溫 杰
“寂靜鷹”的破殼而出預(yù)示著“鷹”家族又添新丁,更讓外界看到了叱咤風(fēng)云的F-15戰(zhàn)斗機(jī)在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍然具有強(qiáng)大的生命力。時(shí)光荏苒,歲月留痕,當(dāng)年美國(guó)空軍對(duì)F-X計(jì)劃數(shù)易其稿,麥道公司在設(shè)計(jì)方案中反復(fù)推敲,最終精心打造出一種性能優(yōu)異的空中優(yōu)勢(shì)平臺(tái),為今天的繼續(xù)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。毫無疑問,這在很大程度上歸功于40年前F-15戰(zhàn)斗機(jī)的孕育和誕生……
項(xiàng)目展望缺乏遠(yuǎn)見
早在20世紀(jì)60年代初,美國(guó)空軍在冷戰(zhàn)背景下曾經(jīng)起草了一份《項(xiàng)目展望》報(bào)告,預(yù)測(cè)了未來武器裝備一些需求,并建議提出C-5A和B—1等著名研制計(jì)劃。但是,該報(bào)告在探討下一代新型戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)方面卻抱殘守缺,缺乏應(yīng)有的預(yù)見性和洞察力。當(dāng)時(shí),這份報(bào)告預(yù)測(cè),美國(guó)空軍在上世紀(jì)七八十年代所需要的戰(zhàn)斗機(jī)完全可以由全面配備導(dǎo)彈的F-111和F-4改進(jìn)型得以滿足,它們“能夠很好地適合于空中優(yōu)勢(shì)任務(wù)”,強(qiáng)調(diào)采用先進(jìn)的武器系統(tǒng)實(shí)施超視距攻擊。
一時(shí)間,這一觀點(diǎn)大行其道,美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)師們沉湎于新一代雷達(dá)和超視距導(dǎo)彈的想象之中,改變了研制和發(fā)展空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)思路,導(dǎo)致傳統(tǒng)的“空中格斗戰(zhàn)術(shù)”好像成了過時(shí)的空戰(zhàn)學(xué)說。當(dāng)時(shí),美國(guó)空軍基本認(rèn)為:未來所有的空戰(zhàn)都將在視距外進(jìn)行,再也不會(huì)看見敵機(jī)。事后證明,這種想法未免有些盲目和不切實(shí)際。在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中,由于實(shí)際空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)與此前的戰(zhàn)術(shù)演練完全不同,加上新型電子設(shè)備和空空導(dǎo)彈暴露出的可靠性差等缺陷,美國(guó)空軍戰(zhàn)斗機(jī)的表現(xiàn)差強(qiáng)人意。
作為主要戰(zhàn)斗機(jī)之一,F(xiàn)-4C戰(zhàn)斗機(jī)在空戰(zhàn)中暴露出了許多設(shè)計(jì)缺陷,其中包括從駕駛艙向外觀察時(shí)視野不佳、武器系統(tǒng)需要兩個(gè)人操作、發(fā)動(dòng)機(jī)留下的煙跡太明顯等。盡管采用了兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),但很多時(shí)候在中彈起火的情況下,火勢(shì)會(huì)從一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)迅速蔓延到另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),導(dǎo)致生存力大打折扣。除了沿用比較死板的空中戰(zhàn)術(shù)外,“鬼怪”II缺乏必要的機(jī)動(dòng)性能也倍受指責(zé)。為此,參加過越戰(zhàn)的年輕戰(zhàn)斗機(jī)飛行員們迫切要求裝備一種更加敏捷的戰(zhàn)斗機(jī),其機(jī)動(dòng)性要超過米格-21及其必然會(huì)出現(xiàn)的后繼型號(hào)。此外,維護(hù)保障工作也令人頭痛,有時(shí)為了更換一部電臺(tái),必須首先拆掉彈射座椅。毫無疑問,F(xiàn)-4C戰(zhàn)斗機(jī)在越南戰(zhàn)場(chǎng)上暴露出的各種問題,成為了美國(guó)空軍在研制一種新型戰(zhàn)斗機(jī)時(shí)必須認(rèn)真研究和考慮的一個(gè)重要方面。
