[飞行员报告]F16“蝰蛇”就像道奇“蝰蛇” F/A18“大黄蜂”就像雷克萨斯

2015-07-02 51新闻网

[飞行员报告]F-16“蝰蛇” VS F-18“大黄蜂”:John “Toonces” Tougas少校通过从飞机的座舱、侧杆与传统中置操纵杆、起飞性能、低速特性、降落这些指标得出的结论:F-16“蝰蛇”就像道奇“蝰蛇”,F/A-18“大黄蜂”就像雷克萨斯。

John "Toonces" Tougas少校

我是一名美国海军的试飞员,曾作为交换飞行员在美国空军待了一段时间。我有着世界上最棒的工作,曾经飞过F-16“蝰蛇”和F/A-18“大黄蜂”。

去年夏天,我在卢克空军基地的第310战斗机中队完成了“蝰蛇”转换训练,他们教我的第一件事是建立单发单座心态,这对于双发机飞行员来说是新概念。“蝰蛇”只有一台发动机,飞行员需要很快学会“变色龙的眼神,”就是用一只眼睛不断监视发动机仪表,而用另一只眼睛负责扫描其他一切。

一些美国空军飞行员把F-16戏称为“草坪飞镖”,因为该机是空军中事故率最高的机型之一,所以导致了单发战斗机安全性先天不高的流言。

而实际上,大多数F-16事故的肇因不是发动机,有超过四分之三的事故是F-16与其他物体发生了相撞(撞到地面或其他飞机)。

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这就是“草坪飞镖”的意思,F-16的前起落架在出现故障时不能迎风自动放下

在“蝰蛇”里飞了50小时后,我已经和这架飞机逐渐熟悉了起来,正在朝着成为好朋友的方向前进。在那段时间里,我对“蝰蛇”已经形成了一些意见和印象,并与我的老伙计F/A-18“大黄蜂”对比了一番。

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本文作者John "Toonces" Tougas少校

F-16 VS F-18座舱

与“大黄蜂”相比,“蝰蛇”的座舱更加紧凑,坐起来很舒服。后倾30度的弹射座椅在坐起来感觉挺舒服,但在空战机动(ACM)中就完全两样了。在狗斗中,飞行员要在7-8G的过载下频繁前倾上身以回过头向两侧或6点方向张望,这么大的后倾角会立即让你的颈部和背部感到酸痛。

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一位飞行外科医生曾对我说,90%的战斗机飞行员患有慢性颈痛和背痛,其中“蝰蛇”飞行员最为严重。

我希望“大黄蜂”也能有“蝰蛇”的整体气泡座舱盖,不仅座舱盖玻璃边沿比肘部还低,而且没有座舱盖弓的遮挡,能提供极佳的机鼻上方和六点视野。

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F-16的弹射座椅后倾角高达30度,提高了飞行员抗荷能力

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但由于头靠形同虚设,F-16飞行员的及背部颈部压力很大,在装备JHMCS头盔后更是雪上加霜

“蝰蛇”的主仪表面板在座舱前方正中央,布局紧凑且易于读取。尽管“蝰蛇”是一架线传的电子飞机,但还是有一些老式仪表,如圆形空速和高度表、条状升降速度表和迎角表、模拟式姿态表等。由于“蝰蛇”的平显不具备仪表降落认证,所以这些主要飞行仪表就很重要了。

在“大黄蜂”上,我做仪表进近时主要用平显作为信息源,辅以交叉检查老式仪表。“蝰蛇”的平显数据和“大黄蜂”的差不多,只是格式不同。适应新平显的过程很容易,不过其中的重要符号——迎角括弧很让人头痛。

两机平显的迎角括弧看起来一模一样,但移动方向却恰恰相反。结果驾驶“蝰蛇”降落时,我以为迎角括弧在指示拉杆时,实际上应该推杆,反之亦然。这给我带来了很大混乱,在最初很难习惯反向控制迎角,不过最终还是矫正了过来。

“蝰蛇”平显上的其它符号虽然繁多,但易于理解,飞行员通过拨动几个开关就能根据任务需要自定义平显信息。

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F-16平显上迎角括弧的显示状态

“蝰蛇”的侧杆和油门杆是人机工程设计的杰作。对于单座战斗机来说,没有后座武器官来帮你操作雷达和发射武器,所以握杆控制(HOTAS)设计是解决飞行管理工作负荷过大的关键因素。

