空战教训(三)

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导读:空战教训(三) --------响尾蛇飞弹的改良 飞弹命中率之低,已是不容忽视的危机。滚雷行动後的统计显示,美军75%的空战胜利是第一击达成的,也就是说战斗中的第一击仍是最有效的,因为此时敌机可能没有察觉你的攻击、或是手足无措地不知如何开始战斗。但一旦敌机躲过第一击,则再差的飞行员也会尽最大能力求生,此时要击落敌机就很难了。射程上的优势应该使美军拥有第一击的优势,当美军可以开火时、敌机却还没得到所需的射程,但由于飞弹的高故障率,美军只有27%的第一击可以击落敌机,由此可看出飞弹的故

空战教训(三)



--------响尾蛇飞弹的改良


飞弹命中率之低,已是不容忽视的危机。滚雷行动後的统计显示,美军75%的空战胜利是第一击达成的,也就是说战斗中的第一击仍是最有效的,因为此时敌机可能没有察觉你的攻击、或是手足无措地不知如何开始战斗。但一旦敌机躲过第一击,则再差的飞行员也会尽最大能力求生,此时要击落敌机就很难了。射程上的优势应该使美军拥有第一击的优势,当美军可以开火时、敌机却还没得到所需的射程,但由于飞弹的高故障率,美军只有27%的第一击可以击落敌机,由此可看出飞弹的故障率几乎抵销所有性能上的突破。


美国海军决定先改良响尾蛇飞弹,因为其另一种空优战机:F-8,只能挂载

响尾蛇飞弹。1966年中,海军开始换装AlM一9D型响尾蛇飞弹,最重要的是改变侦测距离;寻标器接收的频段也移到外界热杂讯分布较少的范围;缩减寻标器的视野,使其锁定目标时不易收到其他方位的杂讯(但如此也会缩减侦测的角度范围,而减少目标寻获机率)。此外,海军也换装新的飞弹推进段以提供更高的推力;流线型的弹鼻降低阻力,使飞弹速度增加、最大射程更远;换装新的引信与弹头则缩减了最小射程限制,一增一减下,其有效射程范围是B型的两倍。其结果相当成功,以AlM一9D作为主要武器的F-8战机和其他战机相比,由于飞弹可用射程范围的增加,再加上F-8飞行员的训练相当注重教导飞行员了解响尾蛇飞弹的射程特性,使其在每次接战中的击落机率最高。而且在滚雷行动期间,AlM一9D发射时在射程之外的机率只有13%,和射程较长、又用雷达判断射距的麻雀飞弹差不多(11%),低於A1M-9B的28%。故海军高层开始改变武器思想,在TopGun的课程中训练飞行员应优先取得适合响尾蛇飞弹的位置,发射一枚後先观察结果、再发射下一枚;而不像空军一样,取得战位就把4枚飞弹都射出去。


空军并不想采用AlM一9D,因为这是「海军」发展的武器。身为全球最大空军,但其主力战机F-4、与主力空对空飞弹响尾蛇都是海军发展出来的,已经是一 件耻辱,事实上,空军在本土防空战机还有一种更大更先进的空对空飞弹: AlM一隼式。1967年空军开始部署第一架纯为空军发展的F一4D戟机(之前使用的F一4C型基本上与海军的F-4B型差别不大)与其改良型的响尾蛇飞弹,空对空武装则加上了发射最新型AlM-4D飞弹的能力。空军相信,这可以完全修正之前科技发展的错误。


