百战百胜且从未被击落一架——空优战机大魔王F-15

百战百胜且从未被击落一架——空优战机大魔王F-15

# 写在前面

F-15“鹰”战斗机融合了先进的技术和设计理念,凭借其强大的实战能力,已成为当今世界最具统治力的空中霸主之一。它的出现为战斗机设计带来了革命性的变化,改进的速度虽然不快,但一直在平稳推进。可以说,F-15鹰是最成功的现代战机(没有之一),这主要是由它的战绩决定的——取得了超过一百次的空战胜利且从未被击落过一架(大部分空战胜利都是以色列的)。

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图——以色列空军的F-15C

F-15 “鹰”(McDonnell Douglas F-15 Eagle)是由麦克唐纳·道格拉斯(现属波音公司)研制的一型双发、全天候的战术战机,其设计理念就是为了在“任何”空战中夺取和维持空中优势。在通过多轮评审之后,美国空军在1967年认定麦克唐纳·道格拉斯的空优战机设计方案能满足军方需求。一切进展顺利,1972年,鹰圆满完成了首飞,并在之后的数年内进行了大量的飞行测试。1976年,鹰顺利进入美国空军服役。

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图——鹰之首飞

除了美国空军在役之外,F-15还被出口到了以色列、日本和沙特阿拉伯。F-15的设计哲学就是将其打造为一款纯粹为空战而生的空优战机。虽然它的设计中也加入了辅助的地面打击能力,但是从其战绩来看,这种能力几乎是从未用到过。无往不利的实战验证了“鹰”的全天候打击能力,也推动其发展出了更为强大的改进型号——F-15E 攻击鹰(Strike Eagle),攻击鹰于1989年进入服役,并且同样出口到多个国家。截至2017年,该型战机仍然有多种衍生型号在生产之中,这些生产任务预计将会在2022年结束。

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图——F-15E 攻击鹰

# 早期计划

今天的F-15“鹰”战斗机的历史可以追溯到1968年2月。当时战术空军司令部司令加布里埃尔·狄索斯威将军在一份作战性能需求书(ROC)上签字,要求作为取代F-4战机的下一代F系列战机必须成为“空优战斗机”。1968年5月,美空军参谋长麦克唐纳将军批准了狄索斯威的计划,并给予F系列战机自己权限范围的最高优先权。与过去不同,新战机变得更加朴实。1968年末,在实际飞机型号还没有选定的情况下,就被赋予了新的名字,那就是F-15。

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图——与导弹齐飞的“鹰”

看起来美军已经对未来的F-15已经达成了共识。无论其布局如何、谁来生产,该战机最终都将会被用来攻击并击毁敌方的超视距战机,制霸空域。因此其设计方向也非常清晰,这将是一架可以进行空中缠斗并克敌制胜的空对空战斗机。麦克唐纳没有就武器装备作出说明,但是他认为,该机将恢复机炮系统,这在一战以来就被证明是非常有用的空战武器。与其前辈F-4“幻影”截然不同,F-15将不是一架“多用途”战机。

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图——F-15D编队飞行

# F-15战机的最终成型

20世纪50年代,在F-4的设计阶段初期,机炮就被拿下。人们认为导弹时代已经来临,甚至准备下一步取消飞行员。但是,随着越南战争的白热化,这种认为空战不需要机炮和飞行员的激进思维被否决了。

争论从未休止。直到1968年9月30日发布联合招标书,美国空军对于自己到底想要什么样的飞机,也还没有清晰的概念。但是,招标书在某些方面还是描述得详尽且具体的。

新战机应该是:翼载小,在0.9马赫的速度下无抖动;高推重比;装有远程多普勒脉冲雷达,具备下视下射能力;转场航程可以使战机不加油到达欧洲;最高时速能够达到2.5马赫。这个速度仅仅在理论上可以达到。F-15在携带导弹的情况下速度为1.78马赫。

招标书还对战机要求进行了详细的说明。目前为止,最重要的要求就是单人座舱,美国空军同时还希望空优任务的最大起飞总重能够达到40000磅(18144千克)。

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图——F-15A 座舱

# 三司逐鹿

1968年12月30日止,美空军共收到来自三家生产商的竞标方案,他们是麦克唐纳、北美和费尔柴尔德公司。三家公司都获得了一份预研合同,一旦进入确定阶段,其总价将高达1540万美元。美国空军系统司令部经过多轮评审,于1969年12月23日宣布麦克唐纳飞机制造公司中标负责新战机的生产。

初期合同要求生产20架试验机,包括第一批10架单座F-15A和2架双座TF-15A。双座机后来改称F-15B。除了一类机外,合同还指明生产8架二类全尺寸试验机,型号均为F-15A.