正如其名称所暗示的,握杆控制允许飞行员在操纵飞行的同时控制武器系统,“蝰蛇”有16个HOTAS控制器,动动手指头就能操作,功能包括:选择雷达模式、投放炸弹、射击机炮、发射导弹、发射箔条/热焰弹等。

两种飞机的油门杆上都有油门指示控制器(TDC),基本上就是一个为武器系统准备的鼠标,用于把雷达显示器上的准星压在目标上以及锁定平显中的目标。

“蝰蛇”油门杆上的油门指示控制器在左手大拇指下方,我花了点时间适应后才能精确控制光标。“大黄蜂”的油门指示控制器在左手食指下,要知道普通人的食指比大拇指灵活,所以能更容易地控制光标。

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右侧最下方的小摇杆就是F-16C油门杆上的TDC,用左手大拇指控制

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F-18油门杆的TDC在右侧顶部,用左手食指控制

在“蝰蛇”上,雷达和前视红外(FLIR)瞄准吊舱获取的信息全部显示在两个单色多功能显示器(MFD)上。这些显示器尺寸较小,使用的技术也落后于“大黄蜂”的显示器,但显示器在所有光线条件下都很容易阅读。

F/A-18有3个彩色多功能显示器,中间一个是数字移动地图显示器。这个移动地图显示器也被叫做多功能彩色显示器(MPCD),是区分这两架战斗机的主要特征。“大黄蜂”的多功能彩色显示器能向飞行员提供威胁信息、友军位置、地图参考和导航数据,增强飞行员的态势感知能力,显著提高战斗力,如果没有这个显示器,飞行员的脑力负荷就会加倍。

如果多功能彩色显示器出了故障,一些比较资深的“大黄蜂”飞行员(包括我在内)就会降落并在修好前拒绝再飞该机。只有一些较新批次的“蝰蛇”升级了显示器,具有了“大黄蜂”现在的能力。

我发现“大黄蜂”的航电设备都远优于我飞过的其他飞机,唯一的例外就是“超级大黄蜂”,后者又增加了两个显示器。

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希腊空军F-16 Block52+的座舱,只有两个小尺寸MFD

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F/A-18C的座舱,最下方的多功能彩色显示器对飞行员的态势感知十分重要

F-16的两侧控制台也没有如“大黄蜂”那样进行良好规划,有些开关难以触及。大多数情况下这并不影响正常操作,但在紧急情况下可能会拖慢飞行员的反应时间。

举个例子,“蝰蛇”的油门杆推入加力位置后挡住了一个发动机控制开关,而这个开关的作用是在发动机出现某些故障时切换到备份的电子发动机控制。

如果在起飞后不久发动机出了上述故障,那么飞行员在油门杆底下摸索这个开关可能会延误时机。

“大黄蜂”的两侧控制台经过了很有逻辑的分组,环境控制系统的控制面板、电气控制面板和照明控制面板都自成一区。而“蝰蛇”左控制台上的飞行控制开关、电气开关以及燃油转换开关都混在了一起,全集中在一堆。

我在完成了大约十几架次模拟器练习和实机飞行后,才适应了F-16的正常和紧急操作程序,我感觉“蝰蛇”的座舱布局还有待优化,而“大黄蜂”的座舱布局从一开始到现在变化并不大。

F-16 VS F-18:侧杆与传统中置操纵杆

“大黄蜂”和“蝰蛇”都采用了线传飞行控制系统,也就是说飞机由一组“活”在飞行控制计算机里的飞行控制律程序控制,我深情地称之为“乔治”。

也就是说是乔治在驾驶飞机而不是飞行员,飞行员告诉乔治他想这样飞,乔治通过计算后把相应操纵翼面偏转到需要的角度,满足飞行员的要求。

两种飞机在飞控系统上的最大区别就是“大黄蜂”采用了传统中置操纵杆,计算机通过感测杆量来搞清楚飞行员想怎样飞;而“蝰蛇”采用了侧杆,计算机感测的是杆力。

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F-18的中置操纵杆感测的是杆量,下方有粗壮的转轴

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F-16的侧杆就简洁多了

你需要一段时间来适应侧杆,一旦你适应后就能体会到侧杆的优点。F-16的侧杆手感自然,握起来就像一个融化的糖块,可以方便触及16个HOTAS控制器中的9个。

右侧座舱壁的两个完全可调前臂托起到稳定并托起飞行员手臂和手腕的作用,在出现颠簸时或在狗斗中,飞行员的手臂就不会误碰下方操作台的开关了。在最初的设计中,“蝰蛇”的操纵杆是固定不动的,只是感测飞行员施加的杆力。

