鹞 T.4 教练机,然后又向空军买了 7 架二手鹞 T.4,用于应急。这批鹞 T.4 被海军称为鹞 T.4AN。之后,海军正式要求生产海鹞的教练型,即鹞 T.4N。鹞 T.4N 和鹞 T.4 差别不大,只是换装了飞马 11 Mk.104 发动机和海鹞 FRS.1 的基本航电设备。不过,鹞 T.4N 没有装备“蓝狐”雷达。为了满足飞行员进行雷达操作训练的要求,海军保留了 3 架“猎人”T.8M,用作雷达教练机,其中 2 架本来就是“蓝狐”雷达研制过程中的试验载机。鹞 T.4N 拥有一定的作战能力,但由于机头无法折叠,长度超出升降机尺寸,使得该机只能停留在航母甲板上,无法由升降机送到下层机库。

猎人雷达教练机

  海鹞原型机一共生产了 3 架(XZ438-440),海鹞 FRS.1 生产了 54 架(XZ450-460、491-500,ZA174-177、190-195,ZD578-582、607-614,ZE690-698),鹞 T.4N 只生产了 3 架(ZB604-606)。从 1978 年首飞到 1995 年退役,海鹞 FRS.1 先后折损至少 12 架:在 1982 年马岛战争中,因为各种原因损失了 6 架(海鹞在马岛战争中的作战概况可参见拙作《福克兰战争中的空中力量》);1993 年 4 月 16 日,在波黑执行任务时被击落 1 架;在其它时期因为事故还损失了至少 5 架。

皇家海军固定翼战斗机全家福,从上到下:海鹞 FSR.1、猎人 T.8M、海鹞 T.4N

  总的来说,海鹞是一个生逢其时的福将。它的出现,是皇家海军为了保住自己的战略打击能力(借以维护政治地位)而与政府所作的妥协,而实际作战能力与皇家海军的期望并不相符。在政府决心裁撤海军航母时,又被阿根廷推了一把(如果没有马岛战争,航母大概半年后就会开始退役),得以继续生存。马岛舰队防空本来效果不好,但因为阿根廷空军编成结构不适应远海作战送给了海鹞 21 架战绩,结果一举成名。

  其实皇家海军一直以来的目的就只有一个:保住海军的固定翼舰载机。在仅有一个选择时,海鹞会在可能的条件下继续服役下去。但如果皇家海军已经确定可以得到新的舰载机,海鹞的地位就颇为微妙了。如果海鹞威胁到后继机,皇家海军会毫不犹豫地砍掉海鹞。

第 800 中队的海鹞 FSR.1 机群

海鹞FRS.51 / 鹞T.60 / 鹞T.4(I)

  海鹞 FRS.51 是印度海军装备的海鹞 FRS.1 出口型。和原型相比,海鹞 FRS.51 的主要区别是:用气态氧气瓶取代了液态供氧设备;改进了雷达系统;改用印度指定的无线电设备和敌我识别系统;具有发射法制“魔术”导弹的能力,而不是原来的“响尾蛇”导弹;发动机改为飞马 11 Mk.151-32。

海鹞 FRS.51 飞离 Dunsford 交付印度海军

  鹞 T.60 则是印度海军为了配合海鹞训练而采购的双座教练型。该机实际上就是英国皇家空军的鹞 T.4,只是在航电设备上略有改进,发动机采用飞马 11 Mk.151。鹞 T.4(I) 则是英国皇家空军的鹞 T.4 退役后作为过剩物资卖给印度的,参照鹞 T.60 做了一些改进,发动机型号与鹞 T.60 相同,由于基本上没有差别,往往也被人称作鹞 T.60。

  1983~1984 年,印度首批采购 6 架海鹞 FRS.51 和 2 架鹞 T.60,用于装备其“维克兰特”号航母。1985 年,印度再次订购 10 架海鹞 FRS.51 和 1 架鹞 T.60,准备装备。1989 年~1991 年间,印度订购第 3 批 7 架海鹞 FRS.51 和 1 架鹞 T.60。在 90 年代,印度为补充损耗,向英国皇家空军订购了 2 架退役的鹞 T.4 教练机,改装后服役,即前述鹞 T.4(I)。

“维克兰特”号航母上滑跑起飞的海鹞 FRS.51

印度海军鹞 T.60 教练机侧面图

海鹞 FRS.2(FA.2) / 鹞 T.8

  海鹞 FRS.2 是马岛战争的遗产。马岛空战中,海鹞 FRS.1 击落阿军飞机 22 架,自己无一在空战中被击落,战绩骄人。然而,当世界惑于海鹞身上耀眼的光环,当媒体的焦点还集中在海鹞的矢量推力的时候,英国皇家海军中却有很多军官保持了清醒的认识。他们认为,皇家海军最后能够取得对空作战的胜利,运气占了很大成分。对于海鹞 FRS.1 来说,马岛的作战环境和对象完全不是当初的设计目标;而这种飞机能够赢得空战,很大程度上要归功于先进的 AIM-9L 格斗导弹。如果说海鹞 FRS.1 在这场战争中取得了什么真正的成果,那就是暴露了大量设计上的缺陷:续航能力不足;挂载导弹数量不足(2 枚 AIM-9L);AIM-9L 只适于空战格斗,而没有相应的导弹以完成拦截任务;“蓝狐”雷达不适应作战要求,特别是缺乏“下视”能力!所以,马岛战争后,皇家海军立刻展开了对海鹞 FRS.1 的改进工作。而前述缺点,则为后来的海鹞 FRS.2 的改进指明了方向。

  1982 年夏,马岛战争刚刚结束,作为临时性的过渡措施,皇家海军展开了针对海鹞 FRS.1 的“阶段 I 升级”计划。该项计划一直持续到 1987 年,主要改进措施直接针对海鹞 FRS.1 的航程和火力不足的问题:采用新型的 854 升副油箱取代原来的 455 升副油箱,以增大飞机的续航能力;采用组合式双联发射架,使得海鹞 FRS.1 可以同时在每个机翼外侧挂点挂载 2 枚响尾蛇导弹,总载弹量增至 4 枚,火力翻倍。

  除此之外,“阶段 I 升级”还包括其它一些小的改进。

  第一,增加矢量喷管微调功能,即改进矢量喷管的控制模式,使得飞行员可以利用油门杆顶端的减速板开关对矢量喷管进行微调,这样左手不必离开油门杆,减小了飞行员的工作负担。尽管这种模式下,飞行员只能控制矢量喷管在最大 10°的范围内转动,但实践标明这一措施大大改善了过渡飞行状态飞行员的控制能力。

  第二,加装机载数字式微波导航系统(MADEG),以提高海鹞在恶劣天气条件下着舰的能力。

  第三,加装新型后备动力系统,取消原来的冲压涡轮应急动力系统。因为这类系统通常用于发动机停车后保持一定的动力输出,使得操纵系统可以控制飞机状态,以便飞行员重新点火或者紧急迫降。但对于海鹞来说,由于机翼太小,滑翔比只有 3:1,要在停车状态下返回航母迫降几乎是不可能的事。因此,可以利用飞机余速连续输出动力的冲压涡轮应急动力系统也就没有什么必要了。

  “阶段 I 升级”虽然是基于海鹞 FRS.1 的改进,但这些改进实际上奠定了海鹞 FRS.2 的基础。1983 年,“阶段 II 升级”计划启动,并于 1985 年与 BAE(英国航宇,1977 年由包括霍克在内的几家公司联合组建)签署合同,授权该公司对部分现役经过阶段 I 升级的海鹞 FRS.1 再度改进,并以此为标准重新生产一批海鹞,这一批经过改进以及重新生产的飞机被命名为海鹞 FRS.2——也是最后一种纯英国血统的战斗机。

海鹞 FRS.2 的主要改进之处

  海鹞 FRS.2 最大的改进是换装了“蓝雌狐”全天候 PD 火控雷达,并具备了使用 AIM-120 先进中距空空导弹的能力。和“蓝狐”雷达相比,“蓝雌狐”雷达要先进得多:它有 11 种操作模式;具有更远的探测距离;具备边跟踪边搜索和多目标攻击能力,可以在跟踪目标的同时搜索其它目标;增加了“下视”能力;具有一定程度上的防截获能力,减小触发目标雷达告警接收机的概率。“蓝雌狐”雷达的智能化程度比较高,使用方便,海鹞飞行员对此是比较满意的。一个飞行员曾说过,如果要执行拦截任务,只需选择“空对空”模式,然后让飞机飞向大致方向,然后一切就交给雷达好了。AIM-120 射程远,速度快,具备“发射后不管”能力。它与“蓝雌狐”结合,使得海鹞首次具备了超视距空战的能力,这在一定程度上弥补了该机拦截能力的不足。海鹞 FRS.2 可以在每个机翼外侧挂架各挂载 1 枚 AIM-120,在机身腹部两侧原航炮吊舱位置挂载 2 枚 AIM-120,共计 4 枚。当然,也可以在外侧挂架换装 4 枚 AIM-9“响尾蛇”导弹,构成“4+2”的挂载方案。