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图——展览中的F-15A

除了试验机之外(二类试验机将会升级为正式作战机),初期购买计划还包括143架F-15作为战术储备。还有108架将用做培训用途(其中54架作为指挥辅助机)。按照每个联队72架的规模,战术空军司令部、美国驻欧空军和太平洋空军将分别获得3个、2个和1个F-15空军联队。

麦克唐纳公司的新战机首飞前使用了3架遥控研究机进行飞行测试,是按照F-15“鹰”的八分之三比例制作的缩比样机。飞行测试在位于加利福尼亚州的爱德华兹空军基地进行。这些遥控迷你F-15从波音NB-52B“同温层堡垒”母机上投放,由美国航空航天局的德莱顿飞行测试中心负责操作。

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图——F-15 空中加油

F-15A原型机(编号71-0280)有时被称作YF-15A,Y字头表明是原型测试机。该机于1972年6月26日在圣路易斯出厂,拆卸后运往加利福尼亚州的爱德华兹空军基地。一个月后,也就是1972年7月27日,飞机升空。飞行员欧文.巴罗斯是公司一名有多年试飞经验的飞行员。首飞当天天气晴朗,飞行进行得非常顺利。巴罗斯也表示F-15非常易于操控。

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图——编号71-0280 原型机

# 飞行测试

首批生产的12架F-15“鹰”是美国空军的一类试验机,简称为F-1到F-10,还有两架TF-1和TF-2教练机。随着它们的出厂,一项野心勃勃的计划也随之展开。

1976年,一架F-15“鹰”进行了长达34000英里的商业性环球巡飞,期间参加了各种飞行表演,旨在向潜在客户宣传战机。飞行中,这架TF-15A(很快就被改称为F-15B)采用了醒目的200周年纪念涂装方案。

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图——飞行中的“鹰”

后期设计中F-15的单尾翼设计被抛弃了。飞机的尾翼是全金属结构,由双尾和机舵构成,采用了蜂窝材料覆盖硼复合面板,非常轻薄。全动式水平尾翼面位于尾翼外舷侧。双尾翼的设计是以牺牲重量为前提来获得良好的大迎角性能以及更大的生存几率。

F-15的一大创新是在脊部安装了空气制动器。战机无须俯仰变化,可以在任何速度下实现大机动动作。早期的“鹰”式战机装备了两台普惠公司的F100-PW-100加力涡发动机,每台可以产生25000磅(113千牛)的推力。

# 展翅长空的“鹰”

考虑到雷达的大探测范围,F-15“鹰”当然装备了超视距导弹。最初使用的是越战时代的AIM-7F"麻雀”导弹,这种半主动雷达制导导弹令飞行员很难躲避雷达的探测。后来战机的武器库中装备了4枚AIM-9“响尾蛇”导弹(目前是AIM-9M)和一台20毫米M61A1六管“火神”炮(加特林机炮)由于为新战机研发的新型25毫米机炮的尝试失败,才退而选择了这种机炮。

F-15研发的另一大目标就是要实现大航程飞行。飞机装配了两个燃油和传感器战术包,其实就是两个专为F-15设计的水平、低阻力副油箱,每个油箱可以携带5000磅(2268千克)的燃油。这样的设计就部分实现了大航程的目的。最初燃油和传感器战术包安装在每个发动机进气道外壁,按照与飞机本身相同的装载系数和空速范围设计。这些战术包仅在F-15C/D上使用。由于它们仅能携带燃油,从而扩展了战机的航程,所以被称为保形油箱。与最初的设计不同,它们仅可以携带燃油而无法带传感器。

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图——F-15A 武器测试

F-15“鹰”的诞生经历了不少波折。在卢克基地,飞行员们发现他们无法完成计划的出动架次。飞机的零件和保养都存在困难。发动机的问题更为严重。对发动机的修改最终解决了问题,但是F100发动机至今还有在某些飞行条件下发挥不稳定的恶评。

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图——F-15 正面图

除了技术上的瑕疵,F-15项目可以看做是预算内项目成功完成的典型。

1973年3月,美空军官方订购了首批30架“鹰”武战斗机。1974年11月4日,这批F-15交付美空军使用。首架投入使用的“鹰”式战机是一架双座TF-15A教练机,编号73-0108,代号TAC-01.

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图——美国空军的F-15C

TAC-01编入了F-15战机替换训练部队(RTU),隶属于第555战术飞行训练中队,基地在亚利桑那州凤凰城外的卢克。RTU培养的合格F-15飞行员开始充实到F-15作战部队中去。弗吉尼亚州兰利空军基地的第1战术战斗机联队成为首个选中换装新战机的单位。其新座驾的垂尾码是"FF"(意为首架战机)。1976年1月9日,第1战术战斗机联队完成了所有战机从旧F-4E“幻影”到F-15“鹰”新战机的换装,并宣布具备作战能力。

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图——F-15 草图

翌年,彼特堡基地的第36战术战斗机联队(垂尾码为BT)成为海外首个换装“鹰”式战机的美空军单位。同年,内华达州拉斯维加斯附近的耐力斯空军基地的第57战斗机武器联队下属第433战斗机武器中队专门启动了针对F-15“鹰”式战机的战术研究,以及相关新武器系统的测试。最终,阿拉斯加州埃尔门道夫空军基地的第21混合联队(垂尾码AK)、荷兰苏斯特贝赫第32战术战斗机中队(垂尾码CR)、佛罗里达州埃格林空军基地的第33战术战斗机联队“游牧人”(垂尾码EG)和新墨西哥州霍洛曼空军基地的第49战术战斗机联队(垂尾码HO)成为首批斗装备“鹰”式战机的一线战斗单位。

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图——“鹰”的引擎


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