为夜间任务而生——小记双座“疣猪”N/AW A-10

原标题:为夜间任务而生——小记双座“疣猪”N/AW A-10

译者注:本文原文发表在2006年1月刊的《空中力量》(Airpower)杂志上,原作者是肯•纽贝克(Ken Neubeck)。译文所配图片有改动。

根据大多数A-10攻击机飞行员的说法,在执行战斗任务时,倘若有泥土之类的污物打到座舱盖风挡上并飞散开来,就说明你飞得太低了。下面所要讲述的,是一个关于近距空中支援和一家飞机制造商徒劳的努力的故事——在一款攻击机的批量生产快要结束的时候,这家飞机制造商试图为该机型注入新的生命。尽管这一独特的尝试最终以失败而告终,但一场在风沙中进行的低空战争向美国空军表明,费尔柴尔德•共和公司研制的A-10“雷电Ⅱ”攻击机还将继续服役下去。

背景概述

自从1975年进入美国空军的装备序列以来,单座型A-10攻击机便一直是棵“常青树”。不过,许多航空爱好者也许并不知道,事实上还制造过一架双座A-10原型机,该机是专为在夜间和不良气象条件(nighttime and adverse weather,缩写为N/AW)下飞行而设计的。此外,围绕着是否要生产一种双座型A-10飞机用作教练机,也发生过一系列思考。

单座型A-10攻击机

单座型A-10“疣猪”攻击机是作为一款昼间作战飞机而设计的,该机在很大程度上需要依赖飞行员目视发现地面上的目标。尽管如此,在这款机型还在研发之中的20世纪70年代初期,其主要用来反击华约集团在欧洲大陆上的威胁。据悉,部署在欧洲铁幕一侧的部队将他们约40%的训练时间都投入到了夜航飞行之中。A-10只有在使用照明弹的情况下才能在夜间作战,但这一点实际上会被夜间人眼目视能力的急剧下降而抵消。因此,面对这种需求,有人便开始评估是否需要研制一型能全天候、全时段飞行的A-10飞机。

从项目伊始,费尔柴尔德•共和公司就希望能应美国空军的要求研发一款A-10攻击机的“升级版”。这一希望基于空军方面于1972年提出的关于A-10武器系统的说明书,里面写道:“该机型在设计上应当考虑到未来发展双座教练型(具备作战能力)、在夜间/不良气象条件(N/AW)下发动攻击的情况。”这一努力原本应当在1978年结出硕果:当时,国防部最终决定投入资金研发一款在夜间/不良气象条件下作战的A-10攻击机,新型号被称为“A-10N/AW”。

尽管对前机身进行了结构上的调整,但双座型A-10攻击机的武器使用能力未发生变化,如机翼下的武器挂点未改变;最重要的是,机鼻内的30毫米口径航炮也未受影响

N/AW型A-10攻击机的研发工作是由国防部和费尔柴尔德•共和公司联合资助的,其中国防部出资500万美元,费尔柴尔德•共和公司出资200万美元。作为该研发工作的一部分,费尔柴尔德•共和公司从美国空军那里借来了第一架用于作战试验与评估(OT&E)的“雷电Ⅱ”(序列号为73-1664),旨在将其改装为一架拉长版的N/AW双座型号。由于费尔柴尔德•共和公司能够在原始设计的基础上进行扩大,因此在这架借来的飞机上开展重新设计的工作量不会多到哪里去。

试飞中的A-10N/AW评估样机

结构调整

对双座型A-10的“再设计”始于1978年4月,地点位于共和飞机公司下属的法明代尔(Farmingdale)工厂。该工作只花费了13个多月的时间就完成了。与常规型A-10攻击机相比,N/AW型的A-10增重2000磅(约908千克),主要是因为后者增加了武器系统军官(WSO)的座舱。额外增加的这个座舱含有与前座舱完全重复的全套设备(仅平视显示器除外),飞行控制设备也完全复制了一遍,额外加上了第二根操纵杆、方向舵脚蹬和油门总成。为了容纳第二个座舱,一些原有的结构被迫移动到了座舱后部;对位于弹鼓上方已有的隔板进行了些许加强,以作为后座舱的底板。“躺”在钛合金澡盆式的座舱装甲盒中时,由于采用了多层三明治式的复合结构,因此能为后座机组成员提供较好的保护。对飞机的尾翼部分也进行了修改,垂直翼面加长了20英寸(约50.8厘米),以便在空气动力学上适应前机身的改变。尽管如此,费尔柴尔德•共和公司的工程师们在试飞中发现,垂直翼面增长的这20英寸有点“过剩”,因此最终尾翼的垂直翼面仅加长了6英寸(约15.24厘米)。

