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以色列视角下的武器:“狮”式战斗机的发展和经验 (2)

本文作者为耶布斯沙龙

接上文

狮子设计方案是在式飞机设计过程中最复杂,作战性能最先进和全面的机型,虽然受经济限制而没有完成,但是在这个设计方案进行过程中所做的试验和研究,为最终的LO-33设计方案打下了很好的技术基础。

LO-33

以色列飞机工业公司在经历过狮子设计方案的失败后,意识到性能强大的大尺寸规格的战斗机在预算上无法到以色列空军装备决策单位的认可,以色列飞机工业公司的设计人员只能重新开始把飞机研制的重点转向小尺寸的轻型单发多用途战斗机。

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根据前三个阶段的设计经验,以色列飞机工业公司以代替以色列空军装备的A-4攻击机和幼狮战斗机为目标,提出了被称为LO-33的新设计方案。LO-33设计方案仍然采用鸭翼加三角机翼的气动布局设计,近距离耦合的翼面布置与腹下进气道设计确定了式战斗机的基本布局,飞机的发动机采用了设计方案三所选择的中等推力的RB199F404涡轮风扇发动机。LO-33设计方案在对地攻击性能上超过了以色列空军装备的A-4攻击机和幼狮战斗机,与规格尺寸更大的F-4“鬼怪战斗机相当,在执行短程攻击任务时的航程载荷性能上还超过了F-4“鬼怪战斗机。LO-33结合了先进的气动布局设计和小机体规格所带来的低成本优势,终于得到了以色列空军装备决策单位的青睐,在正式发展项目中被命名为式战斗机。

因为新型战斗机的发展必然需要投入大量的研究和发展经费,以色列依靠自己的国力难以负担,就必须得到美国政府的支持来解决发展经费上所存在的困难。以色列政府在1979年公布LO-33的发展计划后就向美国保证,新设计的式战斗机是一种小型的低成本多用途战斗机,主要用来承担以近距离空中支援为主的对地攻击作战任务,取代以色列空军装备序列中的A-4攻击机和幼狮F-4“鬼怪战斗机,与以色列空军引进的F-15F-16战斗机共同形成高-低搭配的装备体系。

根据以色列空军的设想,式战斗机将采购300架以代替空军装备体系中的全部幼狮F-4“鬼怪战斗机和A-4攻击机。美国政府同意为式战斗机的研制提供经费和技术上的支持,并且在19804月同意向以色列式战斗机研制计划提供发动机,由美国提供的发动机解决了式战斗机研制过程中所面对的最重要的问题。

随着式战斗机项目设计工作的全面开展,以色列空军对式战斗机的设计也提出了越来越高的技术要求。以色列空军要求式战斗机的空战机动性能和防空巡逻能力不低于F-16A战斗机,外挂载荷和对地攻击作战半径不低于体积庞大的F-4“鬼怪战斗机。除了对作战性能和技术指标所提出的要求之外,以色列空军还要求式战斗机拥有先进的雷达和火力控制系统,完善的电子对抗能力和高突防能力。从以色列空军对式战斗机所提出的新要求可以看出,式战斗机由原方案设计中的低成本战斗机又一次走上了曾经失败过的以超越F-16A战斗机为目标的道路。方案设计过程中出现这个改变的原因除了以色列政府和空军希望通过式战斗机的研制,能够从基础上提高本国航空工业的设计和生产能力外,也存在有现实的军事压力所产生的影响。式战斗机的设计目标原本是为了对付周边阿拉伯国家装备的由苏联提供的作战飞机,但是美国已经将先进的F-15F-16战斗机提供给了沙特阿拉伯和埃及,以色列空军面对的空中对手不但有苏联先进作战飞机,而且还有可能将面对美国和法国生产的最先进的作战飞机,外部威胁环境的变化使以色列空军十分担心失去在战斗机技术上对阿拉伯国家所具有的优势,这应该是式战斗机设计中的性能要求迅速的转变为超越F-16A战斗机的主要原因。

