至于如何增加飞机的航程也可以照上述思路来解决。常用的办法就是简单地提高飞机的载油系数,但那么做的消极后果就是无形中增加了飞机的体积,进而飞机的重量和飞行时遇到的空气阻力也增加了。人们总是觉得飞机越大越好,功能越多越好,其实不然。对于轻型战斗机而言,我们希望采用不同的办法来打破旧有陈规,把战斗机性能提高到一个新的高度——通过缩小飞机尺寸的办法来减小空气阻力,进而达到增程的目的。
问:你们有没有从历史角度看待这场关于轻型战斗机的革命?
答:当时主要是 Boyd 和 Sprey 作这方面的工作,他们做了两件事情。Sprey 收集了所有他能收集到的资料——主要是关于战斗机可靠性与作战效能之间的关系,然后进行分析研究。此外他们还收集了大量关于战斗机成本方面的数据进行分析。据我所知他们是第一批将战斗机成本攀升情况与战斗机在技术上发展趋势结合起来进行研究的人。
他们从最早的 P-51“野马”战斗机开始,把所有战斗机的成本扣除通胀因素换算成相同币值,然后标在一张图表上,与时间因素相结合画出曲线。曲线显示每一种战斗机相比前一种战斗机成本攀升幅度,最小是 1.9 倍,最大达到 3.1 倍。而且每次大的成本攀升都和航空技术上的“大跃进”有关,包括喷气式发动机、后掠翼、超音速、导弹、大型机载雷达的使用。画这样的曲线最大的优势就是能看清不同类型战斗机之间、采用了新技术前后对成本的影响。
研究证明,对一种成功的战斗机而言,它的单位重量成本涨幅和总成本涨幅是一致的,F-16也不例外。如果我画一条曲线代表那些成功的战斗机的单位重量成本涨幅的话,F-16 战斗机正好落在这个曲线上,其涨幅和其他战斗机一样。但如果为战斗机单位飞行成本画一条曲线的话,F-16 战斗机则落在这条曲线下方。这说明我们的设计扭转了长期以来战斗机随着性能提升,单位飞行成本也跟着攀升的趋势。F-16 战斗机也是唯一做到这点的战斗机。而做到这点的秘诀就是减小战斗机的体积,这也是 F-16 战斗机选择小型化的另一个原因。
问:F-16 战斗机的设计思路和以往的设计模式究竟有哪些不同?
答:在我们真正理解需要实现哪些具体功能之前,我们常常不由自主地陷入一种固定的思维模式中去。轻型战斗机的设计思路带有新的东西——对传统设计十分强调的战斗机空速和加速度性能的新理解。以往每个人都希望战斗机能够达到 2-2.5 马赫的飞行速度,但却无人思考为什么要这么做?
因为曾经从事超音速航空运输方面的研究工作,我有机会接触所有 B-58 轰炸机的超音速飞行记录。结果发现在 B-58 轰炸机的全部飞行时间里,超音速飞行时间总和占全部飞行时间的 5% 都不到!最长的一架也只有 7 个小时!整个 B-58 机队的超音速飞行时间总和也就 200 个小时而已。
许多人把最高飞行时速与飞行加速度混为一谈。对于那些提需求的人而言,有了大推力引擎就意味着有了高空速和高飞行加速度,这些看法都站不住脚。在 F-16 战斗机的设计阶段,我们首先是确定具体功能要求。我们扪心自问,每一个具体性能指标要求的依据是什么?是否来源于一个给定的能力要求?

成就优秀战机设计方案的关键:第一,明确需求,知道自己需要的是一架什么样的飞机,制空还是制海?高端还是低端?第二,弄清各项性能指标的内在联系,突出主要的性能指标,适当放宽次要的性能要求。打破陈规不是一件容易的事情,最初就连通用动力的首席试飞员 Phil Oestricher 也不看好 YF-16,但当他围着飞机走了一圈,里里外外看了个遍后,不由得由衷赞叹:What a wonderful airplane! 1974 年 1 月,他在爱德华兹空军基地驾机完成首飞

这里有句题外话,“发动机大战”的结果是 F-16 同时安装了通用动力和普惠提供的两种发动机。为了区分,Block 尾号为 0 的安装的是通用动力发动机;尾号为 2 的安装的是普惠发动机
设计过程中的风险控制
问:在 F-16 战斗机的设计中风险最大的地方在哪?
答:线传操纵系统。当时这项技术还是个新鲜事物,如果飞行的时候它突然不灵了,那我们的放宽安定度气动设计就要出问题了。这时候伴随着飞机的飞行姿态开始失控,其气动阻力会急剧上升、对飞行员的控制响应也失去反应、其机动性也跟着急剧下降。
为防止出现这种情况,我们设计了一套备份系统,这点知道的人不多。这套系统主要是在机身上做手脚:如果线传操纵系统失败了, 我们就把机翼稍微往后退一点得到一个静稳定设计。另外我们还在F-16战斗机的机身里设置了隔板来加强机体结构,这样一来机身也可以帮助机翼分担一些过载。

F-16 卓越的机动性来自于其静不稳定设计,为此线传操纵系统必不可少。在先进技术与对应风险之间如何取舍,Hillake 尽可能做了平衡,努力把新技术风险降到最低。图为正在进行急转弯训练的 F-16 战斗机,可以清楚看到边条翼造成的涡流


F-16 卓越的机动性得到向来对战机机动性颇为挑剔的海军认可,为此他们订购了一批 F-16 战斗机充当“陪练”。图为部署在内华达州法隆海军航空站的 F-16“假想敌”
用理念征服人
问:其他公司如何看待线传操纵系统?
答:当时麦道公司和空军、喷气动力实验室签署了合同——共同测试线传操纵系统、放宽安定度设计还有为 F-4 战斗机研制的高过载座舱技术。从技术角度说他们的研究成果很不错,但对于如何运用这些新技术,这些公司的理念没有跟上。
就在我们赢得了 F-16 战斗机的全尺寸研制合同后不久,我接到了美国航空航天学会下属 St. Louis 分会的邀请去发表一次演讲。接到邀请后我最初的反应是:你肯定在开玩笑吧!你想让我落入虎口么?当时不但麦道的人到处大作广告宣传自己的战斗机设计理念,而且世面上流传的都是关于轻型战斗机的负面消息。所以我立即回答:谢谢,不用了。
