F/A-18“大黄蜂”战斗机一直以来是比较让人忽视的一种战斗机,自服役伊始就被 F-14“雄猫”的光芒所遮蔽,同时又饱受航程不足等缺陷的指责,被戏称为“塑料虫”。但不可否认的是,“大黄蜂”是比较成熟的设计,遭遇的服役初期故障远低于同时代的三代机,其多用途作战能力大大增加了舰载航空联队的作战灵活性。随着时间的推移,“大黄蜂”逐渐成为美国海军舰载航空兵的军马,最终“大黄蜂”和“超级大黄蜂”一统美军航母甲板,证明的自身的价值。

起源
1975 年 1 月 13 日美国空军部长约翰·麦克卢卡斯宣布通用动力 YF-16 成为 ACF(空战战斗机)项目的获胜者,理由是 YF-16 的速度比 YF-17 略快,且其安装的 F100 发动机已被 F-15 采用,可降低维护费用。F-16 后来的成功超出当时所有人的想象,其产量超过 4,500 架,至今仍未停产。

具有先进气动外形的 YF-16,战机史上杰出的设计
至于诺斯罗普的 YF-17,如果没有下文的话那么今天我们只能在航空历史杂志中瞻仰这种飞机了。失去了美国空军 ACF 合同之后,诺斯罗普公司原本打算就此结束,但美国海军对新战机的需求又使 YF-17 获得了一线生机。在整个 70 年代初,一小撮美国海军军官对格鲁曼 F-14“雄猫”高昂的价格颇有微词,念念不忘寻求一种低成本的替代战斗机,正好此时“雄猫”项目遭遇研发困难,成本不断超支,于是美国海军启动了 VFAX(舰载战斗攻击机)项目。

可以说美国海军给了 YF-17 第二次生命
VFAX 被设想成一种能取代 F-4“鬼怪”、A-4“天鹰”、A-7“海盗 II”的多用途战斗机,格鲁曼也提交了“雄猫”的简化型(F-14X)参与竞标,但被国防部副部长断然拒绝。1974 年 5 月 10 日众议院军事委员会宣布不会采购任何“雄猫”的简化型,VFAX 必须要是一种全新的飞机。但军事委员会显然忘记了 F-111 的惨痛经验,要求美国空军和海军采购同一种战斗机,而不顾美国海军希望 VFAX 同时具备空战和攻击能力的需求。1974 年 8 月美国国会考虑到当时的预算无法再担负另一个重大战机研发项目,通知美国海军 VFAX 项目将被取消。

格鲁曼想通过 F-14 简化版来一统航母甲板,被军事委员会断然否决
美国国会将原本用于 VFAX 的资金转移到一个新项目——NACF(海军空战战斗机)上,并指示海军密切关注美国空军 LWF(轻型战斗机)/ACF 项目的竞争结果,并将参加竞标的两种飞机为 NACF 候选机型。如果一切顺利的话,NACF 将会是 F-16 的舰载型,但当时多数的美国海军军官仍固执的认为 F-14 能满足所有需求,既不需要 VFAX 也不需要 NACF。在众多“雄猫”党的阻力之下,美国海军仍持续推进 NACF 项目,并在 1974 年 9 月颁布了需求书。
在正式需求书发布的同时,美国海军也宣布将选择单一承包商来研制 NACF。诺斯罗普认为 YF-17 会是 NACF 的有力竞争者,因为美国海军在传统上倾向双发构型以增加安全性,并且 YF-17 有更大的潜力发展成为装备雷达的多用途战斗机。但是诺斯罗普没有研制舰载机的经验,所以他们接受了麦道公司的提议,合作为 NACF 项目研发 YF-17 的舰载型。两家公司签订了协议,条款规定麦道公司承接美国海军的合同的话,诺斯罗普将是最大的分包商,并且诺斯罗普拥有该机陆基型的全部出口权利。

YF-17 三面图
通用动力同样想凭借 F-16 的舰载型参与竞争,通用动力也没有舰载机的研制经验,于是与 LTV(凌-特科姆-沃特,总部同样在达拉斯沃斯堡)组成团队,共同研制 YF-16 的舰载型参加 NACF 的竞争。YF-16 海军型具有美国空军不做要求的超视距雷达。两家公司达成协议:如果美国空军和海军都选择了 YF-16,通用动力将成为空军的主承包商,LTV 则是海军的主承包商,但这只是一厢情愿,在同一个州的两个承包商同时获得合同的可能性最小。

LTV 提出的 YF-16 舰载型 MODEL 1600
1975 年 5 月 2 日美国海军宣布诺斯罗普/麦道团队获胜,美国海军认为双发布局更适宜海上飞行,另外 YF-17 的多用途发展潜力更大。
根据最初的计划,诺斯罗普/麦道将研发三种相近的型号——单座的 F-18 接替 F-4“鬼怪”的空战任务,单座的 A-18 接替 A-7“海盗 II”的攻击任务,另外还有双座 TF-18 同型教练机。F-18 和 A-18 使用相同的机身和发动机,但航电和挂架不同,双座 TF-18A 保留了 F-18A 的全部作战能力和武器,但减少了内部载油量。

P530 YF-17 F/A-18 的演进
最终经过论证 F-18 和 A-18 最终统一成一种型号,在当时国防部的新闻稿中被称为 F/A-18A,令人尴尬的是直到 1984 年这个奇怪的编号才成为正式编号。两种型号的统一主要要归功于进气道下方边沿增加的两个挂架(4 号和 6 号武器站),在执行对空任务时,这两个挂架可挂载 AIM-7“麻雀”空空导弹,在执行对地任务时,左侧挂架可挂载前视红外吊舱,右侧可挂载激光指示吊舱。双座教练型的编号随之改为 TF/A-18A,后来又变成 F/A-18B。
尽管没有任何订单,诺斯罗普仍继续研发 F-18L 陆基型,由于不需要上舰,该机比舰载型轻得多,性能更好。

F-18L 陆基型概念图,与 F/A-18 相比,该机更接近于 YF-17
动物凶猛(一 起源)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:YF-17
1975 年 11 月美国海军与通用电气签订了 F404 涡扇发动机的研制合同,1976 年 1 月 22 日向麦道订购了 9 架单座和 2 架双座全尺寸研发(FSD)飞机,1978 年 7 月 FSD 原型机首飞。作为麦道和诺斯罗普协议的一部分,F-18 的机身分工份额为 60/40,如果诺斯罗普获得 F-18L 订单的话,这个份额将会逆转。诺斯罗普负责制造机身中段和后机身,以及垂尾,麦道负责制造机翼、平尾、前机身和座舱,所有组件将运至麦道圣路易斯工厂进行总装。
为了对 F-18 有个直观的印象,美国海军借用了第二架 YF-17 在加州木古角的太平洋导弹测试中心、马里兰州帕图森河海军试飞中心、加州中国湖海军武器中心进行试飞。

