发布日期 2020-06-04

英国军事航空最后的辉煌TSR.2攻击机,被美国低价策略扼杀

原标题:英国军事航空最后的辉煌TSR.2攻击机,被美国低价策略扼杀

从极致辉煌到黯然落幕

英国作为老牌殖民帝国,其航空工业拥有悠久的历史,也拥有极度灿烂辉煌的时光。英国航空工业的起源可以追溯到19世纪中后期,1866年建立皇家航空学会,开展航空技术研究活动;1908年,随着肖特飞机制造公司和汉德利·佩吉公司相继成立,则标志着该国航空工业的正式起步,随后布莱克本公司、阿芙洛公司、不列颠殖民飞机公司(后来的布里斯托尔飞机制造公司)等相关飞机研制企业不断涌现,为英国后来称雄航空领域奠定基础。然而经过两战摧残、国力衰退,航空工业与老大帝国一同跌落神坛,从此一蹶不振。从上世纪五十年代末到六十年代中后期,帝国的航空工业逐渐失去生机,原本完整的航空工业体系也开始变得支离破碎,直到今天仅保留下航空发动机和航电设备的研制能力,完全丧失了整机自主生产能力。在此期间,作为英国最后一次试图向现代喷气战机领域发起冲击的代表作品“BAC TSR.2”攻击机不幸夭折,成为衰退的典型案例。然而, BAC(英国飞机公司)TSR.2攻击机项目的终止,除了该国战后经济疲软、高福利社会负担沉重、国防政策性破坏、研发思路保守等内部原因使然之外,美国F-111“土豚”战斗轰炸机的背后一刀则成为压死骆驼的最后一根稻草。

TSR.2项目XR220号机,在英国皇家空军博物馆科斯福德馆区展出

BAC TSR.2攻击机与霍克·西德利P.1154超音速垂直起降战斗机、维克斯V-1000多功能运输机三个项目的下马,对于英国航空工业的打击最为沉重。其中,BAC TSR.2攻击机曾经可能因为澳大利亚和英国国防部订单而坚持下来的希望,也被美国利用低价出售F-111的策略打破。至此,TSR.2随着英国航空工业一起被埋葬,该机也成为英国历史上最后一代独立研制的军用飞机。

美国通用动力F-111A(65-5706号机)展示可变后掠翼收拢至72.5°位置

”土豚“和TSR.2

英国飞机公司的TSR.2从名字上来看意味着战术打击和侦查(Tactical Strike & Reconnaissance),但从实际设计目的来看与美国通用动力F-111战斗轰炸机一样,都是专为低空打击和拦截深入敌机而设计的。F-111“土豚”采用了可变后掠翼设计,而英国飞机则使用固定后掠翼和吹气襟翼设计,这两种设计方案都能够满足特定的飞行状态需求,具有低阵风气动响应(降低飞机在大气紊流场中飞行时发生颠簸的程度)和良好起降特性的优点。从设计思路上来说, F-111的机翼通过改变后掠角度来匹配飞行条件,而TSR.2的机翼则通过“固定后掠60°、切尖三角翼”这种低展弦比设计来优化高速飞行性能;在机翼后缘配备吹气襟翼(起飞时偏转30°,降落时偏转50°)来改进起降性能。那么,这两种飞机为什么会对同一问题采用不同的设计方法呢?

TSR.2的可变后掠翼设想来自上图的583型海军飞机,583型飞机打算作为舰载拦截机使用,机翼能够过度后掠

两种飞机的机翼载荷要求不同可能是原因之一,英国BAC TSR.2的翼载相对较高,有利于高速/低空飞行,空军参谋部目标规定OR.339项目在200英尺(60米)低空飞行时的速度为0.9马赫(改进后的OR.343要求60米高度时速度可达到1.1马赫)。通用动力F-111则通过可变机翼来改变机翼载荷,在低速飞行时完全展开机翼(接近于平直翼状态),在高速/低空状态下则完全收拢。但是,TSR.2计划的合作伙伴维克斯公司此前也研究过可变后掠翼,为何最终却没有采用呢?

