F-16之父,美国飞机设计大师哈里·J·希拉尔克

文摘   2024-12-17 17:52   陕西  
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2009年2月8日,美国空军现役战斗机F-16的总设计师、“战斗机黑手党”创始人哈里·J·希拉尔克在德克萨斯州家中去世,享年89岁。

希拉尔克虽已去世,但由他主导设计制造的F-16却仍在不断改进和发展,是世界上近20个国家或地区空军的主力战机。下面,就让我们来回顾一下这位飞机设计大师和他亲手缔造F-16的故事。

美国飞机设计大师哈里·J·希拉尔克

并不完美的早期设计作品:B-58和F-111

1919年,希拉尔克生于密歇根州弗林特市一户普通市民家庭,幼时的梦想是当一名飞行员,但他有先天性色盲症,注定与飞行无缘。搞不了飞行,以后还想与飞机打交道,那就学飞机设计吧。于是,中学毕业后,希拉尔克报考并如愿进入密歇根大学,学习空气动力专业。因为在当时,全美只有密歇根大学设空气动力学系。这所大学为美国培养了大批航空人才,其中就包括凯利-约翰逊,领导设计U-2和SR-71侦察机的“臭鼬之父"。

希拉尔克大学毕业后进入美国联合飞机制造公司(后被康维尔飞机公司吞并)。有意思的是,尽管希拉尔克现在是以倡导飞机轻量化和研制像F-16这样的轻型战斗机而闻名于世,但他从事飞机设计后,接触到的第一个工程项目却是设计当时世界最庞大的飞机——B-36远程重型轰炸机。B-36研发工作历时5年,希拉尔克在实践中积极求师问教,积累了宝贵经验,并迅速成长为在公司内可以独当一面的设计师。

希拉尔克参与主导设计的第二个项目是超音速轰炸机B-58,但B-58在1959年服役后多次发生事故,加上美国国内“核导弹制胜论”逐步占上风,最后这种飞机1969年全部退役,被封存起来。因此,该机也“有幸”成为美国空军历史上飞行速度最快、退役速度也最快的轰炸机。

紧接着,希拉尔克和他的设计小组研发出了世界上第一种实用的可变后掠翼战斗轰炸机F-111。尽管F-111体现出的超前设计思路对后世影响深远,但这种战斗轰炸机投入越战后,却因操作过于复杂而事故不断。不少前线飞行员都不愿飞F-111,并将它的恶评不断传回国内。这让当时比较偏爱设计重型飞机的希拉尔克陷入深思:到底在什么环节出现了问题?

与通用公司竞争美国空军“轻型战斗机”项目的另一家厂商是诺斯罗普公司,其方案是YF-17

喝茶喝出的设计思路

1964年夏,就在希拉尔克苦思冥想未来战斗机该采用什么设计思路的那段日子,有一天他惯例到工厂附近埃格林空军基地的军官俱乐部喝下午茶。正巧这天,约翰·鲍埃德也在这里,这是个参加过二战和朝鲜战争空战的王牌飞行员,以空战击落敌机速度快而号称“40秒的埃德”,系当时美国空军界一奇人。

当希拉尔克进门时,正好碰到鲍埃德和几个空军军官高谈阔论。希拉尔克不喜欢张扬和暄哗,但俱乐部主人却坚持让他去见一见鲍埃德。起初,希拉尔克并不想多搭理这个得意忘形的家伙,只是礼节性地寒暄了几句。然而当鲍埃德知道对方是飞机设计师,而且领导设计了F-111飞机后,便毫不客气奚落说,

“你们通用公司(康维尔公司当时已被通用兼并)制造的那个F-111也叫战斗机?"

“是的,确切说是战斗轰炸机”,希拉尔克立刻做出反驳。

“你们就懂得按合同造飞机,根本不知道飞行员的感受和需要!"……,“你对战斗机设计屁也不懂”……,“F-111是一头带翅膀的猪”……,一连串难听的话从鲍埃德嘴里脱口而出。而希拉尔克也不示弱,逐一列数F-111的先进性。气氛闹得很僵,两人开始唇枪舌剑,最后顶起牛角、不欢而散。

然而说者无意、听者有心。那次激烈争论后,希拉尔克冷静下来,认真回味鲍埃德那些话糙理不糙的辩言,内心反倒有遇到知音的感觉。几天后,希拉尔克主动打电话给鲍,邀他喝茶。

试飞中的YF-16原型机

在后来的见面中,随着谈话不断深入,希拉尔克开始把自己几十年飞行设计心得全盘托出。而鲍也明白对方并不是单纯的技术狂,他告诉希拉尔克,他在长期飞行和空战中总结的取胜经验就是,打赢空中格斗,还是要算轻型战斗机取胜概率大,其虽没有重型战斗机飞得远、火力也不够强,但更加灵活和便于机动,而这些才是空中狭路相逢谁取胜的真正优势。

