噴氣時代的戰鬥機
二戰結束後,人們期待的真正的和平並沒有到來。伴隨舊的聯盟的解體和新的聯盟的形成,以美國和蘇聯為首的兩大陣營又開始了新的軍事對抗。雙方不約而同地把目光轉向了前景誘人的噴氣式戰鬥機上。
早在1942年10月,美國就進行了第一架噴氣式飛機XP-59A的試飛。但該機性能令人沮喪,還比不上活塞式飛機。1944年1月,美國洛克希德公司研製的噴氣式戰鬥機P-80進行首次試飛,飛行速度達到每小時806公裏,成為當時美國飛得最快的飛機。1945年2月,P-80正式交付美國空軍使用,成為美軍第一種實用型噴氣式戰鬥機。但可惜此時二戰已經接近尾聲,P-80最終也未能在戰場上一試身手。
1947年,美國北美航空公司在研究從德國繳獲的後掠翼飛機技術資料的基礎上,試製出了美國第一種後掠翼噴氣式戰鬥機F-86(綽號“佩刀”式)。
眼見得美英兩國大張旗鼓地研製噴氣機,蘇聯自然也不甘心落後。不過,由於二戰中蘇聯主要精力都集中應付戰爭,因此在噴氣機的研製上比美、英慢了半拍。但盡管蘇聯起步較晚,發展速度卻一點也不比英、美兩國慢。1946年4月24日,蘇聯同時試飛了兩種噴氣式戰鬥機米格-9和雅克-17。但兩種飛機性能一般,生產數量很少,服役時間也很短。
1947年,蘇聯在噴氣式戰鬥機的研製上終於取得突破性進展。6月2日,由蘇聯著名的米高揚-格列維奇設計局研製的米格-15戰鬥機試飛成功。1948年,米格-15開始交付蘇聯空軍使用。據報道,米格-15各型號共生產了1.8萬架,是世界上生產數量最多的噴氣式戰鬥機。
從總體性能上看,米格-15與F-86難分伯仲,在具體性能上卻各有千秋。與米格-15相比,F-86的最大平飛速度、滾轉速度、俯衝和減速性能較佳,作戰半徑也較大;但在爬升率、最大升限、大迎角失速等方麵卻遜色於米格-15。另外,F-86的武器係統也不如米格-15,隻裝有6挺12.7毫米口徑的機槍,而米格-15則裝有1門37毫米航炮和2門23毫米航炮。
1950年,朝鮮戰爭爆發。美國研製的噴氣機F-80、F-86和蘇聯研製的米格-15登場亮相,從而揭開了航空史上噴氣機大角逐的帷幕。戰爭中,平均訓練時間隻有幾十小時的中國誌願軍空軍敢打敢拚,駕駛米格-15與號稱“天下第一空軍”的美國空軍展開激烈的空戰,多次擊落有上千小時飛行經曆的王牌飛行員。到戰爭結束,誌願軍空軍共擊落以美國為首的“聯合國軍”飛機330架,其中包括211架美國最先進的F-86噴氣戰鬥機。難怪當時的美國空軍參謀長範登堡哀歎道:“共產黨中國幾乎在一夜之間就變成了世界上主要的空軍強國之一。”
朝鮮戰爭結束後,隨著美、蘇冷戰的逐步升級,以它們為首的兩大集團的軍備競賽也越演越烈。在戰鬥機的發展上,美蘇之間展開了一輪又一輪的競爭,先後研製出四代戰鬥機。
這些戰鬥機不僅供美蘇自己和其同盟國使用,而且大量出口,形成了戰鬥機家族四代同堂的局麵。
從50年代初期開始,美蘇在戰鬥機的發展上狂熱地追求“三個第一”,即速度最快、高度最大、航程最遠。1953年,美國首先在速度上取得突破。這一年的5月,由美國北美航空公司研製的世界上第一種超音速噴氣式戰鬥機F-100試飛成功。該機的最大速度達到馬赫數1.3。F-100的誕生,標誌著噴氣式戰鬥機家族從此進入超音速時代。