F-15戰(zhàn)斗機(jī)的初期論證工作開始于1965年。當(dāng)年1月7日,國(guó)防部長(zhǎng)羅伯特·麥克納馬拉指示美國(guó)空軍考慮研制一種新型戰(zhàn)斗機(jī),在滿足戰(zhàn)術(shù)空中優(yōu)勢(shì)的前提下,要求“主要用于近距空中支援和有利于對(duì)地攻擊”。原本,美國(guó)空軍部長(zhǎng)尤金·朱克特和空軍參謀部官員們已經(jīng)在醞釀考慮發(fā)展一種具有高機(jī)動(dòng)性的空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī),即使為此而犧牲速度也在所不惜。然而,麥克納馬拉的這一指示打亂了美國(guó)空軍的初衷,不得不從4月份開始著手研究新型中等成本戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)需求,于是,試驗(yàn)戰(zhàn)斗機(jī)(F-x)計(jì)劃浮出水面。
能量機(jī)動(dòng)受到青睞
按照國(guó)防部的要求,美國(guó)空軍提出的投標(biāo)要求,明確規(guī)定了F-X應(yīng)當(dāng)將良好的空對(duì)空和空對(duì)地性能集于一身。此后一年多時(shí)間里,一些主要飛機(jī)制造商在考慮了電子設(shè)備、機(jī)動(dòng)性、載荷、作戰(zhàn)半徑和飛行速度等5個(gè)變量對(duì)于F-X的重量和成本產(chǎn)生的影響之后,先后提出了各具特色的設(shè)計(jì)方案,大多數(shù)都采用了變后掠翼和高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),并且采用吊艙式發(fā)動(dòng)機(jī)的方案居多,竭力避免F-111戰(zhàn)斗轟炸機(jī)上遇到的進(jìn)氣畸變問題。在此基礎(chǔ)上,美國(guó)空軍分析論證的結(jié)果是,F(xiàn)-X方案的起飛重量超過了27噸,最大飛行速度M2.7,翼載估計(jì)在540千克/平方米,推重比只有0.75。
顯然,這種概念設(shè)計(jì)還局限在原有的設(shè)計(jì)理念,仍然延續(xù)著將截?fù)襞c轟炸集于一身。如果按照這種思路,F(xiàn)-X計(jì)劃的結(jié)果絕非今日之F-15戰(zhàn)斗機(jī),而設(shè)計(jì)思想的徹底改變,在很大程度上歸功于當(dāng)時(shí)“戰(zhàn)斗機(jī)黑手黨”的一名主要成員約翰·博伊德。作為一名經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員,博伊德從1962年開始系統(tǒng)地研究飛機(jī)在空戰(zhàn)飛行中所引起的能量變化,創(chuàng)立了能量機(jī)動(dòng)理論,為空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)轉(zhuǎn)化為工程設(shè)計(jì)參數(shù)提供了一種簡(jiǎn)便的方法。
1966年10月,博伊德在進(jìn)入空軍參謀部的戰(zhàn)術(shù)分部工作時(shí)隔不久,就承擔(dān)了評(píng)估剛剛完成的F-X方案,結(jié)果認(rèn)為都不適合于承擔(dān)未來的作戰(zhàn)任務(wù),且果斷地拒絕了這些設(shè)計(jì)方案。其后,博伊德等人積極展開游說,力陳能量機(jī)動(dòng)理論的合理性,在多次激烈爭(zhēng)論之后,終于在1967年初得到了初步認(rèn)可。結(jié)果,F(xiàn)-X的設(shè)計(jì)重量大幅度減少到18噸以下,發(fā)動(dòng)機(jī)涵道比也降低到1.5,飛機(jī)推重比增加到0.97,最大速度相應(yīng)地減小到M2.3~2.5。研究表明。翼載可以優(yōu)化到290~390千克/平方米。但是,F(xiàn)-X仍然計(jì)劃采用一種變后掠翼,以便兼顧不同任務(wù)的需要。
當(dāng)F-X計(jì)劃準(zhǔn)備啟動(dòng)招標(biāo)階段時(shí),冷戰(zhàn)期間的一次偶然事件對(duì)這項(xiàng)計(jì)劃的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。1967年7月,在莫斯科附近多莫達(dá)多沃機(jī)場(chǎng)舉辦的航展上,蘇聯(lián)空軍突然公開了兩種新型高性能戰(zhàn)斗機(jī):米格,25“狐蝠”(Foxbat)和米格,23“鞭撻者”(Flogger)。受到這個(gè)意外事件的刺激,美國(guó)空軍一致認(rèn)為F-4C等現(xiàn)役戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)在高度和速度方面根本無法有效地對(duì)抗米格,25戰(zhàn)斗機(jī),于是,此前多用途設(shè)計(jì)思想很快遭遇冷落,最終達(dá)成共識(shí),必須研制一種專用的高機(jī)動(dòng)性空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī)。
