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[歧路雄风]冷战中的美、苏落选攻击机

2012-07-01离子鱼

兵器知识 2012年7期
关键词:攻击机伊尔机翼

离子鱼

冷战开始后,多用途战斗机和战斗轰炸机都逐渐迈向超音速,但在各类先进战斗机层出不穷的上世纪60~70年代,也就是冷战最激烈时期,美国和苏联却不约而同地开发了以低空近距支援为主、拥有装甲防护的亚音速攻击机A-10和苏-25。直到现在,这两种飞机仍是世界上著名的对地攻击机。而A-10和苏-25这两个成功者在当年研制时,都有一个竞争者,分别是A-9和伊尔-102。不过,后两者最终都在选型PK中败下阵来。随着岁月流逝,逐渐被人们淡忘。但今天我们回顾当年美苏两个攻击机项目各自竞争背后的技术与经济因素,对于探讨先进装备在研制上的得失仍然大有裨益。

越南战争促成的A-X

在二战中,美国空军的前身——美国陆军航空兵虽然广泛执行了战术支援任务,但并没有装备攻击机,而是把任务交给了P-47/51和A-20/26。其中P-47/51是战斗轰炸机,A-20/26则是攻击性较强的双发中型轰炸机(A-26编号后来变更为B-26就证明了其轰炸机的本质)。尤其是P-51战斗轰炸机,在战争后期成为近距支援的主力,在打击德国地面部队中发挥了重要作用。也正是由于二战的实战检验,战后从陆军航空兵独立的美国空军全面接受了战斗轰炸机的概念,并随着喷气式飞机的广泛装备而迅速实现了超音速和喷气化。例如在朝鲜战争中,美国空军为地面部队提供火力支援的主力就是喷气化的F-80/84战斗轰炸机。到越南战争开始前,美国空军已经拥有为冷战准备的全新喷气战斗机部队,主要使用F-100/105战斗轰炸机执行战术攻击任务,而更大、技术更复杂也更有战斗力的F-4“鬼怪”Ⅱ战斗机则具备了前所未有的多用途战斗力。

越南战争是检验喷气战斗机实际战斗力的试验场,但美国空军超音速战斗机效果并不好。而原本用以执行火力支援的战术攻击机,却凭借低空飞行性能好和突防能力强的优势,广泛用于对越南北方强防空区域的战略轰炸;至于原本用于战略轰炸的B-52重型轰炸机,却在越南南方承担起火力压制的“地毯轰炸”任务。在越战中,美国空军发现,面对以步兵和班组火器为基础的野战目标,超音速喷气战斗机的作用非常有限,其高速度在低空火力支援时不但作用不大,相反影响了对地面目标的瞄准。根据当时的战场情况,战斗轰炸机很难发现分散的野战目标,即使是坦克这样的“硬”目标,也仅是飞行员面前硬币大小快速移动的“点”。特别是地形和战线越复杂,超音速战斗机执行近距火力支援所受影响也就越严重。

根据越战初期近距空中支援作战统计,螺旋桨攻击机A-1飞行速度虽然不高,但在进行直接火力支援时的投弹精度却比喷气式战机(如A-4“天鹰”)高2~3倍,投弹点也更加靠近己方阵地或战线。与螺旋桨攻击机相比,喷气攻击机尽管飞行速度快、武器载荷能力强,但较大的飞行速度增加了投弹散布范围,经常出现误伤或因交战双方距离太近放弃攻击的情况。美国空军通过实战认识到高速战斗轰炸机的问题后,在1966年启动了专用攻击机A-X研制项目,以期实现对野战目标的近距火力支援。A-X项目在1967年开始招标,A-9和A-10两型机(美国空军在1962年对战机进行了统一分类编号,A-9和A-10之前已有的A系列编号排到了8——这个8是从英国购买的“鹞”,编号AV-8A)参与了PK。1973年,A-10获得了胜利。

