Me 262是第一架实战使用的喷气式战斗机,但Me 262现身战场太晚了,回天乏术,对战事影响不大。米格-15一出场,就使朝鲜战场成为二战之后美国空军首次面临实质性的空中挑战。米格-15是最早使用头部进气、后略翼、高平尾、单发涡喷布局的喷气式战斗机之一,这是当时战斗机流行的布局,很难说是谁抄谁的,只能说是同等技术条件下殊途同归的结果。说苏联人抄袭Rolls Royce Nene发动机没用,英国人怎么没有用正宗货整出一架更出色的战斗机来?米格-15是苏联航空工业首次登上世界最高水平的杰作,米格-15的出色性能,使米格的名字从此和苏联战斗机的最高水平(直到苏-27的出现)相连,米格成为“那一边”飞机的代名词。
F-16是第一个在量产型飞机上实现放宽气动静不稳定性的。线控操纵在F-16之前就有了,加拿大的流产的Avro Arrow就是线控操纵的。但早期的线控操纵只是把机械连杆操纵信号用电线传送,F-16首次在线控中增加了stability augmentation的功能,也就是对飞行员的控制动作加以“过滤”,将飞行动作局限在不超过飞行稳定性或机体强度极限的范围,达到“无忧虑”操纵。机腹进气道是又一个神来之笔。战斗机爬高时,先是机头上仰,但机体运动方向依然向前,像前行中昂首怒立的的眼镜蛇一样,然后才过渡到向上爬升。高速水平盘旋不是靠垂尾转舵,而是先横滚,机身基本侧倾到垂直角度,再拉大仰角(官名叫攻角angle of attack,指飞机纵轴线和前进方向的夹角),作水平“爬升”,达成盘旋。所以战斗机的高仰角性能对机动性至关重要。问题是,高仰角时,气流和进气道成一个角度,弄不好,发动机就要“断气”熄火。整个F-16就像围绕着发动机设计的一样,座舱只是在发动机前上方的延伸体,而这个延伸体在高仰角时恰好把前方气流“兜”住,理顺了,机腹进气道再一口吞进去,到发动机前端时,气流分布相对均匀,气就顺多了,发动机可以保证正常工作。机腹进气道不光起整流压缩作用,还缩短进气道长度,减小进气压力损失,减轻结构重量。座舱在前面说到的延伸体上,所以高高在上,正好改善飞行员的视界。高点座舱由F-15开始,F-16达到极致,以后成为现代战斗机的标准布置。
F-16的没有框架的整体式座舱盖是很多战斗机力图模仿的,其理想的视野是没说的,但是除了F-22,没有第二家,原因主要是成本和重量。要保证没有光学变形,耐鸟撞,耐气流冲击,在飞行员弹射逃生时破裂得干脆利落,是挺难的。倾斜式座椅的用意是减小高负载时血液下流引起飞行员黑视的影响。理论上讲,平躺最好,血液最多从前脑流到后脑,比从头脑流到脚跟要强得多。但是实验表明,角度要到60度以上才开始真正起作用,而这么斜躺着,前方视野基本没有,不实用。F-16的30度到底有多少作用,并没有公论。不过这么一躺,传统的中置操纵杆用起来就不方便了,只好改到侧置。好在用线控了,操纵杆的位移量用不着太大,侧杆不再受“拉不开”的局限。侧杆还可空出两腿之间的位置,可以布置一个显示器。不过侧杆的优越性至今仍有争论。左撇子用起来不方便;战时右手受伤了,左手无法接替操纵;如果线控坏了,用机械备份操纵,仍然受到位移量的限制;两腿中间的位置是空出来了,但右手的位置被占用了。F-18还是中置,EF2000也是(英国人说中置是where the God intends it to be),就连以色列流产的幼狮(Lavi)也是。都说歼-10和幼狮有点血缘关系,不知道歼-10是中杆还是侧杆?F-16原本是美国空军高低搭配的低端,但其卓越的性能使其在许多中等国家的空军里担当起全能的脚色,难怪F-16是F-4之后产量最大的美国战斗机。
美国空军在越战中的主力F-4鬼怪式的远射能力强大,但机动性平平,在越南的天空被迫与米格-17和米格-21纠缠在一起时战果很不理想。67年苏联Domodadovo航展中米格-25的神秘出现,进一步使美国空军迫切感到更新战斗机的必要。与此同时,空战老鸟John Boyd少校在乔治亚理工学院在职进修航空工程时,提出能量机动理论,即战斗机性能可以表示为任一时刻的动能、位能之和,和迅速改变这个能量水平的能力。能量机动理论在物理和空气动力学的基本原理上并没有提出什么新概念,但它把战术要求和工程设计指标连到了一起,从根本上改变了战斗机设计传统上以可用的航空技术为主导的做法,改而以战术要求为主导。能量机动理论一开始并不为官方认可,Boyd只能和Eglin空军基地(美国空军的主要试飞基地)的数学家Thomas Christie私下合作,编造理由来“骗取”计算机上机时间,验证米格-15对F-86和米格-17对F-4的性能对比。