本文原载于《兵器》杂志2004年11月刊。本次转载时经重新二次内容完善及编辑、补充部分插图和整理,以与同好共同分享。个人认为《兵器》杂志是一本专业、客观的军事杂志,推荐持续订阅,丰富自身的军事知识。转载其上的一些年代比较久远的文章主要是想让读者以另一种比较独特的视角审视曾经的事物和观点。
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续上期:上一期介绍了能量空战的起源以及一些简单的能量空战战术。本期将介绍复杂的能量空战,并试着探讨一下能量空战战术与能量机动理论的未来。
能量与角度的综合复杂
视距内格斗中的机动
在上期的两个例子中介绍了在两种简单的近距离空战模式中的能量运用,并且得出了以下的结论:战斗机应当拥有出色的增加能量能力(正能量优势)和释放能量能力(负能量优势),这样才能在空战中主动地控制自己与敌机的位置关系。在大多数空战中,作战双方总是不同种类的战斗机,技术上的差别必定会带来在能量性能(推重比)上或者角度性能(转弯速度)上的差距,因此,双方飞行员都会尽量发挥自己战斗机的优势性能。
视距内格斗空战总是由一些固定的机动动作组成,我们称之为BFM。组成BFM的动作有些适合于角度战斗机,比如小角度盘旋;有些则适合于能量战斗机,比如大迎角爬升;更多的一些复杂动作,比如桶滚、筋斗、急跃升反转下滑,半滚倒转等同时取决于能量性能和角度性能(这里暂且不讨论类似于苏-27、苏-37等战斗机的超机动动作),而所有的动作毫无疑问都是消耗能量的,在EM理论中它们的区别是不同的,动作消耗的能量也不同。
我们知道,从能量机动理论出发,空战的胜利取决于飞机对能量变化率的控制能力,变化率大的飞机通常能取得优势,因此,能量战斗机将更多地发挥发动机的性能,通过对推力、阻力的调节来控制空战节奏;角度战斗机则会谨慎地通过复杂的BFM来达到同样的目的。需要注意的是:一架角度性能优秀而能量性能低下的战斗机应尽量避免过大的损失能量,因为它的能量补充能力不足(正能量优势不足),一旦失去速度很容易陷入被动。
空战进入喷气时代后进入视距内格斗的时间变得越来越短。从一些战例来看,除了那些一次攻击成功的例子(多为偷袭成功或者对方的飞行员太笨)外,缠斗的复杂性和随机性增加了;而由于飞机性能的提升,在活塞时代一些无法想象的动作现在也出现了;更糟糕的是超视距导弹显然无法解决所有的空战。
那么如何面对越来越复杂的视距内格斗呢?在空战中飞行员无法作太多的思考,往往是根据经验来决定动作。很显然EM理论应该始终存在于飞行员的大脑中,并以此理论来指导自己的BFM,这样才有可能战胜对手。
越南空战中北越空军的米格-17曾一度是与美国海空军战斗机角逐的主力,美方的主力战机是F-4“鬼怪”系列战斗机。米格-17拥有较低的翼载荷,机翼后掠角不大,飞机体积较小,重量较轻,但是推重比并不大,可以说是一种典型的角度战斗机;而F一4"鬼怪”则是一种双发、双座重型战斗机,推重比较大,同时也比较注意飞机的机动性,是一种能量与角度性能结合较好的战斗机。
根据美国对米格-17试飞后得到的对比结论来看米格-17在低空低速条件下拥有对“鬼怪”的角度优势,其盘旋能力明显占优;而“鬼怪”则在中等高度、中等速度以上对米格-17拥有角度优势,并在所有情况下都具备正能量优势(因为推重比较大),加速性能和爬升性能都优于米格-17,总的来说,F-4”鬼怪"战斗机的机动性能优于米格-17。
虽然美国通过一系列研究试验总结出了对付米格-17的战术(在上期中提到过的垂直战术),但是米格-17依然获得了令人瞩目的战绩,战斗并非是一边倒的。让我们通过一个现代空战史上极为经典的一个战例来看看EM理论在复杂视距内格斗中的具体表现。
1972年5月10日,隶属于美海军VF-96中队的飞行员兰迪·“公爵”·科宁汉姆少尉和他的雷达操纵员威利(绰号“爱尔兰人“)驾驶一架F-4B”鬼怪”战斗机从越南内陆飞向停泊于北部湾的“星座”号航空母舰。不久之前他们刚刚在一场大规模空战中击落了两架米格战斗机,此时正在返航途中。
