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传奇的终结 第一架和最后一架F-22“猛禽”战机


来源:空军之翼

原标题:传奇的终结,F-22“猛禽”战斗机的第一架和最后一架   译者注:本文由发表在1997年7月和2012年2月的美国《空军》杂志(AIR FORCE Magazine)

原标题:传奇的终结,F-22“猛禽”战斗机的第一架和最后一架

  译者注:本文由发表在1997年7月和2012年2月的美国《空军》杂志(AIR FORCE Magazine)上的两篇文章综合编译而成,原作者分别是《空军》杂志的编辑主任约翰•蒂尔帕克(John A.Tirpak)和资深编辑马克•尚茨(Marc V.Schanz)。译文所配图片有改动。

 

  “1997年4月9日,美国空军有史以来研制过的最精密复杂的战机揭开了面纱;2011年12月13日,世界上首款第五代战斗机的生产划上了句号。”

 


F-22具有隐身、一体化的航空电子设备、超音速巡航等性能,它将成为世界上最强大的战斗机。上图中站在飞机左边的人是布雷特•利德基(Bret Luedke),他是洛克希德•马丁公司航空系统分部的第二位F-22试飞员

 

“猛禽”登场

 

  伴随着头顶上释放出的充满了舞台效果的烟雾和激光,美国空军和洛克希德•马丁公司正式联袂推出了第一架F-22隐身战斗机“美国之魂”(Spirit of America)号。时任美国总统的克林顿在这款战机面世的同时也发表了一份声明,称这款战机为“空中力量革命的催化剂”。

  1997年4月9日,在佐治亚州玛丽埃塔举行的这场活动上涌来了成千上万的客人,包括现任和前任洛克希德•马丁公司的领导人士、已退役和现役的武装部队军官、工厂工人、大多数佐治亚州的议会议员和媒体方面的代表。所有的人都在努力地向前挤着,只不过是为了更好地看一眼这款美国空军指望着用来确保美国在21世纪上半叶的空中霸权的飞机。

 


最高端的战术战斗机、首架生产型F-22“美国之魂”号于1997年4月在由其承包商团队主办的一场戏剧性的问世仪式上正式“揭幕”

 

  “猛禽”(这也是F-22战斗机的官方正式绰号)单单从外表来看并不是一款特别具有“未来感”的飞机。这架飞机采用了新式斑驳灰色的“幽灵”涂装,这使得F-22看起来更像是一架颇为“有棱有角”的F-15C“鹰”式战斗机──F-22就是被设计用来替换F-15战斗机的。

 


F-22的标准涂装

 

  尽管如此,外观终归是次要的。F-22在技术上的复杂性体现在其“棱角”是以一种非常精确的角度排列的,这些角度经过了巧妙的计算,旨在让飞机能够隐身;机身内安装有两台强大且先进的普拉特•惠特尼F119发动机;以及一套远超人们想象的航空电子设备。没有人会怀疑F-22在进入军队服役时将是一款无与伦比的战斗机(当然此时坐在驾驶舱内的也应当是一些训练有素的飞行员),而且其计划中的改进项目在可预见的未来也会让它变得无与伦比。

 


F-22的机身棱角的角度都进行过精确的计算,以便使其具备隐身能力。无论美军的对手是否研发堪与F-22匹敌的战斗机,“猛禽”都需要具备隐身能力才能在日益精密复杂的地对空导弹的威胁下生存下来

 

  就空对空作战而言,“这绝非你只要做到‘次好’或与对手平起平坐就可以了”,美国空军参谋长罗纳德•弗格尔曼将军(Gen. Ronald R. Fogleman)在F-22的出场仪式上这样对记者说道,“你必须主宰天空”,这是为了确保在地面和海上的美军战斗人员的安全。弗格尔曼将军断言说,F-22战斗机能够让其他军种“遭受更少的损失、更小的伤亡和在地面战中遭受的敌军打击更少……成为可能”,并因此而对美国的整体军事实力作出贡献。

