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航母简史:64.妖魔鬼怪

我们书接上文,上文书讲到麦克唐纳公司接了海军的的单子,开始帮海军设计新的舰载战斗机。无奈海军的需求一变再变。海军说了,攻击机有A4天鹰呢,制空战斗机有F8十字军战士呢,现在就缺一款截击机了,用于远程巡逻和拦截。所以啊,本来说好了要加强外挂能力,现在不要了,只要在肚子上挂一个大号副油箱就OK,而且还把机炮给去掉了。这个需求在当时是相当的前卫,从二次大战到朝鲜战争,哪一场空战是不要机炮的?不要机炮你拿什么上阵打仗啊?美国海军的意见是全都靠导弹解决问题。用不着机炮了。

道理也很简单,海军希望这架飞机能够在距离航母400公里的地方巡逻两个半小时,完全承担起舰队防空的责任。苏联是没有航母的,最大的威胁来自于轰炸机。面对轰炸机上的各种机炮,战斗机上的航炮活力根本就不占优势。击落一架轰炸机,都要费半天劲,如果人家来的是一个编队呢?你要一架一架敲掉,这需要花多少时间?不行,不合算,还是远远的发射导弹更靠谱。

麻雀 Ⅰ 型导弹

当时海军打算给这架飞机装备的导弹除了AIM-9响尾蛇红外制导格斗弹以外,就是AIM-7麻雀雷达制导导弹了。麻雀导弹的研发历史也很曲折。一开始这是一种雷达驾束制导导弹。说白了就是战斗机需要拿雷达一直指着敌人。导弹就沿着雷达波束往前走,只要你不偏离雷达波束,那就一定能够打到敌机。这种导弹叫做麻雀1型。这个制导过程还是挺累的,因为麻雀导弹打出去以后,战斗机还得用雷达死死盯着对方。不能做大范围的机动,否则导弹偏离了雷达波束,就会乱飞了嘛。

麻雀 Ⅱ 型导弹

后来嘛,道格拉斯公司接手了这个项目,他们开发出了主动雷达制导技术,说白了就是导弹头上自己带个雷达,自己跟踪锁定敌机,自己打上门去。载机发射完就可以走人了。可惜导弹太细了,直径不过是个碗那么大。这种口径的小雷达性能太差,能找到敌机,那是撞大运。所以,这个麻雀2型导弹也黄了。

麻雀导弹(AIM-7)

后来嘛,雷神公司插手介入,他们开发出半主动雷达引导模式,战斗机用雷达照射敌机,导弹接收从敌机反射回来的雷达波,自己一路找过去炸掉,因为载机雷达足够大,功率够强,导弹头上那口小锅也能接收到,所以,相对来讲比较实用。后来这种导弹逐渐成型,正式进入美国航空兵部队服役,代号AIM-7C,外号麻雀。这种导弹拦截战斗机有点力不从心,但是拦截轰炸机还是比较好用的。毕竟轰炸机太笨重,没法躲避嘛。

用战斗机去拦截对方的轰炸机,这种任务就是所谓的截击任务。苏联还专门把飞机分成前线战斗机和防空截击机。就是因为苏联国土广袤,技术水平又有差距,他们没法设计出各方面兼顾的战斗机,只能专机专用了。美国人虽然水平高,可以兼顾。但是任务需求还是在的。

海军既然提了要求,麦克唐纳公司只能按照甲方的需求修改方案。这一次单座版本改成双座版了,增加了一名后座雷达操控员。既然你要用雷达制导的导弹,当然得有人来操纵雷达啊,为了不让驾驶员太累,干脆多加一个人来负责雷达呗。当然,以现在的电子技术水平完全可以让一个飞机驾驶员同时负责处理这些问题,但是当时的电子设备不是那么可靠,功能也不是那么强。所以海军还是认为多一个人更放心。美国海军认可了这个设计,编号改成了F4H-1。

最早的设计是水平下单翼,没有上反

当然麦克唐纳公司经过大量的风洞试验发现这架飞机在平飞的时候会有一些不稳定。因为这架飞机是一架下单翼的战斗机,机翼有点太靠下了。下单翼的好处就是容易安排起落架,要知道,喷气式舰载机都是后三点式的起落架,后边的两个主起落架最好间距大一点,这样落地比较稳当。下单翼飞机,起落架直接装在机翼里面就行了。反面典型就是米格23,这家伙采用上单翼变后掠翼,就根本没办法在机翼下边装起落架了,机身又那么窄,轮子没地方装啊。于是米格设计局采取悬赏的办法征集方案,最后是个女设计师设计了一个蟹爪一样的折叠方案,能把起落架折叠好几次,收进机身里。但是不管怎么说,米格23的轮子间距还是窄了点。这就是上单翼且窄机身的麻烦。

