猛禽的进化——从ATF到F-22（一）

隐身

　　许多分析指出隐身是未来战斗机的一个非常可取的设计特性。通用动力公司在《1995年战斗机技术研究》的最终报告（1980年发布）中认为隐身是实现空中优势的卓越特性。比尔•莫兰当时作为通用动力公司的项目经理为飞行动力实验室做了许多这样的分析，他解释道：“战斗机总是会被涂上伪装色，而飞行员也一直在利用隐身战术进行作战。”。莫兰后来成为沃思堡F-22项目副主任。

　　莫兰说：“美国空军在越战时开展了‘红男爵研究’对空战进行实时分析，结果发现超过一半的被击落飞行员和约80%的遭受攻击的飞行员是在毫无预警的情况下受到袭击的，一战、二战和朝鲜战争的空战也是这种情况。历史上的王牌战斗机飞行员总是能做到先敌发现，他们经常背对太阳向敌人发起攻击。”。

　　隐身就意味着能够先敌发现，从狭义来讲，该术语也适用于能够显著降低飞机可探测性的各种材料和技术。

　　随着一种探测技术的出现，也必然会随之出现相应的反探测技术。例如实用化的雷达在二战初期出现后，也随之出现了雷达隐身技术，德国在40年代最先开始在U艇潜望镜和通气管上贴敷吸波材料，之后又设计出了结合隐身外形和吸波材料的霍顿Go 229喷气式飞翼战斗轰炸机。

霍顿Go 229被认为是现代隐身飞机的鼻祖

　　美国也在战后大力发展雷达隐身技术，不久就应用在了无人机和导弹上，例如采用了吸波材料的瑞安Q-2“火蜂”和洛克希德D-21无人机。波音公司在60年代设计近程攻击导弹AGM-69 SRAM时大量采用隐身技术，当时在波音公司参与了项目的哈代说：“这种导弹有着严格的雷达反射面积要求。”。这种超音速的SRAM导弹在B-52和B-1轰炸机上一直服役到1990年。

洛克希德D-21无人机

　　通用动力公司也是隐身技术早期发展的主要推动者，他们在新墨西哥州的白沙为美国空军建造了第一代雷达天线目标散射设施（RatScat），该设施被用于精确测量飞机的雷达反射面积。除了在70年代为美国空军建造并操作RatScat外，通用动力公司还于80年代在德州莫瑞迪建立了自己的雷达测量设施。

通用动力公司也是隐身技术早期发展的主要推动者，他们在新墨西哥州的白沙为美国空军建造了第一代雷达天线目标散射设施（RatScat）

　　通用动力公司曾在50年代末为中央情报局进行过一种高度隐身的侦察机的研究，这种超音速高空侦察机原定被用于取代洛克希德的U-2。设计起始于被称为“超级盗贼”的B-58的寄生方案，随后进化成一个能在38000米高空进行6.25马赫巡航的“石首鱼”独立飞机，该机将大量采用耐高温陶瓷材料（一种耐热并能衰减雷达波能量的陶瓷材料）制造。“石首鱼”在起飞和加速阶段使用两台可伸缩的通用电气J85涡喷发动机，负责把飞机加速到冲压发动机的点燃速度，在巡航中使用两台马夸特冲压发动机。

“石首鱼”在起飞和加速阶段使用两台可伸缩的通用电气J85涡喷发动机，负责把飞机加速到冲压发动机的点燃速度，在巡航中使用两台马夸特冲压发动机

　　1959年8月，通用动力公司激进的“石首鱼”方案被洛克希德的A-12打败，后者也就是著名的SR-71“黑鸟”双座侦察机的前身。A-12采用了隐身外形设计，并且大量使用雷达吸波结构与材料，是第一种在设计时就高度融合隐身技术的飞机。该机的内倾垂尾、锯齿状结构、前后缘扇形蒙皮、翼身融合设计、再加上雷达吸收结构和涂料使该机的雷达截面积大大低于同时代的其他飞机。

A-12采用了隐身外形设计，并且大量使用雷达吸波结构与材料，是第一种在设计时就高度融合隐身技术的飞机

　　洛克希德在70年代把隐身技术推向一个更高高度，该公司把计算雷达反射的晦涩数学公式和计算机相结合，设计了一款被称为“回声”（Echo）的计算机程序，能够准确计算出一个多面体物体的雷达截面积。洛克希德在为美国国防部高级研究计划局进行的一项研究中就用“回声”软件设计出了“拥蓝”（Have Blue），这是一架垂尾内侧的多面体小飞机，也是F-117“夜鹰”的前身。很快洛克希德就获得了F-117的研制合同，F-117非常成功，具有前所未有的隐身性能，该机也将对ATF产生重大影响。

“拥蓝”（Have Blue）是一架垂尾内侧的多面体小飞机，也是F-117“夜鹰”的前身

F-117非常成功，具有前所未有的隐身性能，该机也将对ATF产生重大影响

速度

　　为飞行动力实验室进行的ATF概念研究还揭示速度是空中优势战斗机的另一个重要特性。高速不仅能缩短敌人的反应时间，还能使己方战斗机更自由地接敌和脱离，只有更快的战斗机才能拥有这种主动优势。

　　速度在上述研究的表现形式是超音速巡航，即不开加力进行的超音速飞行，这不仅能降低油耗，还能大幅降低对隐身不利的红外辐射。为超音速巡航优化的方案具有细长机身和大后掠短翼展机翼，以及大型高核心温度的发动机。

　　不过ATF并不是第一种能够超音速巡航的军用飞机，这个殊荣属于B-58“盗贼”。不过B-58需要打开加力或进行俯冲才能突破音障，后来的F-16XL和F-16后期型也能以这样的方式进行超巡。

超音速巡航即不开加力进行的超音速飞行，这不仅能降低油耗，还能大幅降低对隐身不利的红外辐射。图为F-22进行超巡

机动性

　　机动性也被认定是空中优势战斗机的一个重要特性。不同于隐身和超音速巡航，高机动性经常被列入防御战术而不是进攻战术的需要。莫兰解释说：“尽管《壮志凌云》这样的电影或书籍都把战斗机描绘成具有很高的机动，但一般来说在激烈机动中向敌机射击并不是个好主意，不仅耗时而且还让对手能预测你的行动。”

　　莫兰继续说：“纵观历史，成功的空战飞行员一般都尽量避免机动交战。但有时他们会忘了这一点，著名的‘红男爵’——曼弗雷德•冯•里希特霍芬在一战中取得了创纪录的83次击坠，但最后因为违反这一守则而被击落殒命。战斗机飞行员一般会选择在飞行包线内利于发挥自己机动性的区域内作战，并避开敌机机动性优势区域，所以高机动的包线区域越大，就越能增加战术灵活性。”

　　60年代约翰•博伊德提出了量化机动性的能量机动理论，F-15在设计时应用了博伊德的理论，F-16成为第一架按能量机动理论设计的飞机。能量机动理论最常用的评价指标有：持续过载（不损失空速和高度的急转弯能力）、瞬时过载（不考虑降低速度时的机头指向能力）、单位剩余功率（衡量飞机在任何飞行条件下的潜在爬升、加速、转向性能），还有一个重要参数是跨音速加速时间（从0.8马赫加速到1.2马赫的耗时）。通过对比两种战斗机的上述参数，就能判断出哪一架会在机动交战中获得战术优势。