空战教训(一)


空战教训(一)



在二次大战後由于长程核武轰炸机的惊人毁灭力,使空权首度拥有战争的决定能力,甚至超过以往陆权及海权所达到的层次。因此美英俄等强权都将整个国防的重心奠基存核子战略上,而核子战略的主角又是空军,因此空军的建军思想便在于全力达到两大目标:以核子武器轰炸对方,以及阻止对方的核子轰炸。


F一105便是一个明显的例子。其设计理念是假设苏联发动先制核子轰炸,将西欧一半夷为废墟时,F一105能从残存的前线机场起飞,以超音速穿透敌军防空网投掷战术核子炸弹以阻挡华沙地面部队的前进。其设计的前提是要在补给支援设施遭到重大破坏的情况下还能起飞作战,所以维修必须简便(例如将液压线路装在一起,使地勤人员方便作业);而此时我方的战机战力也被炸得差不多,难以提供护航掩护,所以F-105必须自己保护自己,甚至协助防空任务。因此F-105不但要有极佳的低空高速性能以降低被拦截的机率,必要时还要以机炮及飞弹击落敌机。虽然以当时的科技,战机难以同时兼顾空战及对地攻击的能力,但是战术核武的威力强大,只要少数F-105可以穿透防空网,所投下的核武就足以摧毁敌人机场、部队等。故从整体看来,F一105的性能是可以往伤亡迅速的核子战场达到保证毁灭对手的目标。然而,当美国在意料之外的中南亚战场进行意料之外的传统战争时,F一105企图穿透意料中的俄式防空网时,却达不到意料中的目标。



速度VS运动性


北越初期的防空网是以简陋的防空炮所组成。1964年,北越境内只有20座防空预警雷达、1500门防空炮,没有任何战机及防空飞弹,可供喷射机起降的机场也只有两座(分别在首都河内以及重港海防)。但在俄国的支援下,从1965年开始,北越开始部署36架的MiG-17。从原设计角度来看,MiG一17在当时完全是过时的科技。韩战的经验使得战机性能朝高空高速发展,以使战机在进入机炮缠斗前,我方拥有能量上的优势以进行转弯,或至少逃跑时拥有速度优势以脱离对手的机炮射程。但MiG-17只比韩战时的前辈:MiG-15快一些,然而F-105运用六十年代的航空技术,已经能飞超音速了,故依飞机设计上的眼光来看,MiG一17完全不是对手。


当代号滚雷的轰炸北越行动开始後,F一105负起美国空军主要的轰炸任务。 1965年5月3日,48架F一105编队轰炸北越的交通中枢:檀荷桥(Than

Hoa),除了空军的F-100执行「米格猎缀空巡」任务以阻挡米格机的攻击外,海军也有30架以上F4B支援空中任务。尽管有重重护卫,再加上飞机本身也该有自卫能力,但两架F一105仍被两架MiG一17轻易击落。


到底是哪里出了问题?两种战机依同样的设计理念出发,F-105明显地比MiG一17更进步,但设计者没料到的是,越战战场的外部环境因素完全与原始设计战略上的想定不同,导致更先进的设计反而表现不如预期。


在越战时的外部环境因素是:这是传统战争而非核子战争。由於只能选用传统武器,故F一105必须外挂8枚750磅传统炸弹,而非携带低阻力、轻巧的内载型战术核子武器,所以机身总重更重、阻力更大,无法以预想的超音速穿透方式进行攻击。更严重的是,空军战机必须从遥远的泰国机场起飞,而非原先预料的前线基地,再加上庞大外载增加的阻力与重量,使其即便经过多次空中加油,还是得携带庞大的副油箱,如此又使重量与阻力的问题更加恶化,完全不能进行预想中的低空高速飞行。故F一105攻击时的速度实际上只有325节,再加上不是使用大破坏面积的核子武器,故需要以俯冲方式投掷传统炸弹以提高精确度,所以庞大编队的F一105会在目标上的高空(15000尺)招摇地以盘旋的方式飞行轮番对目标俯冲。此时F一105既不高、也不快,还有沈重的外载,当轻巧的MiG一17接近时,F一105完全没有任何优势。


但MiG一17基本设计还是沿用MiG一15,翼负荷低、难以达到高速,但在400节以下的低速作战时,反而维持相当高的运动性,放对付一架又慢又重的F-105确是游刃有馀。六十年代,美国空军预料到将与俄制战机在越南对决,所以进行了一项代号为「鸡毛掸子」的测试计画,以找出F一105及F4遭遇MiG一17时应有的处置,以空中国民兵的F一86H与F-4及F-105作模拟空战,鸡毛掸子一号设定条件是2.3万尺的高空、视距内(一哩以内,也就是说F-4必须放弃视距外优势)一对一缠斗,在1965年5月测试完毕,并随即开始鸡毛掸子二号,研究500尺、1000尺以及2000尺的中低空多对多空战。