这些问题对于F4来讲根本就不存在,但是F4也有F4的麻烦。那就是平飞的时候稳定性不太好,因为机翼的升力中心是在飞机重心的下方。飞机某种程度上跟自行车很像,自行车其实也是不稳定的。一旦你速度低了,就很容易歪向一边。这时候你就得仔细调整车把才能保持平衡。要怎么解决这个问题呢?根据麦克唐纳公司吹风获得的数据,最好是把整个机翼向上翘7度。专业术语叫做上反角。大家如果去坐民航客机的话,就会发现,几乎所有的客机机翼都是向上翘的,都有上反角。因为民航客机就是典型的下单翼,为了保持稳定,就必须带有上反角。

鬼怪式三面图。主机翼外段上反,尾翼明显下反

当然了,战斗机的上反角不能搞得那么明显。因为战斗机还要兼顾到滚转速度。如果你弄得太稳定了,机身想歪过去都歪不过去,那可不行。如果要把F4战斗机的机翼搞成上反的,那等于是要重新设计整个机翼,工程量实在太大了。麦克唐纳公司不太愿意干这种事儿。最后工程师们想出了一个办法,那就是把机翼的外段上翘12度,效果和整个机翼上翘7度效果是一样的。你可别忘了,F4是一架舰载机,本来机翼就要做折叠。它必然有一个接缝铰链,从接缝的地方设计成上翘的,那不是省事嘛。

正因为这种特殊设计,所以F4战斗机的机翼就变得非常独特,你在别的飞机上看不到这种造型。同时麦克唐纳公司的工程师们还根据风洞测试的结果,决定把它的水平尾翼做成向下耷拉的,歪了15度。这样可以和主机翼的上翘形成某种平衡。所以F4这架飞机的造型在所有战斗机里面都显得那么独特,你说他好看吧,他真的不好看,但是你说它难看吧……你看时间长了也就看习惯了。这种造型和它那个绰号“鬼怪”倒是蛮匹配的。

当然这种设计也不是没有代价的,在低速的时候操控性可能会出现问题。偏偏航母舰载机对低速飞行有非常强烈的需求。那怎么办呢?鬼怪式战斗机的J79涡喷发动机动力强劲,可以从发动机的压气机里面引出一部分多余的高压空气。从飞机机翼的前缘和襟翼附近喷出来。这种做法可以有效增大机翼的升力。飞机的低速操控性也就大为改善,同时还可以降低飞机的降落速度和滑跑距离。这种技术对舰载机特别有用。

当然F4还有一些其他的创新设计,比如说F4取消了副翼,飞机的滚转就靠襟翼来完成,也就是说襟翼和副翼是合一的。其实不光是F4,苏27也是这么干的。飞机的进气口可以调节,在各种高度和速度调节下都能最大程度优化飞机的性能。这架飞机还安装了比较先进的火控雷达,维护上也比较方便。

1958年的5月份,第1架F4原型机走下了麦克唐纳公司的生产线。当这架飞机呈现在大众面前的时候,大家伙是大眼瞪小眼,谁看都觉得别扭。大家都觉得,这个飞机的屁股是不是被人踢过一脚啊?这水平尾翼怎么还下耷拉?再看看前面,大家对这架飞机的机头也不太满意,这架飞机的机头怎么也是往下耷拉的?

