双蛇记（四）

本来YF-17在LWF/ACF竟标中落选，YF-17的故事也就完了。可巧海军也有自己的高低搭配的问题，也在寻找合适的轻型战斗机。战斗机黑手党的成员都是空军和工业界的人，但海军内部不乏悄悄的同情者，他们希望看到F-14有低端的补充。海军陆战队也对F-14的动向越来越感到不安，因为海军陆战队需要空空-空地兼优的飞机，空战专业户F-14对海军陆战队的用处有限。

国会命令海军也买空军选中的LWF，但海军成功地赢得了自己选择的权力，这才有了F-18

于是海军正式启动轻型战斗机计划NAFX。有意思的是，海军高层从一开始就对NAFX不太抵触，F-14已经进行到末期，不可能下马了。另外，NAFX只是作为F-14的补充，不是替代，NAFX只替换F-4、A-7和A-4。海军也清楚F-14日益严重的超支问题。

1973年夏，国防部长施莱辛格指令海军开始评估使用LWF/ACF的可能性，同年8月国会要求海军寻找F-14的低成本补充。1974年5月10日，国会武装部队委员会索性中止对NAFX的拨款，强令海军采购LWF的入选者，以达到和空军的共用。海军强调了对空空-空地性能兼顾的要求，指出LWF单纯强调空空，没有空地性能的要求，所以LWF的入选者不一定对海军合适，要求国会重新考虑。1974年8月，国会同意了海军的说法，将原来拨给NAFX的3千4百万美元转拨新的海军空战战斗机计划（Naval Air Combat Fighter，NACF），指令海军最大限度地利用LWF的成果，但不再受限于LWF的入选者。于是，海军开始在爱德华空军基地参加空军对YF-16和YF-17的评估。

一旦海军明确了NACF的要求，通用动力和诺思罗普立刻意识到自己没有海军舰载战斗机的设计、制造经验，为了在竟标中不使“缺乏经验”变成对自己不利的因素，通用动力和沃特（这时已经改组为LTV）合作，推出海军型的YF-16，按LTV的代号命名为V1600。诺思罗普和麦道合作，推出YF-17的海军型，诺思罗普命名为P630，麦道命名为267型。

试飞过YF-16和YF-17后，海军表达了对YF-16的极度不满。单发对于岸基飞机的正常飞行安全虽然没有太大影响，但是舰载机起飞、着陆过程中，发动机必须绝对可靠，一、两秒钟的迟疑就是生死之别。另外，陆基飞机发动机熄火后，可以迫降或跳伞等待救援，在海上迫降，危险性就要大多了，如果有一台发动机可以把飞机飞回航母附近再跳伞，也比在汪洋大海正中间跳伞强。F-14用的是TF30发动机，F-16的发动机和F-15的通用性对于海军来说没有意义。YF-16的机头锥太窄小，难以容纳较大的雷达，难以制导中程空空导弹。实际上，按照Boyd原来的设想，LWF根本就不需要火控雷达，有一个测距雷达就足够了。当然后来空军没有全听Boyd的，但F-16的机头锥确实天生就不适合安装大型雷达天线。除了航炮以外，最初的F-16A/B的唯一空战武器就是响尾蛇近程空空导弹，难以满足海军的舰队防空作战要求。F-16的主起落架的左右轮距较短，对舰上起落的稳定性不利。

当然，海军没有明说的一点，是不原意和空军共用一架战斗机。空军的采购量大，如果和空军共用，NACF的要求必然要向空军靠拢，F-111的前车之鉴在海军中还是记忆犹新。顺便说一句，空军对和海军共用一架战斗机也有类似的顾虑，因为空军的战斗机将要为上舰的特有设备付出代价。即使这些设备拆除，设计上的考虑也足以导致不可忍受的性能或系统安排上的折中。

海军向国防部和国会强力游说，指出将YF-16修改到适合上舰的工作量和重新设计一架飞机已经差不多了，抵消了通用性的任何好处，何不索性满足海军的要求，让海军自由选择一架合适的飞机。在和国防部和国会讨价还价后，海军获准在YF-17的基础上研发NACF。