在3000米高空,“公爵”发现前方稍高的地方冲过来一架米格-17于是他将机头正对米格径直飞了过去,打算来一个近距离交错,以避免米格获得一定的角度并占据“鬼怪”的6点钟位置。这一招在训练中经常被使用,通常美国海军用A-4攻击机来模仿米格-17。然而这显然是一个错误:米格-17机头闪烁着冲了过来,与A-4不同,米格的脑袋上也有机炮,它直接开火了。此时“鬼怪”飞行员们并不知道,驾驶这架飞机的是北越空军著名的“东”上校。据传他的飞行如同影子一般神秘莫测,到这天为止已经干掉了13架美机。根据其名字的发音和令人恐怖的战绩美国飞行员通常称他为“坟墓”上校。
“公爵”立刻施展熟悉的垂直战术。他拉起“鬼怪”的机头作了个6g的跃升,呈垂直状态向上飞去。他确信这架米格会像其他米格一样半途中掉落下去或者干脆进入水平盘旋。然而当“公爵”从座舱中向后看去时他大吃一惊:这架米格紧紧跟随,距离不到100米。“公爵”形容说:“我开始感到麻木,胃里翻天覆地。在跃升2000多米的过程中,这家伙眼中没有流露出一点恐惧。”显然,“坟墓”上校很清楚美国飞机的那套把戏。推测他是从较高的地方俯冲下来以增加速度、积累足够的能量的,这样他就可以在预料中的“鬼怪”爬升中将动能转化为足够的势能跟上“鬼怪”,挫败美国人的垂直战术。
“鬼怪”此时也几乎消耗完了能量。“公爵”打开加力超越米格。但他立刻意识到这么做是多余的,于是留出了足够的射击距离给米格。虽然米格在垂直层面很难瞄准,但是当“鬼怪”飞越顶点时“坟墓”上校依然开火了,不过这次射击没有击中“鬼怪”。“公爵”发现“坟墓”准确地预测到了他的飞行路线,于是被迫向旁边滚转。这时米格准确地来到了“鬼怪的6点钟方向。
此时,两架飞机均处于较低的速度状态,从能量的角度看两架飞机基本对等,米格-17依靠其出色的角度性能完成了一次完美的占位飞行,如果米格-17有导弹的话,这场空战可能就会结束了。不过,从另一个角度看,如果“公爵”开加力后不是飞越顶点而是继续爬升呢?由于缺乏速度的数据,我们不能断定他们当时是否有可能这么做,但如果此举可行,那么米格-17会因为丧失能量而下坠。“鬼怪”面临的危险则是米格可能射出的一串炮弹,但它将完成垂直战术的意图。
“坟墓”从后面瞄准了“鬼怪”。“公爵”压低机头开始俯冲加速,米格在他的4点钟方向。“公爵”冷静地观察,等到米格也压低机头向自己俯冲的时候,他拉起飞机并滚转保持与米格的目视接触。这一招使米格冲前。“鬼怪”处于米格的5点钟方向,但由于角度差,“公爵”无法发射导弹实施攻击。接下来“坟墓”使出了同样的招数。空战进入了典型的垂直滚转剪刀状态。当“公爵”第二次拉起滚转时,他意识到双方的速度都已经减为100米/秒左右,在这个速度区域米格-17具备绝对的角度优势,于是他没有接着进入剪刀曲线,而是通过俯冲并直线加速脱离,与米格拉出了约3.2千米的距离,脱离了米格的攻击并积蓄能量。
在这段滚转剪刀的机动过程中双方的能量释放过程几乎是一样的,都是通过拉起减速促使对方前冲以形成较好的射击为止。然而角度差始终让双方都无法达成射击条件,在两次滚转剪刀轮换完成后,双方的能量都已经消耗掉很多,没有谁拥有能量优势。在这种条件下米格的角度优势则很明显成了空战中的关键砝码,而“鬼怪”也很聪明,没有继续纠缠下去,而是采取了能量战术暂时脱离攻击。”坟墓”上校则因为没有空空导弹而无法利用这个机会。需要注意的是:如果双方都是装备了空空导弹的战斗机,则“鬼怪”可能已被击落两次了。
“鬼怪”再次正面飞向这架坚定的米格-17。“坟墓”很有经验,始终保持高度高于“鬼怪”。由于角度上的偏差,这次“坟墓”没能正面开始射击。“公爵”再次使出垂直机动的招数,“坟墓”紧跟在后。形势似乎和空战刚开始时一样了。这次“公爵”打算冒险赌一把。当观察到米格紧跟其后时他猛然将减速板打开,同时将油门收回,“鬼怪”的速度骤然减了下来。米格冲前了!“公爵”看到它一边射击一边超越了自己。此时“鬼怪”以60°迎角爬升,速度只有77米/秒,处于失速边缘。