对双座型“疣猪”尾翼垂直翼面的修改如上图所示:之前单座型(左)的翼尖被移除,改成了面积加大的新翼尖(右)。用于评估的那架飞机最初将垂直翼面延长了20英寸,即在原先飞机方向舵的顶端增加了一段翼梁。不过,费尔柴尔德•共和公司的工程师们认为这远远超过了需要,于是最终只将垂直翼面延长了6英寸

与之前的单座型设计相比,双座型的座舱盖发生了显著的改变。原先单座型A-10的座舱盖采用的是单片掀盖式设计,从前端向上开启;双座型的两个独立座舱盖是向一侧打开的。尽管前座飞行员仍然可以使用从飞机一侧拉出的整体式登机梯登机,但武器系统军官却只能使用地面上的移动式登机梯爬进后座舱。

这架评估样机上还被塞进了一大堆崭新的航空电子设备,如由德州仪器公司研制的前视红外雷达(FLIR),该设备扩大了“疣猪”的搜索跟踪功能。前视红外雷达能在平视显示器上呈现出地形的实际图像,并可用于30毫米口径航炮的目标识别。惯性导航系统也进行了升级,在WX-50多模式雷达上又增加了第二套地形回避控制装置。由此,WX-50雷达将具备目标识别、地图绘制、地形跟踪和定位来自地对空导弹阵地或雷达导引高炮的无线电信号等工作模式。

这架评估样机上还安装了利顿(Litton)公司研制的新型惯性导航系统,新系统包含两套由霍尼韦尔(Honeywell)公司研制的雷达高度计,安装在水平尾翼上,不论飞机的姿态如何,该装置均能连续不断地给出飞机相对于地面的高度。对这架评估样机来说,一些上述附加设备的传感器被安置在吊舱中,这些吊舱有的悬挂在机腹中线下,有的悬挂在现有的机翼挂架上。前视红外雷达和激光测距仪被放置在一个额外的吊舱中,该吊舱安装在机身中央的武器挂架上;而地形跟踪雷达也被放置在一个额外的吊舱中,该吊舱位于4号机翼挂架下,紧挨着左侧的主起落架。

A-10N/AW评估样机,机翼和机身下挂载的即为前视红外雷达和地形跟踪雷达的吊舱

预期中机组成员的工作分配

人们不难想象到,对两名机组成员来说,他们将有截然不同的职责和任务,无论是驾机飞行还是攻击地面目标。这种职责上的“互相迁就”并不像类似的、用在其他双座型战斗机(如F-14)上的飞行员/武器系统军官显示界面。典型情况下,在低空飞行时,由飞行员驾驶飞机并负责规避地面上的障碍物,这一点可以通过使用座舱内的显示设备和与地面保持“目视接触”来做到。相反,坐在后座的武器系统军官则使用惯性导航系统和雷达的对地测绘功能来对飞机进行导航,他还需要时刻盯着雷达锁定和告警系统的显示器。

在爱德华兹空军基地内费尔柴尔德•共和公司的机库中,这架双座型A-10正等着接受最后的调试,可见其发动机进气口挡板上绘有“猫头鹰眼”样的图案。后来,“疣猪”还在机鼻上绘有打伞的猫头鹰图案,这可能是A-10攻击机最早期的“机鼻艺术”之一。直到海湾战争期间,在机鼻上绘制各种图案才成为A-10攻击机部队的标准做法

在攻击地面目标时,飞行员和武器系统军官也有一系列操作程序需要遵循。此时,惯性导航系统将最新的情报呈现给武器系统军官,在对地面目标开火之前,武器系统军官会将关键的信息传递给飞行员。武器系统军官还需要启动前视红外雷达的激光器,以帮助飞行员将目标挑选出来并进行跟踪。

在用航炮射击目标时,飞行员对航炮执行开火操作,同时武器系统军官需要选定另一个用于攻击的目标,并将其位置输入到惯性导航系统之中。武器系统军官负责标出一条撤离航线,在第一个目标被击中后,飞行员将沿着这条航线撤离;然后飞行员将从惯性导航系统获得下一次攻击的指令。如果初次攻击是先发射“小牛”导弹,然后再使用航炮或其他武器攻击,也是遵循类似的流程。发射干扰箔条/热焰弹和操纵其他电子对抗设备的工作也是由武器系统军官负责的。