美国的战斗机

 

  弗格尔曼将军接着说:“这不是一架为美国空军而采购的飞机。这是一架正在为全美国而采购的飞机。”他说,在F-22上所花的钱是在“投资保护我们在这个国家中所拥有的最珍贵的宝藏──即那些在我们各大军种中服役的年轻男女军人”。

  洛克希德•马丁公司航空系统部门的总裁詹姆斯•“米奇”•布莱克威尔(James A. “Micky” Blackwell)认为,这款造型流畅的新型战机比任何可与之竞争的设计都要优秀,以至于“F-22有可能摧毁的第一件东西将会是敌人发动战争的欲望”。

  来自各地的F-22战斗机的粉丝们有一大堆值得感到兴奋的东西。要知道,在这架F-22正式面世之前已经走过了将近16年的时光(洛克希德•马丁公司和美国空军定于1997年中期让F-22首飞)。早在1981年,美国空军就明确了需要一款F-15的继任机型,即所谓的“先进战术战斗机”(Advanced Tactical Fighter,ATF)。四年后,美国空军修改了要求,表示需要一款更加隐身的设计。

  洛克希德公司在1987年提出了其首个ATF设计理念,但却因认为其“在技术上和竞争力上是不可接受的”而放弃了这一设计理念。后来,洛克希德公司终于在1991年凭借其设计的F-22战斗机而赢得了这场竞标。由于冷战宣告结束,因此国会“非常频繁”地对F-22项目的经费进行了调整,以至于美国空军不得不多次对该项目进行调整。尽管如此,抛开这些由于项目自身的原因而导致的混乱不谈,我们可以发现这将是一架无可争议的惊人的飞机。

 


洛克希德公司最终的ATF方案被称为“090P”构型,该方案具有流线形的机鼻、前后缘都是正后掠角的梯形翼和四尾翼(两片平尾及两片垂尾)

 

  F-22是第一架将高度的敏捷性和高度的隐身能力结合在一起的战斗机。这也是美国空军首架采用了推力矢量的作战飞机。这是世界上第一架能够在不打开加力后燃器的情况下就能以较高的超音速进行巡航的飞机,这种能力被称为“超音速巡航”。

  当这些特征与一套能够集成传感器数据并以一种易于理解的形式呈现在座舱中(这样可以使飞行员所做的工作最小化)的航空电子设备结合之后,就使得F-22成了自从喷气式时代开始以来所有战斗机飞行员都在梦寐以求的飞机。

  美军的设想是,F-22将在未被发现的情况下深入敌方领土,并就此而投入战斗。在卫星、空中预警和指挥系统飞机、无人侦察机以及其他传感器的协助下,F-22战斗机飞行员将在不必发射出自身的电磁波的情况下而获得战场空域的“上帝视角”。一旦发现了敌方飞机,F-22可以用具有“频率捷变”功能(即可以从一个雷达频率快速地跳到另一个上)的雷达照射超出目视范围的目标。所有的敌人都会在其接收到的电磁频谱中看到有短暂的“闪烁”,但这些“闪烁”太少且太短,以至于敌人无法追踪F-22或发射武器。

  F-22项目的座右铭得到了空军部长希拉•维德纳尔(Sherlla E. Widnall)的回应,那就是“先敌发现,先敌开火,先敌击落”。

“内置”的对地攻击能力

 

  虽然隐身在空战格斗中是非常有价值的,但其在对地攻击中更可谓是绝对至关重要的,而且据弗格尔曼将军所说,“所生产的第一架F-22就将具备固有的空对地能力”。F-22需要具备隐身能力,以便能生存下来并对抗日益复杂的地对空导弹──这些导弹正在保护着世界各地的重要地面目标,而不管堪与这些防空导弹相匹敌的战斗机是否已经问世。