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以色列飞机工业公司为了满足以色列空军提出的性能要求,对早期的LO-33设计方案进行了优化和改进。式战斗机设计采用了经过长期预先研制所确定的近距离耦合的鸭翼加三角机翼气动布局设计,将幼狮的固定前翼改进为可动式前翼,并且在飞行控制系统设计中应用了数字式电传操纵系统。 “式战斗机在结构设计中还吸收了引进的F-16A战斗机的设计特点,应用了固定的皮托管式进气道以提高发动机在大迎角下的抗畸变能力,采用与F-16A类似的翼身融合设计来提高飞机的结构强度和内部有效空间。因为对飞机作战性能要求上产生的变化,原来选定作为动力装置的F404发动机已经无法满足式战斗机对航空动力系统的性能要求,必须使用推力更大的航空动力系统。以色列飞机工业公司为式战斗机最终选择了美国在F-15F-16战斗机上使用的F100涡轮风扇发动机的核心机基础上改进设计的PW1120涡轮喷气发动机,PW1120发动机比F404所增加的2吨推力极大地改善和提高了式战斗机的综合性能。

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式战斗机前期研制准备工作的评价

幼狮战斗机的替代型号方案刚刚提出的时候,因为以色列飞机工业公司在飞机研制上仍然处于比较稚嫩的阶段,所以提出的第一个设计方案是最为保守的,这个设计方案从总体上只是在幼狮战斗机的基础上利用先进的气动设计进行小幅度的改进,属于对幼狮战斗机进行小步渐改的方案。因为在综合性能上与改进的幼狮”C2战斗机相比并不具备明显的优势,所以这个方案的失败从技术上来看是必然的,虽然应用涡升力可以提高飞机的升力系数,但是与幼狮”C2增加的固定前翼所提高的40%升力系数比较起来,早期的设计方案不但表现不出气动上所具有的优势,而且新发展的涡升力技术与固定式鸭翼相比也具有更大的设计风险。

如果仅仅从技术条件和应用范围上来说,1974年开始的第二阶段设计是最有发展前途的。利用先进的动力和控制技术对幼狮战斗机成熟的设计进行改进,可以在保持一定的技术延续性的前提下大幅度的提高飞机的综合作战性能,这个设计思想与法国在幻影III战斗机气动设计的基础上应用先进航空技术改进设计出幻影2000具有异曲同工的思路。以色列飞机工业公司在设计方案二上进行的改进是全面的,在技术上也比较容易实现。幼狮战斗机的总体气动布局与幻影2000比较接近,电传操纵系统和高性能F100涡轮风扇发动机的使用又在根本上提高了飞机的综合性能。可以认为设计方案二如果能够成功的完成研制过程进入以色列空军的装备体系,将可以成为一种具有第三代战斗机典型特点,综合作战性能达到、甚至略超过幻影2000的先进机型。按照这个设计所完成的机型具有很强的对地攻击能力和高速防空拦截性能,在以色列空军装备体系中可以作为以色列空军装备的F-16A空中优势战斗机的有效补充,在资金和技术上也在以色列政府可以承担的范围之内。如果以色列空军在当时不是以F-16战斗机为标准否定了这个设计,那么设计方案二将很有可能发展成一个类似于幻影2000战斗机的大家族。因为设计方案二在基本设计和任务要求方面与以色列空军引进的F-16A战斗机之间不存在重叠,从综合作战性能的比较上看也和F-16A战斗机各有优势,而且装备了偏重对地攻击的设计方案二后,又可以将F-16A战斗机的战术使用集中在空中优势上,设计方案二在整体性能上更加符合以色列空军对幼狮战斗机后继型号的任务定位。