这张不常见的照片清楚地展现出了N/AW评估样机的轮廓,可以看出在改装了拉长的驾驶舱和增高的垂直安定面后的新机体结构的外观

试飞项目

首架样机在法明代尔工厂内组装完毕后,便用货机运至爱德华兹空军基地用于飞行测试。A-10N/AW评估样机于1979年5月4日进行了首飞,首飞专门开展了由费尔柴尔德•共和公司的试飞员进行的对前后两个驾驶舱的控制操纵装置的适航性检查。同样,对诸如飞行高度(过低)告警传感器一类的新设备也进行了彻底的检测,而且是在不同地形地貌以及地面上有不同结构的建筑物的条件下开展的。首飞完成后,对飞机低空飞行性能、目标捕获能力和航炮攻击能力的战术评估也相继展开。这架评估样机最初五个月的试飞是在爱德华兹空军基地进行的,其总共进行了65次飞行,飞行时间共计120小时。之后,该机于1979年10月被正式移交给美国空军。

在爱德华兹空军基地试飞期间,一大问题就是完全缺少任何真实的恶劣天气。夜间飞行是很容易模拟的,但对爱德华兹空军基地所在的地理区域而言,诸如雨、雾等恶劣气象条件并不是太常见。尽管如此,飞往附近的穆古角海军航空站(位于太平洋岸边)就能完美地解决这个问题。

对航炮射击的测试始于1979年5月23日,是在该机当天开展首次模拟昼间目视攻击时进行的。测试时,平视显示器被遮盖了起来,座舱也覆盖了遮蔽物,以降低视觉能见度。在这种情况下,试飞员使用前视红外雷达进行了航炮攻击测试。这种“两步式”的过程还将重复四次,最终结果是达到不良目视能见度下对目标的攻击精度与正常目视能见度下的精度类似。在飞行员适应了这种形式的飞行后,夜间飞行于5月29日开始。

在样机由费尔柴尔德公司进行评估期间,一些达官贵人和官僚政客在拜访爱德华兹空军基地期间对A-10N/AW表现出了极大的关注。1979年夏,参议员巴里•戈德华特(Barry Goldwater,他是位美国空军后备役部队的将军和飞行员)还坐在后座里上天飞了一圈。评估样机的最大起飞重量增加了2000磅(约908千克,包含燃油)意味着新的“疣猪”在起飞滑行时需要在跑道上多跑约300英尺(约91.44米)。着陆时,滑跑距离也需要增加约80英尺(约24.4米),同时飞机的最大飞行速度也下降了3节(约5.56千米/小时)。

在爱德华兹空军基地降落后,这架A-10N/AW评估样机在滑行的同时正张开其开裂式副翼,作为减速板使用。据估计,由于进行了额外的结构修改并增加了重量,因此这架评估样机在降落滑跑时需要多在跑道上滑行80英尺(约24.4米)

由美国空军试飞员对A-10N/AW评估样机进行的飞行测试于1979年10月23日开始,正式的飞行项目被称为“空军初步飞行评估”(AFPE),该项目于1979年12月4日结束,共进行了超过28次飞行,总飞行时间49小时。也就是说,除去其早期作为单座型作战试验与评估(OT&E)飞机的经历外,这架飞机在其作为双座机的生涯中总共只飞了约170个小时。在这当中,约三分之一的任务是在美国空军评估期间于夜间进行的。这架飞机在1979年便基本上退役了,并一直留在基地。

初步的评估结果是令人鼓舞的,因为这架评估样机的各系统表现得非常可靠。机翼和尾翼部分的基本结构不需要修改以适应增加的重量和长度,唯一的例外是增加了垂尾的高度。飞行员们对新设备(如前视红外雷达)的操作性能的评价很好。

被停机坪一侧的泛光灯照亮后,在地勤人员的帮助下,这架评估样机正准备执行一次夜航任务,照片摄于爱德华兹空军基地

据估计,在将一架A-10攻击机改装成双座型N/AW飞机的花费方面,基本机体结构方面的工作开销为50万美元,此外还要花100万美元用于购买实现N/AW功能的设备。尽管如此,随着项目的推进,美国空军看上去对拥有一款单座型A-10N/AW飞机表现出了越来越大的兴趣。的确,有一项提议就是加挂“蓝丁”(LANTIRN,即“低空导航和目标指示红外系统”的英文缩写)吊舱,对美国空军来说,这是个看上去更有吸引力的提议。不过,在接下来的五年里,“蓝丁”吊舱还将经历多次设计迭代,其命名也进行了多次修改,直到1984年“疣猪”停产时,这种先进的系统也未能安装到A-10攻击机上。