具有諷刺意味的是,后來證明蘇聯(lián)的兩種新型戰(zhàn)斗機(jī)都不具備突出的空中格斗能力,而米格,25戰(zhàn)斗機(jī)是專門研制,用于對(duì)付具備M3.0突防能力的XB-70戰(zhàn)略轟炸機(jī)。但是在冷戰(zhàn)迷霧中,美國(guó)空軍面對(duì)突如其來的軍事壓力,迫不及待地在1967年8月11日展開投標(biāo),要求7家承包商進(jìn)行第二輪研究,重新定義F-X概念。1968年5月,美國(guó)空軍參謀長(zhǎng)麥考奈爾將軍指定F-X作為美國(guó)空軍的最優(yōu)先發(fā)展計(jì)劃,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)正呼之欲出。
設(shè)計(jì)思路日益清晰
1968年9月,美國(guó)空軍正式發(fā)出研制F-X空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī)的招標(biāo),提出了十多條具體要求,極大地影響到新一代戰(zhàn)斗機(jī)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。其中,針對(duì)格斗性能強(qiáng)調(diào)了低翼載和高推重比,力求在較寬的速度范圍內(nèi)具有足夠的能量機(jī)動(dòng)能力;圍繞總體性能,規(guī)定了最大飛行速度M2.5、執(zhí)行空中優(yōu)勢(shì)任務(wù)時(shí)最大起飛重量18噸、可作洲際轉(zhuǎn)場(chǎng)飛行;為及時(shí)掌握空戰(zhàn)態(tài)勢(shì),要求采用具有下視能力的脈沖多普勒雷達(dá)、近距空戰(zhàn)格斗要利用平視顯示器、座艙應(yīng)有360度視界。同時(shí),美國(guó)空軍還全面考慮了生存性和維護(hù)性設(shè)計(jì),甚至專門強(qiáng)調(diào)了降低研制風(fēng)險(xiǎn)的要求,避免拖延進(jìn)度,盡快應(yīng)對(duì)米格,25戰(zhàn)斗機(jī)的威脅。
圍繞F—x計(jì)劃所要求的各項(xiàng)具體規(guī)定,費(fèi)爾柴爾德公司、北美公司和麥道公
司在1969年7月1日正式向美國(guó)空軍提交了各自的設(shè)計(jì)方案。
費(fèi)爾柴爾德公司提出了一種稱為“三機(jī)體”布局的設(shè)計(jì)方案,突出特點(diǎn)是采用了發(fā)動(dòng)機(jī)短艙,將兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)分別安裝在相距較遠(yuǎn)的短艙中,旨在提高動(dòng)力裝置的戰(zhàn)場(chǎng)生存力。這種布局還有利于在高速飛行時(shí)減小波阻和底部阻力,而且提高了結(jié)構(gòu)效率,顯著降低了飛機(jī)的重量。該方案采用了不同后掠角的固定機(jī)翼,主翼根部有很長(zhǎng)的前緣邊條,一直延伸到座艙前方,出于結(jié)構(gòu)重量的考慮采用了單垂尾。
北美公司提出的335型方案,是一種在跨聲速范圍內(nèi)具有良好機(jī)動(dòng)性的固定翼戰(zhàn)斗機(jī)。它采用了翼身融合技術(shù),較好地解決了結(jié)構(gòu)超重問題,機(jī)翼前緣帶有很大的弧度,采用了單垂尾和兩個(gè)大型腹鰭。這一方案的主要特點(diǎn)是采用了腹部進(jìn)氣道的概念,同時(shí)在機(jī)身下部并列攜帶4枚“麻雀”空空導(dǎo)彈,每側(cè)翼根下方有兩個(gè)掛架,各掛兩枚“響尾蛇”,機(jī)翼外段還各有兩個(gè)外掛點(diǎn)。
針對(duì)F-X的作戰(zhàn)性能要求,麥道公司先后深入研究了變后掠翼、固定翼分別與吊艙式發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)身安裝發(fā)動(dòng)機(jī)等不同組合方案,甚至還探討過單發(fā)方案。在確定總體布局過程中,設(shè)計(jì)人員借鑒了NASA蘭利研究中心提出的LFAX-8構(gòu)型,以“鬼怪”II總體構(gòu)型為基礎(chǔ),采用機(jī)身內(nèi)安裝發(fā)動(dòng)機(jī),縮短了機(jī)身,增大機(jī)翼面積,同時(shí)先后考慮過三角翼、菱形機(jī)翼、不同后掠角等方案。最后,在綜合其它各種方案的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)之后,確定了F-X投標(biāo)方案,與后來的F-15總體布局基本接近。