海鹞 FRS.2 武器外挂方案

这架 BAe 125 是蓝雌狐雷达的测试载机

  为了容纳新的雷达和航电设备,海鹞 FRS.2 加长了 35㎝。最初曾经考虑加长机翼翼尖,以改善飞机气动性能,弥补加装 AIM-120 带来的性能下降,但后来发现这样改进意义不大,也就取消了。不过 BAE 仍对该机机翼进行了小范围的改进。该机的发动机也改为在飞马 11 Mk.104 基础上改进、综合性能更好的飞马 11 Mk.106。

正在进行雷达维护的海鹞 FA.2,蓝雌狐雷达作为一个整体单元安装进雷达罩中,这就解释了为什么 FA.2 的雷达罩异常“丰满”

  为了更好地改进人机工效,提高作战效率,海鹞 FRS.2 的座舱再次进行了大幅度改进,增加了多功能下视显示器,并引入了“双杆操纵(HOTAS)”概念。原导航/攻击系统进行了改进,此外还加装了马可尼的“天空卫兵”雷达告警接收机(与 AV-8S 所装的基本相同)。值得一提的是,海鹞 FRS.2 还采用了军标 1553B 数据总线,对日后航电升级和改进非常有利。在原设计中,该机还将装备 GPS 导航定位系统,但拖延了很长时间。在此之前,皇家海军只好因陋就简,利用手持式 Garmin 100GPS 接收机进行定位。

海鹞 FA.2 座舱采用一平二下布局

  1988 年,由海鹞 FRS.1 改进而来的两架海鹞 FRS.2 原型机(ZA195,XZ439)相继试飞。从 1995 年至 1998 年,BAE 交付了 18 架全新的鹞 FRS.2(ZH796-813),加上在此之前改装的 33 架海鹞 FRS.1(一说 29 架),英国皇家海军此时共拥有 51 架现代化的海鹞 FRS.2。而未经改装的海鹞 FRS.1 已全部退役。

首架海鹞 FRS.2 原型机 ZA195 于 1988 年 9 月 19 日首飞

  90 年代中期,海鹞 FRS.1 更名为海鹞F/A.2,意为“战斗/攻击”。而原来设计的侦察任务则被放弃——因为海鹞本身并不适合执行此类任务,而皇家海军也从未试图为该机加装侦察吊舱。有意思的是原来代表“攻击”的“S(Strike)”换成了“A(Attack)”。因为对于英国军队来说,原来的 S 是代表“核打击”,而随着西方削减战术核力量的潮流,海鹞也在 1991 年取消了核打击任务,所以不再使用“S”缩写。1 年后,海鹞 F/A.2 再度更名为海鹞 FA.2。这次改名的理由有点让人啼笑皆非——因为那个“/”使得原来的名称看起来非常象美国飞机的编号,这多少伤了约翰牛的自尊心,特别是对于这最后一种纯英国血统的战斗机而言更是如此。

海鹞 FA.2 可挂载 4 枚 AIM-120 执行防空任务,基本合格了

海鹞 FA.2 的双联响尾蛇挂架

  同样,海鹞 FA.2 也有教练型,即鹞 T.8N。该机实际上是由鹞 T.4/T.4N 改装而来,发动机改为飞马 11 Mk.106,航电和座舱布局参照海鹞 FA.2 的标准进行了改进,但没有装备“蓝雌狐”雷达。该机 1994 年首次试飞,至 1996 年一共交付了 5 架(ZB603-605,ZD992-993)。

鹞 T.8N

  1998 年 12 月 24 日,最后一架海鹞 FA.2 出厂。它被拖到一架现存的 P.1127 旁边,向公众公开展示。本来 BAE 的本意是以此增添圣诞节的喜庆气氛,但这一新一老两架飞机的对比,却多少令人有些伤感——P.1127 诞生之时,英国航空工业正如日中天,而海鹞 FA.2 却成为纯“英国造”战斗机的绝唱。

第二章 混血精英——鹞的第二代

背景

  第二代鹞式飞机研制起步非常早,甚至可以追溯到海鹞问世之前。霍克急于推出新一代鹞式飞机的根本原因还是在于军方对鹞的性能不满意。缺乏超音速性能是不用说了,自 P.1127 以来这始终是军方的一块心病,否则也不会有倒霉的 P.1154 项目了。而鹞式飞机可怜的载荷-航程能力也令军方深为不满,远不如同时期的“美洲虎”攻击机。当初要不是因为鹞是唯一的国产飞机,早就被“美洲虎”挤下去了。

  在这种背景下,霍克于 1973 年与麦?道签署协议,联合进行新一代鹞式飞机的概念研究,这种飞机比鹞更大、性能更好,同时具有超音速飞行能力。后来该方案被称作 AV-16A 或者 AV-8X——第一个名称很容易让人想起F-16改攻击机方案(A-16),当然实际上没啥联系,它的真正含义是:载弹量和航程均为 AV-8 的两倍,即 AV-(8×2)。已经服役的鹞式飞机证明了它自身的实用性,如果这一性能改进能够实现,那么可以预计订单将会源源而来。但作为 AV-8X 性能提升的关键,飞马 15 发动机的研制却并非一帆风顺。由于在政府资助的飞马 15 研制费用分担比例方面出现问题,英国政府于 1975 年退出了该项目。霍克与麦?道的联合发展计划也因此而完全终止。

AV-16A 设想图,分别是美国海军、英国海军、英国空军、美国海军陆战队涂装

  但是美国海军陆战队的兴趣却没有因为 AV-8X 的下马而稍减。他们对于已经服役的 AV-8A 是比较满意的,因此希望获得一种性能更好的 AV-8A 改进型。对于海军陆战队来说,超音速性能并不重要,他们的目标仍然放在载荷-航程能力方面。在此情况下,他们要求麦?道继续研制一种鹞的改进型,该机后来成了第二代鹞式飞机的基础,即 AV-8B。

1975 年麦道公司利用一架 AV-8A 的机体制造了这架 AV-8B 的全尺寸模型,重点演示了全新的大尺寸机翼

AV-8B / TAV-8B

  1978 年 11 月 9 日,第一架 YAV-8B 原型机试飞(序列号 158394,包括该机在内,前 2 架原型机都是由 AV-8A 改装的)。1979 年,麦?道开始进行 YAV-8B 的相关试飞,以便提供足够的机翼试验数据,争取得到军方的首肯,获得进一步制造 4 架真正的 YAV-8B 原型机的合同。但恰在此时,卡特政府给麦?道出了一个不大不小的难题:即除了海军陆战队以外,必须有另一个主要的国外用户订购 AV-8B,该机才能够获准投产。显然,这“另一个主要的国外用户”只能是英国皇家空军。

BAE 的大机翼鹞三面图,改进思路与 AV-8B 如出一辙

  但问题在于,英国皇家空军此时已经开始考虑 BAE 提出的“大机翼鹞”方案。如果要获得英国皇家空军的订货,AV-8B 就必须击败“大机翼鹞”方案。实际上,“大机翼鹞”方案的改进思路和 AV-8B 相近,主要集中在机翼。通过增大机翼来改善航程-载荷能力,并获得更好的机动性能。不过,和 AV-8B 不同的是,新设计的机翼不能用于现有的鹞式飞机的改装。1980 年,皇家空军开始对 YAV-8B 进行全面评估,并最终认可了这种飞机。他们的最大意见在于:YAV-8B 的机翼改进仍然不足,盘旋能力达不到要求。为此麦?道借鉴了“大机翼鹞”方案的设计,在第二架改装的 YAV-8B(158395)上加装了前缘边条,利用先进的涡升力技术来提高 AV-8B 的盘旋能力。

