系列文章：攻势制空——麦道f-15“鹰”战斗机

F-15 的气泡式座舱盖视野极佳

　　F-15A 有双重飞行控制系统，一套是传统的液压控制系统，操纵杆的移动量与液压动作机构的阀门开合大小相对应，从而控制操纵翼面偏转角度。其中的俯仰-横滚控制组件是一套机械系统，该系统可以调整操纵系统的响应速度，并且具备副翼-方向舵交联功能以使方向舵随动于平尾，使飞行员仅用操纵杆就可以实施机动。该系统在接地后自动关闭，以避免在降落中方向舵出现重复动作，而这种情况在早期试飞中经常出现。另一套系统是自动控制增益系统（CAS），CAS 是线传操纵系统，利用电子型号和伺服马达控制液压阀门。CAS 系统监测俯仰和偏航率、迎角、动压传感器和加速计系统的连续纵向和横向加速度等数值，通过系统计算机计算出在任何速度和加速度情况下操纵翼面偏转的正确角度。CAS 还监测飞行员的杆力并转换成相应的电子信号使操纵翼面偏转到正确的角度。CAS 为双重备份，两个通道的信号互相比较，如果差异超过预设值，CAS 系统就被认为故障而自动关闭，由机械液压系统接管操纵。

发动机

　　F-15A 安装两台普惠的 F100-PW-100 加力涡扇发动机，普惠公司型号 JTF22A-25A。该发动机是轴流式涡扇结构，旁通比 0.7：1，双轴结构，一根轴承载两级涡轮驱动的三级风扇，另一根承载 10 级主压缩机和两级涡轮。正常干推力 5,634 千克，最大军用推力 6,654 千克，最大加力推力 10,809 千克，左右发动机可完全互换。与 F-14 不同，F-15 的两个发动机紧密并列，以降低单台发动机失效时的推力不对称效应。

　　F100 的研发可追溯到 1968 年 8 月，美国空军与普惠和通用电气公司签订合同研制下一代战斗机的发动机，1970 年美国空军选中普惠的方案进行进一步的发展。普惠在 F100 的基础上还同时为美国海军的 F-14 研制 F401，但是由于 F-14 机队的规模由于预算不足而缩减，F401 也随之取消。

换装两台 F401 发动机的 F-14B 原型机

　　F-15 机身两侧安装有平直的进气道，带二元压缩进气口。进气口稍稍远离前机身以避免吸入附面层，从而省略了复杂的附面层隔板设计。进气口前缘斜切，在大迎角时可获得充足的进气量。进气口底部有铰链可在飞行中向下偏转以改变进气口面积，进气口下壁板的迎角可从 4 度到-11 度之间调节。在飞行中大气数据计算机自动控制进气口的偏转，以保证发动机获得正确的进气量，除此之外进气口内部安装有可动斜板可控制进气量。进气口的另外一个功能是提供额外的操控能力，在某种意义上类似于鸭翼的作用，在超音速状态下，进气口能提供相当于平尾三分之一的配平力矩。F100 的采用了收敛-扩散尾喷管，起初喷管有被称为“火鸡羽毛”的整流片，在服役中因维护问题全被拆除。

F-15 复杂的可调进气道

1、一级斜板，既可动式进气道口
2、二级斜板
3、三级斜板
4、扩张斜板
5、绕流斜板
6、发动机

　　红线部分就是二级、三级、扩张斜板所能达到的最大打开程度。1、2、3、4 就组成了 F-15 所谓的“四波系进气道”

红箭头所指是进气道内的气流传感器，分布在两侧进气道外侧内壁。用于测量进气道内的气流流速等状况，以便给电脑提供可靠的数据，使电脑能根据这些数据自动调节进气道的打开程度。最大限度地优化进气质量，保证发动机能够在较大的速度范围内稳定工作，毕竟 F-15 在设计时就要求高速性能

以色列 F-15 能独翅着陆，进气道产生的升力功不可没

　　F100 发动机遭遇一系列的研发问题，当然对于如此先进的发动机来说研制风险肯定较大。美国空军最初严重低估了 F-15A 每架次飞行中的发动机动力循环次数，他们不了解“鹰”在机动飞行中油门的剧烈变化程度。由于设计上的缺陷，导致发动机关键部件加剧磨损甚至出现裂纹，例如第一级涡轮叶片频频故障。大多此类问题可以通过更仔细的维护和生产过程中更严格的质量控制来解决，但最严重的发动机失速问题成为 F100 的痼癖。

F-15A 结构图，发动机紧密并列安装在后机身内部

　　由于发动机的压气机叶片是翼型剖面，如果吸入的气流迎角超过临界值会引起压气机失速，从而阻断了进入燃烧室的气流。在 F-15A 进行大迎角机动时最容易出现压气机失速，导致流经压气机的气流突然中断，使核心机降转，涡轮过热。如果不迅速解决这一故障，涡轮将会损坏或引发发动机起火。这在 F-15 类的双发飞机上尤为危险，因为飞行员可能不会马上注意到有一个发动机出现了故障，为此 F-15 安装了涡轮温度的语音报警系统。

F100-PW-100 发动机在 F-15 服役后，尾喷管整流片被全数拆除以简化维护

完成简化的尾喷管，收敛-扩散动作机构一览无余

　　还有一种发动机失速是由于“硬”加力引起的，是由于加力燃烧室内的一次小规模爆炸引发的。“硬”加力是因为加力点火失败引起的，此时发动机后部充满了大量未点燃的燃油，然后燃油被核心机的高温燃气引爆，冲击波向前传播至风扇，先导致风扇失速，有时也会导致压气机前几级失速。此类型的发动机失速通常是在高空高马赫数情况下出现。

喷口收放的对比

　　在遭遇发动机时速时飞行员的标准处置流程是先关闭发动机，让发动机降转，等涡轮温度降到红线以下就立即点火重启动。如果在空战中碰到发动机失速，飞行员就麻烦大了。

　　普惠在解决上述问题期间，F-15A 因发动机故障而频繁停飞，被赐美名“机库皇后”。雪上加霜的是，普惠的两个主要分包商发生工人罢工，延误了发动机的交付，1979 年末开始美国空军被迫接收没有发动机的 F-15A，存放起来等待发动机。普惠在付出了惊人的努力之后发动机的问题有所缓解，但短缺问题还将持续很长一段时间。

　　为了解决“硬”加力故障，普惠在 F100 加力燃烧室一侧增加了一个石英窗口以便火焰传感器监测加力燃烧室火焰，判断是否加力成功，避免喷入过多的燃料。普惠还改进了燃料控制系统，降低了失速发生的频率。1976 年 F-15 机队在每 1,000 飞行小时内发生 11-12 次发动机失速，到 1981 年底降低到 1.5 次，但 F100 至今仍是一台在特定条件下喜怒无常的发动机。