AlM一4D果然将空对空武器的性能提升到另一个境界:烂得更彻底。AlM一4D和AlM一9D一样改用液态氮冷却寻标器,然而隼式的液态氮是存在飞弹中、不像响尾蛇是存在发射架上,放容量大小、冷却时间短很多:只有2分锺。又因液态氮输入寻标器的过程不能中断,故寻标器一开始冷却,飞行员就必须在两分钟内把飞弹射出,否则寻标器就不能再用了。更严重的是其启动冷却的程序相当繁琐,所以飞行员不是得在进入缠斗前先把飞弹冷却、并希望在2分锺之内有机会开火,不然就是必须在缠斗中期望在射击机会出现前,可以及时完成冷却程序。然而扣扳机前最少需要多切2个电门,整个射击程序完成至少要4.2秒(响尾蛇飞弹则不到1秒),故在实际作战中飞行员几乎只能采用缠斗前先开冷却的方法。而困扰各型武器的可靠性问题,在隼式上也表现得更差:一开始的15次射击中,只有10次真的把飞弹射出去。即便飞行员克服了以上种种问题,让飞弹成功导引,但想要命中目标还需要比使用响尾蛇飞弹更多的运气:其弹头重仅3磅、低於响尾蛇的11磅,且其只有直接撞击引信。有飞行员形容:「你必须射中米格机飞行员的心脏才能击落他」。奇怪的是,既然不使用近发引信,但其最小射程限制反而更远:5000尺(响尾蛇为3000尺)。整个滚雷作战期间,共发射了54枚、只命中5枚,被视为表现最差的飞弹。相对于响尾蛇及麻雀飞弹陆续改良後还继续服役数十年,隼式飞弹从此退出江湖。


失望之馀空军回头改良响尾蛇飞弹,称为AlM一9E。为了节省成本,保留原来的弹头、引信及推进火箭,结果是其射程范围没有多大改变、其可靠性也没有太大的改善,後卫行动中,空军发射了64枚AlM一9E、只命中5枚,8%的命中率比滚雷行动中的AIM-9B还差。1968年空军又发展AlM一9J,将前控制翼改成双三角翼的外形,企图提升飞弹的运动性能,并将最小射程限制缩短为1000尺、延伸其最大射程、并可在7G状态下翌射,可说是真正为缠斗设计的飞弹。另外空军也了展了称为「缠斗麻雀」的改良型AlM-7E-2,此型飞弹有两种发射模式,第一种是旧有飞弹的正常模式;第二种缠斗模式则会启动一个电子开关,将最小射程限制由3000尺降到1,500尺,以适应近距离缠斗。但是在空军的指挥阶层被「轰炸空权」主义的战略空军把持之下,将眼光移到空对地攻击上、忽视空对空武器的发展,故这两型缠斗飞弹的发展一直断断续续,没有进行完整测试。


但AlM一9J的实战结果相当今人振奋,可以说是缠斗用飞弹的表率。1972年9月9日,4架F一4E与多架米格机混战中,领队先连发2枚AlM-9J击落一架MiG一19,接战第二架MiG一19时,以50度之AoT护射1枚AlM一9J,在双方都以5G飞行的状况下,响尾蛇飞弹仍稳稳地命中敌机。但好景不常,9月16日一组F-4护现一架低飞的MiG一21,在敌机毫不闪躲的情况下,其中一架F4共射了8枚AlM-9J才把它击落:2枚坠地(射程不足),2枚错过,2枚没有导引(可能是故障或飞行员失误),1枚接近目标但未爆炸(引信问题)。空军检查发现,AlM一9J在低空的最大射程并未达到原先要求,而作为一枚中低空缠斗飞弹,其发展过程中的实弹测试竟只射击高空大速的靶机而没有发现这个问题,也没有测试过热带潮湿气候对飞弹可靠性的影响。而测试中发现的弹头与引信组不能在近发引信启动後於16尺外有效摧毁目标,竟也未持续找出问题就贸然服役。在後卫行动期间发射过31枚AlM一9J,4枚命中、4枚射不出去、23枚没打中,命中率只有13%,虽比E型理想,但却和滚雷行动中的B型差不多。凄惨的战绩使前线空军单位曾要求空军尽速采用海军的AlM一9G,但因空军长久以来的本位主义,使护射轨不肯加装液态氮的储存能力以支援海军飞弹而放弃。


AlM-9G以已经相当成功的D型为基础继续改良,加上海军F-4飞行员训练改以响尾蛇为主,充分教导响尾蛇的发射限制。後卫作战期间,海军的24次击坠纪录中有23次是使用响尾蛇飞弹;而空军则在48次击坠中, 30次使用麻雀飞弹,比较起来便可看出海军对响尾蛇飞弹的重视程度。而AlM一9G也不负众望,发射了50枚就命中23枚,命中率高达46%。