利用正确的减速战术,“公爵”少尉顺利进占“坟墓”上校的后半球位置。
“公爵”将加力开到最大以保持位置。他发现“坟墓”打算通过一个滚转来完成高速Yo-Yo动作以回到“鬼怪”的后半球。于是“公爵”将“鬼怪”滚转至米格视线不及的一侧,米格也再次滚转企图保持对“鬼怪”的视线接触。然而,“坟墓”已经落入陷阱了。由于米格-17动力不足,此时它已经没有足够的速度来完成这个滚转。它失速了,“公爵”看到米格的右边机翼突然下沉了一下,然后机头下坠,越过顶点开始笔直俯冲加速。这时,“坟墓”也意识到自己身处险境而无法继续攻击。他现在必须尽快积蓄能量。
然而,此时“鬼怪”已经来到了米格的7点钟方向。“公爵”紧紧跟着前方的米格,然后在1000米距离、1200米高度上发射了一枚“响尾蛇”导弹、并大声喊道:“FOX2!”(根据条令,发射“响尾蛇”导弹时应当发出此呼号以提醒空域中的友机,发射雷达制导导弹时的呼号是:FOX3)非常幸运,这枚导弹并没有被地面的热信号所干扰。它径直飞向米格,并且在“公爵”打算发射最后一枚“响尾蛇”前命中了米格-17。“坟墓”被击落了。
在这最后一个回合的较量中,老谋深算的“坟墓”上校由于过于相信自己的经验而落入了“公爵”的能量圈套。“突然减速”成了“公爵”的致命赌局。很幸运他赌赢了。虽然米格在低速时拥有角度优势,但是当用尽所有的能量后它丧失了速度,其角度性能也无从发挥甚至导致失速。此时能量优势成了决定性因素。最关键的在于:米格不具备正能量优势,但“鬼怪”却具备,于是“坟墓”输了,其天空*手的生涯也被终结。
全向导弹的时代
能量战术何去何从?
随着越南战争接近尾声,第二代喷气式战斗机的发展达到了顶峰,与此同时,在越南与中东进行的大量空战也为新的空战理论奠定了基础。事实证明空战还远未达到用一个指头按下按钮就能结束战斗的地步,视距内格斗依然是空战的重要组成部分。
新的理论反过来又影响了战斗机自身的发展。1972年美国第三代喷气式战斗机的第一个成员——F-14"雄猫”战斗机呼啸着从甲板上跃上蓝天,次年便来到越南上空开始巡逻,从此预示着空战即将进入一个全新的时代。
1977年以色列空军迎来了第一架F-15“鹰”式战斗机,很快这些天空中新一代的主宰便开始巡游在阿拉伯半岛湛蓝的天空中。1973年赎罪日战争中,以色列空军的F-4“鬼怪”一度遭到了“萨姆”导弹的重创,现在F-15的到来使得以色列空军跃跃欲试,试图找回往日的尊严与荣耀。
1979年6月27日,这一天对以色列飞行员曼尼来说是一个难忘的日子。几年前当他在美国接受F-15战斗机的时候,曾夸下海口一一要第一个用F-15击落敌机(如今这个牛皮已经成为了飞行员们一个颇带有神圣味道的期盼)。几个月后叙利亚和以色列的边界纷争颇有升级的迹象。越来越多的米格战斗机升空阻截以色列战斗机对黎巴嫩真主党的空袭。这一天,以色列空军终于下定决心要在空中大开*戒了。
由曼尼、本尼带队的4架F-15和另一中队的2架F-15和2架“幼狮”战斗机组成的猎*小队潜伏在贝鲁特以西地中海上空的云层中待命,掩护以色列另一队A-4攻击机在黎巴嫩执行空袭任务。A-4在完成攻击任务后再次佯攻,终于使得徘徊在附近的叙利亚米格-21机群上当冲向A-4机群。
潜伏在高空的F-15和“幼狮”呼啸而下,迅速加入战区,开始对米格-21实施攻击。曼尼看到一架米格-21B从前方侧转盘旋,企图咬住另一架F-15的6点钟位置。他立刻盘旋占位。F-15拥有比米格-21好得多的盘旋性能。曼尼来到这架米格的后方,发射导弹将其击落,从而实现了他已经吹了三年之久的牛皮,这也是F-15战斗机的第一个击落记录。紧接着,本尼、祖瑞击落了第2、3架米格,另一中队的一架F-15和一架“幼狮”也各自击落了一架米格-21。剩余的米格撤出了战斗,以色列空军飞机也随之返航。
此战揭开了长达近两年的黎巴嫩上空争夺制空权战斗的序幕。据以色列记载,在21个月的时间里以色列空军共击落了21架米格机,平均每个月1架,其中大多数为F-15的战果。以色列自身在空战中没有损失。其中一架F-15于1981年2月在贝鲁特附近上空首开击落米格-25的记录,但米格-23始终没有被击落。
