【空天少年·航空】首飞50年纪念:F-16 Viper的过去、现在和未来

图片1974年1月20日,YF-16一号机首次飞行,尽管这并非计划之中的。以下是接下来50年发生的事情。今天,2024年1月20日,是世界上最受欢迎、最知名的战斗机之一F-16战斗机首飞50周年。F-16机组人员给它起了“毒蛇(Viper)”的绰号,经过多年发展,如今已成为世界上服役数量最多的战斗机,在25个国家/地区拥有超过2100架现役飞机,如果考算上训练机和非战斗角色,则为2800架。F-16一直是美国空军的中坚力量,现役飞机有935架,占空军战斗机库存的50%。F-16已估计飞行了1950万小时,至少飞行了1300万架次。F-16已生产约4600架,生产线仍在运行,仍有140架积压订单。然而,今天的Viper是一款完全不同的飞机,是F-16从最初的轻型日用战斗机项目发展到现在的多用途战斗机50年演变的结果。

F-16的诞生


     


John Boyd上校被认为是F-16之父,因为他的创新想法促成了F-16的诞生。根据他在战斗中和担任教练的经验,Boyd呼吁开发一种小型、轻型飞机,能够以尽可能小的能量损失进行机动,并且还增加了推重比。1969年,国防部资助General Dynamics公司和Northrop公司研究先进日间战斗机(Advanced Day Fighter)计划的设计概念,最终产生了YF-16和YF-17原型机。GD团队着手以超重和重型有效载荷来换取速度和机动性,开发一种简单、廉价的战斗机,“飞行速度如此之快,转弯如此之快,以至于对手无法用导弹或机枪火力攻击它”。F-16设计团队充分利用新技术,将这些想法转化为当时最先进的战斗机。光滑的混合翼机身提供了额外的升力和控制力,而关键的电传操纵系统则保持了设计的稳定性并提高了灵活性;该飞机还配备了向后倾斜30°的弹射座椅、侧装控制杆、平视显示器和气泡座舱盖,提高了飞行员的生存能力以及视野和控制能力。1974年1月20日,试飞员Phil Oestricher驾驶YF-16一号机在加利福尼亚州爱德华兹空军基地的跑道上进行高达135节的高速滑行测试,以检查起飞前的操纵特性。然而事情却有所不同,Oestricher被迫升空以拯救飞机,一系列大幅振动导致飞机主起落架上多次弹跳并用右侧水平安定面撞上跑道。
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“我们逐渐让飞机滑行得越来越快,并希望更好地了解它的操控方式,”Oestricher解释道。“很少有人知道这一点,但那天我们实际上打算将飞机升离地面。我们的目的是将油门调到军事动力(military power)几秒钟,让主起落架上升几英尺,同时我们沿着跑道走。”“我们遇到了两个问题,”Oestricher接着说。“首先,滚动控制过于敏感,滚动率与操纵杆力的函数关系太大。其次,原型机的排气喷嘴控制线路接错了。你必须在地面上才能使喷嘴大开,所以只要你把重心从机轮上移开,喷嘴就会关闭,从而使空转时的推力增加了一倍。”为了避免飞机失事,Oestricher加大动力起飞,6分钟后在跑道上以宽大的模式飞行后安全着陆。工程师们在当晚就解决了控制问题,而维修工作则花费了更长的时间,但还是在两周后的2月2日如期进行了首次飞行。第二年,1975年1月13日,美国空军宣布YF-16在竞争中获胜,因为它比YF-17运营成本更低、航程更远、机动性能更好,而且还使用了与F-15 Eagle战斗机相同的P&W F100发动机。几个月后,YF-17在同类竞赛中获胜,并被进一步发展为F-18 Hornet战斗机。YF-16也得到了进一步发展,第一架F-16A于1976年12月8日首飞。空军计划订购多达1400架飞机,第一架于1980年10月1日在犹他州希尔空军基地投入使用。与此同时,1975年比利时、丹麦、荷兰和挪威订购了348架飞机,从而形成了两条欧洲生产线。图片