1978 年 BAE 已经在一架鹞上试验了前缘边条,证实了边条的优点

带有前缘边条的大翼鹞模型,BAE 宣称该机翼在巡航阻力和机动性上完胜麦道的 AV-8B

  由于得到了皇家空军的认可,AV-8B 再没有政治上的障碍,很快进入了发展快车道。1981 年 11 月 5 日,第一架全新制造的 AV-8B 原型机(161396)首飞。其余 3 架原型机(161397-161399)于 1982 年 4 月 9 日、4 月 17 日、6 月 4 日相继试飞。

首架 YAV-8B 159394 在做首飞前的最后准备

161397-161399 是 AV-8B 的全尺寸发展型(FSD),全新制造而不是由 AV-8A 改装

和 AV-8A 相比,AV-8B 的布局基本没变,但针对 A 型的缺点作了重大改进,重点在于重新设计机翼和广泛应用复合材料。其主要设计特点如下:

机身

  AV-8B 的前机身进行了重新设计,采用碳纤维复合材料制造。机身下部设计有气垫增升装置:由前起落架后的可收放挡板、机身腹部两侧整流片、后机身腹部减速板组成,起降时发动机燃气大部分被约束在这个“盒子”的范围内,形成气垫,既增大了升力,又减小了燃气再吸入问题。

AV-8B 机体制造材料图表,大面积采用碳纤维复合材料

AV-8B 结构透视图

  机身左侧发动机进气道上增设了可收放式空中受油管——原 AV-8A 的同一位置也可加装受油管,不过是采用固定式结构,螺栓连接。当然,如果没有多大必要,这个受油管也可以拆除。

AV-8B 可收放空中受油管

座舱

  AV-8B 座舱经过全面重新设计,比 AV-8A 升高了30.5㎝,采用整体式风挡,向后滑动开启的气泡式舱盖,飞行员视野明显改善,上半球视界达到 360°。座舱内布局基本上参照麦?道 F/A-18 设计,人机工效大幅改善。弹射座椅采用 UPC-Stencel 的 10B 型“零-零”弹射座椅,穿盖弹射。

AV-8A/YAV-8B/AV-8B 外形对比,YAV-8B 基本就是换了机翼的 AV-8A,AV-8B 进一步提升座舱高度并改进了尾翼

机翼

  AV-8B 的机翼采用超临界翼型(注:超临界翼型上翼面平坦,下翼面后部弯度较大,从而使翼面上产生尽可能弱的激波,并且使超音速区尽量靠后,无流动分离,低阻力,高升力,从而提高了航空器的效率。),翼根相对厚度 11.5%,翼尖相对厚度 7.5%。机翼前缘后掠角由 40°减小到 36°,翼展增大 1.5m,面积增大 2.69㎡,并加装前缘边条。翼梁抗扭部件、翼肋、蒙皮、襟翼、副翼、边条、护翼轮整流罩等广泛采用复合材料制造。机翼前缘和翼尖利用铝合金材料进行加强,以减小低空鸟撞造成的损害。

AV-8B 的机翼设计是一大亮点,在没有大幅增加机体尺寸的情况下大大提高了鹞的性能

尾翼

  平尾主要采用碳纤维材料制造,前缘和翼尖利用铝合金加强。垂尾仍采用传统铝合金材料,但翼尖采用介电材料,内部放置电子设备天线。垂尾根部增设了冲压进气口——因为航电设备增多,需要加强设备舱的冷却。

起落架

  原鹞式飞机的翼尖护翼轮向内移动,位于机翼半翼展位置附近。这是由于美国海军陆战队的 AV-8B 主要在两栖攻击舰上使用,必须考虑在狭小的甲板上滑行机动的要求。此举虽然增大了结构重量,但 AV-8B 的地面机动性却得以大大改善。

AV-8B 重大改进之处,举例说明图表

发动机

  最初的 6 架原型机和早期生产型采用飞马 11 Mk.105 发动机,推力 9,607㎏。后期生产型采用改进的飞马 11-21 Mk.106 发动机,推力增加到 9,730㎏。

正准备安装在第二架 FSD AV-8B 上的 F402-RR-406 发动机,即飞马 11 Mk.105,尺寸与 AV-8A 用的 -404 型一致

为了减小推力损失,AV-8B 采用了无切口式前喷管

机载武器

  早在 AV-8A 时代,美国海军陆战队就想换掉该机的“阿登”30㎜ 航炮,只是因为费用太高而作罢。但现在有了 A-10 装用的 GAU-8/A 航炮作基础,发展衍生型代价就小多了。最终 AV-8B 采用了 1 门 GAU-12/U 25㎜5 管加特林航炮。该炮射速 4,200rds/min,初速 1,097m/s,火力比“阿登”强的多。该炮是选装设备,安装位置位于机身腹部一侧的航炮吊舱内,另一侧的吊舱则存放 300 发炮弹。如果不安装航炮,则吊舱以整流罩取代,以保证良好的气垫增升作用。

AV-8B 机炮吊舱结构图

  除了 2 个航炮专用挂点外,AV-8B 还有 7 个外挂点,机身腹部中线 1 个,翼下各 3 个。挂点数量增多,挂载武器方案也随之增加。其典型挂载方案包括:2 或 4 枚 AIM-9L 格斗导弹、AGM-65 空地导弹;16 枚 Mk82 系列炸弹;12 枚“石眼”集束炸弹;10 枚“宝石路”激光制导炸弹;10 个火箭发射巢;AN/ALQ-126C 电子干扰吊舱等。不难看出,其打击火力明显强于第一代鹞。

AV-8B 武器外挂种类

航电设备

  AV-8B 机头装有休斯公司的 AN/ASB-19 角速度轰炸系统,包括电视/激光目标搜索/跟踪系统,可以对目标实施高精度定位。该系统与 CP-1429/AYK-14(V) 飞行任务计算机、AN/AYQ-13 外挂管理系统、显示控制计算机以及座舱显示控制系统共同完成火控功能。

  显示设备方面,该机装备了史密斯工业公司的 SU-128/A 平显和 CP-1450/A 显示计算机,恺撒公司的 IP-1318/A 数字式下显以及费伦第公司的活动地图显示器。

  防御设备主要包括利顿 AN/ALR-67 雷达告警接收机、2 部古德伊尔 AN/ALE-39 箔条/曳光弹投放器。此外还可以携带一具 AN/ALQ-126C 电子干扰吊舱。

  此外,该机还加装了霍尼韦尔的 AN/ASW-46 增稳及飞行高度自动保持系统,使得操稳特性大幅改善,减轻了飞行员操纵飞机的负担。

AV-8B 座舱仪表布局

  这些改进使得 AV-8B 的性能有了质的飞跃——瞬时盘旋性能改善,空战格斗能力提高;垂直/短距起飞重量加大,载弹量倍增;巡航效率提高,航程远远超过 AV-8A。事实上,和 AV-8A 相比,在航程相同的条件下,AV-8B 的载弹量可以提高一倍;反之若载弹量相同,AV-8B 的航程则两倍于 A 型。凡事有得必有失,AV-8B 的改进获得了良好的效果,但也付出了最大平飞速度下降的代价(比 AV-8A 慢了约 80㎞/h)。不过,对美国海军陆战队而言,速度上的损失并不重要,他们想要的就是一辆“炸弹卡车”,可以带更多的弹药,跑得更远,而不是一辆除了速度外一无所长的赛车。就这点来说,AV-8B 是很对陆战队胃口的。

海军陆战队的 VMAT-203 是第一个装备 AV-8B 的中队,1985 年摄于樱桃角

  TAV-8B 则是 AV-8B 的双座教练型,在外观上,该机垂尾加高了 43㎝,并减少了翼下挂点(每侧机翼只有 1 个)。发动机与 AV-8B 后期型相同。此外,该机保留了 AV-8B 的尾锥,而无需象第一代鹞的双座型一样需要加长尾锥来进行配重。

首架 TAV-8B 1986 年 10 月进行了首飞

  1981 年,麦?道和 BAE 签署联合生产协议,AV-8B 的生产由麦?道负责 60%,BAE 负责 40%。1984 年 1 月,AV-8B 开始交付使用。1985 年 8 月形成初始作战能力。到 1989 年 AV-8B(NA) 型投产为止,AV-8B 共生产 162 架。

  TAV-8B 则于 1986 年 10 月 21 日首飞,1987 年 3 月开始交付。该机共生产 23 架,包括美国海军陆战队 22 架,西班牙海军 1 架。

AV-8B(NA)