受到设计方案二因为性能不足而遭到空军否决的影响,以色列飞机工业公司在进行被称为狮子的设计方案中又走上了另外一个极端。狮子的设计方案从开始就是建立在超越F-16A战斗机的基本目标上,为此采用了以2台中等推力的涡轮风扇发动机为基础的双发动机中型战斗机的方案设计。航空动力系统上的变化使狮子的综合性能比之前的方案有了很大的提高,而且以色列飞机工业公司对狮子方案设计在气动、结构技术方面所进行的研究也十分的深入,整体设计环境上已经达到了可以进行全尺寸样机发展的比较完善的阶段。但是因为狮子的设计方案完全是建立在以性能牵引的设计指导思想上,这就使以色列在研究经费上完全无法负担如此先进和复杂的型号研制。对于以色列这样一个当时只有450万人口和200亿美元国民生产总值的小国来说,这样规模的项目是一个根本不可能完成的巨大负担,在经济上所存在的限制条件使双发动机狮子设计方案在开

以色列飞机工业公司在提出LO-33发展方案的时候就吸取了前几个阶段出现的问题和教训,对LO-33提出了一个比较合理的设计要求。在以色列飞机工业公司原来所进行的设计中,LO-33是架采用F404发动机的小尺寸、低成本的多用途战斗机,以色列空军正是受到了LO-33的小尺寸和低成本的吸引,才正式开始对LO-33发展项目的支持,并赋予了改进设计后的LO-33LAVI)的名称。可以说以色列政府和空军决策单位在LAVI)式战斗机刚刚开始研制的时候,对新机的定位还保持着比较清醒的认识,LAVI)式战斗机的基础设计思想确实是符合以色列空军客观需要和经济条件的,但是以色列空军对LAVI)式战斗机提出的更高的技术要求彻底的毁掉了原本大有希望的设计。LAVI)式战斗机在研制过程中变的更大、更重,也更加复杂。正是由于以色列空军在LO-33发展到LAVI)式战斗机的过程中所提出的高指标,把LAVI)式战斗机推到了一个作战性能与F-16A战斗机重叠,但是在综合性价比等方面却无法和F-16A比较的尴尬地位,这也就成为了LAVI)式战斗机发展项目最终失败的根源。

式战斗机研制的过程

当以色列政府因为经济上的原因而被迫将狮子研制计划下马后,以色列飞机工业公司开发的小尺寸LO-33被以色列空军选中为开发新型战斗机的基础,根据LO-33设计命名的式战斗机设计方案在1979年正式提出。

按照以色列政府和空军的早期计划,式战斗机是一种小尺寸、低成本的单发动机战斗机,主要用来进行格斗空战和对地攻击,式战斗机设计方案的动力系统预计选用从美国引进的F404发动机。以色列飞机工业公司虽然提出了式战斗机的设计方案,但是按照以色列飞机工业公司当时所具有的技术水平,是完全无法将式战斗机设计方案完善到真正实用的程度的,这就使以色列在新机的发展过程中必须要依靠外来的技术支持。

为了保证式战斗机的设计得以顺利开展,以色列飞机工业公司将式战斗机的机翼、动力系统和主要机载功能系统都外包给了国外的企业,以色列本国工业科研和生产单位主要负责对机体和航空电子设备的设计。以色列飞机工业公司原计划将已经在F-151618战斗机上实际应用的材料、技术进行简单修改后就应用到飞机设计中,力图使式战斗机的设计建立在最成熟的技术和最低的成本基础之上。以色列政府在项目研制开始前估算的式战斗机研制预算为5.7亿美元,预计采购300式战斗机时的单机成本价格为650万美元,这个成本价格标准明显的低于以色列由美国引进的F-16A战斗机。式战斗机的设计得到了美国政府从资金、气动设计、结构材料到航空动力上进行的全面支持,项目研制中对外国(主要的美国)资金和技术的依赖,使式战斗机研制项目从根本上是在一无资金保证,二无足够技术的基础上开始发展的,薄弱的基础使式战斗机发展的成败要受到很多外来因素的影响和决定。

