航空博物馆又添新藏品

2001-08-06杭伯仁

航空知识 2001年7期

杭伯仁

2001年5月20日,一架意大利空军的C-130型运输机飞抵北京,运来了意大利空军赠送我国空军的礼物——一架退役的F-104S ASA型多用途战斗机。

C-130飞机滑进停机坪,关车完毕后,意大利空军随行的机务维护小分队立便即动手卸货装车。他们雷厉风行的作风得到了我国机务人员的高度赞赏。

两天之后,经空运到北京的这架F-104飞机被转运到位于北京昌平大汤山的中国空军航空博物馆。意方人员又亲自组装飞机,为5月28日的飞机交接仪式做准备。在整个组装过程中,得到了中国空军航空博物馆的领导和同志们积极配合。

5月28日,在中国空军航空博物馆的馆标区广场上,搭起了临时主席台。主席台两侧悬挂着中、意两国国旗。作为礼物的F-104型飞机摆放在主席台的右前方。它虽然是一架退役飞机,但意方已按服役时的面貌将它装扮一新。在飞机前面有一个说明牌,上面用中、意、英三种文字写着:

意大利空军参谋长安德烈亚·福尔纳谢罗中将赠。

2001年5月28日于北京

上午10时40分飞机交接仪式开始,仪式简朴而隆重。首先由中国人民解放军军乐团演奏意、中两国国歌,接着由意大利空军参谋长福尔纳谢罗中将和我国空军司令员刘顺尧上将先后讲话。他们在讲话中回顾了中、意两国、两军的友好传统,并对未来寄予希望。两位将军都认为这架F-104飞机将作为友谊的象征,在中国空军航空博物馆永久珍藏。最后,双方交接了飞机证书并合影留念。200多名着装整齐的我国空军官兵参加了交接仪式。

代表意大利空军向我空军赠送F-104飞机的安德烈亚·福尔纳谢罗(Andrea Fornasiero)中将已不是第一次来我国,如在2000年4月的访华期间,不仅受到了中央军委张万年副主席的接见,还曾到中国空军航空博物馆参观。当时,韩文斌馆长在向他介绍博物馆情况时,谈到意大利是一个有悠久历史和航空传统的国家。早在15世纪,意大利艺术大师和科学家达·芬奇就设计过最早的人力飞机;1940年,意大利的卡普罗尼·坎皮尼公司试飞了世界上第一架作过长途飞行的C盋2型喷气式飞机;最近,意大利皮亚焦公司又设计成功造型新颖、性能优越的P-180“前进”型运输机。韩馆长代表全馆工作人员诚恳地希望能得到一架意大利空军装备过的飞机,在博物馆内保存,以增进中、意两国人民和两国空军的了解和友谊。福尔纳谢罗中将当时就表示,他会考虑这一请求的。

就在这一年,我国空军政委乔清晨同志率团回访了意大利空军。在乔政委访意期间,福尔纳谢罗参谋长就已明确表示,意大利空军已经决定向中国空军赠送一架意大利根据美国F-104G型飞机仿制并改进的F-105S ASA型战斗机,并亲自将其送来中国。

F-104型飞机是上个世纪50年代战斗机的“明星”,总产量超过2000架,曾装备许多国家的空军,只不过随着时间的流逝和新机的取代,人们才将它淡忘。但现在,当它呈现在我国航空爱好者和观众面前任人品评时,又引起了人们对它的兴趣。

载人的导弹

恰好在半个世纪前——1951年,美国洛克希德公司的臭鼬工厂(Skunk Work)开始设计一种高空、高速的轻型战斗机。这就是后来被称为“载人的导弹”的F-104“星”型战斗机。它在1954年首飞,1968年开始装备部队。

提起臭鼬工厂知道的人不多,但它的产品却是家喻户晓。1943年,在它创建之初,就设计了美国第一种实用的喷气式战斗机F-80“流星”;1953年,设计了有名的U-2型高空侦察机;1959年,设计了M3一级高空高速战略侦察机SR-71;1978年,设计了世界上第一种隐身飞机F-117;就连最受人们关注的美国第四代战斗机F-22“猛禽”也是它的产品。

臭鼬工厂的第一任技术领导人凯利·约翰逊(Kelly Johnson1910～1990)是一位著名的飞机设计师,也是个传奇式的人物,他参与设计的飞机都是极富特色的。在第二次世界大战期间,他就设计过著名的双尾撑战斗机P-38“闪电”。

至于臭鼬工厂这个古怪的名字是怎么来的?过去有人认为,因为它是专门生产那些见不得人的间谍飞机,就像专爱偷吃别人东西的鼬鼠一样,故而贬其为臭鼬。显然这不是取名者的本意,而是人们的猜想。按照约翰逊的解释是这样的——战时,为了保密,当有人问到他们在干什么的时候,他们就开玩笑地托词说:“在配制饮料”。后来,因为在当时的连环画中,流行着一个印第安人用鼬鼠和破鞋烂袜子调配果汁的情节。后来,干脆就将他们的单位称为臭鼬工厂(Skunk Work)。这个名字人们无法联想到他们是干什么的,对于保密有利。这就是臭鼬之名的真正由来。