涂成迷彩色的为第 2 架 YF-17,此时正做为“F-18 的原型机”进行试飞
F/A-18“大黄蜂”的结构
在麦道最初的合同中,F-18 被称为 Model 267。Model 267 保留了诺斯罗普 YF-17 原型机的总体布局,具有双发动机、双外倾垂尾和翼根边条(LERX)。但是为了上舰,该机的结构与 YF-17 相比变化较大,机身和起落架都经过了加强以适应舰载操作,机翼可折叠,同时增加了尾钩,机内载油量加大以满足海军规定的任务半径。

F-18 没有原型机,只有所谓的 FSD 飞机
与 YF-17 相比,“大黄蜂”的翼面积增加了 4.64 平方米(从 32.52 平方米增加到 37.16 平方米),翼展和弦长都有所增加以改善低速性能。机翼为变弯度梯形翼,前缘后掠后缘平直。前缘有全翼展襟翼,后缘内侧有液压动作的单缝襟翼。这些翼面都在计算机的控制下收放,自动改变机翼弯度,以便在整个性能包线内达到最佳升阻比。后缘外侧的副翼可作为襟副翼使用进一步增强低速操控性,襟翼和副翼也可差动用于滚转控制。外翼段可向上折叠,铰链就在副翼和襟翼的交界处。每侧内翼段安装有 1 个 363 升油箱,大多数燃油装在机身油箱内。

YF-17 和 F-18 的对比,照片为 YF-17,轮廓线条为 F-18

F-18 的自动变弯度机翼在降落时前缘可下偏 30 度,后缘可下偏 45 度
为了增加内部载油量,与 YF-17 相比“大黄蜂”的后机身加宽了 10.16 厘米(4英寸),发动机向两侧外移一点,机背明显增宽增高。巨大的机背中容纳了主油箱,容量分别为 1,613、943、757 和 2,006 升,这些油箱在座舱和发动机前端之间的机背内部纵列布置,所有油箱和输油管线都是自封闭的,油箱内壁还敷设有泡沫材料,机鼻上方右侧增加了可收放空中受油管。

F-18 的总体布局
YF-17 简单的主起落架轮距为 2.10 米,为了增加在航母甲板滑行时的稳定性,F-18 的主轮距增加到 3.11 米,粗壮的跪式起落架可以承受着舰时 7.32米/秒的下降率。主起落架向后并旋转 90 度收入进气道下方的机腹中,双轮前起落架向前收入前机身。

F-18 结构独特的跪式主起落架

粗壮的双轮前起落架
全动平尾是铝合金蜂窝结构,石墨/环氧树脂复蒙皮,可用于俯仰控制和滚转控制,作为“尾副翼”增强滚转性能。
为了有效利用边条拉出的涡流,F-18 的双垂尾是必需的。双垂尾前移以填补机翼后缘到平尾之间的间隙,大大减小了跨音速阻力。垂尾前移还减少了尾喷管的干涉气流,同时由于不需要在后机身布置垂尾的支撑结构而减轻总重。

计算流体力学仿真计算的结果,可以清楚地看到边条涡流产生的情况和流向
进气口布置在边条下方根部,在大迎角下边条将进气理顺了再“喂给”进气道,对 F-18 出类拔萃的大攻角性能功不可没。由于不要求“大黄蜂”能飞 2 马赫,所以就不需要复杂的可调斜板进气道,采用了简单的“D”形进气口,并配有附面层隔离板,两个进气道唯一可动的部件就是边条顶部的放气门。固定式附面层隔板可将呆滞附面层气流沿着坡道流向机腹和边条放气门释放掉。垂尾间的后机背安装有双铰链液压控制的减速板,这样在减速板展开式对飞机的俯仰操纵影响最小。

F-18 的进气口和附面层隔板

F-18 的尾部减速板
动物凶猛(一 起源)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:结构
“大黄蜂”在机身结构中大范围采用了先进复合材料。铝合金占了结构重量的 50%,合金钢占了 16.7%,钛合金占了 12.9%。机翼、垂尾和平尾结构中大量使用了钛合金,机翼折叠接头也是钛合金的。机身约 40% 的表面是石墨/环氧树脂复合材料蒙皮,这种材料占结构总重的 9.9%,剩余 10.9% 的重量是其他各种材料(塑料、橡胶等)。
YF-17 6,800 千克静态推力的通用电气 YJ101 涡喷发动机被其衍生型 F404-GE-400 所取代,后者最大推力 7,257 千克。F404 是低旁通比涡扇,旁通比 0.34,比起 YJ101 这种的“泄露式”涡喷发动机来说属于真正的涡扇了。F404 的推力和 J79 差不多,但重量仅是后者的一半多一点。该发动机具有三级钛合金风扇,一排固定式进气导向叶片和一排可变导向叶片,七级压气机,前三级为可变叶片定子,最后是单级高低压涡轮。

通用电气的 F404 发动机
F404 发动机结构简单,活动部件相对较少。与同时代的涡扇相比,F404 遭遇的研发问题也较少。该发动机在高迎角状态下有很好的压缩机失速特性,即使偶尔失速也能通过发动机和加力燃烧室再次点火迅速自行恢复。发动机响应迅速,从怠速到全加力状态只需 4 秒。但 F-18 最初的试飞中从 0.8M 加速到 1.6M 所需时间比规定值长,尽管采取过各种改进措施,但问题依然存在。
美国海军要求该机具有全天候作战能力,并能发射诸如 AIM-7“麻雀”这样的雷达制导导弹,YF-17 的小型雷达就被更强大的型号取代。1977 年末在与威斯汀豪斯的竞争中休斯公司的 AN/APG-65 数字多模雷达获胜。为了满足海军至少 55 千米的探测距离要求,该雷达的天线直径达 50.8 厘米,为此增加了机鼻直径。

AN/APG-65 雷达安装有滑轨,维护时可滑出
“大黄蜂”共有 9 个武器硬点——翼尖两个、翼下四个,进气道侧壁两个,机腹中线一个。该机保留了 YF-17 的翼尖“响尾蛇”空空导弹挂架和机头 20 毫米 M61 机炮。