  AV-8B 是一种昼间作战飞机,缺乏全天候作战能力。为此,麦?道推出了该机的夜间攻击型,该机原称 AV-8D ,后改称 AV-8B(NA)——早期的 AV-8B 也因此被称作 AV-8B(DA)(DAY ATTACK,昼间攻击)。AV-8B(NA) 第一架原型机直接由 AV-8B(DA)(163853)改装而来,于 1987 年 6 月 26 日首飞。

AV-8B(NA) 原型机,挂载 MK82、小牛导弹和加特林机炮吊舱参加为期 3 个月的作战评估。机鼻的突起就是前视红外导航系统

  为了执行夜间作战任务,麦?道在 AV-8B(DA)基础上进行了大幅改进,其重点在于航电设备升级,加装夜战装备。其中最重要的改进是在机头内加装了 GEC-马可尼的前视红外导航系统(NAVFLIR),其红外图像可以直接在新型广角平显上显示出来。AV-8B(NA) 座舱界面也进行了相应改进:采用新型下视多功能显示器;换装数字式移动地图组件;座舱以蓝绿光照明取代了以前的白光照明,以便与夜视镜兼容。

ASB-19(V) ARBS(角速度轰炸系统)的电视/激光双模目标指示/跟踪系统

ARBS 上方就是前视红外导航系统。该 FLIR 可能基于英宇航系统的 MIRLS-1000“小型红外行扫描”装置,MIRLS-1000 本来是为需要热成像传感器的无人机开发的,所以体积很小,重量也只有 5.4 千克

夜间飞行时,飞行员需要佩戴“猫眼”夜视镜,为了不干扰夜视,座舱夜间灯光照明都改为绿色

  此外,AV-8B(NA) 还进行了其它方面的改进,包括:换装新型飞马 11-61 发动机(从第 15 架开始,之前仍采用飞马 11-21 Mk.106 发动机),推力增大到 10,796㎏,同时减小了全寿命维护费用;在后机身上部增加 AN/ALE-39 箔条/曳光弹投放器,干扰弹总数由 DA 型的 60 枚增加到 180 枚;采用新型的 AN/ALQ-164 电子干扰吊舱;机翼前缘边条的面积进一步增大,几乎和“大机翼鹞”方案的边条相当(DA 型面积约相当于后者面积的 70%),以增强边条涡,进一步改善飞机盘旋能力。

AV-8B(NA) 和 AV-8B+ 在后机身两侧上方各增加了两个 AN/ALE-39 箔条/曳光弹投放器

  1989 年 9 月,AV-8B(NA) 开始装备部队。至 1993 年停产为止,不包括改装的 1 架原型机,该机共生产 72 架(一说 61 架)。在使用中,飞马 11-61 发动机发生了一些问题,即:压气机的钛合金叶片在某些情况下会刮擦钢质机匣,导致发动机起火——类似问题早在 P.1127 时期就出现过,并导致 XP972 号机坠毁。最终发动机的叶片全部更换为钢质叶片,问题才得以解决。

AV-8B 各型机鼻外形对比

AV-8B+ / EAV-8B

  AV-8B+是 AV-8B 系列的重要改型,其改进重点在于雷达系统——加装了休斯公司的 AN/APG-65 多功能 PD 雷达。为了容纳雷达天线,该机机头明显加长,雷达罩外形颇似海鹞 FA.2,但略大。如我们所知,AN/APG-65 雷达原本是装备 F/A-18 的一种比较先进的雷达。该雷达具有紧凑、全数字化的特点,具有空对空/空对面多种操作模式,可以实现边跟踪边扫描以及地形跟随能力——两项有助于提高空战能力和低空突防能力的重要功能。为了适应 AB-8B+狭小的机头,装备该机的 AN/APG-65 雷达采用了较小的雷达天线、新的功能电路板,并更新了软件,不过雷达性能和装备 F/A-18 的型号相差不大。

AV-8B+机鼻内的 AN/APG-65 雷达

  除了雷达系统,AV-8B+还在护翼轮机翼下再增加一对挂点,使全机可用外挂点总数增至 9 个(不包括机腹航炮挂点)。垂尾根部的冲压空气进气管道也明显加长。

  1992 年 9 月 22 日,麦?道利用库存的 AV-8B 改装的 AV-8B+原型机首次试飞成功。从 1993 年至 1997 年,麦?道共生产了 43 架新的 AV-8B+,其中 27 架交付美国海军陆战队,16 架交付意大利海军。美国海军陆战队还计划将 72 架现役的 AV-8B 早期型号升级到 AV-8B+标准,但经费问题一直没有解决。由于新一代航电造价高昂,将 AV-8B 早期型号升级的费用和造一架全新的 AV-8B+相差无几。不过,恰好当时 F/A-18 机群开始换装更先进的 AN/APG-73 雷达,淘汰下来的 AN/APG-65 正好可以供 AV-8B 升级之用,省下了一大笔经费,海军陆战队整个升级计划才得以顺利完成。

首架 AV-8B+1992 年 9 月 22 日首飞

  90 年代末,海军陆战队的 AV-8B+开始装备以色列拉斐尔和诺斯罗普?格鲁门联合研制的“利特宁 II”导航/攻击吊舱。该吊舱包括导航系统、先进前视红外系统(具有光学变焦能力)、昼间照相机、激光寻的器、激光测距器和目标指示器。不过海军陆战队仅购买了 8 套这种吊舱,随即开始采购改进了光学系统、性能更好的“增程利特宁”吊舱(共 68 套)。海军陆战队对这种吊舱非常满意,他们希望对它进行进一步改进。2003 年,海军陆战队开始为利特宁吊舱加装无线数据链,使之具备图像转发能力,从而增强了载机隐蔽攻击的能力。

AV-8B+的座舱,左侧的多功能显示器显示的是 NAVFLIR 的图像,右侧显示的是实时地图

挂载 Litening II 吊舱的 AV-8B+

  航电系统的大幅进步,使得 AV-8B+的对空/对面打击能力也空前提高。其中最重要的莫过于具备了发射 AIM-120 导弹的能力。日后随着联合头盔显示系统和 AIM-9X 逐步实用化,AV-8B+的对空作战能力将获得阶段性提高。不过需要指出的是,海军陆战队迄今仍未装备 AIM-120,因为他们主要任务并非制空作战。在空对面武器方面,在加装了基于军标 1760 武器数据总线的武器管理系统之后,AV-8B+已经具备了使用 JDAM 类 GPS 制导炸弹的能力。今后海军陆战队还有可能为该机装备 AGM-154 滑翔制导炸弹(JSOW)。此外,AV-8B+虽然具有制导“捕鲸叉”系列反舰导弹的能力,但海军陆战队同样没有将其列入装备,因为反舰不是他们的事。

AV-8B+有能力挂载 6 枚 AIM-120 和两枚响尾蛇,远远超过海鹞

  由于 AV-8B+的出色性能,引起了意大利和西班牙的极大兴趣。前面已经提到意大利采购了 16 架该型机(其中 13 架由意大利 Alenia 公司组装),用于装备其“加里波第”号轻型航母。为了训练,意大利还采购了 2 架 TAV-8B 用于飞行员改装训练——和之前的 TAV-8B 不同的是,该机采用了飞马 11-61 发动机。而西班牙则在装备 AV-8S 的时候就对这种飞机留下了深刻印象,因此很快采购 了12 架 AV-8B+用于替换原来的 AV-8S。这批飞机由西班牙 CASA 公司负责组装,并改称为“EAV-8B”。

EAV-8B

意大利海军的 AV-8B+ 与 TAV-8B

  和美国海军陆战队不同,西班牙和意大利的航母有可能会在没有美国航母支援下独立作战,必须具备较完整的对空/对面作战能力。因此两国非常迫切地希望获得发射 AIM-120 和反舰导弹的能力。这对休斯公司而言不是什么问题。在西班牙和意大利提供必要的开发资金后,通过软件升级,他们各自的鹞式战机已经具备了发射 AIM-120 的能力。不过在反舰导弹的选择上略有差异,西班牙选择了挪威的“企鹅”导弹;意大利则选择了本国 Alenia 公司的“玛特 2”导弹。

鹞 GR.5 / GR.5A

  前面曾经提到,英国皇家空军曾经要求 BAE 研制“大机翼鹞”方案,作为新一代鹞式飞机装备部队。但最终皇家空军转向了麦?道的 AV-8B。皇家空军装备的 AV-8B 改型被称作鹞 GR.5(原本是给“大机翼鹞”的编号),其外形和 AV-8B 相当接近。不过,为了满足皇家空军的要求,AV-8B 进行了相当多的细节改进,为此花费了巨额资金,也因此遭到严厉批评。