以色列空军在式战斗机开始发展后不久就对式战斗机的战术性能要求进行了大幅度的提高,随着以色列空军对式战斗机制空和对地攻击能力要求的提高,飞机设计上采用的新技术和结构重量也在不断的增加。为提高性能所进行的改进设计使式战斗机的发展费用迅速的增加到10亿美元,不久之后又提高到了17亿美元。当式战斗机的研制费用开始出现严重超支的情况后,以色列政府在式战斗机研制中就已经面临力所不及的窘境。以色列政府在严重的经济压力下,曾经因为担心无法负担如此庞大的费用支出而在1981年暂时停止了式战斗机的研制计划,直到1982年才又一次重新确定要不惜一切代价来维持这个型号的发展。重新启动式战斗机研制计划最根本的原因是因为经过以色列的外交努力(同时也是因为美国对于中东政策的调整),美国政府同意以色列可以将美国提供的军事援助中的大部分资金用在以色列国内,这就使式战斗机最后预算中的17亿美元总研制经费中,美国政府通过军事援助的拨款来负担其中的10亿美元。美国在1984年就已经拨出5.5亿美元用在式战斗机的研制项目中,其中2.5亿美元更是直接提供给了以色列国内的相关研究单位。以色列从美国获得的资金支持保证了式战斗机的前期发展,但是也使式战斗机的命运紧紧的和美国政府的态度联系到了一起。美国政府内部对为式战斗机提供资金援助一直存在有明显的分歧,以色列政府内部的很多人也对是否可以完成这样庞大的新机研制计划心存疑虑。美国政府和以色列政府内部对式战斗机的争论几乎贯穿了式战斗机的整个发展过程,这些问题在式战斗机发展顺利的时候还不很明显,但是一旦研制计划出现重大的困难或者失误,这些争论的后果就会对式战斗机的发展造成致命的打击。

式战斗机采用了高度综合化的设计思想,在飞机结构设计和电子系统上都应用了当时最先进的设计和技术,大量先进技术的应用已经脱离了以色列航空工业本身所能够满足的技术标准,以色列政府为了确保能够解决技术上的问题,采取了将本国没有能力研制或者短时间内无法解决的设计项目和部件都由国外企业进行发展和解决的措施,将飞机翼面设计和制造工作委托美国格鲁门公司进行,动力系统采用了美国普拉特?惠特尼公司研制的PW1120加力涡轮喷气发动机,飞行控制计算机、环境控制系统、助力器、电力系统、液压系统和辅助动力装置都整体转包给了国外企业,以色列本国企业只负责机体部分设计与电子系统的设计和综合以尽可能的集中以色列国内的技术力量。以色列飞机工业公司的工作量只占式战斗机的总研制工作量的接近50%。大量国外设计和采购的部件和由美国提供的资金,使以色列并没有能够在式战斗机发展中真正的掌握主导地位。

以色列在式战斗机发展走上正轨后不久就发动了对黎巴嫩的战争,黎巴嫩战争消耗了以色列大量的国防经费,并且在以色列国内造成了严重的通货膨胀。以色列虽然在这场战争中取得了胜利,但是战争也给以色列的国民经济带来的巨大的压力和破坏,以色列政府为了缓和军事行动对国民经济的影响,从1983年开始大幅度的削减军费支出,国防费用的减少对以色列军事科研项目的发展带来了明显的影响。

为了在经费紧张的情况下保证式战斗机发展的资金需要,以色列政府一直采用限制其他军事科研项目投入的方法来弥补资金上存在的困难,这些因为式战斗机发展计划造成资金受限的科研项目覆盖了以色列三军的大量装备发展项目,甚至包括了以色列空军作战和装备改进所急需的大量项目。式战斗机研制对于其他军事技术发展项目的影响,使式战斗机在面对政治和经济压力的同时,在以色列军队内部也受到了越来越大的反弹,在曾经作为 “式战斗机坚定的拥护者的以色列空军中,也开始出现了对式战斗机项目强烈的反对声音,式战斗机还没有首飞就已经开始陷入了内忧外患之中。

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