A-10B教练型的研制设想

在A-10攻击机停产之前,关于研制一款双座教练型“疣猪”的可能性曾展开过激烈的讨论。美国空军要求对双座教练型A-10攻击机展开折衷研究(trade study,在航空航天工程中意为对不同属性并相互矛盾的各种因素进行分析和权衡,以求能合理地兼顾各种因素)。与那架N/AW评估样机不同,这种双座教练型“疣猪”的后座仅仅是出于训练目的而增设的,并不会安装用于夜间飞行的先进电子设备。这种计划中的双座教练型被命名为A-10B,在此需要指出的是,很多书和文章中常常把A-10B和那架N/AW评估样机混为一谈,实际上这二者并不是一回事。美国空军决定,在最初下达的713架单座型A-10攻击机的订单之外,再额外增加20架A-10B教练型的订单,同时保留将现有A-10A型改装为教练型的选择权。

在测试期间,这架双座型A-10 N/AW评估样机(仅有前座飞行员)正在爱德华兹空军基地周围的沙漠地区上空飞行,时间是1979年

不过,1983年,美国国会对这一提案进行了审议,A-10B在参议院受到了极大的反对,空军方面下达的20架的订单也被砍掉了。空军军官们和一些国会议员(比如曾坐在N/AW评估样机后座上天飞了一圈的参议员巴里•戈德华特)都觉得,驾驶“疣猪”飞行已经足够简单了,目前的训练模式,即受训学员在“疣猪”上放单飞,教官在另一架飞机上指导的做法已经是绰绰有余的了。这些人最终彻底打消了费尔柴尔德•共和公司各种将A-10攻击机项目进一步扩大发展的念头。而且,对费尔柴尔德•共和公司来说,这一切是在一个很糟糕的时间节点上发生的:当时,费尔柴尔德•共和公司正尝试着在商业航空领域闯出一片天地,他们打算作为合作者参与到瑞典萨博公司的SF-340型通勤飞机的研制工作中去。除此之外,费尔柴尔德•共和公司还在同期开展的新式T-46A教练机项目上面临着一系列问题。随着A-10攻击机生产工作的彻底结束以及T-46A项目的取消,费尔柴尔德•共和公司最终在1987年10月被迫关门。

萨博-费尔柴尔德SF-340

“沙漠风暴行动”改变了一切

现在,对美国空军来说,A-10攻击机成了一个没有“娘家公司”的“孤儿”,只能以“继子”的身份继续存在。事实上,在费尔柴尔德•共和公司倒闭之后,不少人曾讨论过将A-10攻击机移交给陆军,但这些讨论没有得出任何结果。1989年,美国空军已经准备把“疣猪”机队扔进垃圾堆了,因为他们指望着让F-16战斗机接管对地支援任务,理由是此时F-16战斗机已经能够执行夜间任务了。这样一来,由于空军方面内心已经作出了这样的决定,因此对现有的A-10飞机未开展任何让其具备夜航能力的升级计划。然而,1991年海湾战争的爆发以及随后发起的“沙漠风暴行动”让A-10攻击机获得了新生,并给“疣猪”带来了一系列后续升级。

“沙漠风暴行动”期间,除了许多其他的任务外,A-10攻击机还执行了夜航任务。这类任务落到了来自南卡罗来纳州默特尔比奇(Myrtle Beach)空军基地的第355战术战斗机中队的飞行员们的肩上。第355战术战斗机中队的飞行员们当时已经接装了一些被称为是“夜间疣猪”的A-10攻击机,他们能够在夜间条件下,无须借助照明设备的帮助就发现目标——他们采用了这样一种巧妙的方法:让两架A-10攻击机同时升空,其中一架在飞行的同时,利用其挂载的“小牛”导弹的红外导引头感知潜在目标(如埋在沙子里的坦克)的热图像;而另一架A-10则全副武装,负责摧毁发现的目标。这种聪明的“土办法”表明了A-10攻击机在夜间的作战效能,并在战争期间产生了巨大的影响。