苏联在卫国战争中支援地面部队的功勋武器是被德军称为“黑死神”的伊尔-2低空攻击机。不过,伊爾-2尽管在二战中的表现极为优秀,苏联军方也给予很高评价,但在战后军用飞机全面喷气化后,苏联与美国一样接受了高速战斗机的发展思路。于是,攻击机这个机种在苏联空军装备体系中消失,像苏-7这样的战斗轰炸机则成为近距空中支援的基本力量。美国空军喷气式战机在越战中的遭遇给苏联空军敲了警钟,因此当美国开始实施A-X项目后,苏联也在1968年开始了新型攻击机的设计。1975年,被称为T-8的苏-25首飞,次年开始交付,而作为苏25竞争者的伊尔-102沦为失败者。

A-10和苏-25问世后很快就名满天下,直到现在都保持着旺盛的生命力。然而,一个很有趣的情况是,A-10和苏-25的设计单位在事前都不被人看好——设计A-10的费尔柴尔德公司(也被翻译为仙童公司)一直名声不大,而苏霍伊公司在攻击机设计上也远没有伊柳申设计局有名。

冷战期间,美、苏虽然军备竞赛非常激烈,双方都投入巨大的人力物力研制新型战机,但相比于无限增长的需求,投入仍然显得有限,这就要求双方必须更好地利用手头资源。在上世纪60~70年代,美、苏研制战术飞机的大部分资源都集中在超音速飞机上,攻击机的投入不可能支持全面先进性的需要。这种局面,使得攻击机型号竞争中,谁能用更低的成本满足需要,谁就会笑到最后。最终的事实也证明了简单就是王道。

美、苏对攻击机的重点要求比较一致,即能够在野战机场使用,能够在最少的保障条件下作战,而且还要简单、廉价。有鉴于此,无论是A-10还是苏-25,都只安装了最基本的机载设备,没有当时战术飞机标准化的机载雷达,也没有什么多用途发展潜力,满足单一功能的低成本是最高的标准。对两个项目的失败者进行对比分析,更可以看出技术与需求平衡上的不同选择。

败于保守的A-9

A-9的研制者诺斯罗普公司是美国老牌的军用飞机研发和生产企业,在二战前就已经投入军机生产,冷战中更是在飞机研制上硕果累累。相比之下,费尔柴尔德公司在军用飞机上并无什么建树,能够直接引起联想的也许只有C-82/119/123这些运输机。不过话说回来,费尔柴尔德公司虽然在军事品牌号召力上远不如诺斯罗普公司,但没有积累的同时也就没有传统的负担,使其能够在A-X项目中选择更灵活的思路,在大框架范围内搞出别具一格的设计。A-10的整体设计突出表现出对目标意图的最佳理解。A-10的布局有强烈的支线/公务机色彩,其总体布局在军机中几乎没有雷同,但在民用飞机上拥有大量“伙伴”。如果将H型尾翼换成T尾,再换上个载客构型的机体,A-10摇身一变就可以成为大型公务机。

其实诺斯罗普公司设计的A-9性能并不差,但其总体设计明显有P-59和A-1的痕迹,两侧发动机布局也显得中规中矩,整体设计上可以清楚看出军用飞机的惯性思维。A-9和A-10在指标上基本相当,但整体布局却远不如A-10那样符合设计要求。根据美国空军的标准,攻击机要能在前线野战机场使用。而A-9采用的两侧进气和大涵道比涡扇发动机,宽阔的进气道处于机身两侧,进气道下沿距离地面较近,发动机工作时容易吸入地面杂物。发动机短舱与机身一体化布局,机身与两侧发动机舱为横置的“目”字型,上单翼设置在发动机舱的上方。这种机体设计的机身阻力较大,机身与发动机舱之间的结构重量较高,机翼的安装方式复杂,同样翼展条件下的有效机翼展长不大,升力性能相对较低。常规的尾翼布局需要考虑发动机的排气干扰,平尾位置和工作条件都受发动机喷流影响,单垂尾的高度也比较大。A-9设计难度虽不大,但技术上没有什么亮点。