F-18 安装了 4 余度数字式线传飞控系统,是首个安装这种系统的生产型飞机。飞控计算机根据操纵杆和脚蹬输入的数据来控制各个操纵面的偏转量,不允许飞行员飞出超出限制的动作。线传系统采用投票制运行,如果其中一个通道与其他三个通道输出不同,那么该通道就会被判定为失效,并被自动关闭。4 余度线传系统在即使两个通道都失效时,只要剩余两个通道输出一致,仍可以继续控制飞机,即使所有通道都失效,仍可通过电动备份系统操纵各翼面。该机的平尾甚至还保留了一路机械操纵备份,在最为极端的情况下,飞行员可继续进行俯仰操纵。
借鉴了越南战场经验后,该机安装有两套独立的液压系统,分别由单台发动机驱动,其目的是在一台发动机被击中后也能保证飞机的控制。
由于 F-18 的主要型号是单座,所以非常注重航电的自动化以减轻飞行员的工作负荷。F-18 引入了“玻璃”座舱概念,淘汰了许多表盘式仪表,并将原先表盘式仪表的信息显示在阴极射线显示器上。同时安装了抬头显示器(HUD),仪表面板上安装了两个多功能阴极射线显示器和一个水平阴极射线显示器。座舱内安装了手不离杆(HOTAS)油门杆和操纵杆,作战中需要使用到了控制开关都集成在了油门杆和操纵杆上。飞行员在战斗机无需将实现从目标上移开寻找座舱中的开关。座舱内安装了马丁·贝克 US10S(SJU-5/6)零-零火箭助推弹射座椅。

F/A-18 的座舱
动物凶猛(一 起源)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:武器
“大黄蜂”毒刺
“大黄蜂”可挂载多种空空和空地武器,并可迅速在空空和空地模式中切换。
主要的空战武器是 AIM-7“麻雀”和 AIM-9“响尾蛇”导弹。“大黄蜂”最多可挂载 6 枚“响尾蛇”(翼尖 2 枚,翼下挂架 4 枚),最多可挂载 4 枚“麻雀”(机身挂架两枚,机翼外侧挂架两枚)。“大黄蜂”在对地攻击任务中可在机翼下 4 个挂架和机腹挂架上挂载多种对地武器。

F-18 演示极限挂载 AIM-120,尽管实战意义不大
“麻雀”
在空空任务中,“大黄蜂”通常在进气道两侧下方挂载两枚 AIM-7“麻雀”半主动雷达制导空空导弹,该弹具有超视距空战能力,现在已被 AIM-120 AMRAAM 取代。

麻雀导弹外形与组成部分
“麻雀”为半主动雷达制导体制,兼容于等幅波或脉冲-多普勒照射雷达。AIM-7 标称的有效射程是 40.2 公里,但真正的有效射程依据不同的交战情况变化很大。AIM-7M 的长度为 3.66 米,发射重量为 227 千克。导弹有两组三角形弹翼,尾部是一组固定弹翼,中部是一组用于操控的可动弹翼。40 千克的战斗部安装在一个不锈钢圆筒内,爆炸碎片超过 2,600 片,大大增加了杀伤概率。“麻雀”可由碰撞或近炸引信引爆。

西班牙大黄蜂装备的 AIM-7P
“麻雀”的后期型号是 AIM-7M 和 AIM-7P。该弹的早期大规模服役型号是 AIM-7E、AIM-7E2 和 AIM-7F,但在越战中战绩糟糕。AIM-7F 采用了固态电子元件取代早期型号的微型电子真空管,电子设备的小型化使战斗部前移至弹翼部位,整个弹体后部全被火箭发动机占据,使得双推力助推/自持火箭发动机的采用成为可能,在迎头接敌情况下“麻雀”的有效射程增加了两倍(增至 40~48 公里)。AIM-7L 的电子设备集成度更高,1982 年投产的 AIM-7M 换装新的自动驾驶仪,新引信以及在恶劣天气下更有效的逆处理数字脉冲引导头,更难被探测和干扰,下视下射能力增强。AIM-7P 改进了引导电子设备,采用了超大规模集成电路计算机。增强了攻击小目标的能力,例如巡航导弹和掠海反舰导弹。

F-16ADF 挂载的 AIM-7M 导弹
现在“麻雀”已被新一代的 AIM-120 AMRAAM 取代。尽管后期的“麻雀”已不是越战时期的废物,但需要机载雷达持续照射目标,以保持导弹的引导。这意味着“大黄蜂”只能一次攻击一个目标,在空战如遭遇其他敌机将非常危险。
AMRAAM
F-18 最终的超视距空战武器是休斯公司的 AIM-120 AMRAAM(先进中程空空导弹)。AMRAAM 在具备“麻雀”超视距能力的同时弹体却不比 AIM-9“响尾蛇”大多少。

AIM-120A 结构图
1987 年 12 月 8 日,F-18 在木古角首次试射 AMRAAM,评估导弹跟踪和导向两个不同目标的能力。两天后另一架 F-18 对一个低空目标进行了下视下射攻击。但由于 AMRAAM 遭遇许多技术问题导致其比计划推迟了 5 年才服役。“沙漠风暴”后 AMRAAM 作为“大黄蜂”最主要的超视距空战武器取代了“麻雀”的地位。

2008 年 8 月 5 日由一架 F-18F 试射的 AIM-120D
AMRAAM 是一种“发射后不管”的武器,可通过机载惯导系统自行引导至目标附近,如有必要还可以通过数据链与载机通信更新目标位置。由于采用了主动式雷达引导头,该弹无需载机在导弹飞行过程中持续照射目标。如果目标释放干扰,AMRAAM 的引导头可切换至中等脉冲重复频率干扰引导模式。尽管 AIM-120 是主动雷达制导体制,在飞向目标的初始阶段仍需要载机对目标的照射。

AIM-7M 与 AIM-120 对载机的依赖性对比
AMRAAM 弹长 3.65 米,翼展 52.58 厘米,直径 17.78 厘米,发射重量 159 千克,比“麻雀”轻得多。该弹安装有 22 千克重的定向破片战斗部,最大速度 4 马赫,最大射程 56~72 公里。
“响尾蛇”
“大黄蜂”通常在翼尖挂载两枚 AIM-9“响尾蛇”红外制导空空导弹,由于翼尖扭转的关系,导弹滑轨稍向下倾。

“大黄蜂”在发射翼尖“响尾蛇”导弹
AIM-9“响尾蛇”弹长 2.86 米,翼展 63.5 厘米,直径 12.7 厘米。弹尾有 4 片弹翼,每片弹翼尾部都有陀螺舵,陀螺舵在飞行中由于气流的冲击而高速旋转以提供滚转稳定性,引导头后方安装有 4 片鸭式弹翼以控制方向。“响尾蛇”导弹发射重量 81.6 千克,最大有效射程 16 公里。爆炸碎片战斗部重 10 千克,可由碰撞或者近炸引信引爆。

AIM-9L 的尾翼及陀螺舵
当导弹还在发射轨上时,其引导头就开始探测目标施放的红外辐射。当接收到的红外辐射到一定强度时,“大黄蜂”飞行员会在耳机中听到“兹兹”提示声。当“响尾蛇”提示锁定目标后,飞行员按下按钮,导弹就发射了。

