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美军武器研制败笔之我见  

2007-01-17 15:04:58|  分类: 装备科技A |  标签: |举报 |字号 订阅

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【编者按】古人云:以铜为镜,可以正衣兄;以古为镜,可以知兴度;以人为镜,可以明得失。对个国家的武器研制发展而言,借鉴他国的经验,尤其是反面的经验教训,可以使自己少走很多弯路。

美国武器研制的体制较为合理,效率也高,但并非完美无暇,其中不乏许多失败项目。美国的武器研制对于任何一个希望有所创新的国家来说,其经验都是值得借鉴的,由于美国遵循“技术领先”原则,武器研制失败项目更加具有特色,其项目失败主要表现在:

项目管理

二十世纪50~60年代,美国新机的研制、采购采用验证―确认模式,也就是竞争方案将进行除试飞以外所有项目的测试:通过风洞验证确认航电设备在模拟器上测试气动设计的优劣;厂家将制作全尺寸木制模型用于必要的测试与评估,但不制造原型机,只有获胜的厂家才可以进入全尺寸发展阶段,制造原型机进行全面试飞。这种模式的优点是招标竞争阶段进度快,开销少,但飞机很多问题必须经过试飞才能暴露出来。因此,即使试飞中飞机暴露出较大问题,也是能硬着头皮研制下去,其结果是进度拖延,费用超支,损失之大难以想象。

60年代初,美国空军要求研制一种以对地攻击为主的超音速战斗机,美国海军则要求研制一种以舰队防空和护航为主的战术战斗机。当时的美国国防部长麦克纳马拉在三军装备的发展工作中推行“经济效果”政策,要求研制一种能满足不同军种需求的机型,达到节约投资的目的,这就是著名的TFX重型战斗机计划。我们知道战斗机高空和低空性能不能兼容,高空高速战斗面的机翼后掠角大,翼载小,而低空飞机的机翼后掠角小,翼载大,变后掠翼很好地解决了这个矛盾。这可以说是一次技术革命,理论上它既可作制空战斗机,也可作对地攻击机,但新技术刚出现人们对它的认识还不够深入。当时,麦克纳马拉对这个新技术过于乐观了,他认为,在美国航空航天局(NASA)新发展成功的变后掠翼技术上,可以用一个型号同时满足空军和海军的上述要求,而且费用可大大节省,于是强行决定研制两军通用的变后掠翼多用途战斗机F-111。

1962年F-111的选型结束,这年11月,美国国防部宣布通用动力公司研制空军型F-111A战斗机,格鲁曼公司研制海军型F-111B战斗机。随后,开始试制24架原型机,其中A型为18架,B型为5架(还有一架不详)。进入研制阶段后才知道新技术带来的风险,F-111在研制中遇到了所有新机研制过程中可能遇到的问题:空气动力学问题、结构超重、火控系统研制滞后、动力问题、项目超支等。因麦克纳马拉强行选定F-111,此时空军根本没有可选机型,只好一条道走下去。因某些试验和验证不充分,致使初期的F-111出现机翼转轴断裂、加力燃烧室熄火、进气道节流引起喘振、气动布局不合理导致激波阻力大等等问题,因此,F-111没有达到设计要求。B型因结构超重于1968年停止发展,A型也超重15%,后来A型出现的问题一一得到解决,但这个时候它的身价倍增,采购数量不得不从1700架减至552架,这使得单价又进一步上升,从原定的340万美元猛增到1500~1700万美元(1975年币值)。

技术方面

美国武器研制的主要宗旨是质量领先,使用新技术是其一贯作法,但一个武器系统包涵过多的新技术会引起无法预测的难题,造成费用超支和时间拖延等。苏联解体后,美国武器已处在无人可比的阶段,此时研制费用和风险就成为主要考虑因素,所以很多新武器都是在现有装备的基础上增加新技术,比如,美国F-22使用的F-119发动机,就是以F-100为核心研制的,一般认为新技术超过30%风险就会急剧上升(仅以发动机为例)。冷战时期新武器的需求十分迫切,因此技术因素导致的失败项目比比皆是。总结美国这些失败项目主要包括:

技术超前YF-23和X-32分别在1991年和2002年竞争美国下一代战斗机中不幸落选。原因就在于技术过于超前。

诺斯罗普和麦道公司于1990年6月23日在爱德华兹空军基地推出了YF-23,并于8月底进行了首次试飞。YF-23A采用了B-2飞机的隐身原理,切尖的三角翼面积很大,并装有前后缘机动襟翼。一侧机翼的前缘和另一侧机翼后缘(包括尾翼在内)相平行,尾翼平面形状与B-2一样呈锯齿状;两台F-119发动机埋藏在机身后部两个贝壳状的鼓包内,进气道为S形,有效地屏蔽了发动机压气机的迎面雷达波反射,可调的槽形喷口使红外辐射降至最低;YF-23A采用了相距很远的蝶形尾翼,它既是升降舵,又是方向舵,外倾角40度左右,蝶形垂尾有利于隐身(如同F-117隐身战斗机),而且在大迎角机动飞行时可避开机翼尾流的影响,始终保持良好的操纵性;采用内藏式武器悬挂系统,机身下表面平坦,有利于隐身和减阻。驾驶舱盖采用低阻的气泡形设计,座舱位置较高,而且很靠前,因此飞行员的视野非常好。

由此可以看出YF-23更多强调的是隐身性能,而对机动性能关注不够,它没有采用推力矢量喷管,这会使它很难保持在高攻角下的空战能力。当时苏联战斗机表现出很强的机动性,单纯利用隐身技术要想获取空战的胜利似乎太冒险。再加上新技术应用太多,增加了研制的费用和风险,所以,尽管YF-23表现出了更好的超音速巡航能力,但在与YF-22的竞争中还是败下阵来。

华而不实在美国众多的武器研制项目中,还有一些虽然外形优美,某方面性能也很突出,但为了达到当时战场环境的技术要求,片面地强调了某项性能,致使综合性能不佳,甚至缺陷超过了优点的武器。美国50、60年代曾研制的一些飞机,未曾服役的原因是它们脱离当时的动力、雷达及电子设备和气动布局的技术基础,研制出来的东西空有其表,却不实用。如XF-90、F-103、F-108、B-58盗贼等。

贪大求全美国依仗技术优势,希望把所有当时最先进的技术都运用到新武器中,使之在任何方面都绝对处于世界前沿,结果总是无疾而终。60年代,美德为了对付苏联的坦克洪流决定研制下一代坦克以对抗苏联的T-62坦克,这就是MBT-70。美德两国的意图是将“高、大、精、尖”技术一股脑地用到新型坦克上,双方的指导思想是:“全面采用最新技术,将100吨级的坦克火力和防护性与13吨级坦克的机动性结合在一起”。在这种大大超前的研制思想指导下,提出的战术技术指标令人惊异,它包括:战斗全重50吨,单位功率为18.6千瓦/吨,乘员3人,装自动装弹机,主要武器是152毫米两用炮,具有远距离作战能力,先进的火控系统,具有较高的首发命中率和夜间作战能力,安装三防装置等等。

1967年10月研制出的样车除了上述技术还有110.4千瓦的高增压风冷发动机,静液压机械式传动装置,液气悬挂装置,三位一体式的乘员布置方案,驾驶员遥控操纵装置,复合装甲等。这些战术指标在当时可算是极其先进了,一些技术尚处在理论阶段,可以想象这些新技术综合在一起是什么样子:费用象坐上了火箭,单车采购费用为当时M60主战坦克的3倍;可靠性极差、操作复杂、故障频发。152毫米火炮可算是“放卫星”的典型了,当时的主战坦克火炮最大口径不过是115毫米,苏联T-64坦克的125毫米火炮尚未正式使用,MBT-70上的152毫米火炮的射击操作十分繁杂,可靠性很差。MBT-70坦克上的一些超前技术到了80年代才变成现实,用在了M1和“豹”2主战坦克上,而另一些“超前”技术如驾驶员遥控操纵装置、静液机械式传动装置、自动装弹机等,至今在美国和德国主战坦克上仍未能变为现实。