A-10N/AW评估样机首飞前的照片

A-10攻击机在“沙漠风暴行动”中大获全胜之后,美国空军和国会都对近距空中支援任务有了进一步的认识。再也没有什么关于“对地攻击型F-16”的讨论了(这种“对地攻击型F-16”一开始甚至被赋予了A-16的代号),因为“沙漠风暴行动”暴露出了F-16战机在执行近距空中支援任务时的众多缺陷。有关方面决定,在短期内继续让虽然飞行速度较慢,但已充分体现了自身价值的A-10攻击机服役。

倘若“疣猪”准备继续留在现役中,那它们就需要接受一系列大规模升级,以便让这款单座型飞机能够执行原本应由那架N/AW评估样机执行的诸多任务。1990年,A-10机队进行了改装,以整合进“低空安全性与目标瞄准提升”(LASTE)系统。该系统提供了一系列由计算机辅助的能力,如“地面防撞系统”(GCAS)可以在飞机即将撞地时发出警告;“增强高度控制”(EAC)功能可以让飞机在航炮开火时保持稳定;“低空自动飞行系统”(LAAS)增强了飞机在低空的飞行性能;此外,还包含有一套可增强目标瞄准能力的计算机化武器投放系统。

这一升级的结果在之后于1991年10月举办的“硝烟”(Gunsmoke,译者注:这是美国空军战术飞行联队举行的射击比赛,始于1949年,每两年举行一次,地点在内华达州的内利斯空军基地,比赛项目有对地射击、投弹、地勤装弹速度等,历时14天,以中队为单位统计比赛结果,优胜者将获得在机身上涂饰牛仔图案的殊荣)比赛中得到了充分的展现:A-10攻击机在投弹项目中斩获了单机表现的最高荣誉。要知道,1989年之前,在历次“硝烟”射击比赛中,A-10攻击机几乎从未排进前十名。1999年,“疣猪”又一次接受了升级,这次加装了嵌入式全球定位/惯性导航系统(EGI)。为了适应这一改进,“疣猪”还更换了安装有独立软件的控制显示单元(CDU)。之后,A-10机队还升级了夜视成像系统(NVIS),飞行员可以使用夜视镜和升级后的成像设备进行观测。可以说,现在的单座型A-10攻击机已经彻底变身成为一架高效的“夜间和不良气象条件下作战”的飞机了!

总结

美国空军对N/AW评估样机展开试飞的主要目的是想看看,在只有一位飞行员的情况下能否操纵新增加的设备。军方的观点是,这最终会导致将升级改进的设备集成到一个先进的单座型设计方案上,这种单座型设计方案可用来对现有的A-10机队进行改装。尽管如此,费尔柴尔德•共和公司还是认为,新增的N/AW功能是两个人的工作,但这一观点与战斗机飞行员的态度是相矛盾的,后者偏爱没有“后座驾驶员”的单座型飞机。

双座型A-10评估样机正在接受夜间测试

那架双座型A-10评估样机完成了自己的使命,它向人们提供了有关增加飞行员工作负荷的信息。由此军方确定,随着对A-10机载设备的不断升级,进行夜航飞行的额外任务负荷可以由一名飞行员成功地应对。与飞行速度更快的双座型飞机(如F-14)相比,A-10的飞行速度较慢,这样一来,飞行员在处理地面上的威胁和目标时会有更多的反应时间。新增的一些必要机载设备现在可以让单座型A-10轻松地应对诸如夜间战场任务和恶劣气象条件下的作战行动等挑战。

还有一点就是,那架双座型的A-10基本上就是一架没有官方赋予的生产型代号的原型机,不过在其生涯的最后阶段,该机被称为YA-10B。1983年,美国空军完成了对这架评估样机的测试,并将其发动机、弹射座椅和航电设备拆除,剩下的机体被安置在爱德华兹空军基地的仓库内,之后在基地博物馆进行永久展览。最终,该机还将迎来一位“伙伴”,即费尔柴尔德•共和公司研制的T-46A教练机原型机中的一架,这架T-46A原型机在研发项目于1987年下马之后也一直停放在爱德华兹空军基地。

今天,那架双座型A-10攻击机评估样机存放在爱德华兹空军基地南区博物馆的停机坪上。从上面这张照片中可以清楚地看到,这架飞机被拆除了发动机、弹射座椅和空中加油口盖等零部件返回搜狐,查看更多

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