约翰逊在研制F-104型飞机之前,曾广泛地听取过在朝鲜战争中有实战经验的飞行员们的意见。在当时的空中战场上,苏联的米格-15战斗机留给美国飞行员极深刻的印象。论飞行速度,美国的F-80、F-84等战斗机都不是它的对手;论升限和爬升速度,比较笨重的F-86飞机也比它稍有逊色。

经过论证他们认为,要想战胜米格-15,必须研制一种速度快、上升率大的轻型战斗机。在这里,盘旋性能被忽略了。因为那时,空空导弹武器已经成熟,所以有人认为象活塞式战斗机那种格斗作战方式即将过时,空战主要以导弹战为主,似乎设计战斗机可以不考虑或少考虑近距作战性能了。苏联同期研制的M2一级的米格-21战斗机,最初也是以空空导弹为主要武器而设计的。

按照上述的指导思想,F-104飞机被设计成一种轻型战斗机,最大起飞重量13054吨;为了实现高速,机翼面积很小,只有1822平方米,最大翼载荷很大,达到了71646公斤/平方米。

最表现约翰逊设计风格的是F-104选择了梯形平面形状的机翼,而没有采用实践证明适合于高速飞行的有大后掠角的箭形或三角形机翼。约翰逊的这种偏爱常使人迷惑不解,甚至在1975年他退休之后,臭鼬工厂设计的第四代战斗机F-22,还是采用了梯形机翼,只不过是加大了前缘后掠角而已。

如果有条件,亲自做个模型风洞实验,才有可能弄清约翰逊的用心。原来小展弦比的梯形机翼,在大迎角时,没有一般后掠机翼翼尖气流容易分离的弊病。这种翼尖气流分离伴随而来的是飞机的俯仰和横侧稳定性下降,而梯形机翼则不会这样,它的纵向力矩曲线基本上是呈线性变化的。

为了减小高速飞行时的阻力,F-104的梯形机翼的展弦比很小,只有245,也就是说翼展很短。它的机翼翼型也很薄,只有339%,最厚处也不到11厘米。早就听说过F-104飞机的机翼前缘半径只有041毫米,相当于两个剃须刀片的厚度,现在终于亲眼见到了。为了防止机翼的前缘受损或是伤人,在地面停放时,工作人员必须给机翼前缘加上一个保护套。

短而薄的机翼,再加上相对大的推重比(即推力与飞机重量之比为076),使F-104具有了出色的高速特性,最大速度可达到M215,并创造过一系列平飞和爬升速度的纪录。

但是,短而薄的机翼,其升力系数是比较低的,因而起降时的速度比较大,容易出现飞行事故;而且在空中的盘旋半径也较大,不太适于空中格斗,或者说空中格斗性能下降;另外薄机翼还会带来机翼颤振和气动弹性变形等问题。

在F-104飞机的设计中,其机翼与机身的组合形式,曾经有过采用上单翼布局的考虑,经实验验证还是采用中单翼阻力比较小,但这种布局在飞行员蹬舵时有反操纵现象——就是向左蹬舵时,飞机可能会向右滚转。通常认为这是机翼的横侧安定性相对过强的表现。为了降低一点安定度,就需要采取机翼下反角措施。至于多大的下反角为宜,这是很难计算出来的,只好按照0度、5度和10度等不同角度去试验。试飞员在模拟机上经过试验认为10度比较合适,最后就确定用10度的下反角。机翼的展弦式很小,加上这么大的下反角,使F-104飞机看上去有些像导弹的布局。再由于该机投入使用后,非但战绩不佳,而且出不少严重事故,死了不少飞行员,所以被飞行员们称为“载人的导弹”

F-104的水平尾翼安装位置也做过10多种选择,甚至连鸭式前翼都考虑过,但是将其安装在垂直尾翼顶部较果最佳,不仅增强了方向舵的效率,而且也改善了纵向力矩特性。

最早的F-104飞机上采用过一项与众不同的技术,就是飞行员的弹射救生座椅是向下弹射的。这也是根据当时的高空高速飞行经验而设计的。采用向下弹射的方式有许多优点:一是可减少飞行员承受的载荷;二是没有与垂尾碰撞的危险(F-104飞机垂直安定面的前缘半径只有0.25毫米,像刀子一样锋利,如果采用传统的向上弹射的方法是非常危险的);三是不必抛弃座舱盖,向下弹射脱离飞机的机构也比较简单;四是座舱的仪表板比较容易安排,因为不必顾虑弹射时飞行员座椅可能与其有什么接触。尽管采用向下弹射有这么多好处,但是最终还是取消了这种独具创意的设计,因为采取这种弹射方式在起飞着陆时是无法脱离飞机的,而现代的弹射救生座椅都在追求零高度、零速度时的救生能力,即所谓零-零弹射。

