系列文章：“蝰蛇”的秘密——洛克希德f-16“战隼”战斗机

F-16/MATV 尾部细节

多向推力矢量项目

　　NF-16D 还准备安装测试 PW 的多向推力矢量喷管和俯仰/偏航平衡梁式喷管（P/YBBN）构型的 F100-PW-229 发动机。喷管和发动机都是 PW 研制生产的，具有双重冗余故障安全驱动系统。轴对称喷管具有 360 度推力矢量功能，最大偏转角度 20 度，适用于任何型号的 F100 发动机。

安装了 F100-PW-229 发动机的 NF-16D，但最终没有安装 P/YBBN 喷管

　　原计划 NF-16D 在 1997 年开始为期 6 个月的 PW 推力矢量喷管试飞。但是 PW 推力矢量项目后来被取消。

多向推力矢量喷管和俯仰/偏航平衡梁式喷管（P/YBBN）

F-16 GCAS，地面防撞系统

　　1998 年一架生产型 Block 25 F-16D 进行了自动地面防撞系统（Auto-GCAS）的测试。该系统证明了使用先进的计算机技术可以显著降低可控飞行撞地（CFIT）的事故率。90 年代初 USAF 平均每年要因 CFIT 损失 4~5 架飞机，而瑞典空军同期的 CFIT 事故率是美国的两倍。GCAS 系统现在可以扭转这种局面了。

用于 Auto-GCAS 试飞的 F-16D Block 25 83-1176

　　在 AFTI 项目中，USAF、洛马、NASA和瑞典空军联合完成了 Auto-GCAS 的测试，1998 年秋 USAF 改装了一架 Block 25 F-16D。在 25 次试飞中该机进行了超过 350 次的规避测试，例如向地面和山体侧面俯冲。该项目由两个主要目标：

　　•演示 Auto-GCAS 可以显著降低因飞行员空间定位障碍、丧失态势感知、高过载意识丧失（G-LOC）、不放起落架着陆所造成的事故。
•发现任何 Auto-GCAS 可能妨碍飞行员正常战术任务表现之处。

　　一次 1 小时演示飞行表明该系统已基本实现以上两个目标，虽然还未足够成熟到能安装在生产型战斗机上，但也已经完成了 95%。

Auto-GCAS 系统可在飞机碰撞前自动拉起飞机

Auto-GCAS 系统的发展历程

　　2000 年前后，美国空军开发了“预测性防撞地系统”（PGCAS）。该系统为基于音频告警的手动系统。即便如此，CFIT 仍然是 USAF 战斗机坠毁的主要原因，约占战斗机失事数的 25%。如果按照目前的事故率，美国国防部估计，如果为所有的 F-35 都配备 Auto-GCAS 系统，将可能挽救约 70 架 F-35，价值 84 亿美元。如果从整体来说，在未来 25 年，能够挽救 280 架飞机以及 250 名飞行员的生命，总价值约 127 亿美元。

　　全新的 Auto-GCAS 系统是基于 PGCAS 系统发展而成的，于 1998 年进行试飞，当时预计 2000 年开始进入 USAF 服役。然而当时 PGCAS 尚未完全结束研发，仍在发展更为先进的型号，由于配备 Auto-GCAS 需要 F-16 采用昂贵的新型飞控系统，加之当时 F-16 的任务也逐步转向在中等高度投放精确制导武器，因此很多人都认为配备更先进的防碰撞系统毫无必要。然而从事后统计来看，这样的决定无疑是不明智的，并由此导致了巨大的损失。据美国国防安全监督委员会统计，2000~2009 年，共有 16 架战斗机在原本可以避免的飞行事故中坠毁，造成 13 名飞行员丧生。在 16 架飞机中，15 架装有 PGCAS 系统，而如果当时就配备了类似 Auto-GCAS 的防撞地系统，那么这些事故都是可以避免的。

　　PGCAS 不能防止由于飞行员迷失方位、遭遇高过载意识丧失（G-LOC）或任务饱和等情况而发生的事故。手动告警系统的问题在于依赖飞行员的人工操作。F-16 就配备了 5 种手动预警系统，但是飞行员有的时候因为讨厌的告警声而对系统警告置之不理。因此，升级系统不能再依靠飞行员对系统报警的人工响应能力，要具备在飞行员不能做出反应的情况下自动执行防碰撞机动的能力。

　　为响应国防部长办公厅要求减小飞行事故率的要求，新的国防安全监督委员会授命航空安全改进特别特遣队负责降低飞行事故率，目标是将飞行事故率降低 75%。特遣队组建安全技术工作组，并建议采用“自动碰撞规避技术”，美国空军空中作战司令部随后在该计划下启动“飞行员危险降低”项目，完成 Auto-ACAS 系统的研制和试验，为将该系统装备在 F-22 和 F-35 上铺平道路。为 Auto-ACAS 项目研制经费将持续到 2012 年，第三阶段将包括把防撞地系统和空中防撞系统集成到一个 Auto-CAS 系统中，但目前该阶段经费还没有落实。

　　为实施“飞行员危险降低”项目，空军研究实验室 2007 年成立综合试验组。试验组成员包括洛马、空军飞行试验中心和代顿飞行研究中心。其中代顿飞行研究中心自 2008 年底开始负责 Auto-GCAS 系统的试飞工作；洛马负责 Auto-GCAS 的系统设计、软件开发、系统整合、模拟试验以及 F-16 试验平台（Block 50 F-16D）的改装；空军飞行试验中心则承担工程、试验场、飞行员测试等方面的工作，同时需要建造一个机动任务控制室。

F-16D Block 50 90-0840 在进行 Auto-GCAS 试飞

　　据洛马 Auto-GCAS 计划项目经理艾德•格里芬透露，在 2000 年时要使 F-16 配备 Auto-GCAS 这样的系统，必须要先花费 5 亿美元改造美国空军 F-16 机群的航电硬件。现在 F-16 的数据传输组件已经在其它改进项目中得到了更新，因此系统可以直接安装在 F-16 上，相对而言效费比更好。

　　洛马还将负责对数据传输组件的软件进行改动，将防碰撞算法和数字地形高程数据库装入数据传输组件。改动还包括为 DFCS 增加自动防撞地机动控制规则以及系统完整性检测程序。同时为了与数据传输组件和飞行控制计算机可靠连接，飞机的模块化任务计算机也需要进行相应的改进。