当时美国空军空战教条始终是以麻雀飞弹为主,而且缺乏训练的飞行员也宁可在远距离发射飞弹、而不贴近使用响尾蛇飞弹。然而AlM一7E-2同样没有解决可靠性问题,尽管地勤人员尽一切可能维护飞弹,但战争期间AlM一7E-2仍平均有70%的时间处在严重故障的状态;当发射出去後,飞弹还会倾向在1000尺外自动引爆。後卫行动中,海空军共发射了281枚AlM-7E-2,只有34枚命中,命中率12%。


北越只有一种空对空飞弹:AA-2,其可靠性也好不到哪里去,但逊於美国的是,其射击的瞄准器更差。米格机座舱中没有雷达萤幕,只有2个简单的灯号表示目标进入2.7哩(AA-2的理论最大射程,虽然实战中很少超过1.9哩),或是进入3000尺(最小射程)。而且在雷达锁定後,还要3一5秒才能开火。所以美军很庆 幸的是,MiG-21虽然有良好的高速性能及战术,但没有好的飞弹来完成攻击。


越战後美国军方痛定思痛,生死搏斗用的武器发展应以可靠性为第一优先。过去的年代因为对科学的崇拜,设计者都在追求高远快的表面性能,而没有关心过科技的可靠性;而且测试者潜意识里都以为,如果没有意外,那麽理论上可以成功的科技,实际上都应该是成功的,故在实弹测试中如果失败,会优先被检讨的不是科技是否有错,而是实验是否作错了,如果实验结果合乎原先的构想,则实验就是成功的,不必再作。当使用的环境不同於原先的设想,这种心态设计出的武器便是致命的错误。於是在越战後的20年内,美国海空军宁可持续改良麻雀飞弹及响尾蛇飞弹的可靠度以作为主要武器,不再躁急地贸然启用新武器。例如越战後唯一的主要空对空飞弹发展计画:先进中程空对空飞弹(AMRAAM),其测试的心态便是「鸡蛋里挑骨头」,范围涵盖各种高度、速度、机种、电子作战、运动型态等,以找出设计的问题。当性能达到要求、但实弹测试的可靠度有问题时,海空军宁可拖延飞弹的发展(先进中程空对空飞弹总共测试了8年),让飞行员用老旧但是可靠的飞弹,也不让性能优秀、可靠性存疑的新飞弹轻易服役。


美军飞行员的训练也不再只依赖任何一种武器,尽管其主力战机都拥有超视距武器,但仍从不放弃视距内缠斗的训练,例如F一14拥有长程的凤凰飞弹,但在大部分作战中仍是依赖较可靠的中短程武器。所以在波湾战争之前,美国军方发展的武器几乎都被测试出一堆问题,国会与审计单位日以继夜地公布缺失,彷佛美军武器又是烂得彻底。然而在波湾战争中,美军武器又面临和本土不同的恶劣环境:高温、多沙,但大部分武器的可靠性却可圈可点。美国工程界终于学到了正确的工程设计态度(又称为莫非定律):如果你没有测试过这个地方有问题,那麽这里一定会出问题。然而,许多国家为了追求性能的突破,盲目要求加快研制进度,以超短的研发时间自豪,但其产品的测试到底是否彻底、忍受环境的要求是否严苛,恐怕要前线的官兵付出宝贵的生命才能证明了。



机炮的存废


越战前,世界上所有的新型战机几乎都放弃机炮武装;但越战後,世界各国的新战机又不约而同地,全部把机炮给装回去。战机到底应不应该装上机炮,大概是越战中最受争议的问题。在核子战争中机炮很难有使用的机会,因为敌机会以高空高速冲进来,而当双方以两倍音速迎面相向进入机炮射程时, 也差不多是该转向避以免相撞的时候;而等你绕回来想从尾部攻击时,也很难再有机会追进有效射程内。即便越战中的敌人不是高空大连的轰炸机、而是慢而机动的MiG一17,美国空军也没有想过要以机炮对抗,因为MIG一17是为机炮空战设计的、而F4不是,陷入以机炮互相缠斗的近距离空战对F一4是绝对不利的。