1982年爆发了两次对现代空战影响重大的空战——贝卡谷地之战和马岛海战。1982年6月9日以色列空军突袭贝卡谷地的叙利亚“萨姆”导弹营,从而引发了自朝鲜战争以来最大的空战。双方200多架战斗机在黎巴嫩贝卡谷地上空穿梭往来。这一天以空军称击落了22架叙战斗机,自身在空战中没有损失。同一年,英国与阿根廷为了争夺福克兰群岛(马尔维那斯群岛)的主权,在马岛附近水域展开了激烈的战斗。英皇家海军的“海鹞”战斗机与阿空军的“幻影”Ⅲ战斗机展开了激烈的空战。虽然阿根廷飞行员的英勇善战为世人所公认,然而空战的结局是惨烈的,近20架“幻影”在空战中被击落,“海鹞”则毫发未损。
不过这两场空战之间还有一些差别。马岛空战主要是“海鹞”拦截前来对英军舰挺发动攻击的“幻影”Ⅲ战斗机和A-4“天鹰”攻击机。这些阿根廷飞机无心空战,只想精确地丢下炸弹,因此很少有真正的空中格斗发生。而黎巴嫩地区的空战则是真正的争夺制空权,空战的进行方式对日后的空战理论产生了重大影响。
那么,在以、叙空战中,战术与从前相比有什么样的异同呢?首先在黎巴嫩上空的空战是传统的平台间空战向系统对抗转变的一个里程碑。预警机作为一种成熟的武器首次在空战中产生了重大作用。在空战的三要素中,以色列飞行员在战场态势把握上占据了绝对优势,而F-15战斗机和精良的训练又使他们在BFM上具备优势,这样一来以色列空军的胜利就不可避免了。
但仅凭这些技术上的因素并不能解释一个令人疑惑的现象,那就是空战的结果呈现出一边倒的趋势。所有的这些空战依然是视距内空战,历史上很少出现这种相差悬殊的空战结果。将叙利亚人和阿根廷人简单地说成白痴显然是不正确的。大量事实显示他们干别的事情并不差。
经过仔细研究后发现,在空战中占优的一方拥有一个明显的技术优势——导弹优势。F-15和“海鹞”战斗机都装备了AIM-9L“响尾蛇”导弹。这种导弹针对越南战争中的“响尾蛇”导弹可靠性不足的缺陷作了多项改进,不但提高了可靠性,而且能在某些条件下实现全向攻击。正是凭借这些全新的导弹,F-15和“海鹞”得以将米格和“幻影”斩落马下。由此我们不禁产生了一个疑问:空战机动是否还像过去那样重要?
现代格斗导弹的性能在几个方面已经大大提高,包括导引头的性能、抗干扰能力、不良发射条件下的发射能力等。这几点使得飞机能够在大过载、大离轴角条件下发射导弹。而更先进的“怪蛇”3、“怪蛇”4、AIM-9X、P-73等系列导弹出现后,飞机能够更加自由地对前半球各个方向的敌机发射导弹,这样一来对战斗机的占位能力的要求就下降了。事实上,根据计算两架拥有全向攻击能力的战斗机很有可能在第一次迎头攻击中就被对方的导弹所击落,长时间缠斗发生的机会很少。
俄罗斯研制的P-73近程格斗空空导弹
在这种背景下,视距内格斗的重点可能将主要在于谁能更快的获得角度优势,从而将机头指向能够发射导弹的方向。由于格斗导弹的性能越来越先进,只要获得一次发射机会就有可能会终结空战。因此飞行员会趋向选择通过快速损失能量来获得更好的角度性能,换句话说,角度战术将比能量战术在空战中被更多地使用。当然,由于视距内格斗事实上变得越来越危险,以后的空军将会尽量避免进入视距内空战,力求在视距外用远程导弹解决问题。
能量机动理论的明天
自从1962年约翰·伯伊德首次提出能量空战理论至今已经过去40多年了,战斗机的发展日新月异,今后的空战是否还会如同骑士决斗般充满激情与荣耀?当格斗逐渐像濒临灭绝的生物一般越来越少,能量机动理论是否还会如同圣典一样被人们所尊敬?我想应该还是如此。能量无处不在。它将始终伴随着空战的脚步。战斗机的能量优势将演化为战斗机 导弹的系统能量优势,优势越明显,战斗机越能决定战局的主动,空空导弹便能从越远的地方更快的打击目标。
能量不灭。能量优势将永远成就空战的荣耀。(全文完)
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