BAE 的工程师正在检查首架鹞 GR.5 的前机身

  和 AV-8B 相比,鹞 GR.5 在特殊部位加强了结构,以满足皇家空军对对空飞行时防鸟撞的要求。发动机也改用飞马 11-21 Mk.105。不过,该机的改进主要集中在武器和航电方面。

正在组装的首架鹞 GR.5 ZD318

鹞 GR.5 的飞马 11 Mk.105发动机

武器

  鹞 GR.5 没有采用通用电气的 GAU-12/8U“平衡者”25㎜ 加特林航炮,而是采用 2 门皇家轻武器工厂研制的新型 25㎜“阿登”单管转膛炮,其射速 1,650~1,850 发/分,炮口初速 1,050m/s。不过后来发现换装航炮并不象想象中那么简单,颇费了一番功夫。

  为了增强火力,皇家空军在鹞 GR.5 护翼轮机翼下增加一对挂点,使之可以携带 AIM-9L“响尾蛇”导弹——这一改进方案为麦?道所借鉴,很快又被应用于 AV-8B+。

鹞 GR.5 在两侧护翼轮前方增加了一对响尾蛇导弹挂架,挂载能力比美军的 AV-8B 灵活

鹞 GR.5 机腹下可挂载两具25㎜“阿登”单管转膛炮吊舱

鹞 GR.5 外挂能力

航电

  皇家空军对 AV-8B 的角速度轰炸系统是比较满意的,但对其它一些设备则换成了国产货。移动地图显示器仍然采用费伦第的型号,无线电台和敌我识别装置换成皇家空军标准的设备。电子对抗系统则全部更换:采用马可尼的“宙斯”电子对抗设备;加装“导弹接近告警(MAW)”系统;瑞典博福斯公司的 BOL 箔条投放器。其中“宙斯”系统包括一套可以识别/存储 1,000 种不同型号的雷达告警接收机,在确认威胁信号后可以自动启动机载自卫干扰设备进行电磁对抗。MAW 则可以在探测到接近本机的导弹后,自动投放箔条对导弹制导系统进行干扰。

鹞 GR.5 座舱布局,注意左侧的多功能下显以及右侧的移动地图显示器

  皇家空军原本打算在鹞 GR.5 上加装一台红外相机,以便执行全天候侦察任务。为此在机头下方增加了一个突出部。该项改进后来取消,突出部却一直保留下来。

鹞 GR.5 机鼻下方的突起原本是为了安装红外相机之用

  1981 年,麦?道与 BAE 签署的联合生产协议中,也包括鹞 GR.5,双方各自承担 50%的生产任务。1985 年 4 月 30 日,鹞 GR.5 第一架原型机(ZD318)首飞。随后另一架原型机(ZD319)也加入试飞。1987 年 7 月 1 日,第一架鹞 GR.5 生产型交付皇家空军。1989 年鹞 GR.5 形成作战能力。不包括原型机,该机共生产 41 架。

首架鹞 GR.5 ZD318,前机身和机翼是麦道生产,所以颜色有所不同

  为增强鹞 GR.5 的夜间作战能力,皇家空军计划在该机基础上加装前视红外系统(类似 AV-8B(NA))。改进型被称为鹞 GR.5A。该型机共生产 19 架,并由现役飞机改装 3 架。但该机尚未进入皇家空军服役,更先进的鹞 GR.7 问世。所有鹞 GR.5A 以及 31 架现役的鹞 GR.5 遂升级到鹞 GR.7 标准。

鹞 GR.7 / GR.7A

  鹞 GR.7 实际上就是皇家空军装备的 AV-8B(NA),突出夜间作战能力。但主要航电设备根据皇家空军的要求进行了更换,包括:GEC-马可尼的 1010 型前视红外系统和彩色数字式活动地图显示器,史密斯工业公司生产的广角平显等。其座舱按照与夜视系统兼容的标准进行了改进。任务软件也进行了升级。

鹞 GR.7 实际上就是皇家空军装备的 AV-8B(NA),在机鼻上方增加了GEC-马可尼的 1010 型前视红外系统,下方两个触须状物体是“宙斯”电子战系统的天线

  为了适应加装头盔夜视镜后弹射救生的需要,原装备的马丁?贝克 Mk12 型弹射座椅也加以改进,和飞行员头盔之间加装了一个气压管道接头。在应急弹射时压缩空气由此送往头盔吹掉夜视镜,以避免因夜视镜造成的重量不平衡导致飞行员颈部折断或者因夜视镜折断而打伤飞行员下肢。这一保护措施是英国皇家空军特有的,美国海军陆战队的 AV-8B 系列并没有采用这种设计。

与鹞 GR.7 配套的 GEC“夜莺”夜视镜

  1989 年 11 月 20 日,鹞 GR.7 第一架原型机首飞。1990 年 9 月 12 日该机开始交付皇家空军。该机共生产 34 架(ZG471-480,ZG500-512,ZG530-533,ZG856-862),并由鹞 GR.5/GR.5A 改装 53 架。从第 17 架鹞 GR.7 开始,后续飞机全部改用大边条设计。

  2002~2004 年间,共有 20 架鹞 GR.7 换装飞马 11-61 Mk.107 发动机(推力 10,796㎏)。和原来的发动机相比,飞马 11-61 Mk.107 推力略大,可靠性更高,可维护性更好。这批飞机被称为鹞 GR.7A。此后这 20 架飞机又被升级到鹞 GR.9A 标准。

鹞 GR.7A ZD376,是由 GR.5 升级而来,所以保留了小边条,与下方的 GR.9 可以对比一下边条大小

鹞 GR.9,边条拉出了明显的涡流

鹞 GR.9 / GR.9A

  鹞 GR.9 计划的提出,实际上是基于这样一个背景:由于武器系统不完善、品种不能满足任务需要,加上排除系统软件中的问题花费了大量时间,鹞 GR.5 从来不具备完整的作战能力,而改进的鹞 GR.7 系列实际上也是到了 90 年代中期才具备了设计中的全部作战能力。在这种情况下,皇家空军迫切希望能够改善鹞 GR.7 系列的武器系统和航电设备,以进一步增强其作战能力——这就是鹞 GR.9 计划的重要一环:综合武器系统计划(IWP)。

首架鹞 GR.9 于 2003 年 5 月 30 日首飞

  根据 IWP,鹞 GR.7 系列将增加发射“风暴阴影”巡航导弹、“硫磺石”反辐射导弹(“地狱火”导弹的派生型)能力,原本还计划加装 AIM-120 导弹,不过后来放弃了。为了有效使用这些现代化的远程精确制导武器,鹞 GR.7 系列的航电设备也将进行全面升级,其中最主要的是加装基于军标 1760 武器数据总线的武器管理系统(SMS)。SMS 采用 Ada 语言编写的操作飞行程序软件和新的开放式系统任务计算机,允许载机有效控制前述精确制导武器。鹞 GR.7 系列还要加装新型惯导/GPS 定位导航系统,以便(通过 1760SMS)为投射的武器提供精确坐标定位。座舱显示系统改进和加装新型近地警告系统(GPWS)也是 IWP 所属项目。为了扩展鹞式飞机的飞行包线,IWP 甚至包括了两个研究计划:

挂载 8 枚“硫磺石”反辐射导弹进行测试的鹞 GR.9

  BRCP779,旨在研究飞机重心前限位置,以求减小飞行员控制重心的负担;BRCP821,旨在研究将飞机最大起飞重量增加到 1,5422㎏,以便可以挂载“风暴阴影”之类的重型装备。

鹞 GR.9 也可以挂载洛克希德公司的“狙击手”目标瞄准吊舱

  经过 IWP 改进之后的鹞 GR.7,被称为鹞 GR.9。从 2003 年起,共有 10 架鹞 GR.7 被升级到鹞 GR.9 的标准。

  鹞 GR.9A 则是鹞 GR.9 的换发改型,换装了飞马 11-61 Mk.107 发动机。该型机依然是由现役飞机升级而来,但有两种模式:一种在前面已经提到,将已经换发的鹞 GR.7A 进行 IWP 航电升级,共 20 架;另一种则是将现役的鹞 GR.7 同时进行航电升级和换发,共有 30 架完成升级。