是故,即便空对空飞弹的可靠性出现问题,许多飞行员还是不愿采用机炮,宁可以不可靠的空对空飞弹远远地射上几发,因为飞弹即使没有命中,也足以逼使敌机远离或转弯躲避,若此时企图以机炮射击转弯半径极小的MiG-17,反而会提供对手反过来击落你的机会。但实战发现,当北越飞行员了解到空对空飞弹的最小射程限制後,当被全飞弹武装的F一4幽灵机咬往时,他们晓得加速逃离会使敌方飞弹可以发射,如果保持在F4前方的3000尺内,F一4反而一点办法都没有。因此北越飞行员不再急著俯冲逃出,而是继续转弯、减速,好让美机超越你而制造射击机会。一份评估滚雷行动早期的29次空战的报告指出,在半数空战中米格机利用飞弹的弱点,反而接近美军战机制造攻击机会或逃逸,如果当时美军战机有机炮的话,即便不能命中敌机,也可以迫使米格机远离以制造飞弹的射击机会,29次空战中23次空战美机也均有机炮射击机会。另外,当敌机利用极低空潜逃时,不论何种空对空飞弹都因无法导引而失效。当空军询问第366中队机炮效能的问题时, 该中队回答: 「在过去10天内,至少损失了7次击坠机会,只因为战机没有在高度2000尺以下、距离2500尺内的空对空武器。」


当美军一再因为没有机炮而丧失击坠机会後,终于1964年决定在F一4上加装机炮,其利用SUU一16型机炮吊舱、提供M一61 20公厘机炮的火力,然而这并不是没有代价。机炮吊舱会增加相当多的阻力与重量,而且必须挂在机腹与机翼内侧3个挂架的其中之一,最好是在机腹;而机腹挂架一般用来挂600加仑副油箱,于是加装机炮吊舱的F-4不只是要增加阻力、还得减少一个600加仑副油箱。另外机炮吊舱的机炮轴线相当难校正,故需在航舰上操作的海军完命放弃这个构想;即使校正正常,外挂机炮也比内载机炮要承受更多的晃动,故其炮弹弹道不可能像内载机炮那样精确。不过有趣的是,许多F一105飞行员抱怨其内载机炮的弹道太直,使其在快速运动的空战中的命中机率不高;相反地,许多F4的飞行员认为机炮吊舱的晃动可以增加命中敌机的机率。于是,美国空军的F-4四机编队中,除了在两翼外侧各挂一个375加仑副油箱、右机翼内侧挂载对抗地面防空火力用的电战吊舱之外,两架二机领队1号与3号机)在机腹挂机炮吊舱,而两架僚机(2号与4号机)则在机腹挂600加仑副油箱。虽然僚机多挂了一个副油箱,不过编队飞行时僚机需要不断改变油门以紧跟著长机,放需消耗更多的油料,经过实验发现,如此搭配的长机与僚机的续航距离约略相等。这种编队战术成果相当成功,相对于空对空飞弹一出击就出错,外挂机炮的F4在一开始的8次射击机会就击落4架。比较起空对空飞弹可靠性不佳的电子零件,炮弹完全没有类似的故障可能,而且一出炮口也没有任何外界力量可以引诱它远离目标,故这种低科技的武器反而有 极高的可靠性。


但机炮空战也不是完美的。当战机以高G运动时,射出去的炮弹却不受向心力控制,放在瞄准时应该往航线内侧修正,同样地速度、重力、角度都影响机炮射控,当时F-105上的光学瞄准器会藉由陀螺仪的校正与雷达测距来补偿所需的前童量;但当时F一105的光学瞄准器也同时负责俯冲轰炸时的瞄准,切换到空对空模式的作业非常复杂,使其完全不可能在飞行中实行。既然F一105的最重要任务是对地轰炸,绝大部分F一105的光学瞄准器便均设在对地模式而不能提供对空射控。而为飞弹设计的F-4更是完全没有可计算前置量的机炮射控系统,故美军飞行员的射击方法可说是完全遵循古老的空战教条:「等敌机占满座舱视野才开火。」然而美军对滚雷行动的检讨报告指出,F-105的140次机炮攻击中击落了20架敌机,击坠率为13%,和飞弹差不多。但若思及这是F一105无法使用对空机炮射控系统的情况,则其成就仍值得欣慰;再考虑到部分不需挂炸弹的F一105战机(例如防空压制的铁手机只挂反辐射飞弹),会将瞄准器调整在机炮射控模式以协助空优任务,其在40次有射控的机炮攻击中,击落了10架敌机,命中率为25%,这高於任何一种飞弹。