但经过早期试飞后,人们发现这种死杆过于敏感,于是改进了能晃动1/4英寸(6.35毫米)的操纵杆,增加了一个很小的死区和一个正常启动力矩,提供更接近传统操纵杆的手感。

F-16侧杆的操纵协调是相当不错的(需要均匀施加俯仰和滚转压力),但与感测杆量的操纵杆相比,在滚转操纵中很容易混入不需要的俯仰操纵,反之亦然。

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臂托是一个很实用的设计

我的第一位“蝰蛇”教官预测我起飞时会出现过度拉起和右翼下垂现象,他果然说对了。出现过度拉起的原因是飞行员已习惯在起飞速度时“拉杆并等待着什么事发生”,当我在145节(269公里/时)拉杆时,由于侧杆只能向后移动1/4英寸,所以在习惯驱动下我施加了更大的杆力。

由于缺乏经验,我并不知道到底要用多大力拉杆,所以可能施加了两倍杆力。经过半秒延迟后,机鼻突然响应我的输入,爬升角达高达近10度,同时右翼下垂约10度。

我松了一下杆,飞机保持10度爬升角,然后柔和改平机翼。我的教官丹莱中校拥有3000多小时的“蝰蛇”飞行经验,他说在飞行员换装F-16时,在起飞中出现飞行员诱发振荡(PIO)是常事。

F-16 VS F-18起飞性能

在我看来,“蝰蛇”的最大优势是蛮力:它有很多马力,在一个寒冷的冬日早晨驾驶一架通用电气发动机的大嘴“蝰蛇”全加力起飞时,你能感觉到屁股被狠狠踢了一脚,力度仅次于从航母弹射起飞。

该机的正常起飞推重比达1.2,只需365米跑道就能加速到165节(305公里/时)升空。如果此时没有关闭加力,那么飞机飞出仅3.2公里后就能破音障,加速性能令人难以置信!

如果不是因为“蝰蛇”机腹中线挂了副油箱,过载被限制在7G以内的话,我能轻松做一个9G垂直拉起,而且一边垂直爬升一边加速。

现在我已经快速爬升到4500米,改平后速度仍有350节(650公里/时)。“蝰蛇”的加速性能秒杀空中的一切物体,当然包括“大黄蜂”。

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安装通用电气发动机的大嘴“蝰蛇”就是一台暴力机器

为了准确比较“大黄蜂”和“蝰蛇”的性能,我又驾驶“大黄蜂”从同一跑道全加力起飞。“大黄蜂”以相同速度升空需要比“蝰蛇”多60米的跑道。在飞越跑道末端时,“大黄蜂”的速度只有330节(611公里/时),而“蝰蛇”是500节(926公里/时)以上。

“大黄蜂”在空速下降前的最佳爬升角是45度,我在200节(370公里/时)拉平。“大黄蜂”的推力不足一直倍受批评,这点的确没错。

当飞行员进入战场时,推力总是越大越好,而且推重比越大越有乐趣,但大推力不一定是具备要求,这要取决于飞机的其他特性。

“大黄蜂”机队与“蝰蛇”一样也安装着不同的发动机型号,但即使有着两台8165千克推力GE-F404-402“大发动机”的型号,在直线加速比赛中也敌不过“蝰蛇”。

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“大黄蜂”因推力不足一直倍受批评

起落架收起后,“蝰蛇”的飞控系统能自动从起降增益模式变为巡航增益模式,飞控对相同杆力做出不同的反应,降低了飞机在低空低速飞行时出现飞行员诱发振荡的概率。

“蝰蛇”开加力加速惊人,的确就像狠狠被踢了一脚!越飞越快,越飞越快,随着速度的增加,固定几何形状进气口也更有效率。我在600米对地高度和300节(555公里/时)关掉加力时,“蝰蛇”仍在继续惊人加速。

即便只开军推,“蝰蛇”仍能轻易以15度爬升角维持350节(640公里/时)的爬升速度。另一边,“大黄蜂”的加速较平稳,以军推也能迅速进入15度爬升角的300节(555公里/时)爬升剖面。

但“大黄蜂”爬升到3000米高度时,爬升角需要降低到约5度才能保持350节(640公里/时)的爬升速度。

一旦升空后,“蝰蛇”飞行员可以始终保持在350-400节(640-740公里/时)的速度范围内飞行而不必担心燃油消耗过快。“大黄蜂”飞行员想要保证足够备用燃油的话,那么最好飞在300-350节(555-640公里/时)区间。“蝰蛇”的滚转速率比“大黄蜂”稍快,干净外形的“蝰蛇”做一个全副翼滚转会让人难以忍受(大约每秒360度),当然干净外形“大黄蜂”的滚转也令人印象深刻(滚转速率约是“蝰蛇”的2/3)。