鹞 GR.9A ZG479

鹞 T.10 / T.12

  当皇家空军开始装备鹞 GR.5/GR.7 的时候,还没有配备相应的双座教练型。为了应急,皇家空军考虑以现有的鹞 T.4 升级为鹞 T.6,作为新型教练机服役之前的过渡措施。但作为第一代的鹞式飞机,鹞 T.4 无论是性能还是人机界面都不能满足新一代鹞式飞机训练的要求——即使是升级也不行,而且从效费比方面考虑也不划算。

  最终,皇家空军决定引进 TAV-8B,并按照鹞 GR.7 的标准换装英国航电设备(重点是前视红外系统和夜视系统),作为与鹞 GR.5/GR.7 配套的双座教练机,是为鹞 T.10。不过,和 TAV-8B 不同的是,鹞 T.10 具备完整的作战能力。

  1994 年 4 月7日,鹞 T.10 原型机首飞成功。1995 年 1 月,该机开始装备部队,到年底全部交付完毕。包括原型机在内,鹞 T.10 一共生产了 13 架(ZH653-665)。

第 20 中队的鹞 T.10

  鹞 T.12 是鹞 T.10 的改进型,主要是为了配合鹞 GR.9/GR.9A 的训练。该机改进方式和鹞 GR.7 升级到鹞 GR.9A 的方式一样,进行了 IWP 航电升级和换发。鹞 T.12 没有重新生产,从 2003 年起,共有 12 架鹞 T.10 升级到鹞 T.12 标准。

第 20 中队的鹞 T.12 ZH661

  1998 年,随着麦?道被波音兼并,设在圣路易斯的鹞 II 飞机生产线也被关闭并拆除。而对 BAE 来说,也无必要重开一条生产线——即使是经过全面改进的鹞 II,也难以满足 21 世纪下一个 10 年的作战要求。BAE 曾经试图设计鹞 III 与美国的 JSF 竞争,但最终铩羽而归。今天我们看到的鹞 T.12,或许就是鹞式家族的最后一个成员。

  纵观几十年来鹞式家族的发展,我们不能不承认,鹞是一种相当成功的垂直/短距起降飞机,它的确实现了当年航空先驱们的梦想——尽管并非完美。然而,对于英国人来说,面对鹞式飞机,自豪中难免带有几丝苦涩。在鹞式家族蓬勃发展的光环下,我们看到的是一个昔日的航空帝国衰落的背影。就如夕阳残照,那最后一抹靓丽的余晖总是令人心动而又心痛的。

第三章 外传:夭折的鹞——P.1154

  很少有人知道,在我们今天所熟知的“鹞”家族诞生之前,曾经有另一种被赋予“鹞”这个名字。它是那个极富创造力和雄心壮志的年代的产物,它一直是英国下一代战斗机计划 GOR345 的主角,它也曾在北约 NBMR-3(AC.169a)选型中一举夺魁。但由于技术条件和各种因素的限制,它最终和同时代的大多数飞机一样消失在历史长河中,却将它的名字留给了另一个传奇。

  它就是曾被皇家空军寄予厚望的超音速垂直起降战斗机 P.1154。

目标:超音速

  在 50 年代末发布的装备需求中,包括英国的 GOR345 和北约的 GOR-2,并没有有关超音速的要求。军方需要的只是一架可以遂行小规模核突击的亚音速攻击机。就这个要求而言,P.1127(或其改型)是完全可以胜任的。但不幸的是,军方的进一步研究表明,以 P.1127 为基础的攻击机,其航程-载荷性能不尽人意,而更为严重的是,这种亚音速攻击机在苏联的超音速截击机面前是相当脆弱的。

  基于这个原因,在 1961 年初,霍克公司就已经很清楚,英国空军不会为一线部队订购哪怕一架 P.1127——因为即使是最新改型也无法实现超音速的要求。唯一的办法是另起炉灶。在这一背景下,拉尔夫?胡朴尔以 P.1127 为基础,勾勒出一架加长机身、超音速飞机的草图,即 P.1150。一个关键的区别是在前喷管上增加的燃烧室,燃油在此燃烧以提供额外推力。这就是所谓的增压室燃烧技术(PCB),并且布里斯托尔公司已经建议将其用于为福克公司和共和公司联盟研制的 BS.100 发动机上。

后期的 P.1150 三面图,之后项目就演进为 P.1154

  霍克公司设计新的 P.1150 明显是为了满足英国空军 GOR345 的要求。不过,霍克对于向潜在客户推销 P.1150 并不怎么热心。因为这很可能使原本对 P.1127 有兴趣的客户很快将注意力转移到 P.1150 上面来,这样原来在 P.1127 上所作的努力基本上就白费了。

  促使霍克公司展开超音速垂直起降战斗机设计的动力来自北约。

  1961 年中,几经修改的 NBMR-3(AC.169a)计划明确要求一种垂直/短距起降的超音速攻击战斗机。8 月,霍克公司收到了相关的设计规范。规范中明确提出,这种飞机是一型 M2 一级的单座战斗轰炸机,可以执行对地攻击、侦察和截击任务,以低——低任务剖面、载弹 2,000 磅、M0.92 速度巡航时,作战半径达 250 海里。实际上,要求设计的就是一种 F-104G 的后继机。

  为北约盟国提供一种通用战斗机的前景吸引了西欧和美国的大多数主要飞机生产厂商。为了参与这场当时最大规模的国际飞机项目竞争,霍克公司推出了 P.1150/3 方案,该方案采用布里斯托尔的 BS.100/9 发动机。很快,该方案被重新命名为 P.1154。1962 年 1 月,霍克正式以 P.1154 名称参与 NBMR-3 项目竞争。

  当时一共有 4 种战机参与了竞争:达索公司幻影 III-V,福克-共和的 D.24 同盟,BAC 584,以及霍克公司 P.1154。竞争的结果在 5 月公布——P.1154 拥有技术优势,而幻影 III-V 则在工业合作条件上更胜一筹。因此 2 架飞机被看成了共同的胜利者。由于北约没有资金进行任何一种飞机的全面研制,它只能等待它的成员国继续其自己的发展计划。不过,P.1154 实际上得到了来自北约的部分资助——为飞马和 BS 发动机开发 PCB 技术的资金有 50%是北约提供的。

P.1154 的竞争者:福克-共和的 D.24 同盟和幻影 III-V

一机两型

  在此时的英国,为竞争的胜利所鼓舞,政府和海、空军眼前似乎都是一片光明。皇家空军认为,NBRM-3 的最终结果将会使空军获得一种可以在 1968 年前服役的现代化攻击机,以取代早已过时的霍克“猎人”式战斗机。皇家海军此时也在寻找能够在 1970 年前服役的“海雌狐”战斗机的后继机,P.1154 似乎是个不错的选择。航空部则认为既然两个军种都在寻求新的战斗机,也许 P.1154 能够同时满足两个军种的要求?如果能够籍此打破 NBRM-3 的僵局,并将 P.1154 推销给北约盟国就更加理想了。

  于是,1962 年 4 月,为满足海、空军新型战斗机研制要求而制订的 OR356/AW406 联合需求发往霍克公司。后来的事实证明,这完全是航空部一厢情愿的产物。海军需要的是一种双座舰载截击机,而空军的要求几乎完全是 NBRM-3 的翻版。两者之间差异甚大。但对海军而言,采用联合发展策略,可以节省高达 15 亿英镑,这足够购买一艘航空母舰了,同时也可以减少公众对海军的指责。同样,对霍克董事会(包括悉尼?凯姆在内)而言,能够同时为两个军种提供通用战斗机的前景是相当诱人的,订单显然要大的多。在利益因素驱动下,霍克董事会至少是在主观上忽略了海、空军不同要求所带来的技术障碍。

早期的 P.1154 RAF 构型,可以看到 300 加仑副油箱和 AS.30 空地导弹

早期的 P.1154 舰载构型,具有双座、可折叠的机翼和雷达罩、内侧护翼轮,前起落架弹射装置。外挂有 300 加仑副油箱和“红头”空空导弹

后期的 P.1154 舰载构型,与空军型的通用性只剩 20%。主要改动在于二波系超音速进气道、后三点传统起落架、大幅修改的机翼设计

  在这种情况下,霍克公司的设计人员开始了将 P.1154 转变为一种通用战斗机的历程。到 1962 年 8 月,霍克公司发布的第一份研究表明,P.1154 的海军型和空军型将有 80%的通用性。但好景不长,在 1963 年 5 月该公司再度发布的研究报告中,形势完全颠倒过来——P.1154 两种型别的通用性只有 20%!如此巨大的差异,主要是由于海军的要求导致的。在海军的 AW406 需求中,坚决要求这种飞机采用双座布局,装备大型截击雷达,并采用二波系超音速进气道以便在高空达到 M2 的速度。这些要求导致飞机重量大幅增加,从而迫使霍克修改机翼设计,加大面积。此外,P.1154 原来的自行车式起落架并不适合航母弹射器的要求,因此必须重新设计新的起落架。