实际上，除了单发、双发的差别外，海军反对YF-16的理由大半在YF-17上也成立，所以麦道和诺思罗普对YF-17进行了彻底的重新设计。重新设计后的飞机和YF-17没有任一主要几何尺寸是相同的，也没有任一主要结构是相同的。海军将新飞机重新命名为F-18。

原计划有F-18、A-18和TF-18，最后只有F-18A/B

按原计划，F-18有三个型号：战斗机型F-18取代F-4，攻击机型A-18取代A-4和A-7，还有双座的战斗教练型TF-18，保留战斗能力，但航程有所损失。F-18和A-18将共用基本机身和发动机，但机载电子设备不同，以适应不同任务的需要。进一步的研究发现，现代雷达和先进数字信号处理技术使同一雷达在空空模式和空地模式之间的切换成为可能，座舱内采用CRT多功能显示器使仪表在空空模式和空地模式之间的切换成为可能，所以不再有必要为某一任务配备专用的雷达和相应的仪表显示，而是在不改变机载电子设备的情况下，通过适当的外场编程，可以很快地在空空和空地任务之间切换，实现双任务（dual role或者swing role)。注意，双任务战斗机和多用途（multi-function）战斗机的概念有所不同，前者是一专多能，在简单的外场编程之后就可执行不同任务；后者是面面俱到，系统构成和能力不因为任务不同而改变，在理论上在空中不需要编程就可以自由切换，但实际上这样做的意义不大，因为每次出击是有具体任务的。F-111是最后一种多用途战斗机，以后的所谓“多用途”，其实都是swing role或multi role。于是，F-18和A-18合并为F/A-18，但一般还是简称为F-18。

1975年11月，海军发予通用电气研制F404涡扇发动机的合同，这是J101的进一步发展型。1976年1月22日，海军发予麦道包括9架单座和2架双座F-18的工程开发（Full Scale Development，FSD）合同。麦道和诺思罗普的工作量为60：40，麦道负责最后的总装，这也是那20%的差别所在。

在开发基本的海军型F-18的同时，诺思罗普还在开发陆基型F-18L，去除舰载机特有的设备，所以机动性和航程有所改善。如果有订货的话，F-18L的工作量为40：60，诺思罗普负责最后总装。但F-18L始终没有订单，以后被中止发展。1977年3月1日，海军正式命名F-18为大黄蜂。

麦道对YF-17作了大量的改进，主要工作集中在对基本尺度加大以容纳必要的设备和燃油，对机体和起落架加强以适合舰上起落的要求，安装新的雷达和机载电子设备。YF-17本来正常起飞重量约11，500公斤，麦道修改后，F-18的正常起飞重量达到16，500公斤。新的F404把“漏气涡喷”的概念进一步发展，其重量只有用于F-4的J79涡喷的一半，长度只有J79的3/4，但推力相当，反应迅捷，从怠速到全加力只要4秒钟。

F-18的机身蒙皮的40%采用石墨环氧材料，主要受力材料为铝，部分重点结构采用钛和不锈钢。F-18是第一个采用4余度数字电传操纵系统的量产战斗机，F-16的早期信号还是模拟式的。4余度电传保证系统的高度可靠性，如果一个系统故障，还有三个可以投票，少数服从多数；如果两个系统故障，剩下的两个系统只要还是保持一致，电传还是继续全功能工作；如果3个以上系统故障，需要切换到备份系统，这时还是电传，但损失了增稳（stability augmentation）的功能。

F-18是第一种采用“玻璃座舱”的战斗机，以数字显示为主，尽管那时还是用显像管（CRT）

F-18也是第一个采用“玻璃座舱”的量产战斗机，主要仪表采用CRT多功能显示器，大量取代表盘式仪表，既节约占地和重量，减少接线，又便于迅速转换工作状态，适应不同任务的需要。CRT多功能显示器的大量使用，将态势感知提高到空前的高度。此后，“玻璃座舱”成为衡量一架战斗机是否先进的一个重要标志。