鸡毛掸子一号的结论是:美国军机仍拥有性能上的优势,前提是不应与MiG-17进行低速转弯的缠斗,而必须以较好的高空高速性能,加速脱离MiG-17极短的机炮射程范围,再爬升以诱使对手消耗能量。当对手没有动能再爬升或转弯时你却还可以转弯,那MIG-17就是你的囊中物了。


1966年,美国空军完成对南亚空防作战的评估,预测MiG-21对F-4及F-105将分别有高达3:1及4:1的交换比优势,但F-4对MiG。17却有18:l的优势,F一105则至少可以维持1:1的均势。


当训练充分的美军飞行员得到正确的战术指导後,缺乏训练的北越飞行员所驾驶的MiG一17就很难再构成威胁。仓促成军的北越空军顶多训练出「飞行员」,却无法训练出具有空战知识的「战机飞行员」。MiG一17在地面战管引导下成功摸进美机後方时,口径虽大、但射速却低的机炮若不能幸运地命中美机,则当美机依照战术俯冲脱离再爬升时,有勇无谋的北越飞行员往往就步入陷阱,盲目跟随美机的脚步,直到能量耗尽、动弹不得後,反而被美国军机击落。在滚雷行动初期,北越空军羽毛未丰,只能作有限的反击。开战到1966年6月,F一105只遭遇14次攻击,但7月份却遭遇了17次攻击。然而在六月底,负责猎杀防空飞弹雷达的F-105铁手(IronHand)机首次击落一架MiG一17。戳自此时,F-4已击落14架MiG一17,并只损失一架。


F-4战机同样是追求高空高速而牺牲了低速运动性能,但与视空战为兼差任务的F一105不同,F一4是为空优而生的,所以她享有当时最先进的空对空科技。超越韩战时期以机炮为基底发展的空对空作战理念,F一4可挂载四枚视距外攻击的麻雀飞弹,使必须以目视接战的米格机应该连敌机的影干部看不到就被击落;即便飞弹耗尽,或数量上占优势的米格机牺牲同伴後强迫近接缠斗,四枚响尾蛇飞弹也是比机炮更有效的缠斗武器。因为射出後其以红外线寻标导向,故飞行员不用费心持续咬住敌机;其射程又大於机炮,放敌机难以加速脱离。不幸的是,空对空飞弹故障率之高使六十年代的飞弹科技几乎颜面尽失。所幸,在战机性能上F-4籍由大推重比,使其能量上仍比F一105来得占优势,对付MiG一17更是绰绰有馀。故北越的MiG一17开始利用车轮战术,以数架MiG一17一架接著一架绕固定的圆心在低高度不断旋转,以使美机企图接近攻击时,必须降低高度及速度到MiG一17的优势领域。虽然如此,F-4仍然可藉长程飞弹逼迫MiG一17转向躲避而破坏阵形,再加以猎杀。故在滚雷行动期间,北越空军总共击落23架美机,却付出87架的代价。另外,俄国同样在六十年代发展出两马赫的MiG-21战 机,1966年1月, MiG-21开始进入北越空军服役。


MiG一21的设计目标不是要在机炮空战中取得优势,而是要对付高空高速的战略轰炸机。


当时美俄两国都无法为越洲飞行的核子轰炸机发展出类似二战中使用的护航战斗机,故拦截机不需考虑如何与战斗机厮杀,而必须防止核武轰炸机利用高空高速的优势,在拦截机紧急起飞占位之前,就穿过防空范围,投下毁灭性的武器,故拦截机的基本要求是争取反应时间。MiG-21用两种方式来达成目标:第一, 其拥有优秀的低空低速控制能力,能以较低的速度起飞,使用跑道较短的前线机场,故能部署在领土外围作战;第二:MiG一21拥有极佳的爬升能力及两马赫的极速,所以她能迅速爬到轰炸机所在的高度,在轰炸机通过前进行拦截,就算轰炸机来得及穿过防守线,MiG-21也有足够的速度从後方追击。