“蝰蛇”侧杆有个不错的功能就是飞行员简单松开侧杆就能迅速精确捕捉坡度角,因为飞控在松手时就冻结了姿态,甚至在最大速度滚转中也不例外,令飞行员在向着一个目标滚转时很得心应手(无论空中目标还是地面目标)。 “大黄蜂”的滚转控制同样精确,但需要多点技巧。该机的飞控系统在巡航时处于过载指令(G-command)状态,无论飞机处于什么姿态,飞控系统都会进行持续配平以维持1G过载。

举个例子,如果“大黄蜂”飞行员滚转进入倒飞并松开操纵杆,那么飞控就会拉出一个渐进的倒飞俯冲以维持1G过载,而在“蝰蛇”上做同样操纵只会让你被倒挂在座椅上,因为飞控系统没有感测到任何输入,所以“蝰蛇”会继续保持倒飞姿态。

“大黄蜂”的过载指令曾让一些换装飞行员在空战机动中闹了笑话,一些“雄猫”飞行员在机鼻高高抬起的低速姿态时按老习惯松开操纵杆,老F-14会在约100节(185公里/时)改平,而“大黄蜂”的飞控会继续拉杆以维持1G过载。

“蝰蛇”的滚转很棒,但如果控制不好就容易增加不必要的过载,这是因为飞行员向一侧压杆时一不留神就会混入拉杆操纵。我在刚开始训练时就掌握不好,当时完成一个恒定1G的纯最大速率副翼滚对我来说是一个挑战,做这个机动时机鼻会稍微上仰,然后划过一道柔和的弧线,机身随之翻转过来,在整个过程中飞行员的屁股都能和座椅保持接触。

我开始做这个动作时,由于混入太大的拉杆力量,滚转中达到了2G过载,第二次尝试时我做了一些调整,使过载有所降低,但又降到了约0.5G。好在我学得很快,最后终于能不混入拉杆操纵进行最大滚转了。

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如果操纵不当,F-16在做9G水平转弯时容易出现坡度振荡

我开始训练时,做最小半径或最大过载水平转弯时也会混入不必要的副翼操纵。我第一次做9G水平转弯时,机翼一直在两个坡度角间来回摆动。“蝰蛇”的侧杆在纵轴上最大只能感测到11.34千克杆力,也就是说无论是处于什么速度,你拉杆力量达到或超过这个值,“蝰蛇”都会做出9G的最大过载。

显然,我一定是在大力拉杆中无意混入了横向操纵了,造成不必要的坡度角变化和随之而来的坡度振荡。在尝试了更多的9G水平转弯后,我学会了减小杆力,让过载平滑逐步增大,最后我在做9G的360度转弯时能把高度变化控制在30米内。

“蝰蛇”毫不费力维持9G过载的能力可能会伤害到飞行员,尤其是在低空时容易出现出现黑视甚至昏厥。即使机身可以承受9G过载,“大黄蜂”的飞控软件把过载限制在7.5G以内,只有一些外销型以疲劳寿命为代价放开到9G。

我驾驶“大黄蜂”狗斗时很少飞到7.5G,因为我一般在第二次交汇后就会抵近用机炮射击,以牺牲空速为代价换取机鼻指向。

F-16 VS F-18低速特性

没有一种战斗机能在近距低速、刺刀见红的狗斗中比F/A-18“大黄蜂”做得更好,也许只有“超级大黄蜂”列外,但后者属于另外一个故事了。

“大黄蜂”能进行高达50度迎角的平飞,在25度时也有很大的俯仰、滚转和偏航操纵裕度,35度时才达到升力限制。大多数观众都会惊讶于“蓝天使”表演的“大黄蜂”低速通场表演,要知道这才是25度迎角的120节(222公里/时)平飞。你不用担心讨厌的偏离趋势,万一飞行员失去对飞机的控制,最好的恢复程序就是双手抓住毛巾架(座舱盖弓上的两个在弹射起飞时使用的把手)。

而“蝰蛇”的飞控软件里设置了25度迎角限制器,如果挂载了空地武器,那么可用迎角就更小了。“蝰蛇”在转弯中撞到迎角限制器后,机鼻就停止跟踪目标了,在这种情况下,你应该扔掉对地武器,用强力发动机恢复速度,而且要立即进行。

