此外我们被人误解的另一个原因是因为我们被视为一群“反技术主义者”。我们的口号就是“让一切变得简单”(make it simple)。这句口号言简意赅,但也容易让人产生误解。我们最初确实没有很好地阐释自己的观点。

战斗机黑手党是一个群体,包括各式各样的人:空军战斗机飞行员、飞机制造公司的设计师、国防部的官员还有分析专家。但其中起到核心作用的还是 John·Boyd,他创立的“能量空战理论”对后世影响深远,最直接的影响就是 F-16 的诞生

简单化和紧凑化的设计思路

  问:难道在战斗机设计领域里,技术的发展趋势是不鼓励简单直接的设计方案么?

  答:在战斗机设计领域里围绕着任何一个设计方案中,新技术的比例究竟该占到多少的争论已经持续了很长时间。问题的关键并不是要不要采用新技术,而是如何运用这些新技术。譬如,F-15 战斗机最终还是采用了一种“使蛮力”的方法来达到设计要求:如果你想要高空速就采用更大推力的引擎;如果你想要更远的航程就增大飞机的载油能力(包括油量和载油系数),结果飞机越造越大。因为 F-15 战斗机的设计思路过于复杂,导致它体积庞大、价格昂贵。在我看来,它的设计思路并不比 F-4“鬼怪”强到哪去。

  而 F-16 在这方面要比 F-15 强出很多。在整个设计过程中,我们有针对性的运用新技术来达到自己的设计目的:那就是让飞机尽可能结构简单、体积小巧。如果我们希望飞机飞的更快,就通过减小飞机尺寸和调整配置来降低飞机在飞行中遇到的空气阻力;如果我们希望飞机具有更大的航程,就让飞机变得更紧凑。

  问:战斗机设计简单化和小型化的优越性都有哪些?

  答:总的说,可以概括为重量轻、阻力小和由此带来的高机动性。此外,计算战斗机成本高低的一个基本指标就是其重量。我们深知航空电子设备也会像一堆随身小工具一样不但占用飞机的宝贵空间,而且还会增加飞机的起飞重量。于是我们把这些零碎都从飞机上拿下来了,最终我们设计的飞机结构紧凑到几乎没有为这些东西留任何空间。

  当大家看到我们的研制成果时,很多人最初并不认可它,他们认为过于紧凑的设计可能成为日后制约战斗机先进性的瓶颈。但后来人们重新分析了各型战斗机上究竟有多少空间是根本无法利用的时候发现,F-16 战斗机上这样的空间只有 4.8 立方英尺,而 F-15 战斗机则是前者的十倍。

  此外还有一个原因不能不提,简单化设计的思路除了减轻了飞机重量外,战斗机尺寸也相应变小了。尺寸越小,其受到的空气阻力也跟着变小。人们总是在探讨战斗机的阻力系数,但孤立地比较战斗机的阻力系数是没意义的。举个例子,F-16 战斗机的阻力系数和 F-4“鬼怪”战斗机一样。但相同飞行条件下,F-16 战斗机飞行时受到的空气阻力仅及后者的三分之一;在相同攻角下爬升时,前者受到的空气阻力更是只有后者的十五分之一!战斗机的高机动性从何而来?无非是低阻力和高推重比相结合的共同结果。

不要说与 F-15 相比,就是与对手 YF-17 相比,YF-16 的体积也十分小巧紧凑,采用了当时美制战斗机中少有的单发布局,图为在德州沃斯堡组装的 YF-16 战斗机

成就优秀设计方案的关键

  问:简单化、紧凑化、低阻、高推重比,它们彼此的关系是如何运用到具体的战斗机设计中的呢?

  答:“战斗机黑手党”最初的工作并不是具体地从事战斗机设计任务。我们最初的工作很单纯,仅仅是分析翼载荷、推力和载油系数(衡量飞机载油量的一个指标,具体就是飞机携带燃油重量与飞机起飞重量之间的比值)之间的关系。我们很想弄清这些影响飞机性能的指标之间相互作用的因果关系。我们知道我们希望飞机的翼载荷小些,推力大些;但我们也知道低翼载荷意味着飞机翼面积要增加,那么飞机重量和飞行时遇到的空气阻力可能会跟着增大;高推力意味着飞机的载油系数也要增大;一种飞机一旦具有高推重比,那么也通常意味着它的航程将大打折扣,所以我们首先关注的指标不是别的,而是载油系数。我们希望把这些因素结合起来通盘考虑,找到一个最优设计方案。

  问:以前有人用类似的方法来研究这个问题么?

  答:我相信之前就有人考虑过这些问题,但我们是最早系统地运用这些研究成果来设计一架战斗机的人。

  我们试着发掘导致各种性能指标相互影响的规律。但我们也没有把太多时间花在找到准确数据上,因为确认某件事情会变得比较好是一回事,但它究竟会变得有多好则是另一回事。每一次分析的结果通常包括一根性能变化曲线以及更多由此引申出的问题。譬如这些活动能不能改善我们的设计水平?如果给予这些性能指标一定量的改变,那么我们设计出来的战斗机的性能相应会提高多少?当时对这些问题最关心的人莫过于 John Boyd。

  问:“战斗机黑手党”当时挑战的都有哪些公认法则?

  答:战斗机的航程与携带燃油量有关;飞机发动机推力越大,其空速越快;技术越先进,复杂性也越高;双引擎战斗机的安全系数高于单引擎;飞机性能越好,体积、成本也跟着往上涨。这些观念最后使得战斗机设计越来越复杂。

  问:为什么多数人会把这些教条奉若神明?

  答:或许是一种思维惯性使然。人们总是把注意力集中到影响某项技术指标的某一个分量上,而忽视了另一个或几个分量。举个例子,你可以通过增大发动机推力来增加飞机推重比。但你也可以在保持发动机推力不变的情况下,通过降低飞机总重量的办法来提高推重比,就像我们当初做的那样。

  其实当时我们这么做也有不得已的成分在里面,因为我们只能使用一台引擎作为飞机的动力——那就是专门为 F-15 战斗机研制的 F100 发动机。John Boyd 曾经参与过一些 F100 发动机的研发工作,对它比较熟悉,对其性能也很满意。最终我们敲定就用它作为 F-16 战斗机的标准发动机,那意味着战斗机推力就此固定了。如果我们希望能获得更高的推重比,除了减重外别无选择。