空军发展空军型的F-4D时也加人了机炮射控能力,而滚雷行动中F一4D、加上固定式机炮瞄准器(fixed gunsight)的F一4C以及设定为对空机炮瞄准模式的F一105共发动了148次机炮攻击,击落24架敌机,击坠率达16%,高於麻雀飞弹、略等于响尾蛇飞弹。滚雷行动後,空军总结之前的惨痛教训,改良F-4到E型,其中最大的改进便是加装内载机炮,并有整合的机炮射控系统。而北越的MiG一17的主要武装便一直只有1门37公厘以及2门23公厘机炮,不过其机炮也不太适合缠斗作战,虽然单发命中的破坏力惊人、可以重创大型飞机,但其射速过低使其在快速缠斗中的命中机率相当小,故其原始设计仍是对付战略轰炸机的核战思想,此外更糟的是其机炮射控系统并不精确,故综合而言仍不是空战中可依赖的武器。例如在1972年5月10日,一场可能是喷射机时代中最激烈的空战,由Top Gun出身的美军飞行员Cunningham驾驶的F-4对决北越传说中最强飞行员Tomb所驾驶的MiG-17(据传其死前击落13架敌机,为越战最高纪录,但北越官方记录中完全没有此人资料,因此有人推测这是因为他不是北越人)。在激烈的垂直剪形动作中,低速性能优异的MiG-17加上Tomb的超人技艺,使其至少有三次机会开火射击、然而却无一命中,终究反而被Cunningham以响尾蛇飞弹击落。


如此优秀飞行员的机炮命中率还如此低,则一般飞行员更不用说。但MiG一17机炮全部开火的景象还是非常吓人,炮口火光之大甚至可以遮住机身,而且其炮弹飞至5000尺外仍相当具有杀伤力;所以就算没有命中,心理上的威胁还是足以迫使美军飞行员抛弃弹药逃跑。MiG一19的武装可能较为适当,3门30公厘机炮的射速高於MiG-17(2秒钟射出90发,相对于MiG-17的69发),而且还有空对空飞弹。MiG一21也有1门30公厘机炮, 不过其武装仍以空对空飞弹为主,


机炮主要用在弥补飞弹的最小射程限制;但其机炮射控系统仍然只适合射击直线飞行的目标,而且战机本身运动超过3G时,机炮射击造成的剧烈震动使前置量的计算完全失常(F-8也有类似的问题)。



铝与血的教训


越战教训指出,机炮虽然性能有限,但仍是飞行员最忠实的武器。只要飞行员看得到的目标,而且可以控制飞机接近目标到射程内,则机炮就无视任何干扰或杂讯都能击毁它;除了攻击原先预想的空中目标外,也能攻击看得到的地面目标。例如执行空优任务的飞行员如果被击落,则有携带机炮的友机可以射击围捕的敌军以协助逃亡。甚至到了波湾战争中美军也发现,机炮对地面小型目标的射击精确度不输任何精确导引武器,故许多挂载传统炸弹的飞行员,在地面炮火轻微时常常以机炮扫射地面,反而得到比炸弹还高的战果。


此外,这也告诉我们:只要飞弹还有最小射程限制,机炮就有存在的理由。即便现代空战速度以音速计,但也很难持续维持目标距离在机炮射程内;同样地,快速接近的双方也很难维持在飞弹最小射程外。故在短暂的机炮射击机会,如果有一门高射速的机炮密集射击、把握当时的优势,避免让敌机反败为胜。但仍要注意的是,高速空战中适合的仍是高射速的武器,俄制现代战机的低射速以越战经验来看并非明智之举



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