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“蓝天使”F-18低空低速大迎角通场

“大黄蜂”能以100节(185公里/时)35度大迎角姿态做一个“回旋”机动,调转机头方向,看起来像一架喷气式战斗机在做一个1/4滚转的榔头机动。对于观众来说,这看起来有点难以置信。“大黄蜂”变慢的能力比我飞过的任何战斗机都要强(高能量流失率),而变快的能力(较低的加速性能)比我飞的任何战斗机都要弱。

你驾驶“大黄蜂”参加一场近距狗斗时,经过一次完全中立的交汇后(两机以同一高度迎头对冲),很难不获得开第一枪的机会。我开“蝰蛇”的队友们告诉我和“大黄蜂”交战时,犯错的余地很小。

“蝰蛇”击败“大黄蜂”的最佳办法是让“大黄蜂”慢下来,而自己保持能量,凭借卓越的推重比远离“大黄蜂”,然后从上方实施攻击。作为一名“大黄蜂”飞行员,虽然我从来没有输给过“蝰蛇”,但我坐上了“蝰蛇”后也会选择与他们同样的战术。

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F-18回旋机动分为垂直回旋和水平回旋两种,这是其中的垂直回旋

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这是水平回旋

F-16 VS F-18:降落

当我把“蝰蛇”的起落架放下准备降落时(飞行员唯一要做的就是降低起落架手柄,而其它操作都由系统自动进行),飞行控制系统转为对俯仰速率指令和迎角指令进行混合控制,飞机自行配平到近11度迎角,飞控维持住该迎角。以我的经验来看,“蝰蛇”是一种俯仰轴非常敏感的飞机,尤其是在降落拉平时。

虽然驾驶“蝰蛇”降落很容易,但要完成一个完美的落地就远非易事了。你要用油门杆控制空速,用侧杆控制下滑道(至少在功率曲线前端时)。你在五边必须非常小心地使用油门,因为推力巨大的通用电气发动机很容易让飞机迅速加速从而超过标准进场速度,然后就沿跑道飘上400米再降下来。

而如果飞行员让降落速度低于标准速度,那么触地时可能会擦到尾喷管或使起落架重重砸在跑道上,然后飞机被反弹到空中,而且低于最小飞行速度(这很糟糕)。

驾驶“大黄蜂”降落就更容易了,该机以给定速度自动配平,你只需用油门控制下滑道直到以198-213米/分的下沉率触地就行了。这两架飞机的平显都能显示飞行路径标记(FPM),告诉飞行员飞机要向哪里飞行。

飞行员想在跑道的哪个位置接地,只要把飞行路径标记对准那里就行了。在“大黄蜂”上,油门杆是对准飞行路径标记的主要控制器,而“蝰蛇”是侧杆。“大黄蜂”着舰时的平均垂直过载约2.7G,勾住一条拦阻钢缆后的纵向减速过载为4G左右,着舰实际上就是精确控制的坠落。

双发“大黄蜂”很容易通过一次调节一台发动机的油门来保持下滑道,对着舰来说这种精确的下滑道控制是非常方便的。作为一名海军舰载机飞行员,我的“蝰蛇”降落拉平并不是最好的,一般会反弹一到两次,不过我听说这也不错了。

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F-16在降落时很容易发生弹跳

飞行员报告F-16 VS F-18结论

经常有人问我,“你最喜欢其中哪一架?”答案很简单,我用这个比喻来回答:F-16“蝰蛇”就像道奇“蝰蛇”,F/A-18“大黄蜂”就像雷克萨斯。如果我想绕着城市巡航,体验纯粹的加速性能,就开“蝰蛇”;如果我想驾驶豪华车来一场长途旅行,就开雷克萨斯。

飞“蝰蛇”肯定更有乐趣,但我只想驾驶“大黄蜂”参加作战。主要决定因素是“大黄蜂”的座舱、航电设备控制器和显示器都有着卓越的人体工程学设计,在我飞过的喷气式战斗机中,在这方面唯一比“大黄蜂”更好的是F/A-18E/F“超级大黄蜂”。

另一个重要因素的是“大黄蜂”的抗战损能力,在1991年的海湾战争中,一架“大黄蜂”被地空导弹击中尾部一侧,仅靠剩下的一台发动机仍安全返回基地。

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拥有速度是不错的,我也希望“大黄蜂”的速度也能更快些,但我在这架飞机中建立起来的信心仍然很高。随着我与经过各种升级的和不同批次的“蝰蛇”更多接触后,我也越发欣赏它的能力。重点在于:如果我是坏蛋的话,我不想与其中任何一架交战。

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