一代名机“雄猫”竟然也是“寡妇制造者”

引子

出生于文革之后的很多军迷,应该都看过电影《Top Gun(中文译名:壮志凌云)》。笔者就曾看过不下五遍这部片子。忆当年,青春年少,每每看到帅气的汤姆?克鲁斯(Tom Cruise)演的“独行侠”骑着摩托载着凯莉?麦克丽丝(Kelly McGillis,现实中的一名女同性恋)演的美女教官在基地飞驰。背景中夕阳西下,两架F-14的剪影一掠而过,和着“Sitting on the Dock's Bay”的乐曲,无不撩动那颗本已悸动的少年之心。

电影《壮志凌云》的海

也许正是因为电影《壮志凌云》的缘故,在中国造就了一大批F-14“雄猫”舰载战斗机的粉丝,每每谈到美国海军退役F-14而用更“低档”的“超级大黄蜂”来代替,是那么的愤愤不平。但是,现实总是血淋淋的。如果我们仅拿数据说话的话,F-14的高事故率和这种战斗机的赫赫威名显得尤为格格不入。尽管这里面有部分可以归结为航空母舰恶劣的操作环境,但这仍然没法解释为什么在美国海军所接收的所有632架F-14战斗机中,有不少于144架(超过20%)在事故中损失。

航空母舰最容易出事故的就是舰载机着陆。得益于它的良好低速操控性能,F-14在最后阶段还可调整

这些事故中的大多数是飞行员失误的结果,特别是在航母着陆期间。 虽然得益于它的“变后掠翼”和巧妙的升力装置——扰流板加上全跨度前缘板条和后缘襟翼,“雄猫”具有良好的低速操纵特性,让飞机在舰上着陆的最后阶段仍可以进行操控。但是,它在保持准确的进近速度或下滑角方面很差,并且航向控制困难,经常偏离航向。受到高俯仰惯性的影响,它在着陆前的最后几秒内会很“漂”。高残余推力意味着飞行员必须使用低油门设置,当发生紧急状况需要更多动力时,发动机响应又不及时。

一架没有钩住拦截索,只能使用拦截网着舰的F-14

谁说老美的发动机总能让板砖飞起来?

早期的F-14在很大程度上受困于其不可靠和动力不足的发动机,这些发动机故障导致超过50架飞机的损失。除了遭受看似无穷无尽的一系列发动机故障之外,普惠公司的TF30涡扇发动机在作剧烈机动成高迎角(Angle of Attack,AoA)飞行时,特别容易发生压缩机失速。这些失速通常导致“雄猫”进入不可恢复的水平旋转,在1976年至1993年期间共造成31次坠机事故,导致6人死亡。电影《壮志凌云》中,汤姆?克鲁斯饰演的“独行侠”在训练中的失事,就是在高仰角空中刹车后,进入了失速旋转。

这种令人震惊的事故率促使备受瞩目的海军部长和前海军飞行官约翰?F?莱曼(John F.Lehman)在1984年国会拨款小组委员会作证时说:“F-14/TF30组合可能是我们多年来所见到的最糟糕的机身/发动机不匹配。TF30实在是一台糟糕的引擎!”

F-14A上的TF-P-400引擎受到几乎每一位F-14飞行员的唾弃

他的观点得到了资深战斗机飞行员鲍尔?T?吉尔克里斯特(Paul T.Gillcrist)少将的回应,他在20世纪80年代早期担任太平洋舰队位于美丽华海军航空站(NAS Miramar)的所有战斗机中队指挥官时驾驶的正式F-14。“我不相信曾经飞过F-14A雄猫的任何人会对这架飞机最大的单一弱点就是发动机这一说法持有异议。取消普惠公司F401-PW-400发动机的决定,让美国海军战斗机飞行员在18年里一直都在使用‘两件垃圾’驱动F-14战斗机。直到1987年11月,配备新通用电气(General Electric,GE)F110-GE-400发动机的第一架F-14A+(后来的F-14B)才装备了位于欧莘纳(Oceana)海军航空站的VF-101战斗机中队。”

这架“小鹰”号上的“雄猫”战斗机因右起落架不能打开而在舰上紧急着陆。两周后,它又飞上天空。

新发动机

虽然F110发动机解决了F-14A在美国海军服役期间许多与发动机相关的问题(最后一架因为TF30发动机故障失事的F-14A坠毁事故发生在2003年4月1日),GE的新发动机在其服役的早期阶段,也有一些自己的可靠性问题。事实上,有两起致命事故与1995年9月20日发生的事件(近期,我将用几篇文章详细介绍一下这起事故)相似。

F110-GE-400发动机不论在最大推力还是可靠性上都比TF30有了质的提高

其中的第一次事故发生在1993年3月15日,当时一架海军编号为163411的F-14B在北卡罗来纳州纳格斯角(Nags Head)以东20英里的一次VF-101中队训练飞行中解体,造成飞行员威廉?E?戴斯利(William E.Daisley)上尉和弗雷德?D?迪林厄姆(Fred D.Dillingham)少校的死亡。加力燃烧室中的衬里烧穿是可疑原因。三年前,通用电气公司已经检测到了该故障,并指示格鲁曼公司在卡尔弗顿(Carlveton)对运行后对发动机加力燃烧室外壳和周围的机舱进行特殊检查。