AIM-9M-8/9 展示弹,注意激光引信窗口比旁边的 -L 要大一圈
“响尾蛇”红外制导空空导弹于 1956 年问世,此后就在不断地发展。早期 F/A-18A 挂载 AIM-9J,这是越战后“响尾蛇”第一个重大的升级型号,具有更大的不可逃逸区,允许在目标后半球的任何位置发射,而不是先前只能对准尾喷管发射。与越战时期的 AIM-9G 相比,J 型的发动机推力更大,并改进了战斗部。J 型还引入了“响尾蛇”扩展截获模式(SEAM),在“狗斗”模式中引导头可随动于载机雷达,引导头可朝向雷达锁定的特定目标,并在发射前对其保持跟踪。AIM-9H 的改进较少,1979 年出现的 AIM-9L 是一种“全向”攻击导弹,这意味着载机无需再目标的后半球占位攻击。L 型的引导头更加灵敏,可捕捉飞机机头和机翼前缘空气摩擦产生的热量,并能区别红外诱饵弹和飞机产生的红外辐射,该型号还采用了低烟发动机,大大减少了发射时的目视特征。其电子管数量减少至 2 个。AIM-9M 改进了 AIM-9L 导弹的格斗性能。导引头采用闭环式制冷技术,电子组件做了重新配置并提高了抗干扰能力,截获目标能力提高了 50%,AIM-9M 导弹还使用了 MK36Mod5 少烟发动机来减少尾迹,同时减少了导弹被对方探测的可能。

响尾蛇家族族谱
尽管问世已久,具有全向攻击能力的 AIM-9L 仍是非常致命的武器,在 AIM-9X 问世前,也许只有结合了特殊气动设计和矢量燃气舵的俄制 R-73 才能超过 L 型。

“大黄蜂”现已使用“响尾蛇”的最新型号 AIM-9X
鲜为人知的是“大黄蜂”翼尖“响尾蛇”导弹挂架还可以挂载 AGM-122A“手枪”反辐射导弹,该弹在 AIM-9C 的基础上研制,使用宽波段被动雷达寻的引导头替换了红外引导头。

AGM-122A 反辐射导弹的引导头 AGM-122A 打靶实验
动物凶猛(一 起源)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:机炮和挂架
机炮
越南空战的教训表明战斗机在近距离遭遇的空战中使用机炮。F-18 的机鼻上方安装了一门 M61A1 20 毫米加农炮,578 发的弹鼓就安装在 APG-65 雷达单元后方,机炮口就在机鼻雷达上方。据说“大黄蜂”的机炮射击时的振动并不会损坏娇贵的雷达,夜间射击时,风挡前的机炮口火光也不会闪瞎飞行员的肉眼。

F-18 机鼻的机炮口

F-18 的 M61A1 20 毫米加农炮
飞行员可选择 4,000 或 6,000 发/分的发射速率。两侧边条将机炮口爆炸气团和烟雾分隔至机身上方,阻止其被吸入发动机。

F/A-18C 正在吊装 M61A1 机炮
外挂武器
“大黄蜂”的空地武器挂载能力很强大,可挂载美国海军军械库中的几乎所有空地武器。每侧机翼下方有两个硬点,机腹下方还有一个硬点。最大外挂重量 7,700 千克,通常“大黄蜂”在空地任务中翼尖还挂载两枚“响尾蛇”导弹用于自卫。
该机的 4 个机翼挂架可挂载重量分别为 227、545 和 908 千克磅的 Mark 82、83 和 84 低阻高爆炸弹,其中 Mark 82 和 83 可通过 VER-2 垂直弹射挂架将挂载数量增加到 8 枚。这些炸弹还可安装可降低下落速度的“蛇眼”弹翼,使“大黄蜂”在低空轰炸中在炸弹爆炸前安全脱离。“大黄蜂”还可挂载这些炸弹的相应“铺路”激光制导型号。“大黄蜂”在机翼外侧挂架上可挂载 AGM-62“白星眼 I”和“白星眼 I”ER/DL 电子光学制导炸弹,还可挂载休斯 AGM-65“小牛”电视制导空地导弹,“大黄蜂”后期型还可挂载“小牛”的红外制导型号。除了两个机翼挂架外,“大黄蜂”还可挂载 212千克的“石眼 II”反坦克集束炸弹或 277 千克的 BL-755 集束炸弹、常规无制导火箭巢、Mark 76 和 Mark 106 训练炸弹和 SUU-20 训练炸弹,甚至还可挂载两枚 B57 或 B61 战术核弹。

F-18 早期可挂载武器示意图

BRU-55 VER 双联挂架
F-18 还可挂载 AGM-88A“哈姆”反辐射导弹进行萨姆猎杀任务,或两枚 AGM-84“鱼叉”反舰导弹,在飞向目标的最终阶段该弹可进行主动制导。

AGM-88A
此外机翼内侧挂架和机腹挂架可挂载 3 个 1,249 升副油箱。

“大黄蜂”的 1,249 升(300 加仑)标准副油箱
动物凶猛(一 起源)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:航电
“大黄蜂”的航电
1977 年末,休斯公司的 AN/APG-65 数字式多模脉冲多普勒雷达在与威斯汀豪斯公司的竞争中获胜,被选为“大黄蜂”的雷达。APG-65 工作在 I/J 波段(8-12.5GHz),内置可识别和隔离故障的测试设备(BITE)。雷达和武器投放系统共有 20 多个机载计算机,与雷达相连的计算机负责将机载传感器产生的数据转换成容易理解的信息显示给飞行员,同时这些计算机对投放武器时所需的弹道、偏差、速度和高度等数据进行快速计算,并在 HUD 和 CRT 显示器上向飞行员显示相关信息。