越战的作战环境同样与原先设定有所差距,但和F一105与MiG一17不同的是,越战环境使MIG一21享有意料之外的优势。因为美国必须以战术攻击机硬撑作长距离攻击,故无法像战略轰炸机那样作高空高速的冲刺;而且美国的轰炸不是核子武器,即便穿透成功,也不会对後方造成决定性的破坏。所以MiG一21可以先确保自己的优势,不从前方挑战美军雷达导引飞弹迎面射击的优势,而从侦侧不到的低空穿过美国护航战机的雷达搜索,再从美国机群的後方利用优秀的爬升能力迅速爬到25000尺以上的高空,悠哉地转向对前下方缓慢的战术攻击机群进行掠袭,而非与单架、高速前进的战略轰炸矶作分秒必争的赛跑。MiG-21会从5.7哩外开始加速到1.4马赫,在对著充满目标的空域发射完所有的飞弹2枚AA-2。除非预先得到警告,否则美军护航机根本不可能来得及阻止如此高速的攻击;即使得到警告,北越战管察觉护航机的动作後也可以轻易指挥具有速度优势的MIG-21机群迥避,再等待机会重新攻击,或者指挥其它米格机趁机穿透护航机与攻击机间的空隙攻击。面对如此快速的敌人,美国战轰机就算不被击落,也往往吓得抛弃对地弹药,而MiG-21则潇洒地继续俯冲加速到两马赫,无视於满腔怒火却来不及加速追上的美国护航机群扬长而去


故MiG一21这架飞机使高空高速的优势完全逆转,美国军机没有一种能在这个领域胜过她。美国对付MlG一17的俯冲一加速动作,MiG-21一样有足够的能量优势继续咬住,就算拉长间隔距离,MiG-21却有空对空飞弹可以追上;就算进入低速转弯的缠斗,MiG-21仍然有优异的性能。


从1967年开始,美国展开庞大的间谍行动,目标:弄到实际的米恪机来找出弱点,藉由实机测试,了解敌军战机的特性,以找出克制绝招。这一次,美国不再用F-86模拟,而在深处内华达州沙漠中世界最神秘的空军基地:AREA51中成立「俗称[红鹰」的第4477测试中队,让海空军的飞行员实际操作秘密取得的米格机,并与其进行异机种对抗的缠斗训练。实际验证显示:MiG一17的後燃器(请注意--毛掸子计画中模拟MiG-17的F-86H并没有後燃器)提供额外的推力,使其在和美机作相同--弯率的转向时能维持较高的速度。但是其俄制发动机高温性能有限,使其发动机必须限制军用推力输出不得超过5分钟,开後燃器不得超过3分钟。


此外,在中低空高度、400节以上的空速时,MiG-17会发生无法控制的滚转现象,使机炮完全无法瞄准,而操作员载超过3.5G後, MiG一17会沿著纵轴剧烈的摆动,故MIG-17的水平转弯性能完全不能用在高空高速高G的状态。虽然如此,MiG-17中低速的转弯能力仍让美军试飞员震惊,美国空军在越南战场便常常发现,及时发现飞弹来袭的MIG-17可以迅速地以极小的半径转向,玩弄空对空飞弹於股掌之间。而且就算被击中,由于飞行控制利用钢缆而非会漏油的液压管路,也不会轻易坠毁。不过,也由于缺乏强力的液压系统来推动控制面,放MiG一17的滚转率远小如F-4,F-4飞行员发现一个轻易的小伎俩就可以摆脱MiG-17:先作一个小角度的滚转以假装要转向一边,骗MiG一17跟着滚转後,再迅速地往反方向滚转,拉机头转向离开,此时滚转迟缓的MIG-17将完全跟不上你的动作,故无法及时发挥优势的水平转弯能力。再加上MiG-l7只有机炮武装,需要持续的咬住才能攻击,放F-4利用此招,即便被MiG一17紧紧咬住,只要及时施行这个伎俩,就可以破坏MIG-17好步容易取得的位置优势。故美国空军相信,除非F-4飞行员对MiG-17的攻击浑然不知,不然战术正确的F-4几乎不可能被MiG一17击落,并有根大的机会可以反过来击落敌机。


此外,MiG一17的後燃器尽管提高了转弯能力,却对水平飞行的助益有限,因为前述的高速下控制不稳定的问题使其在各个高度下的极速都远低於美军战机。故美军评估,MiG一17从後方进入目视距离後,需要数分钟才能追上美国机群,所以美军飞行员只要不忘转头检查。。


MiG-17很难有机会有瞄准地开火。但MiG一21就完全是另一回事,其正面截面积非常小,常常近到一两哩才能用肉眼看到,而此时高速的MiG一21只需要再过十秒就可以开火,故除非你一直检查後方(而这是不可能的事)则MiG一21几乎是可以随心所欲地猎杀看中的目标(有技巧的MiG-21飞行员更会从你的後下方逼近,使你完全没有目视发现的机会)。