F110-GE-400的加力燃烧室衬里烧穿是该发动机前期的重要问题之一

1996年2月18日,在一架隶属于VF-11战斗机中队,海军编号161158的F-14D战斗机上发生的相同衬里烧穿切断了其飞行控制系统。该飞机从卡尔?文森(Carl Vinson)号航空母舰上起飞,在加利福尼亚州南部的训练海域执行一个对抗训练。事故发生时,飞机正以1.2马赫的速度在距离水面只有几百英尺上空飞行。事故产生的大火迅速吞没了飞机,以至于飞行员特伦斯?L?克拉克(Terrence L.Clark)上尉和雷达拦截操作官(Radar Intercept Officer,RIO)斯考特?拉摩洛克斯(Scott Lamoreaux)中校都没有时间弹射。根据事后不久《费城问询 》上发表的一篇 道,“僚机根本无法判断该架F-14是先爆炸再坠海,还是在撞击海面时发生了爆炸。当时飞机正在高速飞行,模拟敌方超音速反舰导弹。美国海军的潜水员后来从海底捞起了飞机的两个发动机,在右发动机的衬里上发现了一个孔洞。”

F-14经常在低空超音速飞行来模拟对手的超音速掠海导弹供舰队训练所用

美国海军打捞事故F-14残骸

其他问题

尽管F110的这些事故,但通用电气发动机在整个服役期间被普遍证明是可靠的。发动机好换,另外一些问题就不容易解决了。例如,美国海军最后一架在事故中被毁的“雄猫”的事故原因是来自于可以上溯到20世纪60年代后期原始设计的辅助动力系统。2004年3月29日,隶属于VF-31战斗机中队的一架海军编号为164344的F-14D战斗机由于燃油泵故障导致发动机在距离圣地亚哥海军北岛航空站(NAS North Island)仅3英里的海面上空熄火而坠毁。当时该飞机正从约翰?斯坦尼斯(John C.Stennis)号航空母舰起飞进行常规训练任务。幸运的是,该机飞行员丹?科马(Dan Komar)上尉和雷达操作员马特?简扎克(Matt Janczak)上尉成功弹射逃生。

新的数字化电传飞控系统对于F-14的操作品质有了质的改进

1996年美国海军为剩下的F-14机队装备了由英国GEC-马可尼航空电子设备公司开发的新型数字化飞行控制系统(Digital Flight Control System,DFCS),作为该飞机原始模拟飞行控制系统的替代品。该系统的原型是为欧洲“台风”战斗机建造的电传飞控系统,使用电传操纵软件向方向舵和升降副翼发送命令,以在飞机降落下滑时控制不良的侧倾和侧滑。 它还能够控制起飞阶段的横向不稳定性。 在空战期间,DFCS可以在高攻角机动时保持飞机的可控性,并且在飞机因为失速而不再受控时,给与飞行员更大的机会来恢复飞机。

老人病

尽管有这些迟来的改进,美国海军的“雄猫”战斗机能够一直保持运营,直到2006年10月全部退役,仍然是一个巨大挑战。

令F-14机组人员在该飞机服役最后几年一直提心吊胆的是,有几架F-14战斗机由于机体寿命导致的部件故障而损失。2002年3月2日,VF-143战斗机中队飞行员克里斯托夫?布拉斯彻姆(Christopher Blaschum)少校成为了最后一名因飞机事故而丧生的“雄猫”飞行员。根据他的雷达拦截操作员拉夫?维舍姆(Rafe Wysham)中尉的回忆,当时他们的“雄猫”战斗机(编号为162923的F-14B)正从在地中海巡航的约翰?肯尼迪(John F.Kennedy)号航空母舰的飞行甲板上弹射升空时,前起落架支柱发生了解体。维舍姆少尉最后成功弹射逃生,但飞行员布拉斯彻姆少校未能幸免。

F-14的前起落架

在该事故发生后,美国海军暂停了其仍在服役的所有156架“雄猫”,以对他们的前起落架 ——特别是前起落架的外部圆柱形支柱——进行疲劳裂缝和腐蚀点类型的检查。这些问题会使飞机起落架在弹射起飞期间发生断裂。

一架“小鹰”号航母上的F-14等待弹射,弹射对于起落架的要求很高。

VF-143战斗机中队的飞行员约瑟夫·格林特里(Joseph Greentree)中尉回忆道:“在之前飞机弹射过程中,出现了前起落架支柱失效问题。VF-143中队和我们的姐妹中队VF-11的维修部门工程人员日夜不息轮班工作,拆除飞机的前起落架进行检查。最后仅用了3天时间,就完成工作,将所有飞机准备就绪。当时我们正为了参加对阿富汗的“持久自由”行动,航行到巴基斯坦沿海。在我们到达战区后不久,VF-211飞行中队的一架F-14因为尾钩分离而损毁了,我们再次停飞三天,对所有飞机的尾钩进行检查。这些事件令人非常不安,因为我记得我在VF-101中队服役时看到过一条指令说,‘雄猫’战斗机上永远不会损坏的两个东西就是前起落架和尾钩!现在两者都出了问题。最后,两个故障都被归结由于为飞机年龄过大而产生的无法检测到的腐蚀。”

F-14的尾钩

最终,通过预防性地维护,对剩下飞机的彻底检查,以及加速退役最老的F-14战斗机,在其服役的最后几年中,F-14机队的减员率大幅下降。事实上,在最后30个月的一线服务中,没有发生一次F-14的事故损失。

如果就事论事的拿着这一件件血淋淋的数据来做决定的话,不用说美国海军高层,就是我也不会让一种高事故发生率的飞机继续服役下去,尽管这架飞机的性能非常出色。

在摔了五分之一多的飞机之后,一代名机——F-14“雄猫”终于退出历史的天空