AN/APG-65 数字式多模脉冲多普勒雷达
雷达有几种不同的模式可供飞行员切换。
空空雷达模式:
速度搜索模式,该模式用于在最大距离截获目标,该模式可提供目标的速度和航向信息,但牺牲了精确距离。在该模式下最大工作距离 148 公里,雷达的控制软件被设计成只注意那些接近 F-18 的目标。
边测距边扫描模式,最大探测距离 74 公里,可同时跟踪 10 个目标,同时在显示器上显示 8 个目标。计算机在被视为具有最大威胁的目标上显示附加数据,包括航向、高度和速度。
如果在边测距边扫描模式时有单个目标进入雷达的有效探测范围内时,飞行员可选择单目标跟踪模式,计算机在 HUD 上显示朝向目标的转向指令和武器发射数据,当飞行员确定开火时,该系统还提供射击曲线。
雷达还具有快速评估模式,通过使用多普勒波束锐化技术更密集地检查特定回波来判断目标是单机还是密集编队的多机。
一旦飞行员选定一个目标进行攻击时,如果“大黄蜂”处于传统的尾追遭遇模式中,雷达可切换至瞄准线模式。在此模式中雷达发出很窄的 3.3 度波束扫描飞机前方的一小片空域。而当敌机和“大黄蜂”都进入激烈狗斗时,雷达可切换至垂直截获模式,在此模式中雷达扫描范围为前方 5.3 度,瞄准线上方 60 度,下方 14 度。飞行员只需将 F-18 朝敌机滚转,雷达就可自动锁定目标,敌机最理想的位置是正好在风挡隔框前上方,并与 HUD 垂直对其。雷达还可工作在 HUD 截获模式,雷达天线只扫描与 HUD 视野相对应的一个箱形空域,典型的扫描范围为中线左右各 10 度,瞄准线上方 14 度下方 6 度。
上述雷达的作战模式有效范围从 152 米至 9 公里,在任何一种模式中,雷达自动锁定第一个截获到的目标,并在座舱 CRT 显示器和 HUD 上显示目标的锁定框。当然飞行员也可越过系统否决被锁定的目标,直到系统截获到他最想要的目标,另外飞行员也可以通过光标来指定目标。
机炮指示模式工作在距离小于 9 公里时,雷达提供目标的位置、距离和速度等信息,计算机在 HUD 上显示出机炮瞄准点,飞机员将瞄准点套住目标就可以射击了。
空地雷达模式:
实时波束地图测绘模式可在远距离测绘大面积地形特征,并在座舱显示器上显示前方的雷达缩比地形图。尽管雷达实际获取的是倾斜视角的地形图,但计算机会转换成垂直视角的地形图。
雷达还有分辨率更高的多普勒雷达波束锐化测绘模式,可用于导航和确定目标位置。一旦识别目标后,雷达就切换至空面测距模式以提供目标的距离信息,固定和移动地面目标跟踪模式使用双通道单脉冲角跟踪提供地面目标的精确参数。
“大黄蜂”不具备自动地形跟踪能力,但雷达具有地形回避功能,在飞机前方有障碍物时会发出警告提醒飞行员规避。
APG-65 还有海面模式,计算机会自动过滤掉波浪反射的杂波,使系统更易识别、跟踪和攻击敌方水面舰艇。

AN/AAS-38 前视红外(FLIR)吊舱
“大黄蜂”在对地攻击时,在进气道两侧的“麻雀”挂点上可挂载福特航宇的 AN/AAS-38 前视红外(FLIR)吊舱和马丁-玛丽埃塔 AN/ASQ-173 激光光斑跟踪器/攻击摄像机(LST/SCAM)吊舱。FLIR 吊舱可增强“大黄蜂”的夜间攻击能力,可在座舱的一个 CRT 上显示实时红外影像。FLIR 与 F/A-18 的其他航电充分整合,其提供的数据可用于武器投放的计算。LST/SCAM 用于恶劣天气的精确轰炸,其跟踪装置可锁定目标上反射的激光束,为任务计算机和座舱显示器提供目标位置的信息。

AN/ASQ-173 激光光斑跟踪器/攻击摄像机(LST/SCAM)吊舱
LST/SCAM 吊舱的早期型号并没有内置激光发射器,所以“大黄蜂”其他飞机提供目标激光照射来进行激光制导武器的投放。后期的吊舱增加了激光发射器,使“大黄蜂”可自主投放激光制导武器。
“大黄蜂”安装了 Itek 公司的 AN/ALR-67 雷达告警接收装置,可对各种电子威胁进行探测、分析、分类并采取对抗措施。飞行员可在座舱显示器上看到这些威胁的信息和方位,然后采用诸如投放箔条和红外诱饵弹这类的主动对抗措施。
“大黄蜂”机背上有两个刀片天线,前一个是柯林斯 AN/ARN-118 塔康天线,后一个是 UHF 通讯天线。

AN/ALR-67(V3) 雷达告警接收机组件

F/A-18C 机背的天线,最前方左右各一个 ALQ-165 天线,中间是 AN/ARN-118 塔康天线,后方是 UHF 通讯天线。F/A-18A/C 早期型 UHF 天线没有后掠
“大黄蜂”家族
F/A-18A
1978 年 9 月 13 日第一架 FSD F-18A(BuNo 160775)在圣路易斯工厂下线。11 月 8 日该机在圣路易斯兰伯特机场进行了首飞,试飞员时杰克·E·克林斯,克林斯评价原型机容易操控且非常稳定。

FSD F-18A(BuNo 160775)1980 年 4 月在帕图森河海军试飞中心进行试飞

试飞中的 FSD F-18A(BuNo 160775)
1979 年 1 月开始大多数的试飞工作移至马里兰州帕图森河海军试飞中心进行,9 架 F-18A 和 2 架 TF-18A 双座 FSD 投入了紧张的试飞工作中去。海军飞行员评价“大黄蜂”稳定性很好,特别是在着陆进场时。

FSD F-18A(BuNo 160775)的前缘襟翼最大下偏角度可达 -30 度,后缘襟翼和襟副翼下偏角同样为 -30 度。注意襟翼的锯齿
F-18A FSD 飞机一共制造了 9 架,1979 年 10 月 30 日第 3 架 FSD(BuNo 160777)开始在“美国”号航母(CV-66)上进行舰载资格试飞,进行得很顺利。在舰载资格试飞进行时,美国海军决定不再把“大黄蜂”分成战斗机和攻击机两种型号,该机性能强大到足以担负双重任务,并把原先决定换装 F-18 的 VF(舰载战斗机)中队和换装 A-18 的 VA(舰载攻击机)中队统一成 VFA(舰载战斗攻击机)中队。

第二架 FSD F-18A(BuNo 160776),1979 年春在进行 F404 发动机的测试

第三架 FSD F-18A(BuNo 160777)在“美国”号航母(CV-66)上进行舰载资格试飞

第三架 FSD F-18A(BuNo 160777)在“艾森豪威尔”号航母上进行舰载资格试飞
F-18 在试飞初期暴露出了一些问题,该机起飞滑跑时抬前轮需要的速度过高导致滑跑距离太长,通过去掉平尾前缘内侧的锯齿,使平尾产生更大的抬头力矩解决了该问题。而麦道之所以在平尾前缘加锯齿,是因为 F-15 在研发时遇到了抖振的问题,就是平尾加锯齿解决的,而事实证明 F-18 的锯齿纯粹画蛇添足。另外为了进一步增加起飞时的抬头力矩,两侧垂尾方向舵会自动向内偏。麦道还通过内部编程的调整修正了飞行控制软件中前缘襟翼的控制率,通过改进发动机增强了跨音速加速性能;主起落架强度不够,改用双减震器支柱。在试飞中还发现 F-18 的座舱和电子设备舱的空调系统耗油量过多,影响了航程;外挂副油箱的设计不合理,于是麦道进行了重新设计,将椭圆形截面改回了传统的圆形截面,容量也从 1,192 升增加到 1,249 升。