为拦截设计的MiG一21不但达到设计目标而在高空高速胜过任何一种美军战机,而且其为了短场起降而设计的低速性能也令人惊民。当放下襟翼和後燃器全开时, MiG一21可以80一90节的速度飞行,此时任何尾追的美军战机都被迫超越,反而暴露尾部给MIG-21,故对付MiG一17的垂直动作:俯冲-爬升-转向,完全不适用於MtG一21,MiG-21不怛可以紧跟著俯冲-爬升的动作,面且在爬升到双方都耗尽动能时,如果飞行员的技能可以驾驭剧烈震动的MIG-21(因为此时接近失速,MiG一21的稳定性仍然不足)还可以反过来用低速动作转而咬住美国战机。


除了高空高速与低速的优势外,由于三角翼提供MiG一21相当低的翼负荷,所以MiG一21在中低空有优异的瞬间转向能力,在15000尺、0.9马赫时, MiG一21与F4的瞬问转弯率都是每秒13.5度;当速度为0.5马赫时,MiG一21就有每秒11.1度胜过F-4的每秒7.8度。故MiG一21察觉空对空飞弹时,一样可以快速地转向使飞弹脱锁。


杪不过MiG-21只有作战局照著前述的剧本演出时,才有如此惊人的效果。其高空高速性能虽然好,但在15000尺以下的高度时,如果空速高於510节或低於215节,虽然MiG-21的低翼负荷能提供瞬问转弯的大升力,但MiG-21的控制将变得非常迟缓笨重、使得飞行员难以快速驱使她作大幅度动作;加上结构的限制,使15000尺下的极速也被限制存595节以下,故MiG-21在中低高度时不论是能量上或转弯性能上,对付F一及F-8都讨不到便宜,只有欺负F-105还不错(F-105击落过十馀架的MiG一17,却没有击落过半架MiG一2i)。所以如果MiG-21不能顺利躲过护航机群的侦侧,并爬到护航机群的後上方合适的高尚度,而在中途较低高度就被拦截,则其不但是陷入险境,而且其后燃器要耗时5.7秒才能启动,启动後提供的额外推力又不足(仅多了几百磅的推力,美军试飞员对其形容是:点燃以後,几乎感受不到加速,所以也没有额外的能量可以协助她逃离不利的空域。故其和=次大战的Me一262相同,如果顺利取得能量(高度十迎度)优势,则其攻击几乎无人可拦;但如果任中低空就被逮到,那只能求上天垂怜。


此外,上角翼在转弯时会提供大或力,却也会提供极高的阻力。使MiG-21在转弯时会迅速消耗能量,加上後燃器不足以补充动能,时间一久其能量将迅速损耗而抚法维持速度,使其「持续」转弯性能不良。虽然MiG-21空有高的理论「瞬间」转弯率,但由於控制问题。实际上机身难以快速反应,故一旦和美机进入转弯缠斗,便会慢下来而被美机闪脱,并反过来咬住能量耗尽的MiG一21。故虽F-105对付MiG-21毫无膀算,但F一4及F-8不该沿用对付MiG一17的垂直战术,而该用水平战术,争取在15000尺以下的中高度,以四、五百节以上的速度与MiG一21进行水平转弯缠斗。)



中低空、高次音速的视距内缠斗


不过F-4本身也有控制上的问题:「逆偏航」,在中低速时,F4飞行员不能靠左右扳动操纵杆来驱动副翼来使机身滚转,居然必须维持操纵杆在中央,靠踏板驱动方向舵以滚转(方向舵通常是作偏航动作)。如果在大幅度转弯中,方向舵不能适当地维持中央位置,则F4的转弯能力会锐减,甚至失控进入水平螺旋。是放F-4上装有一个警报器,在即将发生逆偏航时,会发声来提醒飞行员该改用方向舵控制滚转。对有经验的飞行员而言,这只是多一道注意事项,然而越战中期美国空军飞行员素质开始下降时,缺少训练的飞付员会将警报声视为战机即将失控的警告,因而缩小动作幅度,使其浪 费转弯性能上的优势。


在滚雷行动结束後,北越又少量部署了一种新战机:MiG一19。其设计和美军F一100相同,都是为了超音速,但美军阵容中,F-100已被视为过时而不列入作战评估,并且其部署数量不多,照理讲其影响应该不足为惧。然而,虽然MiG一19比快比不过MiG-21、比转弯率比不过MiG-17,但在F4打算用来对付米恪机的中低空、高次音速的空域,却能击败美军战机。美国军事情报人员前往巴基斯坦秘密试飞中共仿制的歼六机发现,在中低速的水平转弯中MlG一19远胜过F一4,而且比MlG一17多了多段设定之动作襟翼,所以速度到达460节时,MiG-19仍能维持其转弯率的优势。