P.1154 海军型(上)与空军型模型对比

 这时候,罗?罗公司也进来搅局。他们提出,将斯贝发动机加以改进,采用矢量推力和 PCB 技术,从而使得 P.1154 海军型可以改变为装两台斯贝发动机的双发构型,而不是原来装一台 BS.100 发动机的构型。当然,双发布局更对海军胃口,但这无异于加剧了空军和海军之间不同需求的矛盾。

  不过,尽管海军型 P.1154 问题不断,空军型的研制却一直在有条不紊地进行着。因为这基本上就是当初为 NBRM-3 准备的方案。当海军型的图纸还在不断修改时,空军型已经进入详细设计,并开始制造全尺寸模型了。

  到了 1963 年 6 月,形势已经非常清楚,P.1154 的两个型别被发展成了两种完全不同的飞机——机身、航电设备、机载系统几乎无一相同。这样,联合发展的意义已经完全失去了。为此,国防政策委员会要求重新设计 P.1154 的通用系统部分,并匆忙发布了有关的指导手册。但这只是官僚们的天真想法。手册中的要求根本就是海军和空军无法接受的——海军被要求取消超音速进气道和后座飞行员,而空军则不得不在他们的飞机上保留毫无用处的机翼折叠系统和着舰钩。折中的结果是双方都得不到满足,而这样设计出来的 P.1154 不过是个四不象的怪物。

  此时 P.1154 项目已经到了一个危险的临界点,面临着全面下马的命运。从 1963 年 11 月到 1964 年 1 月间,政府和海、空军进行了大量的研究,以找到走出当前困境的办法,其中包括改造 P.1127 以满足空军需要、研制 P.1154 海军型以满足海军要求的提议。终于,1964 年 2 月,英国政府作出决定:海军将采购换装斯贝发动机的美国麦克唐纳公司的 F-4“鬼怪”II 战斗机作为下一代舰载战斗机;空军则继续发展 P.1154——这次不用再考虑海军的任何要求了。看起来,这是解决两个军种需求矛盾的、最廉价的方法。

P.1154 海军型想象图

一帆风顺

  浪费了 2 年光阴后,霍克公司终于可以将全部注意力放在确定的目标上——一架空军需要的单座超音速战斗轰炸机。曾经混乱而不切实际的一切:飞机研制费用、生产计划、改型机的试飞计划……等等,现在似乎都明确下来了。皇家空军和霍克公司都相信,排除了通用性要求的干扰,P.1154 的进度现在可以开上快车道了。一架真正的 P.1154 将很快离开制图板,出现在当斯福德的跑道上。

  现在 P.1154 交由霍克?布莱克本分部负责。约翰?福兹任总设计师,总工程师是巴里?莱特(他曾担任海军“掠夺者”攻击机的总设计师)。这个安排并非无意——事实上,1963 年组建布莱克本分部时就考虑到,希望 P.1154 能够吸取“掠夺者”攻击机武器系统开发的经验。鉴于“掠夺者”的成功,它的发展道路是值得 P.1154 借鉴的。为了避免 TSR.2 费用超支和进度拖延的问题,在航空部的干预下,霍克指定了计划总监,以全方位掌握计划状态;同时还引入了计划评估与技术审查(PERP)管理系统。总之,到了 1964 年初,霍克为 P.1154 进行的工程准备基本就绪。

  但恰在此时,皇家空军修改了他们的要求。除了垂直/短距起降和超音速能力外,他们要求简化飞机设计,以加快进度和节省开支。这倒不是什么大问题。这些要求基本上也就是 NBRM-3 的要求,所以对霍克公司而言,除了注意简化设计外,对研制进度没有多大负面影响。根据简单化的要求,原来准备使用的数字式计算机被取消了,代之以模拟式导航/攻击系统,因为后者造价要便宜 20%。原计划装备的 AS.30、小斗犬、AJ168 电视制导导弹等也在年内取消。实际上,对 P.1154 的要求已经从最初的具有完整核攻击能力下降到只要求该机具备简单攻击能力。

P.1154 的 Bristol Siddeley BS.100 发动机

  1964 年 4 月,皇家空军发布修改版 OR356。而此时霍克公司已经开始生产设备夹具以及部分飞机部件了。P.1154 工程样机很快就可以出厂。8 月,霍克公司向航空部呈交了他们的详细计划。根据该计划,霍克公司将生产 8 架原型机。在获得生产许可(ITP)后,2 年内第一架 P.1154 进行首飞,5 年内具备初始作战能力。10 月,航空部批准了该计划。同时鉴于一切工作准备已经就绪,ITP 被视作已于 7 月发布。

  罗?罗公司获得 900 万英镑资金,用于改进 BS.100 发动机,同时还要改造其发动机空中试车台(由“火神”B.1A 轰炸机改装而来)。两架“猎人”式战斗机被改装作为导航/攻击系统试验平台,并被重新命名为 HS.1172。霍克公司则与航空部探讨一些细节问题——其中最重要的一个是雷达和惯导/攻击系统的采购问题。这两个子系统本来给予费伦第公司的,但航空部一直拒绝与该公司签署合同。因为该公司在“警犬”导弹系统中获取了超额利润,航空部要求他们事先返还这笔钱。这对霍克公司而言简直是无妄之灾。因为这很可能导致 P.1154 武器系统进度严重拖延达 18 个月!

  与此同时,皇家空军正在修订 P.1154 的部署计划,并为它选择了响亮的名字——鹞!根据该计划,皇家空军将装备 8 个中队的 P.1154,本土、德国、中东及远东各 2 个。该机将可以在主要和前进基地进行操作,在降低任务能力的前提下,该机也可以利用无支援的前进基地作战。该机的主要起降模式采用短距起飞/垂直降落,以减少高温气流对地面的烧蚀,同时可以减小热空气的再吸入问题,增加发动机功率,增大有效载荷。这一套技术实际上是 1964~1965 年间茶隼进行三国联合试验时研究出来的。该机还专门设计了可拆卸的“转场翼尖”,以增大翼展减小诱导阻力,从而提高航程——这一技术在 P.1154 下马后一直保留下来,并用在另一只“鹞”上。有些出人意料的是,虽然海军不再参与这一项目,P.1154 仍然具有在海军现役航母上起降的能力,它的机头雷达罩可以折叠,以适应升降机尺寸的要求。

  1964 年 10 月,皇家空军又发出新的需求(ASR382),要求研制 P.1154 的双座教练型。为此,霍克公司加长了前后机身,将座舱改为串列双座布局。通过将部分航电布置到后设备舱,并将机内载油量减少到 1,174 英加仑,飞机的重心基本保持不变。

设计特点和性能

  1964 年 10 月,SR2500 设计规范手册发布。这基本上是 1964 年以前工作的一次总结,所有在此之前已经确定的设计和操作特点都以手册的形式清楚地表达出来。根据手册,P.1154 机长 57 英尺 6 英寸,翼展 28 英尺 4 英寸,翼面积 269 平方英尺。机翼采用尖峰翼型,前缘后掠角 41.2°。机体采用了铝合金和钛合金结构,并广泛应用化学铣切、整体制造以及蜂窝结构技术,以减轻结构重量。机体最大可用过载+7.5g/-3g,疲劳寿命达 3,000 小时。为了应付低空飞行的鸟撞问题,该机风挡和机翼前缘均经过加强,可以承受一只 11 磅的鸟以 600 节速度的撞击。起落架虽然仍采用自行车式,但结构经过加强,并采用了低压轮胎可以承受最大 10 英尺/秒的下沉率。经过改进设计,护翼轮也要承受一部分飞机重量,以保证地面滑行时的稳定性。

  P.1154 的发动机采用布里斯托尔 BS.100/8,这是那个时代西方世界中推力最大的发动机。发动机安装在飞机重心附近,可以通过机身下部的大型维护舱门拆装。发动机的控制系统为有限权限电子控制系统,在那时来说是相当先进了。前喷管采用了最新的 PCB 技术,取代了原来的变截面喷管。由于 PCB 的作用,前喷管气流最大温度可达 1,400K,而后喷管气流的最大温度为 1,000K。该发动机还采用了水-乙醇喷射系统,用于在高温或高空条件下增大发动机推力。