在初始設(shè)計(jì)階段,麥道公司廣泛使用了當(dāng)時(shí)剛剛出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段,用于飛機(jī)一體化設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,耗費(fèi)巨資進(jìn)行了1萬多個(gè)小時(shí)的風(fēng)洞試驗(yàn),從而獲得了比較理想的氣動(dòng)布局。此外,麥道公司還特別邀請(qǐng)具有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的老飛行員,分別操縱兩臺(tái)空戰(zhàn)模擬器實(shí)施“近距格斗”,將設(shè)計(jì)方案的各項(xiàng)參數(shù)與其它競(jìng)爭(zhēng)者的總體性能進(jìn)行廣泛對(duì)比,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決存在的問題。
隨著新型戰(zhàn)斗機(jī)方案即將出爐,美國(guó)空軍在當(dāng)年9月開始考慮有關(guān)命名事宜。此前,美國(guó)海軍已經(jīng)拒絕了原本按照順序應(yīng)該采用的戰(zhàn)斗機(jī)名稱F-13型,將VFX計(jì)劃發(fā)展的艦載戰(zhàn)斗機(jī)命名為F-14型。顯然,美國(guó)空軍也受到這一說法的影響,同樣拒絕接受F-13型的編號(hào),而以F-15型來替代。最終,F(xiàn)-X正式命名為F-15戰(zhàn)斗機(jī)。經(jīng)過6個(gè)月的全面評(píng)估后,美國(guó)空軍部長(zhǎng)在1969年12月23日宣布:選擇麥道公司來研制F-15戰(zhàn)斗機(jī),并簽訂了制造20架原型機(jī)的合同。
氣動(dòng)布局反復(fù)優(yōu)化
1972年6月26日,F(xiàn)-15原型機(jī)正式出廠,并于7月17日在愛德華茲空軍基地實(shí)現(xiàn)首飛,開始了緊張的試飛階段。從設(shè)計(jì)思想來看,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)的高機(jī)動(dòng)性是通過提高推重比和降低翼載實(shí)現(xiàn)的。前者主要取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,后者很大程度上是通過精心優(yōu)化機(jī)翼來實(shí)現(xiàn)的。從氣動(dòng)布局來看,麥道公司針對(duì)F-15戰(zhàn)斗機(jī)的低翼載設(shè)計(jì)目標(biāo),通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),在短時(shí)間內(nèi)完成了機(jī)翼各種參數(shù)的初步篩選,減少了風(fēng)洞試驗(yàn)的工作量。
當(dāng)時(shí),麥道公司曾經(jīng)選擇出兩種機(jī)翼方案,除了展弦比、尖削比和后掠角有所不同外,都采用了前緣扭轉(zhuǎn),但主要差別在于是否采用前緣機(jī)動(dòng)襟翼。經(jīng)過進(jìn)一步地優(yōu)化和改進(jìn)后,研制人員從結(jié)構(gòu)重量和系統(tǒng)復(fù)雜性方面考慮,忍痛割愛,放棄了前緣襟翼,選定了具有較大展弦比(3.0)的機(jī)翼設(shè)計(jì)方案。相比之下,這種機(jī)翼在提高跨聲速機(jī)動(dòng)性和減小超聲速阻力方面略遜一籌,但F-15戰(zhàn)斗機(jī)依賴于強(qiáng)勁推力的發(fā)動(dòng)機(jī),使得機(jī)動(dòng)性和超聲速性能仍然超出了預(yù)期要求。假設(shè)當(dāng)年麥道公司選擇了具有前緣襟翼的機(jī)翼設(shè)計(jì),那么F-15戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動(dòng)性能想必會(huì)更加出色。