费用超支过多地使用新技术造成的风险就是时间拖延和费用超支,等到某个关键技术问题解决,整个武器系统可能落后多年了。时间拖延的必然结果就是费用超支。“约克中士”自行高炮从1977年提出总体设计方案后,到1985年中期共生产65门。不幸的是,这个曾被美国陆军认为是一种性能良好的武器系统,经过单独使用试验后,证明可靠性差、雷达抗干扰性能不好,最后被打入“冷宫”。1985年8月27日,美国国防部长宣布:“约克中土”防空武器系统不能有效地对付空中威胁,决定终止该系统的生产,不再给予任何投资。“约克中士”防空武器系统,经历了7年的发展过程,投资共18亿美元,平均每门“约克中士”价格680万美元,创造世界自行高炮研制费用和单价的最高纪录。

论证不足在美军武器装备研制中,因论证不足而造成失败的也屡见不鲜,其损失也十分巨大。战略防御武器系统中的“肖兵”和“卫兵”等计划耗资过百亿,因实战性能差,在服役的第二天就宣布放弃。战略武器的研制受政治影响不同一般,论证上不仅要考虑到技术上的可行性,还要考虑到政治因素。事实上,战略防御导弹部署后,其首都和其它重要城市被更多的苏联战略洲际导弹所瞄准,在作战效能及其与战略洲际导弹发展的矛盾关系上论证也不充分。战术防空导弹也有这种情况。1975年美军只看到法德联合研制的“罗兰”导弹机动性较好,单发命中率稍高,便草率决定用它替换“小榭树”导弹。但由于“罗兰”导弹制造工艺十分复杂,承包公司不得不花费大量人力和物力来翻译、消化资料,还要结合美军的作战需要进行改制,致使每套导弹系统的成本增加了3.5倍,平时每套系统的维护费也高达200万美元,最后不得不放弃。

政治因素

冷战时期,美苏战略核导弹和战术核导弹的数量庞大,不仅全世界都生活在美苏的核恐怖之中,而且美苏两国自己也十分担心擦枪走火。因此,裁军谈判一直没有停止,协议也没少签。在美国,即使没有条约限制他们也主动停止了一些武器项目的研制,一些武器甚至已经具备了实战能力。最有名的就是陆军“十字军战士”自行榴弹炮系统和RAH-66“科曼奇”武装侦察直升机。

“十字军战士”自行榴弹炮系统是美国1986年制定的“装甲系统现代化计划”的一部分,总承包商是美国联合防御公司装甲系统分部,1995年~1998年间进行部件研制和样车试制,2000年开始批量生产并装备美军,它的研制目的主要是取代现役的M109A6自行榴炮系统。这个火炮系统十分先进,车重50~55吨,便于C-5、C-141、C-17等大型运输机空运;系统按系列化设计,同时发展自行榴弹炮和装甲供弹车;其火炮为1门52倍口径155毫米加农榴弹炮,火炮最大射程为40公里以上,车上有自动装弹机,整个装弹过程都由电脑自动控制,装弹速度达到10发/分;系统自动化程度高,具有自主操纵控制能力,乘员能在72小时内连续作战,采用隐身措施,减少了自行榴弹的信号特征,大幅度提高生存力。“十字军战士”自行榴弹炮系统性能超群,但价格也不低,美国陆军预计采购824辆,总耗资高达130亿美元。

苏联解体后,俄罗斯经济一跟不振,军事领域投资急剧下降,新武器研制基本陷于停顿,美国考虑到现役的M109A6“帕拉丁”性能仍处在世界领先水平,因此对新装备的热情大减。2002年5月8日美国国防部宣布决定放弃耗资130亿美元的“十字军战士”火炮系统研制项目。