TSR.2攻击机的高翼载设计,对于低空高速任务模式的有利的,但是会降低其他任务模式下的飞机性能

对于英国航空工业界来说,这个问题的答案一如既往地令人费解。空军参谋部似乎并不信任可变后掠翼解决方案,也没有任何一个OR.339项目的最终竞标设计采用可变后掠翼。虽然维克斯公司和英国航空部进行了可变后掠翼的相关研究,并期望建造一架研究试验飞机,但一些空军官员认为可变后掠翼复杂的机构,将付出额外的结构重量和高昂的风险成本,根本不值得投入。当然,皇家空军这方面的考虑很可能是正确的,以现代的眼光来看,可变机翼在飞机设计中只是一种过渡方案,自上世纪70年代中期以来,除了图波列夫公司的图-160“海盗旗”战略轰炸机和格鲁门F-14“熊猫”战斗机以外,再也没有新型可变后掠翼战机投入生产了。

英国维克斯公司589型飞机原本打算作为可变后掠翼试验平台,并计划大量使用TSR.2上的组件

维克斯公司曾建议在TSR.2攻击机上,使用来自Vickers 583海军型截击机的可变后掠机翼。虽然可变机翼看起来是低空打击的理想选择,但它大幅增加了机翼结构的复杂性和重量。设计师们注意到,如果为TSR.2攻击机安装可变机翼,新的机翼和相关结构会给飞机增加大约5000磅(2.3吨)的重量,并且会带来2000磅的燃料容量损失。另一方面,即使给TSR.2安装可变后掠翼是可行的,这一设计变更也将导致项目进度大幅延迟,并进一步增加研制成本。

这张维克斯公司的原始图纸,展示了公司团队曾试图设计可变后掠翼TSR.2攻击机

基于航空工程师巴恩斯·瓦利斯的早期探索和583型截击机方案的经验,维克斯公司决定独立着手研制可变后掠翼研究型飞机(589型)。这不仅仅是为了深入研究摆动翼,而是着眼于未来,为英国皇家空军和海军空中打击飞机和拦截机的发展打下基础。维克斯589型飞机是583型的进一步发展,共享583型的配置和基本外形,并且大量使用TSR.2攻击机的部件和系统,尤其是其前机身和驾驶舱。动力系统方面,589型飞机将安装两台改进型罗·罗Avon系列涡喷发动机,也有人建议使用RB 168“斯贝”涡扇发动机。此外,589型飞机还计划研制军用版本(590型),并且可以通过进一步改进满足OR.355项目替代TSR.2的要求。

维克斯公司在可变后掠翼上投入了大量的时间、精力和金钱,但从长远来看,这算是一种资源浪费吗,尤其是对于经济衰退、国力下降的英国来说?虽然可变后掠翼应用在20世纪60年代末达到了顶峰,成为新型战斗机和攻击机的首选配置,但是到了20世纪70年代中期以后,人们对可变后掠翼的兴趣就几乎消失了,如麦道公司的F/A-18“大黄蜂”和通用动力公司的F-16“战隼”都没有选择可变后掠翼设计。

F-16战斗机的机翼结构

自上世纪70年代以来,随着飞行控制系统、结构和材料方面的进步,“大黄蜂”和“战隼”等飞机都采用了1950年代后期TSR.2设计上出现过的固定机翼构型。同样,西方国家在达索“阵风”和欧洲“台风”战斗机上使用了“鸭翼”以后,也开始对这种构型变得兴趣缺缺。此后的洛克希德·马丁F-22 “猛禽”、F-35 “闪电II”以及英国最新的“暴风雨”未来战斗机概念都回归了类似于TSR.2的固定机翼构型。俄罗斯方面在替换可变后掠翼苏-24“击剑手”战斗轰炸机方面做的工作与美欧有所不同,作为替代者的苏-34“后卫”战斗轰炸机将固定机翼与鸭翼结合在了一起。