可以看到,F(xiàn)-15原型機(jī)的機(jī)翼平面基本上是一個(gè)三角形,后掠角為45度,翼型具有略微的固定彎度,相對(duì)厚度從翼根到翼尖逐漸減小。試飛中發(fā)現(xiàn),機(jī)翼在跨聲速范圍會(huì)出現(xiàn)顫振,為此將翼尖切去了一個(gè)斜角,最后優(yōu)化為切尖三角翼。這樣,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)翼面積為56.5平方米,在攜帶50%燃油作戰(zhàn)的情況下,翼載為288千克/平方米。同樣條件下,F(xiàn)-4C戰(zhàn)斗機(jī)的翼載為370千克/平方米,相比之下,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)降低了22%,有效地提高了機(jī)動(dòng)性能。
同樣,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)追求高機(jī)動(dòng)性也反映在了尾翼的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中。由于兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)占據(jù)了整個(gè)后機(jī)身,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)的尾翼不得不安裝在延伸到機(jī)身后部噴管兩側(cè)的尾撐上。這一設(shè)計(jì)客觀上增加了尾臂長(zhǎng)度,為適當(dāng)減小水平尾翼面積、減輕結(jié)構(gòu)重量提供了有利條件,也有利于選擇雙垂直尾翼布局。
F-15戰(zhàn)斗機(jī)采用了全動(dòng)式平尾,以獲得足夠縱向平衡力矩,確保超聲速飛行時(shí)具有良好的縱向操縱效能。為避免大迎角狀態(tài)下受到機(jī)翼氣流的下洗影響,平尾采用了低置式安裝,而且在兼顧結(jié)構(gòu)重量?jī)?yōu)化的前提下,前緣后掠角設(shè)計(jì)為50度,略大于機(jī)翼后掠角,可以推遲失速的發(fā)生,有利于提高操縱效率,改善機(jī)動(dòng)性能。為了可靠起見,平尾前緣還特意設(shè)計(jì)了鋸齒,目的是在大迎角狀態(tài)下產(chǎn)生旋渦,避免翼面氣流過早分離。
從最小結(jié)構(gòu)重量的設(shè)計(jì)目標(biāo)來看,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)采用雙垂尾將增加重量和復(fù)雜性,似乎并不是最佳選擇,但最終采用這一設(shè)計(jì)考慮了多種原因。首先,在大馬赫數(shù)下,橫向穩(wěn)定性成為一個(gè)日益突出的問題,需要更大的安定面來提供保證,其次,大迎角狀態(tài)有可能遮蔽垂尾和方向舵,并導(dǎo)致它們失效,因此必須適當(dāng)加大垂尾面積,減小機(jī)身產(chǎn)生的渦流對(duì)方向穩(wěn)定性的影響,以保證高速飛行和空戰(zhàn)機(jī)動(dòng)的需要。在優(yōu)化機(jī)體布局的過程中,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)放棄了初始設(shè)計(jì)中的雙腹鰭,最終采用了大展弦比的雙垂尾。
推進(jìn)系統(tǒng)舉足輕重
針對(duì)爭(zhēng)奪制空權(quán)任務(wù)的需要,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)著力強(qiáng)調(diào)了高推重比性能,以確保在空中格斗時(shí)具有出色的機(jī)動(dòng)能力,因此研制一種高性能的新型加力式渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)迫在眉睫。1970年4月,美國(guó)空軍在有關(guān)驗(yàn)證機(jī)發(fā)展計(jì)劃的基礎(chǔ)上,正式啟動(dòng)了F100加力式渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作。根據(jù)要求,普惠公司重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能,在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)時(shí)貫徹了“兩高一低”設(shè)計(jì)思想,即高增壓比、高渦輪前溫度和低涵道比。