1981 年 5 月,第 5 架 FSD F-18A 去掉了平尾和机翼前缘的锯齿,并填掉了 80% 附面层泄流槽后进行试飞

早期 F-18 的椭圆形 1,192 升副油箱
“大黄蜂”的航程低于设计要求,这也是该机一直以来最让人诟病的缺点之一,麦道在发动机和机身进行了几处改进以增加航程,但仍不能令人满意。其中最明显的改进是附面层泄流槽,麦道截短了 FSD 飞机边条和机身交界处的附面层泄流槽。该泄流槽有助于稳定边条在机身两侧产生高能量涡流,在高迎角下能增强方向稳定性,但同时也增加了额外的空气阻力,不利于航程和加速性能。第 8 架“大黄蜂”上填掉了 80% 附面层泄流槽,仅余一小段用于泄流。

原来长长的开槽,现在只有扰流片后内侧还有一小个开口,用于泄放边界层
FSD 飞机的滚转性能也低于设计要求,为此麦道重新设计了整个机翼,去掉了机翼前缘锯齿,并加强了外翼段,增加了副翼长度,并在飞控软件中增加了襟翼差动模式。

生产型 F/A-18A 去掉了机翼和平尾前缘的锯齿(Picture from "F/A-18 HORNET IN ACTION")
动物凶猛(二 家族)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:F/A-18A/B
尽管经过了上述改进,“大黄蜂”的航程仍低于设计指标,但 F-18A 的航程在执行战斗机护航任务时还是远高于被取代的 F-4J“鬼怪”;在执行攻击任务时 F-18A 的航程比 LTV A-7E 低了 10-12%,但 F-18A 在其他方面都达到或超过了设计要求,在空战能力和武器投放精度上尤为突出。

第 7 架 FSD F/A-18A进行“麻雀”导弹的试射
1979-81 年间“大黄蜂”的研发成本不断上升,国会对此开始关注。美国海军/海军陆战队原先公布的订购数量为 780-1,366 架(最后削减至 1,157 架),而现在作为低成本轻型战斗机的 F/A-18 价格以逼近格鲁曼 F-14“雄猫”。
1980 年 4 月第一架生产型“大黄蜂”首飞。

早期型 F/A-18A 与 YF-17 的外形对比(Picture from "F/A-18 HORNET IN ACTION")
“大黄蜂”在研发过程中招致媒体的许多批评,尤其是在航程不足和成本超支两方面,人们开始质疑“大黄蜂”的性能是否能与其价格相匹配。华盛顿的记者杰克·安德森在专栏中披露该机作为攻击机来说耗油量太高。其实许多来自媒体和国会的批评都基于一份帕图森河的早期试飞报告,其中对 F-18 作为攻击机的性能表示了忧虑,其实报告中的许多问题已经得到解决。
1984 年 4 月 1 日国防部的公告中正式采用了“F/A”这个怪异的前缀,而在麦道公司的文档中还是 F-18,从此 F-18 就开始被称为 F/A-18。

艺术家笔下的 F-18,挂载两枚“响尾蛇”和两枚“麻雀”进行舰队防空任务

艺术家笔下的 A-18,最终两种型号合二为一成为了 F/A-18
在 1987 年转产 F/A-18C 前,麦道共生产了 371 架从 Block4-Block22 批次的 F/A-18A。F/A-18A 后期批次在两侧边条上方增加了增加了两个小型翼刀,这是因为计算流体力学的仿真研究和 NASA 的飞行试验表明,F/A-18 的边条涡流正好在垂尾前破裂,对垂尾形成强烈的不稳定冲刷,导致严重的垂尾颤振和疲劳问题。好几架早期的 F/A-18 的垂尾根部很早就发现裂纹,对飞行安全带来严重的威胁。当时的临时补救办法是在垂尾根部“打补丁”,但这不是解决问题的办法,后来麦道在大边条的上表面增加一个翼刀,将涡流偏离,避免直接冲击垂尾,同时还可加大迎角时的操控性。

F/A-18A 的边条翼刀

F/A-18 垂尾根部的“补丁”加强片,在 F/A-18C/D 后期批次中被取消

NASA 用 F-18 进行飞行实验,证实了漩涡在垂尾前破裂的情况

计算流体力学仿真计算的结果,可以清楚地看到漩涡产生的情况和流向
F/A-18B
F/A-18B 是 F/A-18A 的双座教练型。该型号制造了两架 FSD 飞机(BuNo 160781 和 BuNo 160784)和 39 架批次号从 Block 4-Block21 的 F/A-18B 生产型。该机最初的编号是 TF/A-18A,保留了单座型的全部作战能力。该机为了容纳第二个座舱,内油量下降了 6%。

F/A-18A 和 F/A-18B 外形对比(Picture from "F/A-18 HORNET IN ACTION")

首架 TF-18B(BuNo 160781)
动物凶猛(二 家族)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:F/A-18C
F/A-18C
F/A-18C 的生产批次从 Block 23 开始。F/A-18C 和 F/A-18A 的不同之处主要在内部,C 型换装了马丁·贝克的海军机组通用弹射座椅(NACES),改进了任务计算机,增加了机载自卫干扰机以及飞行事故记录和监视系统。F/A-18C 具备 AIM-120 AMRAAM 空空导弹、AGM-65F 红外“小牛”和 AGM-84“鱼叉”反舰导弹的发射能力。

VFA-81 中队的早期型 F/A-18C,保留了 A 型的垂尾加强片和垂直 UHF 天线
1987 年 9 月 3 日首架 F/A-18C(BuNo 163427)首飞。F/A-18C 早期批次安装了与 A 型相同的通用电气 F404-GE-400 发动机。

F/A-18C 前机身增加了 ALQ-165 机载自卫干扰机的天线整列(Picture from "F/A-18 HORNET IN ACTION")

F/A-18C 的垂尾顶部也增加了 ALQ-165 高低波段天线(下为 F/A-18C,上为 F/A-18A)
1988 财年起购买的 F/A-18C 具备了完善的夜间攻击能力,其凯瑟 AV/AVQ-28 光栅 HUD 可显示热成像导航吊舱提供的图像。F/A-18C“夜攻大黄蜂”安装了休斯 AN/AAR-50 热成像导航吊舱(TINS),劳拉 AN/AAS-38“夜鹰” FLIR 瞄准吊舱,以及 CEG 的“猫眼”夜视镜。“夜攻大黄蜂”的座舱内还使用了凯瑟 5X5 寸的彩色多功能显示器取代了单色显示器,以及一个史密斯 Srs 2100 彩色数字移动地图导航显示器。从 1993 年 1 月起 AAS-38 增加了一个激光目标指示/测距子系统,使“大黄蜂”可自主投放激光制导武器。