眾所周知,當飛機接近音速飛行時,不僅阻力突然增加,而且還會出現操縱失靈、強烈振動,甚至機毀人亡。1945年6月,英國試飛DH-106“燕子”時,因飛機速度接近音速,造成機身破裂,機毀人亡。事故發生後,英國的一個科學家說:“音速像是麵前的一堵障礙牆。”從此出現了“音障”這個術語。
“音障”究竟是一個不可逾越的障礙,還是可以突破的一道煙幕?為解開這個謎,很多科學家開始了不懈的努力。
1947年10月14日,美國蘭利研究中心研製的X-1在試飛中速度達到1.06馬赫,這是人類首次突破音障。X-1和駕駛該飛機的飛行員耶格爾立刻名震全球。一年多之後,即1949年2月,北美航空公司開始了美國第一種超音速戰鬥機F-100的研製工作。1954年9月,F-100正式交付美國空軍使用。
美國人捷足先登,蘇聯豈甘落後。蘇聯米高揚設計局在米格-15的基礎上,研製成功高亞音速戰鬥機米格-17。1951年蘇聯又開始向超音速戰鬥機進軍。從起動時間看,蘇聯似乎比美國慢了半拍,但進展神速。1952年初,米高揚設計局研製出一個代號為E-350的原型機,並在同年9月進行了首飛(此時,F-100尚未進行試飛)。在11月進行的一次試飛中,試飛員謝多夫駕駛該機在小角度俯衝中,速度超過音速。由此有人推論,該機隻要換上帶加力的發動機,在平飛中超過音速決無問題。
1953年春,換裝了加力發動機的E-350M問世,並取名為米格-19。正如人們所料的那樣,該機在平飛試驗過程中超過音速。由此看來,世界上第一種超音速戰鬥機的桂冠應屬於米格-19,可惜的是,由於種種原因,米格-19交付部隊的時間要晚於F-100。加上蘇聯的宣傳沒有跟上,所以隻好眼睜睜地看著F-100搶走了“第一”的桂冠。
米格-19問世後,曾一度是蘇聯防空軍的主力戰鬥機,並先後出口到多個國家。有趣的是,米格-19本來是以F-100為主要對手而研製的,但米格-19與F-100卻幾乎沒有交過手,反倒與美國更先進的兩倍音速的F-4、F-105等第二代超音速飛機頻頻過招,並有不俗的表現。在越南戰爭中,越南空軍飛行員駕駛米格-19曾多次擊落過美國的F-105和F-44戰鬥機。
不過,米格-19家族最輝煌的曆史,還是由其“兄弟”殲-6在中國寫下的。1958年初,中蘇兩國簽訂了蘇聯向中國提供米格-19生產技術的協定。不久,沈陽飛機製造廠開始組裝由蘇聯提供的整機部件。1958年12月17日,試飛員王書懷駕駛著組裝的米格-19成功地進行了首飛。但就在沈陽飛機製造廠準備全麵仿製米格-19之際,中蘇兩國關係惡化,蘇聯中止了技術援助並撤走了專家。中國的航空專家們沒有被困難嚇倒。他們團結協作,連克艱關,終於在1963年研製成功中國自己的第一代超音速殲擊機殲-6,這也是亞洲國家製造的第一架超音速戰鬥機。殲-6最大速度為1.36馬赫,實用升限1.79萬米,裝有3門30毫米航炮,另外還可掛空空導彈和火箭彈。該機具有個頭小、重量輕、推重比大、機動性好的特點,非常適合近距空中格鬥。在60年代的國土防空作戰中,殲-6曾多次擊落入侵我領空的美國飛機和竄擾大陸的國民黨空軍的飛機,為捍衛祖國領空的安全立下了汗馬功勞。
在第一代噴氣式戰鬥機中,除美、蘇兩家外,法國的“神秘”式也是一種非常有代表性的戰鬥機,“神秘”是由法國達索公司研製的一種後掠翼戰鬥機。後來,達索公司在吸收國外先進技術的基礎上不斷改進“神秘”,發展了多種型號並製造出性能更加優異的“超神秘”噴氣式戰鬥機,也為日後研製“幻影”係列戰鬥機打下了堅實的基礎。