A-10采用的是独立机身和后机身外挂动力布局。整个机体是结构最简单的连续筒段,下置机翼设置在机身下方。A-10整个机翼都是有效升力面,同样翼展条件下的升力性能超过A-9。A-10采用了民用飞机常用的尾吊布局,发动机舱通过吊挂安装在机身后上方,进气道位置要比机身两侧高一个风扇直径尺寸,具备非常好的抗地面异物干扰能力。独立外置发动机舱的结构直接借鉴民机设计,机体和动力舱段的结构简单、重量轻,不但有利于对发动机的维护保养,也能够与民用飞机通用动力系统。A-10的TF34-GE-100大涵道比涡扇发动机,不但已经在美国海军S-3反潜机上应用,民用型CF-34发动机也是在市场上应用范围和装机量很大的型号,相比专门为A-9全新设计的莱康明YF102-LD-100发动机,仅发动机部分就可以大幅降低生产和维护成本。攻击机对美国空军属于次要装备,投入太大将会挤占本不充裕的资源,相比已经开始装备的TF-34,选择YF102将会在装备序列中增加新的发动机型号。YF102-LD-100在A-9失败后才开始发展民用型,当民用发展型ALF-502(用于BAE146、“挑战者”600)得到大规模应用时,摊低的成本对A-9已经是马后炮。

A-10的空重只有11.34吨,全机11个外挂架的最大外挂载荷(机内满油)6.5~7.2吨。A-9机长16.3米,翼展16.3米,机高5.4米,尺寸与A-10基本相同,但重量比A-10轻(A-9空重虽然只有9.67吨,但并未安装沉重巨大的GAU-8/A7型30毫米“火神”机关炮和1350发炮弹),发动机推力也小(A-9的YF102-LD-100单台推力为33.34千牛,而A-10的发动机单台推力40.94千牛)。从PK结果来看,A-10相对A-9最大的优势是整体设计上应用了更多的成熟技术,因此结构简单、成本更低也更加容易维护。反观A-9的军用色彩和全新设计动力系统,使这个型号满足同样要求时的成本投入更大,后续改进发展的潜力也不如A-10那样值得期待。

实际上对当时不情不愿的美国国会来说,无论是A-9还是A-10都是反传统的消耗品。相对廉价的A-10还曾经笼罩在A-7D的压力下风雨飘摇,最终还是通过和F-16战斗机打包,用扩大装备规模的方法才得以装备美国空军。成本更高的A-9自然越发不招国会待见。

落后于时代的伊尔-102

苏联研制的伊尔-102是尺寸和性能堪与A-10抗衡的重型攻击机。伊尔-102有两个堪称特色的设计:一个是尾炮塔和后座射击员,一个是每侧机翼内的炸弹舱。看得出,这两个设计特点完全是伊尔-2/10的技术遗风。其中最让人疑惑的就是设置尾炮塔的目的,因为尾炮塔在现代飞机上的作用很有限。在欧洲的战场环境下,攻击机面对的主要威胁是地面防空武器。因为战斗机在当时很难有效攻击低空目标,即使发现也主要依靠导弹进行远距离打击。伊尔-102假如在战斗中遭遇到A-10的攻击,难道2门23毫米尾炮就能够与A-10机头的7管30毫米炮对抗?基本上尾座射击员除了操纵尾炮和电子干扰设备,价值几乎可以忽略不计。但为设置尾炮和射击员座位,伊尔-102却至少付出了1-1吨的结构重量代价,致使其尺寸和体积明显超过了苏-25,而尺寸和重量增加直接意味着成本的提高。

伊尔-102机翼炸弹舱内的BDZ-UMK2挂弹架单个载荷250千克,保证该机在无外挂条件下单机挂载6枚100~250千克高阻炸弹。机翼弹舱设计在二战期间是有效的,但要在机翼上开大开口,不但挤占机翼内部有效空间,机翼部分主承力梁还要采用盒形结构。每侧机翼3个弹舱和舱门结构,至少要增加150~200千克的结构重量,削减350~400升的燃料载荷,换来的仅仅是通用性很差的6枚炸弹,不但无法用弹舱装载其它载荷,弹舱位置下方还无法设置外挂架。伊尔-102每侧机翼的3个外挂架只能设置在中、外翼段,白白浪费了较大机翼面积的重载荷位置。