F-104飞机研制出来投入使用后,在实战中表现并不突出。如在1967年1月13日,一架台湾国民党空军的F-104 型飞机在福建漳州地区上空进行侦察时,被中国人民解放军空军飞行员胡寿根驾驶歼六飞机将其击落。

在1971年的印巴战争中,巴基斯坦的F-104A型飞机虽然击落过印度的苏制苏-7和英制的“蚊蚋”式战斗机,但在与印军米格-21战斗机的三次交战中,巴军的F-104飞机被击落了四架。

美国空军装备这种飞机不多,只有300架左右。这主要是因为这种轻型战斗机不适合美国的战略思想。美国后来研制的F-105、F-106和F-4等M2一级的战斗机都是航程较长、有效载荷比较大的飞机,而航程短、载荷能力非常有限的F-104自然不符合要求,派不上用场了。而且,经过越南战争和中东战争后,又使大多数人认识到,战斗机只强调飞得快是不行的,还必须改善其低速性能,以适应空战的需要。美国参战的飞行员也呼吁:应当设计出“战斗机飞行员所需要的战斗机”,而不是只飞得快而打不了仗的战斗机。

美国人不用了,后来经过改进的F-104飞机被大量出口到加拿大、西欧、日本和中国台湾等地区,被它们所大量使用。据介绍,F-104各型的总产量在2500架至2700架之间。后期的F-104型飞机加大了发动机的推力,进气道中增加了可调节的进气锥,作战性能有明显提高。在低速性能方面,由于安装了吹气襟翼也有所改善。

F-104型飞机在飞行安全方面也名声不佳。虽然它的设计者约翰逊认为这与飞行员的素质有关,并非飞机性能上的不足,但美国曾对总飞行时间在15万飞行小时以上的9种战斗机进行过比较。结果,严重飞行事故率最高的是F-104战斗机。其1万飞行小时的严重飞行事故率为473,即15万飞行小时中,坠机71架,死亡人数27名。台湾空军引进日本生产的F-104DJ教练机,由于发生过空中解体的事故,因而不得不停止使用。

“麻雀”试验机

意大利飞机公司根据洛克希德的F-104G型飞机仿制并改进的多用途战斗机上装了“麻雀”(Sparrow)空空导弹,称为F-104S(S为“麻雀”导弹的英文缩写)。F-104S型飞机于1968年12月30日首飞,从1969年起交付意大利空军使用,生产和装备总数达205架,1979年3月退役。1976年,土耳其空军向意大利购买了40架F-104S型飞机,其中21架目前仍在服役。

上个世纪80年代初,意大利空军面临着改装新一代战斗机(如“欧洲战斗机”)的任务。为了满足改装新机的需要,意大利飞机公司又将F-104S型飞机改装成新的武器系统验证机,并称为F-104S ASA。其中ASA是“更新武器系统”的意大利文(Aggiornamento Sistemi d＇Arma)缩写,也可以音译为“阿萨”。为了简便起见,有人干脆把它叫做“‘麻雀试验机”,因为它不仅改装了“麻雀”导弹,而且可进行新的武器系统试验。赠送给我国空军的也就是F-104飞机的这一最新型别。该型飞机于1981年12月12日首飞,1983年交付部队使用。

在F-104S“阿萨”飞机更新的设备中,最重要的是F1AR R21GM1“塞特”(Setter)型雷达,它具有下视下射能力。该机可以携带2枚“蝮蛇”(Aspide)1A和2枚AIM-9L“响尾蛇”(Sidewinder)空空导弹。前者可用于中远距、全天候、全方位攻击,后者主要用于近距格斗。更新武器系统后的F-104型飞机已成为一种具有对地攻击能力的多用途战斗机。

F-104S“阿萨”飞机还装有先进的电子对抗系统。它的尾部可以施放金属箔片,进行电子和红外干扰。

在动力装置方面,该机换装了推力更大的通用电气公司的J79-GE-19涡喷发动机,加力推力可以达到7956千牛,因而飞行性能也有所提高。后期的“阿萨”型飞机还准备加装空中受油系统。

最有趣的是在意大利生产的F-104S型飞机的机尾下方都安装了一个就像舰载飞机一样着陆拦阻钩。其主要用途相当于减速伞,以防止在着陆时由于目测偏高,飞机冲出跑道。送飞机来中国的意大利空军随机人员告诉我们:这项改进是意大利空军独有的。有了它可以省去复杂的减速伞系统,只要在跑道的两头加上拦阻索就可以了。

在意大利空军中,现有5个中队装备了这种F-104S“阿萨”型多用途战斗机。赠送给我国空军的这架飞机,机头上印有4-1数字,说明它曾经是意大利空军第4大队使用的战斗机。如今,这架飞机被永久地收藏在中国空军航空博物馆,成为了中、意两国人民和两国空军友谊的象征。