F-18的航炮在机头上方，麦道将航炮变成一个模块，可以方便地更换为侦察模块。麦道在F-18的重新设计中特别注重可靠性和可维修性，扭转了性能越来越先进，可靠性越来越低，维修性越来越差的趋势。从此，可靠性、可维修性和全周期费用成为军用飞机设计的重要设计指标。

首架F-18与1978年9月13日完成，11月18日完成首飞，首飞进行了50分钟，达到300节速度，6500米高度。试飞员反映，飞行非常平稳，操控十分容易。年底之前已经达到超音速，一年后试飞航次超过100次。

诺思罗普是出于无奈才找上麦道的，两家在生意面前各怀鬼胎也就不奇怪了。麦道和诺思罗普从合作的一开始就不愉快。原先的约定是麦道负责美国海军的舰载型F-18A，诺思罗普负责外销的陆基型F-18L，但是诺思罗普指责麦道在外销机会面前总是把自己的舰载型推上前来，对诺思罗普的陆基型避而不提，滥用诺思罗普的技术转移。诺思罗普甚至在1979年10月把麦道告上法庭，官司一直打到1985年4月才协议解决。麦道向诺思罗普支付五千万美元，买断诺思罗普对F-18的知识产权。此后麦道独家拥有F-18的外销权。

麦道当然不大地道，喧宾夺主，夺人之爱，但诺思罗普的指控也不是那么站得住脚。F-18L外销不利的主要原因是外国空军对美国空海军自己不选用的“外销专用型”不信任，美军自己用的型号，全面试验、系统性能、器材供应、后续升级都有保证，外销专用型就要自己出资来保证这些东西了。这种谨慎是有道理的，印度空军选用推力转向的苏-30MKI的教训就是例证。诺思罗普想重复F-5外销2500多架的奇迹，但是忘记了F-5的外销大多数是美国军援的结果。诺思罗普在官司解决之前已经“拎清”这个问题了，F-18L计划已经中止，麦道的协议解决正好为这一不愉快的篇章划上了句号。

加拿大成为F-18的第一个外国用户，至今依然在使用

F-18外销的第一个用户是加拿大空军。加拿大空军寻找F-104（在加拿大叫CF-104）的替代有日子了。加拿大没有赶上F-16的头班车，但F-18实际上对加拿大更合适，加拿大广阔的北方人烟罕至，对于天空中孤零零的战斗机来说，下面与其说是陆地，倒和大海差不多。F-18的超视距空战能力对加拿大承担的北美空防司令部的职责也比F-16的短兵相接更有用。

F-16的技术成就十分扎眼，但F-18在技术上是内秀，其实不比F-16弱。F-18的大边条在机翼上方形成强烈的涡流，增加升力，极大地提高了大迎角下的稳定性和操控性能，米格-29和苏-27的大边条不能说没有受到F-18的启示。

F-18的大边条是影响至少同等于F-16翼身融合体的气动设计上的突破

外倾双垂尾可以兼做减速板使用，同时有压尾作用，帮助起飞

F-18首次在轻型战斗机上采用双垂尾，双垂尾前移以填补机翼后缘到平尾之间的气动间隙，大大减小了阻力。双垂尾外倾，得以避开大攻角飞行时机身对垂尾的遮挡，增加方向稳定性。外倾的双垂尾容许在起飞时两侧舵面同时向内翻转（toe in），依靠外倾的角度，形成额外的向下的压力分量，以主轮为支点，及早地使机头抬起来，缩短起飞距离；在着舰滑跑时，则两侧舵面同时向外翻转（flare out），充当减速板，并形成使机头向下的压力分量，加强刹车效果。不过实用中，一般起飞、着陆都是向内翻（toe in），这是因为舰载机着舰时，实际上是按起飞的动作，这是准备万一着舰失败，可以立刻复飞。这toe in或flare out是单垂尾不可能做到的。直立的双垂尾除了作减速板外，也不能做到外倾双垂尾的其他功能。说起来，toe in使机头及早抬头的功能可以通过压平尾来实现，但一压平尾，就等于产生负升力，机头是抬起来了，但总升力也损失了。用外倾的双垂尾实现这个功能，平尾可以用来产生额外的升力，对缩短起飞距离有好处。当然，外倾的双垂尾还对减小侧面的雷达截面积有好处，但在F-18设计时并无隐身的考虑。