  无论在空对空还是空对地模式下,超音速巡航能力都可以使敌人能够发现、锁定和攻击F-22的时间窗口急剧缩窄。隐身和速度的结合意味着,当探测到F-22的时候,再试图攻击F-22就已经变得太晚了。

  尽管F-15C从一开始就具备了对地攻击能力,但弗格尔曼将军注意到,这项能力被逐渐地“删除”了,因为F-15首先是一款空对空武器,这样做是为了维持F-15空战计算机能力的有效性而给其腾出更多的空间。“这对F-22而言就不是一个问题”,弗格尔曼将军这样说道,因为他注意到F-22具有如此强大的机载计算能力,以至于它可以通过切换开关而实现在对地攻击和空战格斗两种任务模式之间的转换。

 


F-22已经在叙利亚实战中投掷了1000磅JDAM

 

  弗格尔曼将军指出,F-22固有的超音速巡航和隐身属性将使其天生能够在执行防空压制和其他任务时发挥作用,但是他拒绝揣测美国空军今后是否会争取采购更大数量的F-22来扮演这些角色。不过他指出,F-117和F-15E需要在2025至2030年左右被替换。

  事实上,根据洛克希德•马丁公司的马蒂•布罗德韦尔(Marty Broadwell)的说法,在F-22的航空电子设备舱中预留了200%的升级空间,所以这款飞机跟不上新任务发展的情况几乎是不可能出现的。布罗德韦尔向记者们简要介绍了这款飞机的航空电子系统。

  布罗德韦尔宣称,“猛禽”拥有一套自我诊断系统,该系统可以将飞机上发生的98%的故障识别和定位到某个特定的“外场可更换模块”上,这使得与F-15相比,F-22在开展查找和修复问题的任务时更加容易,耗费的时间也更少。F-22项目提出的目标是“相对于F-15战斗机,F-22的可靠性和可维护性要提升100%”,而且目前看来洛克希德•马丁公司似乎很容易就能实现这个目标。

  F-22对其机载计算机是如此的依赖,以至于在这款飞机的“离厂价格”(7090万美元,1997年时的币值)中,足足有四分之一被花在了航空电子设备上。而三余度的飞行控制系统则意味着,即使遭受了较大的战斗损伤,F-22仍然可以飞回基地。

  美国空军正在考虑未来给F-22增加一套红外搜索和跟踪系统,这将有助于F-22探测到敌方的隐身飞机,是否安装则视具体的需求情况而定。不过这并不是F-22基线项目的一部分,因此会产生额外的开销。

 


F-22侧视雷达示意图

 

  此外,美国空军一直在考虑改进F-22上的卫星数据上行链路和全球定位系统接收机,以及为飞机增加侧视相控阵雷达天线,并准备将其安装在飞机两侧进气口的前方。这样的改进将大大提升F-22的“视野”范围。

  美国空军正在考虑为这款战机配备一种头盔式显示/导弹发射系统,并集成上更多种类的空对地武器。F-22的“初始版本”将仅具备投掷1000磅(约454千克)重的“联合直接攻击弹药”的能力。

这些就别指望了

 

  尽管如此,F-22仍将缺少三项“过于复杂”的功能,而人们曾经认为这些功能有可能会出现在这款飞机上。第一项功能是语音控制和通过“手指在玻璃屏幕上点触”实现控制。根据美国空军空战司令部的斯科特•安德森中校(Lt. Col. Scott Anderson)的说法,这项功能在技术上是可行的,但“飞行员们不想要这一切”。第二项功能是一款插入式的“飞行规划界面”,有了该插件之后飞行员就可以在飞机飞往某个地面目标的过程中在“手离杆”的情况下让飞机自主飞完大部分的航程。这两项功能已经存在于F-117隐身战斗机和B-2隐身轰炸机之上了。另外,F-22也不会有一个所谓的“紧急按钮”,该按钮是一个可让迷失方向的飞行员在紧急情况下按下的按钮,一旦按下该按钮飞机的自动驾驶仪将使飞机恢复到无坡度水平飞行的状态。