BS.100 于 1964 年 10 月 30 日首次试车,在体型上比飞马大得多

  在关闭 PCB 的情况下,发动机最大推力为 26,200 磅;打开 PCB 时,设计指标是 33,900 磅,但曾经在一次台架试车中,BS.100/8 曾在 20 秒内达到了惊人的 35,900 磅推力。空气流量 90 磅/秒,涵道比 0.9,增压比 11.45。当发动机推力为 14,400 磅时,燃油消耗率最小(0.6 磅/磅推力?小时)。而当发动机在最大推力状态工作时,耗油率两倍于这个数字。为了减小技术和财政风险,和之前采用全新设计的 BS100/9 相比,BS100/8 借用了“奥林巴斯”B.OI.22 发动机的高压压气机,而环形燃烧室和 4 级钛合金风扇则是由“飞马”5 发动机放大而来。为了满足发动机在疏散基地启动和慢车待机的需要,飞机加装了燃起涡轮起动机/辅助动力组件(APU)。

  P.1154 采用了唇口可调的变截面超音速进气道,以在所有条件下都能获得比较好的总压恢复系数。在唇口稍后位置有吸入时辅助进气门,可以在低速时增大空气流量。前机身腹部装有一块大型减速板,起降时张开,以阻碍燃气流自由流动,缓解燃气再吸入问题。

这张图比较容易看到采用加力燃烧的前喷管,进气口可以向外张大,以便在垂直起落是加大进气量,在平时则关回去,以减小阻力

  P.1154 内部载油量为 1,300 英加仑。设计空重 20,100 磅,短距滑跑起飞时最大起飞重量 40,050 磅。机翼下各有两个挂点,承载能力分别为 2,000 磅和 1,000 磅。机身下部还有 3 个挂点,但是不能同时使用,其中机身中线挂点承载能力为 2,000 磅,2 个机身外侧挂点承载 1,000 磅。全机最大载弹量为 8,000 磅。战斗构型时,P.1154 通常在内侧挂架挂 2 个 300 英加仑的副油箱,而在转场构型时则改挂 2 个 400 英加仑副油箱,并在腹部加挂 1 个 200 英加仑副油箱。此外,P.1154 还设计有可拆卸式空中受油管,位于右侧进气道上方。

1964 年 5 月霍克展出的 P.1154 全尺寸模型,上边图片是 PCB 喷管垂直朝下的样子,下边图片已改为水平状

  P.1154 采用了双余度全权限飞控系统,在低速条件下则配合反作用力控制系统进行姿态控制。飞机上还安装了自动稳定系统和简单自动驾驶仪。后机身内装有应急冲压涡轮,当发动机失效时伸出,为飞机提供后备电力,并维持液压系统压力。机尾装有拦阻钩,最大承受过载 1.5g,用于飞机紧急迫降时拦停飞机。

  执行对地攻击任务时,P.1154 可以携带 1,000 磅低阻延发炸弹、集束炸弹和凝固汽油弹;执行防区外攻击任务时则可以携带 SNEB 火箭弹、AJ.168 反辐射导弹;执行对空任务时,主要携带 4 枚“红头”空空导弹,并可在机身下挂载 2 英寸火箭弹或 30 毫米“阿登”机炮吊舱作为辅助武器;执行侦察任务,则携带侦察吊舱——内置光学侦察相机、侧视雷达等侦察设备。

  在 P.1154 机头内装有 1 台单脉冲雷达,可以对地(海)面和空中目标测距,并通过平显提供地形回避信息。通过与惯导系统、大气数据计算机和移动地图系统交联,该雷达可以引导飞行员实施低空精确攻击。由于要进行低空大速度飞行,飞机风挡采用整体式结构,以改善前方视界。同时飞行员配备了马丁?贝克“零-零”弹射座椅,允许飞行员在 P.1154 所有空速范围内逃生。

  在典型攻击任务条件下(海平面大气温度 15℃,载弹 2,000 磅),短距滑跑起飞(地面滑跑 50 英尺),低-低飞行剖面,巡航速度 M0.92,P.1154 作战半径为 210 海里。如果滑跑距离增加到 220 英尺,机内满油,则作战半径可以达到 280 海里。如果携带副油箱,则作战半径可达 405 海里。如果在特定环境中使用水-乙醇喷射系统,飞机作战半径还可能增大 25 海里。当执行战斗空中巡逻任务时,携带 2 枚“红头”导弹,机内满油,P.1154 可在距基地 100 海里处巡逻 160 分钟。

  开加力时,P.1154 高空最大M数可达1.7,海平面则为 M1.13。如果不开加力,在挂 2 枚“红头”的情况下,P.1154 仍可达到 M1.1 的速度,从而为执行对空拦截任务提供了更大的速度优势。

结局

  皇家空军计划采购 25 架教练型和 157 架单座战斗型,总开发费用预计 1.7~2 亿英镑,其中 1,000 万英镑是为了开发教练型增加的。单座型单价 100 万英镑,双座型则为 120 万英镑。1964 年 11 月,武器发展委员会最后批准了上述预算。

P.1154 全尺寸模型的单/双座前机身

  然而,就在此时,工党政府上台。该届政府以致力于削减国防预算而著称。首当其冲的就是空军。因为空军装备研制费用一直居高不下,而且现在正在同时进行 TSR.2 和 P.1154 两个作战飞机项目。然而对皇家空军而言,TSR.2 是不可放弃的。这种大型攻击机是他们证明自己存在的必要性、和皇家海军进行政治斗争的主要筹码。因此在政府的预算大斧已经高高举起的情况下,皇家空军只好作出丢卒保车的策略——毫无疑问,P.1154 必然是被牺牲的那一个。

  1965 年 2 月 2 日,英国下院收到了关于取消 P.1154 项目的报告。报告中提出的主要理由是,该机不能在 1969 年及时服役以取代“猎人”式战斗机。这话不假,但所有人都知道这不过是个借口而已。因为皇家空军已经同意 P.1154 可以迟至 1970~1971 年间服役,而“猎人”战斗机也可以服役到 1972 年。后来之所以一直强调 1969 年这个时间问题,只是为了让霍克公司当替罪羊罢了。

  几年努力付诸东流,英国空军和霍克公司都遭到沉重打击。后来,P.1154 的角色由两种飞机分担——装斯贝发动机的 F-4“鬼怪”II 和 P.1127/茶隼的改进型。但无论怎么看,采购 P.1127 改进型的决定都象是对 P.1154 下马的补偿。

当项目终止时,P.1154 首架原型机的部分部件已经制造完毕,图中所示是机身上部结构件

  到 P.1154 下马为止,总共有超过 5,000 人直接为 P.1154 项目工作,整个计划耗费 75,000 工时,耗资 2,500 万英镑。有一种看法认为,如果 P.1154 不下马,那么以后来“鹞”在战场和市场上的表现而言,性能更好的 P.1154 完全有理由获得更大的成功。然而,持这种观点的人似乎忘记了,所有有关 P.1154 的性能参数都不过是设计指标,即使和今天属于第三代垂直/短距起降飞机的 JSF 相比也毫不逊色。P.1154 真的能够实现如此先进的指标吗?

1965 年 2 月,正在组装的 P.1154 机翼与首架 P.1154 的机身

  对于垂直起降飞机而言,最大的问题就是结构超重。当年英国航空部就认为 P.1154 可能超重达 8%,而霍克则乐观地认为超重可以限制在 4%以下。是否真的如此?随着 P.1154 下马,这个问题已经无从解答了。但我们知道,采用现代技术设计的 F-35C(STOVL 型)至今限于结构超重的困境之中,进度严重受阻。有什么理由认为 40 年前的 P.1154 会比 F-35C 更好呢?

  事实上,如果看看此后数十年间 STOVL 飞机的发展历程,几乎可以肯定:就算 P.1154 不死在政府的预算大斧下,迟早也会被技术上的局限拖下马来。就这点而言,对皇家空军来说,P.1154 计划的取消,可以算是“塞翁失马,焉知非福”。

  不管怎样,P.1154 可以算是那个年代英国航空工作者创造力和创新精神的一次集中体现,它也的确代表了那个时候英国航空工业的最高水平。不以成败论英雄,P.1154 所取得的成就始终是值得后人尊重和钦佩的。

(第三部完)

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