為了獲得所需的大推力,F(xiàn)100-PW-100發(fā)動(dòng)機(jī)采用了單級(jí)增壓比高的風(fēng)扇和壓氣機(jī),渦輪進(jìn)口溫度達(dá)到1400,為此采用了定向凝固鎳基合金。作為世界上最早投入使用的推重比達(dá)8一級(jí)的軍用發(fā)動(dòng)機(jī),它的最大推力為65.2千牛,加力推力達(dá)到105.9千牛。毫無疑問,該發(fā)動(dòng)機(jī)的性能是非常出色的,但也因單純注重性能,導(dǎo)致可靠性與耐久性差強(qiáng)人意,曾一度使F-15戰(zhàn)斗機(jī)陷入停飛境地。為此。美國(guó)空軍不得不采取雙承包商采購(gòu)機(jī)制,并由此引發(fā)了F100系列與F110系列之間的發(fā)動(dòng)機(jī)競(jìng)爭(zhēng)大戰(zhàn),一直持續(xù)至今。
為保證F100-PW-100發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)采用了機(jī)身兩側(cè)進(jìn)氣方式,盡可能地保持進(jìn)氣道氣流的直接流通,將氣流畸變降低到最小。這種進(jìn)氣道采用了二維水平斜板,利用第三級(jí)斜板和擴(kuò)壓斜板來調(diào)節(jié)喉部面積,在超聲速飛行時(shí)產(chǎn)生4波系,將不斷吸入的空氣滯止到亞聲速,有效地減小了氣流在進(jìn)氣道中的損失,滿足F100-PW-100發(fā)動(dòng)機(jī)的工作需要。
進(jìn)氣道內(nèi)部通常噴涂為白色,原因有兩個(gè):一是在近距空戰(zhàn)中,飛行員希望戰(zhàn)斗機(jī)不會(huì)被敵方輕易發(fā)現(xiàn),白色管道將“黑洞”效應(yīng)降低到最小,這樣有效地避免了來自前方的戰(zhàn)斗機(jī)攻擊。其次,白色油漆可以清楚地暴露出進(jìn)氣道內(nèi)存在的外來物,提供外來物損傷的證據(jù),如血跡、羽毛或者是刮痕。
最值得注意的是,進(jìn)氣道采用了可變捕獲面積進(jìn)氣口,不僅可以在超聲速、大迎角范圍內(nèi)保持理想的激波系,還能夠保持進(jìn)氣道與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的流量匹配。從結(jié)構(gòu)上看,這個(gè)部分由上唇口和三個(gè)斜板組成了一個(gè)壓縮楔,可以隨著迎角和馬赫數(shù)的變化相應(yīng)調(diào)節(jié),相對(duì)于水平面來講,壓縮楔可以向下轉(zhuǎn)動(dòng)11度或者向上轉(zhuǎn)動(dòng)4度。
起飛前,壓縮楔在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)自動(dòng)地向下“低頭”,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的增加而逐步向上旋轉(zhuǎn),以確保足夠的空氣流量。在空中,壓縮楔的轉(zhuǎn)動(dòng)將依據(jù)不同馬赫數(shù)和不同迎角采取不同調(diào)節(jié)規(guī)律,及時(shí)改變空氣流量,有助于避免壓氣機(jī)失速。壓縮楔的相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)還能產(chǎn)生一定的俯仰力矩,在一定程度上起到了鴨翼作用,可以提供額外的機(jī)動(dòng)控制能力,有助于改善F-15戰(zhàn)斗機(jī)的縱向穩(wěn)定性。如在超聲速時(shí),這一力矩可以幫助“卸載”水平尾翼,因此平尾可以制造得更小和更輕。
隨著空氣動(dòng)力學(xué)和飛行控制技術(shù)的不斷發(fā)展,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)選擇了將兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在機(jī)身后部,但是兩個(gè)噴管的最大截面積相當(dāng)于機(jī)身最大截面積的55%,可能會(huì)產(chǎn)生較大的后體阻力。因此,如何確定噴管間距、噴管與尾部怎樣實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)顯得至關(guān)重要。根據(jù)戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)要求,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)選擇采用了窄間距噴管、寬間距尾撐的布局,可以較好地減小超聲速飛行時(shí)的后體阻力,并且通過取消腹鰭和加大垂尾面積,相應(yīng)減小了噴管與尾部之間的干擾阻力。應(yīng)該說,最終的解決方案還是比較圓滿的。