AN/AAS-38“夜鹰” FLIR 瞄准吊舱

AN/AAR-50 热成像导航吊舱(TINS)/ F/A-18C“夜攻大黄蜂”所能挂载的吊舱,从上至下: ASQ-173、AAR-50、AAS-38

凯瑟 AV/AVQ-28 光栅 HUD

F/A-18C“夜攻大黄蜂”的座舱
1988 年 5 月 6 日第一架“夜攻大黄蜂”原型机首飞,1989 年 11 月 1 日第一架生产型(BuNo 163985)开始交付,批次号 Block 29。11 月 18 日加州勒莫尔航空站的 VFA-146“蓝钻”中队成为首支装备“夜攻大黄蜂”的部队,接收了 BuNo 163992。1991 年 8 月 8 日 VMFA-312“棋盘”中队成为陆战队首支装备“夜攻大黄蜂”的部队。

VFA-146“蓝钻”中队的“夜攻大黄蜂”
1991 年 1 月从 Block 36 起,F/A-18C 换装了通用电气的 F404-GE-402 EPE(增强性能发动机)发动机,静态推力接近 7,983 千克,早期的 -400 系列发动机推力为 7,257 千克。

F404-GE-402 EPE 的发动机喷管内侧为白色耐热材料
另外该批次还使用更先进的 AN/APG-73 雷达更换了 AN/APG-65。该雷达的运算速度更快,内存也更大,可变带宽,增加了接收机/激励器的内部操作速度,雷达信号处理器的运算速度增快,新的雷达数据处理硬件增加了吞吐速度,同时升级了雷达的供电。1992 年 4 月 15 日首架安装 APG-73 雷达的 F/A-18 首飞,1994 年 5 月 25-26 日首批 APG-73“大黄蜂”开始交付,装备了加州勒莫尔航空站的 VFA-146“蓝钻”中队和 VFA-147“阿戈斯”中队。该雷达成为所有新生产 F/A-18C/D 的标准配备,芬兰、马来西亚和瑞士的“大黄蜂”也装备了该雷达。

AN/APG-73 雷达
1993 年起生产的“大黄蜂”改进了防御系统,使用 AN/ALE-47 箔条弹布撒器取代了老式的 AN/ALE-39,并升级了 AN/ALR-67 雷达告警接收机。

AN/ALE-47 箔条弹布撒器

F/A-18C 主起落架前方的老式 AN/ALE-39

AN/ALE-47 容量加倍
1997 年 8 月 1 日波音并购麦道,继续生产“大黄蜂”。

后期型 F/A-18C 垂尾经过结构加强,取消了加强片
1999 年美国海军订购的 F/A-18C 生产完毕,现在美国海军所有 VFA 中队都装备了“大黄蜂”或“超级大黄蜂”。1997 年 F/A-18C 具备了 AGM-154 联合防区外武器(JSOW)的发射能力,1999 年又增加了 AGM-84H SLAM-ER 的发射能力。美国海军的 F/A-18C 机队经过不断升级,增加了战术 FLIR/激光瞄准吊舱、ARC-210 无线电,GPS,座舱视频录像机,具有卫星通信能力和发射 JDAM 和 HARM Block6 批次反辐射导弹的能力。
动物凶猛(二 家族)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:F/A-18D
F/A-18D
F/A-18D 是 F/A-18C 的双座型,与 F/A-18B 不同的是 D 型前座才有操纵系统。该机实际上是双座战斗轰炸机,而不是教练机,后座飞行员座椅两侧有两个用于操纵武器系统的固定操纵杆,另外活动地图显示器位置更高。F/A-18D 为了执行夜间攻击任务,装备了 FLIR、TINS 吊舱,光栅 HUD,座舱仪表和布局为夜视镜进行了优化。

F/A-18D 后座舱布局,座椅两侧有两个用于操纵武器系统的固定操纵杆
首批 31 架 F/A-18D 具备改进型航电和 AIM-120 及红外小牛的发射能力,但没有完备的夜间攻击设备。从 Block 29 开始 F/A-18D 与 F/A-18C“夜攻大黄蜂”一样具备了完全的夜间攻击能力,安装了凯瑟 AV/AVQ-28 光栅 HUD、AN/AAS-38 吊舱和彩色多功能显示器。
F/A-18D(BuNo 163434)被改装为首架夜攻型原型机,1988 年 5 月 6 日在圣路易斯首飞。1989 年 11 月 1 日首架生产型夜攻 F/A-18D(BuNo 163986,第一架 Block 29 的 D 型)交付美国海军帕图森河试飞中心。

F/A-18D(BuNo 163434)夜攻型原型机
夜攻型 F/A-18D 的主要用户是美国海军陆战队,为先前装备 A-6E 的全天候攻击机中队和一个“鬼怪”侦察中队订购了 96 架。另外 F/A-18D 还取代了用于前进空中管制的 OA-4“天鹰”,以及接替了 OV-10A 和 OV-10D“野马”的部分任务。
1990 年 5 月 11 日 VMA(AW)-121“绿骑士”中队接收了首架夜攻型 F/A-18D,该中队原先装备 A-6“入侵者”,在接收 F/A-18D 后番号也改为 VMFA(AW)-121。该中队参加了“沙漠风暴”行动,担负前进空中管制任务,他们负责搜索小型移动目标并将位置指示给参加行动的“鹞”、“天鹰”、“入侵者”、“雷电 II”、F-16 和其他“大黄蜂”。

海湾战争期间的 VMA(AW)-121“绿骑士”中队 F/A-18D(BuNo 164051)