希拉尔克和鲍埃德相见恨晚。从这一天起,两人开始了长达几十年的交往。他们开始频繁碰头,通宵讨论。也正是从这时起,希拉尔克明白了真正优秀的战斗机设计,不是要将飞机做得多么大而全,而是要设计前线飞行员喜欢的战斗机。而这也正是后来希拉尔克能设计出F-16这款一代名机的关键。


“战机黑手党”的由来

为了能设计真正意义上的优秀战斗机,希拉尔克请鲍埃德进一步系统总结他在实战中的宝贵经验,为此他甚至利用职权,为鲍调阅了美国空军各种战机的飞行作战数据。

希拉尔克和鲍埃德的执着吸引了许多志同道合者,其中最有帮助的莫过于五角大楼的武器系统分析家皮埃尔·斯普雷和空军航空工程师埃福斯特·理奇奥尼上校。

此后,他们四个人经常在华盛顿特区附近聚会,交流对空战和飞机设计的看法和体会。他们的聚会往往选在周末,地点选在廉价的汽车旅馆里。聚会时气氛十分热烈,他们常常彻夜研究战斗机空战的每一个环节,研究战斗机需要怎样的性能,以及怎样把这些性能要求细化成设计战机时的技术参数,一有新想法就遥控还在埃格林基地的朋友用计算机计算,来验证或反驳自己的设想。这些研究结果日后都成为研制F-16战斗机的基础。

由于他们行踪诡秘,很少与外人交流,有点像“地下工作者”一样,因此他们被航空界的同行称为“战机黑手党”,而他们自己也为有这个绰号而沾沾自喜。

F-16可谓世界上最先问世的第三代轻型战斗机

一代名机F-16战斗机的诞生

在上世纪七十年代初的越南战争中,当时美国空军投入了颇为先进的F-4、F-105战斗机,加上训练有素的飞行员,本想控制制空权。没想到越南飞行员驾驶既没雷达,也没导弹的歼-5等小型战斗机,居然把美国飞机打得落花流水。消息传回,美国空军高层和航空界一片哗然。作为应对之策,1972年美国空军向航空工业界发出了“轻型战斗机”项目的招标计划。由于希拉尔克及其“战机黑手党”团队早有技术储备,他们很快为美国通用公司做出了编号YF-16战斗机的设计方案。

在最初的YF-16设计草案中,希拉尔克曾考虑过4种机翼方案,包括上单翼、后掠翼、变后掠翼以及三角翼。经过风洞试验发现,三角翼的翼载较小,激波阻力也比较小,但诱阻较大,因此率先遭到淘汰,其后平直翼和变后掠翼方案也先后出局,最后选择了经过优化的翼身融合式中单翼,平面几何形状为切角三角形,这种翼型能获得在跨音速范围内的加速、转弯性能以及在较高高度上的升力特性。另外,希拉尔克亦曾为YF-16考虑过双垂尾和单垂尾的构型,后鉴于双垂尾开发风险较高,最后决定以单垂尾加平尾下的两小片腹鳍代替。

1974年YF-16原型机首飞成功。此后试飞阶段里,在多次模拟空战中YF-16比任何现役第二代战斗机的飞行性能都好,尤其机动性能和操纵品质都是第一流的,在模拟空战中可以轻易战胜对手,无论对手是F-4、A-37、F-105,还是苏联米格-17或米格-21。

美国军方经全面对比后认为,YF-16方案性能指标强于另一家参与竞争厂商诺斯罗普公司提出的YF-17方案,而且YF-16部分性能指标甚至接近或超过当时刚刚问世不久的F-15重型战斗机。而由于YF-16自重只有8吨,不及F-15一半,成本也较之F-15减半,这意味着美国空军花一样钱,就能达到重型战斗机两倍效果的战斗机。

经过希拉尔克等人不懈努力,1979年首批F-16战斗机正式装备美国空军。当时法国“幻影”2000、苏联米格-29、瑞典“鏖狮”等机型尚未出现,F-16可谓世界上最先问世的第三代轻型战斗机,其最大速度2120千米/小时,最大爬升率305米/秒,转场航程3890千米,具有9个外挂点,无论机动性能、航程以及武器挂载能力都远远超过当时担当主力的第二代战斗机的水平,其采用的翼身融合体设计、四余度电传操纵系统等多项最新技术也都是引领风气之先,被世界其他各国随后发展第三代战斗机所效仿。

F-16是世界上最成功的战斗机之一

大师已逝,英名长存

希拉尔克1986年从通用动力公司退休。他在德克萨斯州沃思堡的家距F-16生产和总装车间仅10分钟车程,几乎每天,他都要驱车去看新出厂的F-16在试飞区飞来飞去。

在1991年的一次采访中,当有记者问到希拉尔克一生最快乐的事时,他回答说能遇见鲍埃德,加入“战斗机黑手党”,最后能设计出F-16,此三者环环相扣,是其一生最为快乐和自豪的事。在应记者要求评价F-16战斗机时,希拉尔克激动而不无幽默地说,“那是一小撮危险分子创造的奇迹”。





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