尽管法国飞机设计大师达索说过,性能好的飞机一定长得很漂亮。但是鬼怪显然不符合这一条。但是战斗机选的是性能啊,它又不是选美啊,它的性能怎么样啊?F4鬼怪的原型机在1959年的12月6号创造了一个30040米的飞行高度纪录。紧接着,这架飞机又在100公里环形航线和500公里环形航线的飞行测试过程中,创造了两次最高飞行速度纪录。这么说吧,在1959年到1969年这10年之内,F4鬼怪战斗机一共创造了16项世界纪录。这架飞机的性能在当时来讲是非常好的。

XF8U-3

但是当时人们还是有疑虑,这架飞机是不是大了点啊?是不是有点太重了,在航空母舰上能顺利运作吗?但实际上海军还是喜欢双发动机飞机,因为多少有个备份,安全性比单发更好一点。在这一点上钱斯沃特公司的XF8U-3原型机就不吃香了,因为它只有一个发动机。这架飞机就是F8十字军战士的放大版。机头变得更尖了,下巴颏那个进气道变成向前倾斜,发动机也变得更加强劲,据说能飞到18,000米的高空。而且这架飞机也取消了机炮,变成了一种以导弹为武器的纯截击机。不过最后海军还是选择了鬼怪。都是因为鬼怪有两台发动机,而且还能装2个飞行员。

当然了,这架飞机的底子很好,所以海军对它的改进一直也就没停过。新的发动机做了改进,增加了1000磅以上的推力。机头下方装了一个红外搜索和跟踪装置。带大家去看鬼怪式战斗机机头下边有个很细的小管子,长得有点像电灯泡,那个就是光电跟踪装置。为了增加航程,给它装了可伸缩的空中加油管。同时还在飞机的机身上设计了9个重载外挂点。看来海军还是想让它具有干杂活的能力,还是要准备挂炸弹的。

F-4C武器展示

后来嘛,机组成员始终抱怨,原型机的前座和后座视野都比较糟糕,所以麦克唐纳公司的工程师决定把这两个人的座舱整体抬升几英寸,这样的话他们的视野就比以前好多了。同时鬼怪式战斗机还换装了更大号的雷达。没办法,机头的直径也得跟着扩大。这样一来就显得机头更加往下耷拉,外形更不好看,但是这东西真的很实用啊。雷达也是一寸长一寸强,你口径大了,就是赚便宜。

这种新的AN/APG-72雷达,具有空中目标搜索自动跟踪和连续波照射等等功能,对大型目标的探测距离是80~96公里,对于小目标的探测距离是30~40公里。对大型目标的截获和跟踪距离是20~40公里,对于小目标的截获和跟踪距离是10~20公里。这种雷达的性能在当时来讲已经算很不错了。

AN/APG-72雷达

到了1960年的12月,批生产型的F4鬼怪式战斗机就走下了圣路易斯工厂的生产线。美国最开始把它部署在航空母舰上。海军发现这飞机真的很棒,所以很快这种飞机又装备了美国海军陆战队。

1961年,肯尼迪宣誓就任美国总统,艾森豪威尔退休了。他任命原福特公司的总经理罗伯特·麦克纳马拉担任他的国防部长。这位商人一下子就成了美国国防部门的掌门人。

这个麦克纳马拉可是一个非常聪明的聪明人,他毕业于加州大学伯克利分校。取得了经济学的学位,然后又到哈佛大学读了个工商管理学位,而且还成了哈佛最年轻的教授。他非常擅长数学分析。二战时期他加入了美国陆军航空队,负责对轰炸机的轰炸效果进行统计评估,提出优化策略,烧烤大师李梅跟他配合的很好。

后来他在29岁那年考进了福特公司,当时被录取的只有10个人,这10个人后来被人称为“神童”,其中有两位干到了总经理的高位。其中一个就是马克纳马拉。福特公司当是家族企业,按理说总经理应该是福特家族的人才对啊,马克纳马拉是第一个担任福特总经理的外人。可见其优秀,这位仁兄在商业管理上是真的有一套啊。

马克纳马拉曾经在李梅手下工作,现在成了空军参谋长李梅的上司

他把大型企业的审计、成本控制引入美军。在此之前,军队乱花钱,国会根本就管不住,因为国会老爷们不懂,砍价都砍不对地方。自从麦克纳马拉来了以后,算账成了决策的重要依据之一。

马克纳马拉最喜欢干的事儿就是抓KPI,啥东西他都给你弄出个数据来进行考核。什么东西都要优化计算。那种轰炸机配哪种炸弹才能实现威力的最大化?修建民防设施需要花多少钱,为了保护这点人,花这个钱值不值啊,诸如此类的事儿,都要评估。在古巴导弹危机之中,他用他的评估计算,为肯尼迪提供决策依据。他告诉肯尼迪,摆出架势吓唬赫鲁晓夫比真的打一场核大战要划算,少听那些战争狂人的。

马克纳马拉发现,军队现在的武器编号实在是太乱了。这主要是因为海军空军各搞一套导致的。所以在1962年9月,他就勒令美国海军空军统一了武器编号规则。鬼怪式战斗机本来的编号是F4H-1,现在直接了当改成F4B。这就是我们前面讲到过的武器编号规则的一次大改变。他认为很多重复项目应该合并,海军搞一种战斗机,空军也搞一种战斗机,明明这两个性能也差不太多,你为什么要各搞一摊呢?你俩一块搞行不行啊?