“科曼奇”侦察直升机的遭遇跟“十字军战士”类似。美国于1988年提出研制计划,代号为LHX,研制目的是取代AH-1武装直升机和OH-6侦察直升机。1991年4月选定波音—西科尔斯基公司为研制单位。该直升机特别强调要在对方强火力的威胁下完成侦察任务,所以必须采用隐身技术,其次是采用先进电子技术保证侦察设备的先进性,并能接近实时地把侦察结果传送到战场指挥官手里,同时直升机本身的生存能力要强,至于火力和机动性等方面则并不做过高要求。

由于国际形势变化和新技术使用太多,研制、采购费用完全超过了原定计划,所以美军迟迟没能下决心正式投产。按1993年美国五角大楼估计,全项目将耗资998亿美元,其中研制费约559亿美元,采购1292架需要439.3亿美元,平均每架3400万美元。苏联解体后,项目采购计划做了调整,总预算重新定为390亿美元。除已生产的几架用于试验外,1999年美国只订购了5架用于部队使用验证。清理冷战武器项目,“烧钱大户”成为首要目标。

2004年2月23日,美国陆军宣布放弃总预算高达数百亿美元的RAH-66“科曼奇”侦察直升机项目,并称该直升机极易遭受防空火力的攻击,不适合美国陆军未来钓作战计划。这也是继“十字军战士”自行榴弹炮项目之后,美国陆军取消的最庞大的武器发展计划。美国陆军参谋长休梅克上将称,停止“科曼奇”直升机项目将为陆军在2004~2011财年之间节省146亿美元,这些资金将转而用于购买796架新型直升机、改进1400多架现役飞机和重新开始一项新的武装侦察直升机项目。陆军官员称陆军将重新开始研制一种全新的侦察飞机,以代替OH-58“基奥瓦”直升机。陆军还计划购买新型AH-64“阿帕奇”Block III直升机,该直升机拥有“科曼奇”除隐身能力之外的所有优点。

研制成功的失败项目

一些武器项目冲破重重困难进入部队服役,但在服役和实战中表现极差,它们可算是研制成功的失败项目。最具代表性的就是F-104“星”战斗机,它被飞行员称为“寡妇制造者”和“飞行棺材”。另一个项目就是AIM-4“猎鹰”空对空导弹。

F-104是洛克希德公司于1951年开始研制的超音速战斗机,1958年装备部队。因其航程短、载弹量小,未能成为美国空军主力战机。但是“墙里开花墙外香”,1958年公司在C型的基础上重新设计的F-104G却被德国、加拿大、意大利和日本等国大量仿制,装备数量超过2000架。进入服役后才发现F-104的事故率奇高,总是莫名其妙地坠毁,每次都无法找到坠毁原因,德国和日本飞行员对此抱怨极大,日本一个飞行员曾撰文《满腹牢骚的飞行队长》对F-104大加批评。

“猎鹰”是美国第一种实用空对空导弹,试验中性能表现优异,因此发展出近十个不同型号的导弹,其中包括核空对空导弹,产量达到数万枚之多。但在越战中,它的表现极其糟糕,整个战争中没击落过1架敌机(外国资料也有说共击落5架),战后所有“猎鹰”导弹全部淘汰。

思考

无论何种原因,武器研制失败是很正常的。美国作为超级大国,冷战时期武器研制项目多,失败自然也多,而且失败的项目要远远多于成功的项目。但是任何一个项目的研制过程就是技术积累与储备的过程,它所带来的积极意义不能忽视。一些项目中的技术并没有被完全抛弃,后来都用在了其它项目中,比如,LRX-X(即F-108战斗机项目)系统中的AIM-47核空对空导弹和AN/ASG-18火控系统放弃后,它们成了海军F-14战斗机AIM-54“不死鸟”空对空导弹和AN/AWG-9雷达的核心,在BMT-70主战坦克中暂时无法实现的技术在M1和“豹”2上得到了运用;“卫兵”导弹防御系统虽遭摒弃,但系统中的PAR雷达和“斯帕坦”、“斯普林特”导弹的部件及技术用在了现在的国家导弹防御系统(NMD)中。可以说,美国超强的武器研制能力是建立在这些失败项目的基础上的,现今高效的武器研制与采购体制也是在总结失败体制教训的基础上建立起来的。这正应了那句话:失败乃成功之母。

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