從第一代噴氣式戰鬥機的發展來看,其主要技術特征是:動力裝置為渦輪噴氣發動機,多采用後掠機翼,最大飛行速度力馬赫數0.9~1.3;裝有航炮、空空火箭,配有光學-機電式瞄準具,後期型裝有第一代空空導彈及第一代雷達。然而,第一代噴氣式戰鬥機也存在許多不足。比如,最大平飛速度較小,升限、加速性和爬升率也不夠高,機載設備和武器係統簡單等,在這種情況下,彌補這些缺陷的第二代噴氣式戰鬥機便應運而生了。
50年代初,美、蘇兩國開始涉足第二代噴氣式戰鬥機的研製。與第一代噴氣式戰鬥機相比,第二代噴氣式戰鬥機的最大特性在於速度。第一代噴氣式戰鬥機因進氣道的設計結構問題,使得飛機在高速飛行狀態下不僅遇到較大的激波阻力,而且大量氣流從進氣道唇口處溢出,使飛機發動機無法正常工作,飛機的速度也因此受到較大限製。50年代中期,飛機設計師們經過不斷摸索實踐,發明了裝在進氣道內的激波調節錐和調節板,從而使製約飛行速度的難題迎刃而解,第二代戰鬥機的最大飛行速度也因此而突破2倍音速。此外,第二代戰鬥機普遍采用了小展弦比機翼、三角翼或可變後掠翼,而且加裝了更加先進的武器係統和設備,如第二代空空導彈和第二代雷達,使戰鬥機的空戰能力得到很大提高。
世界上最早的2倍超音速戰鬥機是由美國洛克希德公司生產的F-104“星”式戰鬥機。F-104是美國接受朝鮮戰爭教訓而專門研製的一種製空戰鬥機。其特點是輕便、高速、爬升率高、機動性好。F-104於1951年開始研製。生產型於1958年開始裝備部隊。該機最大平飛速度達到2.15馬赫。為了追求高速度,F-104采用了別具一格的懸臂式小展弦比梯形中單翼,機翼整個為鋼製結構,機翼前緣被製成尖銳的刀刃形,尾翼是很別致的T形懸臂式尾翼。F-104問世後曾創造過許多世界紀錄。但由於過分追求高空高速,使其作戰半徑和起落性能存在很大缺陷,而且投入使用後,事故頻頻,致使一些駕駛過F-104的飛行員稱其為“飛行棺材”、“寡婦製造者”。
緊隨F-104之後問世的第二代戰鬥機是蘇聯的米格-21。該機由蘇聯著名的米高揚設計局於1953年開始研製,1955年試飛成功,最大飛行速度達到馬赫數2.05,翌年在蘇聯航空節上公開亮相,曾引起全世界的轟動。與F-104相比,米格-21的優點是氣動外形好,結構緊湊,輕巧靈活,爬升快,跨音速和超音速操縱性好,火力強。不足之處是低空性能稍差,航程偏小。
與F-104和米格-21齊名的還有法國研製的“幻影”Ⅲ式戰鬥機。這是法國達索公司繼“神秘”、“超神秘”式戰鬥機之後的又一傑作。“幻影”Ⅲ是在“幻影”Ⅰ、幻影”Ⅱ基礎上發展而來的。其最大平飛速度達到2.2馬赫,實用升限為2.3萬米,作戰半徑1200公裏。
F-104、米格-21及“幻影”Ⅲ相繼問世後,人們很快發現這些戰鬥機雖然高空、高速性能有了長足的發展,但因體形過小,外掛能力和航程嚴重不足,機載設備也比較簡單。解決這個問題最簡單的方法就是加大飛機的尺寸,美國F-4戰鬥機就是根據這種思想而研製出來的。
F-4是由美國麥克唐納公司研製的第二代超音速戰鬥機(綽號“鬼怪”式)。機如其名,F-4生就一副怪模樣。為了獲得良好氣動性能,它的機翼是後翼的,到翼尖處又向上翹起;垂直尾翼麵積很小,水平尾翼向下壓低;頭部頗似禿鷹的鉤啄。F-4樣子雖醜,但本領卻不俗。它問世後曾創造21項飛行世界紀錄。它的最大平飛速度2.27馬赫,飛行高度1.77萬米,作戰半徑1200公裏,載彈量為7.25噸,超過了普通的輕型轟炸機。