更危险的是,MiG-19高次音速时的水平加速能力不象其他米格机那样弱,而且能比F-4还快加速到1.2马赫而摆脱F-4的追击,所幸,由于MiG-19滞空时间极短、部署数量不大,故技术上的优势无法造成战果上的优胜。放美军仍得到这样的结论:F-4仍是全附界最好的战机;尽管在不同空域,都有1种米格机胜过F-4,但整体来看,F-4仍是性能最平衡的战机,加上为了远程飞行,F-4主要还是在中高度以500节左右飞行,只要及时抛弃外挂,F-4可以加速取得对MiG-17的速度优势、以及对MiG一21的运动性优势。


于是,大部分对越南空战的评论都以此出发:中低空,高次音速的视距内缠斗才是战机应有的发展方向,故高空高速的性能不切实际,高次音速的运动性能才是最实用的。举例用的实证是越战中美军有一堆两马赫战机,但实际作战中只有极少的时数比例作超音速飞行,而空战也都发生往15000尺以下的中低高度。另外,象F-16与F-18等的飞机都放弃两马赫以上必备的可变进气孔,可见得追求一马赫以上的速度是不必要的罪恶习,反面像英国的鹰式教练机或猎鹰攻击机、根本甚至没有超音速能力,但仍以次音速运动性执行防空任务,并在马岛战争中得到战果。


然而,这种论点忽略的是MIG-21超音迎掠袭战术的可怕。1968年2月,两架F一102替加油机护航时,僚机忽然觉得飞机怪怪的,长机接近一看,赫然发现一枚未爆炸的AA-2插在僚机的尾部!连忙转向返回泰国的途中,MiG-21再次攻击,迫使僚机双毁。这个例子看似离奇,但在越战中却屡见不鲜,许多美军军机都这样被MiG-21狙袭下来,而其两马赫的脱离速度让友机连复仇的机会都没有。即便航电及武装上的缺失,让MiG-21的攻击成功率并不高,但就算攻击不成,也足以吓得攻击机群放弃炸弹,达到防空的效果。


一位美国空军飞行员如此形容:「全世界最爽的飞行员就是河内的MIG一21飞行员」


所以越战中很少高空、超音速空战的原因是:一个巴掌拍不响。当MiG一21以超音速攻击时,美国战机完全没有还手的馀地,只有逃命的份,当然没有机会空战,故美国人部分是趁米格机处于中低空时才加以攻击,也才会发生空战(由记录可看出60%的米格机被击蓓的高度低於7,000尺)”由此可看出, 速度绝非罪恶、罪恶的是後燃器,後燃器的高油耗使战机难以长期超音速飞行,但如果是进行本土防空,较短的作战半径使战机不需过长的滞空时间而能进行超音速飞行的话,则高速的攻击不但比复杂的中低速运动来得有效,而且至少能高速脱离而保住小命。


假设MiG一21的超音速滞空能力加长几倍,则MiG-21就可以往高空待命,见到美机才俯冲而下,而不用从机场紧急起飞,使美军没有任何机会在其中低空航行期间迫使进入高次音速的缠斗。反之,如果美国战机能够以超音速穿透北越领空,则所有拦截机若不能在对头攻击中击落美国军机(而且美国护航战机的雷达导引飞弹使其对头优势远做优於米格机),则米格机通过後的转向再也追不上美军战机,则美国军机就可以完全回避MIG-19及MiG一17的拦阻,甚至连MiG-21都机会渺茫。越战总结发现,双方全部击坠记录的75%中,胜利者拥有速度优势。


故,「速度才是生命」这句话可以适用于整个空战史。除了兼顾对地攻击的F一16及F-18外,具他专门负责空优的战机:F一14、F一15、Mirage2000、TornadoADV、MiG一23/25/29等战机全部都没有放弃越战前追求的两马赫拦截能力,唯一不足的是无法以超音速入侵护航,但这正是美国未来战机F一22的三大主要目标之一。由此可见,次音速运动性并不是各国军方在越战学得的教训。没错,被迫(例如伴随笨重的攻击机)进行中高度缠斗时,战机只有足够的运动性,但在无限制的防空战任务中,高速仍给战机拥有主动权的自由,给敌机最少的反应时间,才是攻击与防守的最改要关键。




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