可变后掠翼设计的典型代表,苏-24”击剑手“战斗轰炸机

至于F-111“土豚”,尽管在越南战争“战斗枪骑兵”行动中不算稳定,但它依然成功地发挥了预期中的远程打击和拦截作用,深入了防御严密的对方领土,后来在海湾战争“沙漠风暴”行动中也成为美国空军的突击利器。由此看来,可变后掠翼设计对美军来说无疑是成功的,但是它仍然被麦·道公司固定机翼设计的F-15E“攻击鹰”所取代。所以,英国空军参谋部当时在TSR.2攻击机上选择固定机翼构型也许是正确的。

1968年,美国空军第428战术战斗机中队的一架F-111A。越南战争”战斗枪骑兵“行动中,因机械故障损失了几架

英国皇家空军最终的选择F-4”鬼怪“战斗机

夭折的飞机只是帝国陨落的缩影

上世纪六十年代初,大英帝国的命运经岌岌可危了。1960年2月,英国首相哈罗德·麦克米伦发表著名的“变革之风”演讲,暗示英国将从世界各地的众多殖民地撤出。这一举措,将会影响英国在一些地区建立空军基地的能力,而这些地区则是英国发挥“全球影响力”的关键,特别是在苏伊士运河以东地区。此后,英国仅保留了一些重要基地,例如阿曼海岸外的马西拉基地、印度洋中部的迭戈加西亚或者婆罗洲北部海岸外的纳闽基地,以满足其超远程作战的需求。

TSR.2攻击机的原型机XR219正在试飞,倘若它能像F-111一样服役,会发生什么呢

TSR.2攻击机在1964年9月27日首飞,但是1961年1月在AST354项目(空军参谋长目标354项目)中提出了对TSR.2进行替代的更高要求。该替代项目初步规划要求研制企业提供具备全天候、昼/夜作战能力的飞机,用于空中侦察,对敌方机场、防空系统、纵深后勤保障设施打击,近距空中支援和对空拦截等任务,项目还要求新飞机具备执行英国“绊网政策”(持续到上世纪60年代中后期)所要求的战术核打击任务能力,这些任务需求推动了对飞机有效载荷要求的增加。当飞机执行拦截和侦察任务时,项目要求其最高飞行速度为2.5马赫;当执行其他任务时,该机应该能够以1.2马赫的速度,在100英尺高度自动跟踪地形飞行。

黑暗中的TSR.2攻击机XR220号机,随着项目的取消,计划中的继任者也不复存在

在任务规划中,军方指定新型战机应当具备3000磅(1.36吨)的有效载荷,低空打击任务作战半径为1400海里(2600公里),其中包括200海里范围以100英尺(30米)飞行高度和1.2马赫飞行速度的模式接近目标,打击并离开。执行侦察任务时,需要保持相同的作战半径,包括在“中等高度”(通常为12000米)的以2.5马赫的速度飞行300海里。诚然,这些性能数据是基于英国对70年代中期技术发展和作战环境预测而提出的。

美国AIM-54”不死鸟“远程空空导弹

基于上述数据,英国空军参谋部助理参谋长克里斯托弗·哈特利和他的部门,被要求制定满足AST354项目要求的性能提纲,并且拟定目标飞机的总重约为60000磅(27.2吨)。但是英国航空项目运营总监阿尔伯特·凯斯批评了AST354项目规划草案的性能要求,他认为:“3000磅有效载荷和2.5马赫的最高飞行速度完全不够用,虽然这个指标对于战术核打击任务来说还算不错,但要是作为拦截机使用则完全不够。如果新飞机需要执行拦截任务,就得向美国和苏联正在做的那样,开发速度超过3马赫(接近3.5马赫)的截击机。此外,一枚射程25-30海里(46-55公里)的远程空空导弹重约3000磅,拦截飞机至少需要挂载六枚这样的导弹,有效载荷要求显然不足。”

阿尔伯特·凯斯上述数据的来源尚未可知,但他关于远程空空导弹重达3000磅(1.36吨)的言论显然是荒谬或者表述错误的。因为我们知道,此后无论是美国的AIM-54“不死鸟”,亦或者苏联的R-4(AA-5)空空导弹的重量都在1050磅(476千克)左右,就连伊朗空军在其F-14“雄猫”战机上挂载的MIM-23 地空导弹改良型也只有1300磅重。由此可见,凯斯的导弹数据推测可能建立在错误的基础上,有说法认为他是基于维克斯公司Red Hebe空空导弹参数做出的论断。