海湾战争中,VMFA(AW)-121 的一架 F/A-18D 被 SA-7 导弹击伤
Block 36 从第一架 F/A-18D(BuNo 164649)开始,具备了安装马丁·玛丽埃塔 ATARS(先进战术机载侦察系统)组件的能力。
美国海军陆战队的 F/A-18D 是一线作战飞机,美国海军的 F/A-18D 则被用于训练或测试用途。
动物凶猛(二 家族)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:岸基型/侦察型
诺斯罗普 F-18L
“大黄蜂”原始计划中还有一种 F-18L 陆基型,由于不需要安装沉重的舰载设备,F-18L 的重量更轻,性能更好。其潜在客户是装备了 F-5 的那些国外用户。
按照麦道和诺斯罗普公司最初的合作协议,麦道是舰载型的主承包商,诺斯罗普是陆基型的主承包商。但这两个航空工业界巨头间的合作几乎立即就出现了裂缝,在 F-18L 的出口上出现了重大分歧,一旦国外用户对 F-18 陆基型表示了兴趣,麦道就立即切入直接向客户推销舰载型。诺斯罗普高层对此这种违反协议的行为感到非常气愤,1979 年 10 月诺斯罗普针对麦道发起了多起法律诉讼。诺斯罗普声称麦道进行了不公平竞争,向国外用户推销的 F-18A 使用了大量诺斯罗普 F-18L 的技术,还指控麦道试图直接与 F-18L 竞争将一种 F-18 的改型卖给以色列。诺斯罗普要求法院禁止麦道向外国政府销售任何采用了诺斯罗普技术的 F-18 改型。这起官司拖了几年,直到 1985 年 4 月才得以解决。双方达成协议,麦道成为现有和未来所有“大黄蜂”型号的主承包商,诺斯罗普停止研发 F-18L。

F/A-18L 模型,为双座构型,取消了沉重的舰载设备,并使用机翼扰流片和尾翼来达到的平顺低空高速飞行时
F/A-18 侦察型
F/A-18(R) 是“大黄蜂”的单座侦察型。为了验证侦察型概念的可行性,麦道将一架 Block 4 的 F/A-18A(BuNo 161214)进行了改装,拆除机炮安装了一套双传感器侦察套件。套件包括低空照相机、低空-中空全景照相机,以及红外线扫描传感器。1984 年 8 月 15 日该机首飞。

F/A-18A(BuNo 161214),改装后也被称为 RF-18A 或 F/A-18(R)
F/A-18D 还有一种侦察型,编号为 F/A-18D(RC)。有 48 架 F/A-18D“大黄蜂”拆除了M61A1机炮,安装了托盘式光电组件(ATARS),包括一个气泡式红外线扫描头和两个滚动稳定的传感器单元,所有传感器获得的图像都录制在录像带上。机腹挂架可挂载一个数据链吊舱用于将图像实时传送回地面站,也可挂载劳拉公司的 AN/UPD-8测试机载雷达吊舱。F/A-18D(RC) 可在几小时内被改回标准“大黄蜂”构型。

ATARS 组件示意图

安装了 ATARS 组件的 F/A-18D(RC)

ATARS 拍摄的照片
F/A-18D(RC) 的后座飞行员可全职操纵侦察设备,该机专为海军陆战队研制,用于取代加州埃尔托罗海军陆战队航空站 VMFP-3 中队的 RF-4B。1991 年 7 月 1 日该中队重新成立时,番号改为 VMFA(AW)-225“流浪者”。

VMFA(AW)-225“流浪者”中队的 F/A-18D(RC)
1992 年 2 月 14 日首架具备安装 ATARS 组件能力的 F/A-18D(RC)(BuNo 164649,Block 36 首机)交付该中队,该中队的 F/A-18D(RC) 还用于弥补美国海军 TARPS F-14 数量的不足。
动物凶猛(二 家族)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:NASA“大黄蜂”
NASA“大黄蜂”
80 年代中后期,美国海军向 NASA 移交了 8 架 F/A-18A 和 1 架 F/A-18B,这批飞机用于埃姆斯-代顿飞行研究中心用于伴随和熟习飞行,飞机最终取代了 NASA 原先的 F-104“星战士”。NASA 的“大黄蜂”也被用于各种研究项目,首个是 1987 年开始的“高阿尔法”项目,旨在研究高迎角下飞机周围的气流。

F/A-18B(BuNo 161217)NASA 852,1985 年加入 NASA
90 年代又有 3 架 F/A-18B 被移交给 NASA。一架 F/A-18A(160780)被改装成 HARV 研究机。
“大黄蜂”HARV
在 NASA 大迎角研究飞机(HARV)项目中,有一架经过改装的“大黄蜂”被用于大迎角情况下如何使用矢量推力的研究。其目的是使非 V/STOL 飞机具备更好的机动性,并希望使飞机设计师更好地理解高迎角情况下的空气动力学、飞控和气流。
HARV 项目是 NASA 代顿、埃姆斯、兰利和刘易斯研究中心的合作项目。美国海军借给 NASA 一架 F/A-18A(BuNo 160780)用于改装。该机在 1985 年 9 月抵达 NASA 代顿飞行研究中心,随后获得 NASA 编号 840。

NASA 840 在安装矢量扰流片之前进行的大迎角试飞,注意翼尖摄像吊舱
NASA 840 用了 18 个月的时间进行翻新。1987 年 HARV 项目启动,开始阶段 840 没有任何改装。1991 年 840 安装了矢量推力装置,每个发动机尾部周围安装了一组 3 片勺形扰流片。在大迎角常规控制翼面失去作用时,矢量推力装置可提供俯仰和偏航力矩。为了缩短叶片所需承受的力矩,NASA 去掉了 840 的外部尾喷管,使得该机无法进行超音速飞行,但对亚音速性能没有任何影响。飞控计算机也经过修改以兼容矢量扰流片。

HARV 尾部的矢量推力装置,以现在的标准来看相当原始
该机在翼尖还用摄像吊舱取代了原先的“响尾蛇”导弹滑轨,这些摄像机用于拍摄大迎角情况下从前机身释放的白烟,从而跟踪气流的走向。为了使烟雾路径更醒目,飞机上表面被涂成了亚光黑色。为了更详细的追踪表面气流走向,飞机机鼻数十个小孔中可排放出一种特殊的红色液体,在飞行中形成遍布全身的气流路径。

用于指示气流路径的红色液体
凭借矢量推力,F-18 HARV 达到了 70 度的最大稳定飞行迎角(普通“大黄蜂”的最大迎角为 55 度)。大迎角滚转最大迎角达到 65 度(普通“大黄蜂”为 40 度)。

该机在后期还安装了机头可收放边条

在机头边条和矢量推力的作用下,HARV 可达到 70 度的最大稳定飞行迎角
动物凶猛(二 家族)——波音F/A-18“大黄蜂”舰载战斗机:“大黄蜂”2000
“大黄蜂”2000
麦道的“大黄蜂”2000 是“大黄蜂”的先进改型,加大了机身、机翼和平尾,内部载油增加,换装大推力发动机并改进了座舱。

麦道在“大黄蜂”2000 的早期研究中曾设想了鸭式布局
1987 年一个五角大楼代表团前往欧洲试图拉拢法国共同研制“大黄蜂”2000。当时没有确定客户,但“大黄蜂”2000 最终发展为 F/A-18E/F。

最终的“大黄蜂”2000 方案是“大黄蜂”的放大型,并发展成为今日的“超级大黄蜂”