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50年前首飞的F-16,为什么今天还没有过时?

巴基斯坦F-16在印巴空战里打酱油,不是因为F-16不好使,而是因为歼-10C实在太好使。不过F-16依然是战斗机历史上的里程碑。 1974年2月2日,YF-16首飞成功,日后发展成F-16战斗机。50年来,F-16成为美国最成功的战斗机,也成为至今战斗机世界最有影响的战斗机。 1974年首飞的YF-16至今在战斗机世界有巨大影响 F-16首飞成功是拐点时刻。此前50年是航空技术爆炸性发展的50年,此后50年的航空技术发展速度显著放慢。在1974年,很难想象1924年首飞的战斗机还在博物馆之外的任何地方蹦跶。但在2024年,F-16依然在很多国家作为第一线战斗机使用,后期型号F-16还在生产和交付中,乌克兰则在为接收第一批早期型号F-16而雀跃。 就航空技术而言,F-16在多个方面是划时代的: 1、 以空战理论确定战斗机的基本设计 2、 使用翼身融合体以改变单纯依靠机翼产生升力的传统气动设计 3、 放宽静稳定性以降低阻力、提高机动性 4、 使用电传操纵系统实现敏捷、无忧虑的飞控 5、 使用侧杆操纵帮助高g机动时的飞行员操纵 6、 使用高点座舱和气泡式座舱盖以增强飞行员抗过载和改善视野 50年后,航空技术在各方面都得到深入发展,但是可以说,21世纪的战斗机很少有完全不受F-16影响的。 在F-16之前,人们也设计战斗机,但基本上是从现有航空技术能达到的最快、最高、最敏捷等单纯技术指标方面入手。在50年代后,再加入最强大的雷达和武器系统。那时的思维是:有了“最好”的战斗机,战术使用“自然”会跟上。F-16是第一种从空战理论出发的战斗机。 “百系列”战斗机是技术主导的时代 “十系列”就是战术主导的时代 美国空军的约翰·博伊德依据朝鲜战争期间的亲身经验和后来的广泛、深入的空战研究,提出能量机动理论:战斗机的速度、升限、转弯半径不再是最重要的,能量才是最重要的。从能量机动出发,战斗机需要低翼载和高推重比,以获得优秀的稳盘、爬升率和加速性。从此,“怎么打”决定了“要什么”,而不是简单、盲目的“什么性能我都要”。 能量机动依然是战斗机设计的重要原则,现在还要加上隐身,并在基本设计层面上就有机地融入信息化、网络化、全域化和有人-无人组队作战的理念,而不是把这些作为“硬件飞机”成型后的“软件叠加”。但以先进的作战理论而不是以航空技术的绝对前沿主导战斗机的设计,这是从F-16开始的。 能量机动要求时刻保持在最高能量状态,这不仅需要强劲的发动机,还需要高升力的气动构型。在传统上,机翼负责产生升力,机体负责装载有效载荷(包括飞行员),除了结构上的对接,两者井水不犯河水,顶多在机翼与机体的对接处有圆滑倒角,减少局部不利气动干扰的作用。 F-16首先采用高度圆滑、饱满的翼身融合体,机翼上表面气流流场通过翼身融合连贯成整体,减少了倒角涡流引起的阻力,还通过改善面积律分布而降低跨音速阻力。 F-16率先采用饱满、圆润的翼身融合体,如今已是各国战斗机的标配 在大迎角状态下,宽大的翼身融合体本身就形成中央升力体,产生升力。换句话说,中央升力体可以看成特别肥厚的“机翼”。米格-29就是这样的,在大迎角状态下,中央升力体可以产生高达40%的升力。当然,与F-16的单发-半筒体下表面相比,米格-29的双发之间的中央隧道是更加有效的中央升力体。 翼身融合体的圆滑、饱满表面还有利于雷达隐身,尽管翼身融合体最初并无隐身考虑。在隐身时代,多面体隐身是在计算技术尚且不发达的时候的事,F-22用连续可变曲率机体表面在隐身和气动之间达到最优,结果是翼身融合体更加平整、光顺,上表面的中央隆起很小,F-35也一样。 F-22的下表面也采用翼身融合技术,宽大扁平的双发进气道-发动机舱和外倾的侧壁形成有效的中央升力体。F-35是单发,但也通过加宽的侧弹仓和外倾的侧壁形成同样宽大扁平的中央升力体。 翼身融合体还提供额外的机内容积,这意味着额外而且低阻的油箱空间。不管是什么战斗机,燃油永远是多多益善的。借鉴翼身融合体的思路,保形油箱也产生了,以较小的气动阻力代价,增加了很大的油箱容积。 翼身融合体还在成为新概念飞行器的基础。飞翼具有最高气动效率的优点,但飞翼气动控制力臂短,机内容积低矮而不便利用,还相对于传统的筒体-机翼构型,在制造上更加复杂。 翼身融合体进一步发展,就成为翼身融合体飞机,具有巨大的发展前景 翼身融合体进一步发展后,成为新型的翼身融合体飞机(BWB),机体更加深度地与机翼相融合,形成扁平、宽大的中央机体。平尾直接安装在机尾的“鸭尾体”,甚至取消传统的平尾。垂尾方面要么索性无尾,要么用宽间距外倾双垂尾。这样的翼身融合体在总体气动构型上相当于飞翼和传统的筒体-机翼飞机之间的过渡构型,也因此具有接近飞翼的优点,但在内部保留筒形机体的中轴线主要承力结构和机翼结构,只是外部用保形蒙皮形成

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