因为麦克纳马拉的决策都能拿出数据计算,数据计算的结果是板上钉钉的,所以没什么商量的余地。所以他当时被称为“五角大楼的独裁者”,当时他真的是说一不二。空军没办法,领导发话了,你不能不听啊,好在海军那边那个鬼怪式弄的还是挺不错的啊,空军拿过去用用,发现这东西挺好挺满意的。这种事真的是很难得,因为海军和空军对战斗机的要求是有区别的,一般这两拨人尿不到一个壶里,空军能够认可海军研发的飞机,这是比较罕见的现象。像现在的F35战斗机就是三军通用,我总觉得海军多多少少有点不情不愿。

肯尼迪号航母(CV-67

企业号核动力航空母舰造出来以后。大家发现这东西实在太贵了。所以美国海军后来就追加了一艘小鹰级航空母舰美利坚号,没敢再弄核动力。原本下一艘航母按计划是建造成核动力的,马克纳马拉大手一挥,不行,太贵了,改成常规动力的。于是这艘船就成了小鹰级航母的升级版,可以说是“超级小鹰”。1963年,总统肯尼迪遇刺身亡,为了纪念这位总统,这艘航母被命名为约翰·肯尼迪号。这是第一艘以总统名字命名的航母。

但是核动力的优点毕竟是太吸引人了,后来经过实战评估,发现核动力的优势是常规动力航母无法代替的。核动力航母花的钱就是一座大型陆上基地的钱,但是陆上基地没办法移动。在海外修基地,还不如修航母呢。所以美国人还在对下一代核动力航空母舰进行设计。初步规划用4个A3W核反应堆。每座反应堆可以提供5万马力的功率,按照核动力部门掌门人里科弗的意见,最好是用4台反应堆。一来4台反应堆比8台反应堆便宜。企业号8台反应堆如果换一次核燃料的话,要6400万美元。如果用4台新式反应堆,换一次料只要3200万美元,换料周期也更长了。总体算账还是比较划算的。二来呢,4台反应堆比较可靠稳妥,假如有一台反应堆出故障了,那么还能获得75%的功率。打折扣不至于太多。如果你缩减到两台反应堆,万一有一台反应堆出故障了,那么一下就会少掉50%的总功率。打折扣打的太厉害,严重影响航母的运作。未来,这艘航母还是有机会增加更多的反应堆,功率会更大。

麦克纳马拉

但是报告送上去,人家这位国防部长愣是没批,人家强行勒令下一代核动力航空母舰只能用两个反应堆。乖乖,只用两个反应堆的话,一个反应堆起码得要13万马力的输出功率。这个研发难度“噌”一下就上去了。那人家麦克纳马拉不管这套啊,说两台就两台,别讨价还价。所以美国的下一代航空母舰居然动力比常规动力的小鹰号还要稍微低一点,速度还要稍微慢一点。

但是,麦克纳马拉的要求也不是没有好处,因为你只用了两台反应堆,腾出了大量的空间,可以用来装航空燃油啊,装弹药啊。航空作业能力提高了不少。现在航空母建有一个非常重要的指标,那就是飞机的出动率,你一天能出动多少架次的飞机,这个指标,就是人家麦克纳马拉提出来的。看来人家麦克纳马拉还是挺会算账的。

反正,马克纳马拉紧抓KPI,能省钱则省钱,能砍就砍,算盘珠子扒拉得啪啪响啊。他最擅长的就是统计学分析,对数字极其敏感,他要求,能量化就量化,不许模模糊糊的。麦克纳马拉建立了一套评估系统。这套评估系统一直到2004年才被一套新系统所替代,由此可见对美国国防部影响之深远。但是麦克纳马拉万万想不到的是,就是他这套算法,就是他这套数据统计工程把美国人算进了一场长达10年的泥潭。

我们下次再说。

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