 


生产线上的首架F-22 EMD

 

  尽管如此,由于综合了机械和电子方面的科技进步,使得F-22能够在不到30秒的时间内就能完成从冷启动到开始滑跑的过程,在此过程中只需要完成三个步骤就能使飞机作好飞行的准备。

  F-22机身重量的25%以上──主要是机翼、飞行控制面和机翼前缘──是由先进的复合材料制成的,与此同时飞机重量的25%至30%是钛合金,且大部分在机身后部,因为这部分需要承受F-22在飞行时所承受的极端压力和温度。飞机的其余部分主要是用铝合金制成的,包括机身隔板──这是当时曾经制造过的最大的锻造铝合金构件。

 


在没有喷涂其“幽灵灰”油漆之前,F-22机身上的不同颜色显示出了构成其的各种材料──如钛合金、铝合金和复合材料。其机身隔框是当时曾经制造过的最大的锻造铝合金构件

 

  F-22的设计人员希望飞行员能够在几乎没有限制的情况下自由地操纵飞机,而先进的航空电子系统、飞机机身的结构强度和推力矢量喷管的组合使这一点成为了可能。F-22没有攻角的限制,这意味着飞行员甚至可以在过失速的情况下进行机动,而计算机化的气动载荷限制器将允许飞行员将飞机的性能发挥到极限,而不用担心任何控制翼面会失去控制。

  1997年4月份问世的这架F-22战斗机是三架“基本型”F-22之一,这几架飞机是由未安装作战航空电子设备的机体和发动机组成的。这些飞机将用于探索“猛禽”的飞行特性、颤振、载荷、推进系统和拓展飞行包线。安排到飞行测试项目中的另外六架飞机将被作为航空电子测试平台。F-22项目的进程与B-2项目进程的不同之处在于,每架试验飞机专门用于某个单一的研发领域。在这六架F-22航空电子测试平台中,如果其中一架或两架飞机发生了故障,剩下的飞机将“互换”,以防止发生进度拖延的问题。测试计划预计需要5年的时间,需要进行大约2700次飞行,累计达7800小时。

 


F-22 4001进行地面加力测试

 

  第一个装备F-22的中队预计将在2005年获得作战能力,中队共下辖32架飞机。多年以来,获准通过的空军生产计划要求F-22的生产将持续到2013年,最终将共有438架“猛禽”走下生产装配线。然而,在1997年早些时候发布的《四年防务评估报告》(Quadrennial Defense Review)中,五角大楼方面建议将F-22战机的数量削减到339架。国会将在未来的几个月内解决这一问题。

成本争议

 

  这次“揭幕”是在这一飞机研发项目陷入成本争议的漩涡时进行的。弗格尔曼将军认为,判断F-22多么昂贵的“高端”成本估算可能会忽略了从应用于其生产制造的新技术中所产生的成本节省。例如,弗格尔曼将军注意到,原先所估计的用在F-22涂刷特殊隐身涂料上的人工时高达35000人工小时,但是“由于我们已经研发了相关的机器人技术……以至于我们可以用不到1000个人工时的时间来涂完整架飞机”,从而导致了在“可触摸人工”(touch-labor)成本方面的巨大节约。随着F-22制造商按照“学习曲线”的趋势不断取得进步,弗格尔曼将军说,成本还可以进一步降低。

  弗格尔曼将军这位美国空军的总参谋长指出,与美国的生活成本相比,F-22项目在成本控制措施方面做的很好。事实上,美军地面部队在45年多的时间里几乎没有遭到过敌机的空袭“并不仅仅是运气”,弗格尔曼将军这样说道,“人们必须注意到这一点,人们必须去研发新飞机,人们必须为此进行投资。”

 


喷涂中的F-22

 

最后一架“猛禽”

 