2023年12月20日,隶属于第35战斗机中队的两架美国空军F-16战隼翱翔在印度太平洋上空

不断进化


     


F-16多年来不断升级,最初的单座F-16A和双座F-16B具有不同的结构模块。这些改型包括Block 1、5、10、15和20,其中Block 15是第一个重大修改,包括新的更大的水平安定面。下一个重大升级是Block 25,它促使F-16C/D的名称发生变化,第一架F-16C于1984年6月19日进行了首飞。F-16C进行了许多改进,例如APG-68雷达、多功能显示器、广角全息平视显示器、AGM-65D Maverick和AIM-120 AAMRAAM、新型火控和资源管理计算机。从外观上看,Viper几乎没有变化,但它现在改进了超视距和夜间/精确打击能力。另一个重大变化是替代战斗机发动机计划,空军将发动机订单分配给Pratt & Whitney公司和General Electric公司。这导致了1986年采用GE F110发动机的Block 30和采用P&W F100发动机的Block 32,前者需要更大的进气口,因为它提供更大的推力,因此需要更大的进气流量。这种基于发动机的模块分类至今仍然有效。1988年推出了Block 40/42,由于其改进的夜间/全天候能力,也被称为“夜鹰(Night Falcon)”。该模块引入了LANTIRN导航和瞄准吊舱以及相关的全息HUD(允许使用宝石路激光制导炸弹)、GPS、改进的APG-68V(5)雷达、数字飞行控制和自动地形跟踪。意大利阿维亚诺空军基地的F-16进行了进一步改装,于1995年成为第一架配备夜视镜和改进的数据调制解调器的飞机。1991年,第一架Block 50/52出厂,其中包括雷达、对抗措施和航空电子设备的许多新改进,以及使用当时新的联合直接攻击弹药(JDAM)和联合防区外武器(JSOW)的能力。其中一部分针对“野鼬鼠(Wild Weasel)”角色进行了修改,使F-16能够使用AGM-88 HARM和ASQ-213 HTS(HARM目标系统)执行压制敌方防空任务。有一段时间,这是最后一个生产Block,尽管它不断更新成为Block 50/52+。已服役的飞机也进行了升级,EPAF的F-16A/B机队通过中期更新升级至类似于Block 50/52的标准,对于美国飞机则采用通用配置实施计划2002年交付第一架飞机。与此同时,Block 60也正在为阿联酋开发。这种奇异的变体最初计划成为三角翼飞机,尽管计划后来发生了变化。该飞机配备保形油箱、内部前视红外和瞄准系统、APG-80有源电子扫描阵列雷达、机载自我保护干扰器和许多航空电子设备改进。图片

2023年3月28日,一架F-16 Block 70在加利福尼亚州爱德华兹空军基地上空飞行


2024年及未来的F-16


     


今天,有一个新的改型,Block 70/72 Viper,它既可以作为新飞机生产,也可以作为已投入使用的飞机的升级版生产。Block 70/72是最先进的量产型F-16,配备APG-83 AESA雷达、新的中心基座显示器、Link-16数据链、完整的夜视成像系统兼容性、新的嵌入式GPS/INS和自动地面防撞系统。新型号的生产已转移到南卡罗来纳州格林维尔,离开位于德克萨斯州沃思堡历史悠久的F-16生产基地,沃思堡基地现在专注于生产F-35。到目前为止,已有6个国家选择了F-16 Block 70/72,Lockheed Martin公司表示,目前有135架积压订单。图片Israel Air Force "Red Air"虽然许多旧机身已达到其结构寿命极限并正在退役,但许多机身正在寻找新的用途,例如空军国民警卫队F-16 Block 30现在正在与海军一起执行侵略者(Aggressor)任务,以色列的F-16在训练任务中作为“红色敌军”飞行。即使更多现代飞机开始投入使用,F-16仍将在2050年代继续在世界各地的许多空军中飞行。事实上,尽管F-16正在被其继承者F-35取代,但由于许多国家仍在购买F-16来替换其旧飞机,因此它们将在很长一段时间内仍将翱翔天空。图片
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