MIM-23地空导弹,即使伊朗在这个基础上改进而来的空空导弹,也没有凯斯估计的那么重

至于项目所说的“在100英尺高度,以1.2马赫速度飞行,并保持自动地形跟踪”能力,也引起了巨大争议。英国施特雷特空军上校说:“TSR.2攻击机在200英尺(60米)高度,以0.9马赫飞行,则缺乏应对低空防空导弹打击的能力;倘若在高加索地区之类的丘陵地带,以30米高度,1.2马赫的速度飞行,飞行员很可能会在极高过载条件下昏迷。”

Weybridge工厂罕见的TSR.2彩色照片,这个时候,关于后续机型的讨论已经开始了。

英国国防研究项目委员会戴维·麦金利准将认为AST354项目是对TSR.2的“适度发展”和指标要求更新,只是对TSR2的更新。上世纪60年代初,人们普遍认为飞机的性能只能通过飞得更快、更高、更远来获得提高。与此同时,在大西洋对岸,英国空军武官提供了一份关于美国TFX项目(后来的F-111战斗轰炸机)的状态报告。TFX正在逐步成熟,该机总重60000磅,最大有效载荷16000磅;当执行近距支援任务时,TFX有10000磅(4535千克)的有效载荷,作战半径为800海里(1480公里)。它将可以被美国空军用于轰炸和拦截/打击任务,也能为美国海军提供舰队防空服务。这一报告激起了英国海军部的好奇心,他们开始考虑把AST354作为“掠夺者”攻击机的潜在替代者加以讨论。

1961年10月,由于工作人员经常在名称上与AST345“V/STOL近距支援飞机”(后来的“鹞”式)项目发生混淆,AST354项目被重新命名为AST355。就在此时,汉德利·佩吉公司(Handley Page)的副首席设计师戈德弗雷·李向AST354项目组提交了一些初步研究成果,他分析了三角翼和后掠翼的优缺点,并认为经过适当优化的固定后掠翼是比较理想的。但戈德弗雷也说过:“如果可变后掠翼设计可以信赖的话,那么这似乎也是一种很好的设计来满足OR.354项目的技术要求。”在这里,请注意“如果,可信赖”的表达,这意味着在有关可变后掠翼的问题上,戈德弗雷·李与一些空军人员持相同的观点,那就是这种设计的可靠性还难以让人信服。

AST345项目的成果鹞式战斗机,后的美国AV-8B版本

戈德弗雷·李对可变后掠翼的言论,是否是后来争议的催化剂还不清楚,但英国海军部似乎已变得更加积极参与项目,并开始占据上风,他们的目标是为下一代航空母舰获取一种新型可变后掠翼舰载机。此后,海军/空军联合OR.346项目成为关注的焦点,但空军人员似乎对可变后掠翼完全不感兴趣,他们认为计划于1970年服役的OR.346,仅能取代皇家海军现役的“海上雌狐”(Sea Vixen)舰载机,其性能并没有比正在推进的TSR.2提高多少,也不像AST355所要求那样可以替代TSR.2和掠夺者。参与OR.346项目,只不过是空军部想要一种机翼试验台罢了,这种试验平台的要求在ER.206中提出。然而,随着1965年4月整个TSR.2攻击机项目的取消,所有的这一切讨论和性能提高都没有意义了。英国开始逐步从苏伊士以东撤出,并将重心放在西欧和大西洋东北部。这使其国防策略发生了根本性变化,用于取代TSR.2的高性能飞机项目,更加没有存在的必要了。一切的努力,最终在英国、德国和意大利的三国合作框架下,诞生了“狂风”战斗机。这一七十年代初开始的研发项目,终于圆了某些人的“可变后掠翼”梦想,也成为了TSR.2项目真正的替代者。

聚合阅读