能量机动理论不仅提供了一个比较不同战斗机性能的标准,还为新机研制指出了方向。F-X(F-15的方案阶段)的重量要求由60,000磅降到40,000磅,速度由3马赫降到2.3~2.5马赫。F-15作为美国空军的主力战斗机,其基本设计中并没有F-16那样的革命性的东西,而是渐改的成分居多,或者说是成熟概念的完美化的结果。但是F-15引进了低翼载、推重比大于1的概念。F-15首次现身巴黎航展时,起飞、拉杆,一面收起落架,一面垂直爬升,根本不带过渡,惊得满场观众目瞪口呆。F-15在座舱中引入双杆操纵(HOTAS, hands on throttle and stick)和战场态势“掌控”(situational awareness)的概念,将人机工程引进了座舱,大大提高了战斗效能。至今美国在座舱管理方面仍然领先俄罗斯。F-15C首先实现了保形油箱,到F-15E时保形油箱已经是标准配备了。保形油箱在F-16、阵风阵风上也得到采用。
米格-29问世之初,以其现代化的造型和卓越的机动性,震惊西方。当得知米格-29的头盔瞄准具和R-73空空导弹的组合可以极大地扩展空战攻击范围时,西方在长时间里第一次感到了技术优势也许正在流失。东西德合并使美国空军首次可以从容地、系统地评估米格-29的真实性能。通过多次与F-16和其他美国战斗机的对抗演习,米格-29的优越机动性和火力得到了证实,但其落后的人机界面也使西方飞行员大开眼界。最突出的问题还在于航程。果戈理形容第聂伯河之宽时,曾说道:“没有飞到第聂伯河中线而不掉下来的鹰”。人们把这句名言改成:“没有飞到第聂伯河中线而不掉下来的米格-29”。米格-29的航程实在太短了,被誉为“世界上最好的保卫机场围栏的战斗机”。为了最大限度地改善机动性和增强电子设备的能力,以尽早服役,米格设计局回到了二战中米格-3时代就开始的all engine no fuel的传统。米格-29的发动机的推重比只有6-7之间,飞控系统是机械的,机体材料以铝为主。这些措施简化了设计,降低了成本和风险,缩短了研制时间(米格-29早于苏-27服役),但也限制了米格-29的技术水平和潜力。为了限制最大重量,只有损失载油量了。中国空军和俄罗斯最初接洽时,俄罗斯极力推销米格-29,但中国空军对苏-27一见钟情,目不斜视,最终抱得美人归。从此,俄罗斯战斗机成功的销售案例大多是苏-27,而米格则辉煌不再。难道米格-29真是米格最后的余晖?
像直升机一样垂直起落,像固定翼飞机一样平飞,这是航空人梦寐以求的。贝尔以直升机出名,贝尔-47在朝鲜战场上执行联络、架桥任务,为救出被宋时轮打残的陆战队第一师立下大功,越南战场上贝尔的UH-1“休伊”直升机从根本上改变了陆战的样式。但直升机的基本概念是有先天局限的。旋翼从前往后运动时,产生升力的同时还产生一定的推力;但从后往前运动时,产生升力的同时也产生一定的反推力。通过不断地改变旋翼的角度(两个角:绕旋翼纵轴,和机身水平面的夹角),可以适当削弱前进方向上的不利影响,但加剧了垂直方向的振动,这使直升机的速度注定不可能达到螺旋桨飞机的速度。贝尔在美国直升机工业的擎天三柱(另外两个是西科斯基、波音-伏托尔)中最先推出偏转旋翼tilt rotor的概念,在起落时发动机舱绕翼尖竖立起来,螺浆作旋翼用,达成直升机的效果;平飞时发动机舱放平了,螺浆起推进作用;螺浆是刚性的,避免了直升机旋翼必须是弹性的很多麻烦。贝尔成功地演示了技术验证机,和波音合伙,赢得了军方订单。但在计划之初看来只是万里长征的最后一步,到头来却成了a bridge too far,V-22始终噩梦缠身。空军需要的是远程搜索救援型,要的是航程和速度,需要翼展长一点,旋翼大一点;陆战队需要的是取代CH-46的飞机,折叠后占地必须不超过CH-46,这样可以继续使用大型两栖攻击舰上的升降机,但这样翼展和机长都受限制。陆军不需要太远的航程,但需要超大的载重量以作空中吊车用,海军需要特别优秀的悬停性能。最后的折中当然是所有人那里都不讨好。这还不是最大的问题。在直升机模式和平飞模式之间过渡时,V-22的飞控系统容易出现严重的失控问题,有一次在军方和公司高官面前演示时当场坠毁,多名高级军官和波音高级官员丧生。V-22是美国海军陆战队最寄以厚望的项目,但它实在“不出趟”,军方和国防部几次中止开发,但又不甘心功亏一篑,再重开项目,几上几下,比得上邓小平了。