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一人之力推动大变革,世界空战模式和战斗机设计由一位老鸟改变

2018年10月10日 09:01 文章来源: 互联网   浏览0次 已有评论(0)

【军武次位面】:风林火山

如果要介绍博伊德,用美国空军的话来说,他的身份首先是一只"老鸟"。1952年获得飞行员鹰徽后,作为F-86战斗机飞行员,博伊德赶上了朝鲜战争的尾巴。那时,新飞行员没有资格当长机、只有飞僚机的份儿。虽然博伊德只是负责僚机,执行掩护任务,但据说他曾经在中国境内击伤一架米格-15。战后不久,博伊德便到内利斯空军基地做了一名战术教官。到1960年,他的飞行时间接近3000小时,是名副其实的老鸟。

博伊徳喜欢和别人打40美元的赌。通常他会让对手在6点钟方向先咬住他,然后在40秒内反客为主,把对手打下来。据说,在内利斯6年3000多小时的对抗飞行中,博伊德从没输过,这为他赢了不少啤酒钱,而他也因此赢得了40秒钟博伊德的美名。老鸟博伊德如果仅仅醉心于空战,恐怕也没有以后如此大的成就。34岁时博伊德来到乔治理工大学学习航空工程,这使他对空战进行了系统的理论思考,并由此提出了能量机动理论。基于能量机动理论,博伊德将数学概念引入空战,使空战可以量化,进而影响了美空军主战飞机的设计,使空战产生了革命性的变化。

▲F-4在越南战争糟糕的表现,令美军开始战斗机设计思路的革新

在学习热力学第二定律时,博伊德被熵的概念弄得很头痛。博伊德痛苦地想:为什么我可以把战斗机玩得滴溜溜转,但搞不定这个该死的熵呢?没办法,只得去找一个高年级的同学帮忙开窍。高年级同学正在对他大讲能量的守恒与耗散,博伊德的脑子突然岔到心爱的战斗机空战格斗上面去了:战斗机在空战格斗中,抢占优势位置的原因不是速度和推力,而是战斗机的能量水平。速度相应于动能,高度相应于位能,爬升和俯冲就是动能和位能之间的转换,谁能更快地转换能量水平,谁就能获胜。于是,博伊德开始研究战斗机能量水平的数学描述。经过无数不眠之夜,博伊德终于提出了一个评价战斗机机动性的简洁、优美的数学表示:战斗机的单位剩余功率SEP=(推力-阻力)速度/重量。从飞机的飞行力学关系可知,纵向加速度和爬升率都直接与SEP成正比。所以,对比不同飞机的SEP曲线,即可决定战斗机作战性能的好坏。

▲能量机动理论概括起来就是更快完成动能和势能的转换

这方法目前已风行全球。能量机动理论的意义在于:一是定量地对比2架战斗机在整个飞行包线里的机动性:二是,定量地根据敌我机动性的差别,优化空战格斗战术;三是,定量地对设计中的未来战斗机在飞行包线里的薄弱环节进行分析和指出改进途径。在博伊德那里,数学和空战的联姻,这仅仅是一个开始。从乔治亚理工学院毕业后,博伊德调任佛罗里达的恩格林空军基地任机修军官。恩格林空军基地,是美军最大的试飞和机载武器试验基地,也是测试各种新式飞机和新式武器的主要场所。在这里,博伊德遇到了汤姆·克利斯蒂,两人开始了关于能量机动问题的研究。博伊德和克利斯蒂从简单问题入手从某一个位置开始,攻击的一方需要少个G才能获得所需的射击角度?如果拉这么大的G,战斗机的性能将受到什么影响?博伊德的问题并不复杂,但需要大量的重复计算。汤姆·克利斯蒂先用小型计算机和朝鲜战争中F-86对米格-15的空战数据,来验证博伊德的基本思路,然后利用自己项目的上机时间帮助博伊德完成了大量的计算。这些计算从根本上改革了空军的战术,直接催生了F-15、F-16和F-18这一整代战斗机的"梦之队"。

▲F-15和F-16都是根据能量机动理论设计的,并且影响了世界战斗机的发展

此间,博伊德还遇到了帮助他完善能量机动理论的另一个重要人物——通用动力的哈里J.希拉克尔。希拉克尔在通用动力的F-111项目里也算一个管事的,当时正在恩格林空军基地讨论公事。主人带他到军官俱乐部,正好碰到博伊德和几个军官在高谈阔论。希拉克尔不喜张扬,但主人坚持认为他应该见见博伊德,并将博伊德赞扬为他所知道的最好的战斗机飞行员。拗不过上校的坚持,希拉克尔满心不情愿地和博伊德见了面。才一见面,两人就顶起了牛。博伊德满口粗话,说你设计的这F-111,也算战斗机?希拉克尔当然不甘示弱,两人不欢而散。但是,两人在唇枪舌剑中,也对对方的才识有所了解,开始惺惺相惜起来。几天后,博伊德就通过别人邀请希拉克尔讨论轻巧灵活型战斗机的设计问题,将他对能量机动的理解"翻译"成战斗机的设计参数,而这也成为两人几十年友谊与合作的开始。至此,博伊德的战术思想开始进入设计领域,有效地影响和提升了一代战机的性能,这就是后来大名鼎鼎的F-16。

▲希拉克尔

1997年,博伊德去世,美国空军礼节性地派出一位中将参加他的葬礼。这位中将压根就不认识博伊德,但是他认识出席葬礼的许多军政要人,当他看到海军陆战队的仪仗队鸣枪致敬,用表达最高敬意的方式——把陆战队军徽放在博伊德的骨灰边上,他暗暗揣测,或许这是个了不起的人物。困惑不解之中,他问出了博伊德是谁这样一个并不合时宜的问题。一位美国空军大学教授有感而发:"不知道他的人是个损失,知道他的人受益匪浅,或许会永远地改变自己的命运。

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