  2011年12月13日,这天是星期二,在一场有数十名员工、官员和军乐队参加的仪式中,洛克希德•马丁公司为美国空军制造的第187架,也是最后一架F-22“猛禽”隐身战斗机驶下了洛马公司设在佐治亚州玛丽埃塔的总装线。这让美国空军首屈一指的空中优势战斗机,也是当时世界上唯一一款具备了作战能力的第五代战斗机的生产宣告结束。

  “这只是生产的结束”,洛克希德•马丁公司负责F-22项目的总经理杰夫•巴比恩(Jeff Babione)在2011年12月下旬接受一次采访时这样说道。巴比恩说,这场仪式是向“猛禽”项目团队中所有的男性和女性工作人员致敬──正是他们让这款飞机从绘图板上变成了现实,并帮助这款飞机进入军队服役。

  第一架F-22在1997年离开工厂并来到了起飞线上。从此开始直到2011年的15年间,根据巴比恩的说法,每架猛禽都是那些帮助向军队交付“世界上最伟大的战斗机”的工作者的劳动成果。

  这架“猛禽”的尾号为4195,其尾翼上喷涂的“鳍徽”为阿拉斯加州的艾尔门多夫•理查德森联合基地(JB Elmendorf-Richardson),其将交付给驻扎在该基地的第3飞行联队下辖的第525战斗机中队。自从12月份驶下工厂总装线后,洛克希德•马丁公司就将这架战斗机拖到了玛丽埃塔工厂的“燃料大棚”(fuel barn)中,准备对其进行燃油系统的清洗和维修工作。然后,根据巴比恩的说法,将由一位洛克希德•马丁公司的飞行员在停机线上进行发动机试车。

 


最后一架“猛禽”驶出了洛克希德•马丁公司生产厂房的大门,并停在了停机线上。在完成了一系列由公司和政府部门开展的试飞之后,这架F-22将被交付给驻扎于阿拉斯加州艾尔门多夫•理查德森联合基地的第525战斗机中队

 

  根据美国空军空战司令部的说法,飞机将接受一系列的标准验收飞行,紧接着是在交付部队前的最终完成应用和对雷达截面积的测试。F-22的首位演示飞行员和第525战斗机中队的现任指挥官保罗•莫加中校(Lt. Col. Paul Moga)将在最终检查完成后将飞机飞往阿拉斯加。

  1991年,洛克希德公司、通用动力公司和波音公司赢得了合同,开始共同研发美国空军F-15机队的后继机型。实际工作从1994年开始。在2005年的工作高峰期间,大约有5600名洛克希德•马丁公司的员工在遍布美国全国各地的“猛禽”研发团队中工作。人们曾经预计“猛禽”的采购数量将达到750架的规模,但具体数字多年来一直在稳步下降。

生产线停转

 

  根据巴比恩的说法,自从尾号为4195的“猛禽”的制造工作开始以来,随着最后一架“猛禽”的诞生,所有的主要的装配线都已经停转了,而且其前途陷入了黑暗之中。根据其与美国空军签订的合同,洛克希德•马丁公司确定了3万多种与其打算保留的生产线相关的工具,不过洛克希德•马丁公司正在拆卸这些工具,并将其包裹在使用RFID(射频识别)标签标记的保护材料中,再将它们放在用于公共运输业的储存容器中,以便将它们运送到位于加利福尼亚州的西拉陆军仓库(Sierra Army Depot)。这些工具将被存放在该处,直到政府需要时再重新启用。

  巴比恩指出,如果有人想要计算一下参与了这款飞机生产的所有供货商和供应商的话,那么在F-22项目开展过程中无论何时所动用的工作人员数都在95000人以上。他补充说,大多数主要的工作人员会在设有重要装配线的地区成立工作室,其中华盛顿州有900多家,德克萨斯州约有800家,佐治亚州约有900家。其中许多工人现在不得不在别处找工作,因为生产线已经停转了。有些工人已经转移到了德克萨斯州的沃思堡去生产F-16和F-35战斗机,玛丽埃塔工厂的许多原有职工现在已经转入了制造C-5(译者注:原文如此,译者个人怀疑是C-17运输机的笔误,因为C-5运输机已经停产多年)和C-130运输机的工作。