F-18的大边条下的进气道的作用和F-16的机腹进气道作用类似，在大迎角下将进气理顺了再“喂给”进气道，对F-18出类拔萃的大攻角性能功不可没。YF-17的大边条的根部和机身的接合处原先有一条长长的开口，用于将大边条下机身表面的呆滞空气排放出去，不影响进气道的效率，尤其是在大迎角的情况下。另外，通过这个长条开口排放到机身上方的气流形成一个“气墙”，对大边条形成的涡流达成有效的控制，提高涡流的稳定性。

YF-17的大边条翼根有很长的开口，用于在上翼面根部形成“气墙”

但漏气造成的阻力太大，填没后又产生涡流敲击垂尾的问题，最后用小型扰流片解决

但是，F-18在早期的试飞中就发现了速度和航程不足的问题。麦道把这个开口填没了80%，只在进气口旁边留一个小开口，以泄放附面层，希望以此来减少原先的长条开口形成的阻力。然而，这样一来，长条开口的“气墙”作用没有了，大边条所形成的涡流的稳定性难以保证，尤其是在大迎角的时候，最需要涡流的稳定性。计算流体力学的仿真研究和NASA的飞行试验表明，涡流正好在垂尾前破裂，对垂尾形成强烈的不稳定冲刷，导致严重的垂尾颤振和疲劳问题。好几架早期的F-18的垂尾根部很早就发现裂纹，对飞行安全带来严重的威胁。当时的临时补救办法是在垂尾根部“打补丁”，但这不是解决问题的办法。后来一个麦道的工程师灵机一动，在大边条的上表面增加一个小小的扰流片，帮助对涡流的导向，解决了这个问题。

有意思的是，海军陆战队比海军还早把F-18投入作战中队。按照1974年的财政预算，海军陆战队本来是要接受190架F-14的，但是海军陆战队对只能空战、不能用作对地攻击的F-14一直提不起兴趣来，反而追加了138架F-4J的订货，作为过渡。F-18的计划开始后，海军陆战队决定其空中力量由AV-8和F-18组成，1983年接收第一批F-18，1985-86年就投入了地中海的战备巡逻。

F-18的舰队使用从一开始就很受欢迎。长期以来，战斗机性能越来越好，但可靠性越来越差，造成出动率急剧降低，维修工作量急剧增加。航母的机库里常常停满了被大卸八块的飞机，不是在维修，而是被拆东墙、补西墙，用以维持其他战斗机的正常飞行。可以飞行的战斗机就只有停在甲板上，使本来就拥挤不堪的航母甲板更为拥挤，使飞行员、维修人员和调度人员头疼不已。

F -18的性能令人满意，可靠性和维护性尤其受欢迎

F-18从一开始就以可靠性和维修性为主要设计指标，获得了很大的成功。比如F-18的雷达不管是在天上还是舰上，极少故障，除了正常的定期检修和更换部件外，不需要维修人员围着团团转。即使出了毛病，系统自检也迅速报告，并具有一定的自我隔离功能，保持其他功能继续工作，既方便了维修，也提高了战斗出动中的可用率。不出毛病的雷达对舰队来说是一个新鲜事。F-4J常常出动时雷达就不工作，返航时则雷达大多不工作。高度可靠性使F-18的再次出动时间大为缩短，因为不需要因为什么东西又坏了，需要临时抢修。F-18着陆后，加油、装弹，就可以出动。机库里没有不能上天的战斗机，所有舰上空间都可以装载可以出动的战斗机，相当于比过去装载更多的战斗机。舰队对此深为满意。F-18的总产量比不上F-16，但也达到1600多架。