按现代战争观点,伊尔-102的上述两个特色完全是画蛇添足。取消尾炮和射击员可大幅度降低重量和阻力,取消机翼弹舱不但可降低重量并增加内部燃料,弹舱载荷也完全可以用外挂替代,省下这两项重量和阻力可换来更高的结构效率。

伊尔-102為了支持较大的机体和更重的结构重量,选择了两台RD-331非加力型涡扇发动机。该型发动机是米格-29战斗机专用动力系统RD-33的改进型,代表当时苏联空军最新的水平。RD-331拥有较高的燃料效率和大推力,但同时成本也明显增加,并且需要建设全新的发动机维护保障体系。而苏联空军当时连米格-29都无法快速换装,就更难为伊尔-102的发动机维护体系进行投入。

与继承了不少伊尔-2特色的伊尔-102相比,苏-25则很干脆地采用了常规布局,武器完全外挂,使用涡喷发动机缩小动力舱尺寸,依靠小体积换来的高速度提高生存能力,用小机体来满足低成本的需要。苏-25较小尺寸和轻重量结构,仅安装两台44千牛推力的P-95涡喷发动机,就能够保证飞机具备880千米/小时的低空飞行速度、1850千米的作战航程及4400千克的载弹量,均能满足低空近距支援攻击的需要。

苏-25配用的P-95涡喷发动机虽然在1975年才开始研制,但却是以米格-21的p-11/13发动机为基础,结构和附件系统都与P-13有诸多相似之处。P-95改进设计的要点是要求发动机能够抵御步兵轻武器的射击,低空吸入大型鸟类后仍然可以维持正常工作。P-95还有一个突出的优点,就是能够使用汽车用燃料(类似于燃机的多燃料标准)。这个特点使P-95在野战条件下具备空前的适应性,在伴随前线推进靠前部署时更容易保障燃料供应。而P-95的改进型P-195不但继承了P-95的优点,还能够承受23毫米炮破坏,多处非核心系统损坏后还可继续工作。

苏-25在定型前就投入了阿富汗战场,战争期间表现出非常高的使用性能和可靠性,机体结构能抵御常规防空武器破坏,甚至被单兵导弹直接命中发动机后仍可返航。相比RD-331高昂的成本和更高的使用维护要求,P-95/195低成本、低保障要求、耐粗劣燃料和抗打击的优势,使其更受苏军青睐。

单从重量和作战半径看,伊尔-102的机体重量比苏-25高40%,载弹和作战半径要高60%左右,应该说具有很大的优势。但对苏联前线航空兵的攻击机而言,超过400千米的作战半径已经脱离战役范围,伊尔-102挂得再多,飞得再远又有什么价值呢?苏联空军需要的是简单、廉价的昼间近距火力支援飞机,但伊尔-102的单机成本却几乎比苏-25高一倍,维护水平和作战弹性也明显低于苏-25。由此可见,苏-25实现了皮实够用和低成本的最高目标,伊尔-102的主要成本则被用于基本指标要求之外,大而无当也就成为失败的关键因素。

综上所述,设置尾炮和机翼弹舱的伊尔-102,完全是在用卫国战争的经验去套现代战争,落后近40年的思想如果不失败就真的没了道理。相比之下,苏-25低空最大飞行速度比A-10高150千米/小时,足以使其摆脱A-10的追击,也就根本不需要再设置尾炮作为防御。

伊尔-102在与苏-25竞争中失败还有一个重要原因就是时间不赶趟。伊柳申设计局在最初竞争攻击机项目时,提出的伊尔-42不过是被放弃的伊尔-40的改进型,伊尔-102是伊尔-42基础上改进完善的型号,但由于前面伊爾-42的折腾导致伊尔-102在时间上落后于苏-25,也彻底葬送了伊尔-102的前途。要知道,苏-25试验型在1980年3月就投入到阿富汗战争中,而伊尔-102在1980年5月才开始制造样机,1982年的首飞只是厂家企图翻身的回光返照。

当伊尔-102在1992年的莫斯科航展上公开展示时,已经彻底蜕变成出口项目。相比飞完测试科目后进入博物馆的A-9,伊尔-102的结局显然悲剧色彩更浓厚。

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