 


最后一架尾号为4195的F-22还停留在洛克希德•马丁公司位于佐治亚州玛丽埃塔工厂总装线上时的情景。随着最后一架“猛禽”的逐渐成型,这条总装线的前途也开始变得黯淡了起来。包括所有的供货商和供应商在内,F-22项目在开展过程中无论何时所动用的工作人员数都在95000人以上

 

  由于F-22是首款第五代战斗机,所以“我们开创了以前从未有人做过的一些工作技能,这对装配人员生产F-35的工作是有好处的”,巴比恩这样说道。他接着补充说,“联合打击战斗机”具有类似的隐身涂层和技术特色,并要求熟练的工人制造和安装这些系统。

  参与了F-22项目的官员们说,装配线的停转标志着“猛禽”的新的一章的开始。“猛禽”机队将在未来数年内接受一系列的升级和改进,“这仅仅是个开始”,在俄亥俄州的赖特-帕特森空军基地担任F-22系统项目经理的肖恩•弗里斯比上校(Col. Sean Frisbee)这样说道,“下一阶段我们将为这款已经是令人不可思议的飞机增加更多的能力。”

  最后一架“猛禽”与1997年交付的第一架“猛禽”之间有着天壤之别。美国空军空战司令部的一位发言人说,首批六架飞机是“手工打造的”,其唯一的目的是验证和拓展F-22的飞行包线,而且只具备最小化的航空电子性能(仅供测试用),而且这几架飞机在设计使用寿命上也要短一些。

  美国空军预计将于2012年5月份交付最后一架F-22“猛禽”战斗机,然后这架飞机就将飞往阿拉斯加,担负起前线空中优势和攻击战斗机的职责。

 


一架正在夕阳下飞行的“猛禽”

 

原文附录:从面世到最终交付

 

  (译者注:这是1997年7月发表的那篇文章中附的一张时间表,我们可以将其与实际的情况相对照,从而对F-22项目预想和现实之间的差距有一个大致的把握)

  F-22项目中多个具有“里程碑”意义的日期多年来发生了很多次变化。在此列出的是该项目刚推出时设想的时间表:

  1997年4月9日:第一架F-22在佐治亚州玛丽埃塔的洛克希德•马丁公司航空系统分部举行的仪式上“揭幕”。

  1997年中期:洛克希德•马丁公司开始对首架F-22战斗机展开试飞。

  1997年10月:首架F-22飞往位于加利福尼亚州爱德华兹空军基地的“美国空军飞行试验中心”进行全面测试。

  1999年中期:签订第一批次生产2架飞机的合同(低速率初始生产),且这2架飞机应当在2001至2002年间交付。

  1999年中期:安装有完整的航空电子系统的F-22战机进行首飞。

  2000年初:签订第二批次生产6架F-22的合同,且这6架飞机应当在2002年交付。

  2001年初:签订第三批次生产12架F-22的合同,且这12架飞机应当在2003年交付。

  2002年初:签订第四批次生产20架F-22的合同,且这20架飞机应当在2003至2004年间交付。

  2003年初:签订第五批次生产30架F-22的合同,且这30架飞机应当在2004至2005年间交付。

  2004年初:签订第六批次生产48架F-22的合同,并开始高速生产,且这48架飞机应当在2005至2006年间交付。

  2004年底:具备初始作战能力。

  2013年:交付第438架(计划中的最后一架)生产型F-22战机。

  《四年防务评估报告》建议在低速率初始生产阶段削减12架F-22。倘若这得到了国会批准的话,那么低速率初始生产阶段F-22的批次生产数量将会发生改变。《四年防务评估报告》还建议峰值生产速率为每年36架飞机。

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