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战斗机黑手党:不走寻常路的美军精英 | 循迹晓讲

 循迹晓讲 2022-12-04 发布于北京


 循迹 · 用文化给生活另一种可能

主讲:三喵先生

策划:三喵先生

责编:马戏团长

全文约3500字 阅读需要10分钟

提到美国空军,很多人想的是各种高大上,战斗力吊打蓝星各路英豪,只有外星球的变形金刚能跟他们过招。

其实,美国空军厉害也就是最近几十年的事情,越南战争时期,美国空军装备不可谓不先进,但面对弱小很多的越南空军,美国空军完全没有体现出压倒性的优势,反而经常被不讲武德的越南人来骗,来偷袭。

美国空军能慢慢好起来,往大了说,是吸取了越战的教训,具体来讲,是空军里头几个离经叛道者一点点地推动自己的理念,革新了美国的空战和新型战斗机研发,这几个人被称为“战斗机黑手党”。这具体是怎么一回事,战斗机黑手党有啥故事?今天就来聊聊这个话题。

◇ 伯伊德上校

战斗机黑手党的核心是一个名叫伯伊德的空军军官,50年代后期到60年代,伯伊德在内利斯空军基地当教官。伯伊德的空战格斗技术达到了炉火纯青的地步,江湖人送绰号“40秒伯伊德”。也就是说,别人的飞机如果把伯伊德的飞机咬住正后方,也就是六点方向,伯伊德一定有办法在40秒内反咬住对方六点。他在内利斯这么多年,每一次和空军高手过招,从未失手,慢慢地他的名字在江湖上也就成了一个传说。

不过,伯伊德擅长的空中格斗在当时的美国空军中却非常尴尬。当时空军发展的重心还是战略轰炸机,以及能把对面战略轰炸机揍下来的截击机,简而言之,就是如何既快又狠地把炸弹扔到对面头上,以及防止对面用同样的方式把炸弹扔到自己头上,至于空中格斗什么的,那都是二战的老古董,谁还要这个?而且当时没有定量分析空战中飞机表现的工具,飞行员们也都不是数学家,做事凭感觉。


所以空战格斗被视为一项艺术,也就是说得靠飞行员去悟,只可意会不可言传,伯伊德自己的空中格斗很成功,但他的成功无法复制,传说就只能是传说,对提高空军战斗力没什么帮助。

 在朝战期间,伊德是一名F-86驾驶员

上世纪60年代初,伯伊德申请了空军的奖学金,去乔治亚理工学院去进修物理学,他学习了热力学中“熵”这个概念,也就是能量不同形式之间的转换,忽然把这个概念跟空战的艺术联系了起来,有了这个开始,等他完成学业回到军队之后,马上就开始了对空战数据的大量计算,以验证自己的理论。

当时的计算机原始且昂贵,伯伊德这样的计算是“业余研究”,想要申请到上机的时长进行计算非常困难,幸运的事当时管理空军计算机的克里斯蒂也对此非常有兴趣,对伯伊德的计算申请一律批准,于是伯伊德在几年的时间里做了大量的计算,总共上机时间按照当时的规矩超过了十万美元。后来这件事情被发现之后,伯伊德一度面临军法审判,但他毕竟也不是拿公家的电脑玩游戏,还是做了不少正事儿,于是审判不了了之。

◇ 战斗机的单位剩余功率(specific excess power,sep)=(推力-阻力)*速度/重量,在飞行包线里任何一点,sep较高的一方占优 

正是通过这样的计算,伯伊德验证了自己的构想,提出了“能量机动理论”,换言之,在空战中,一架飞机的速度和高度本身不那么重要,重要的是能迅速改变速度和高度。他甚至给出了衡量一架飞机空战能力的核心参数,也就是单位重量剩余功率,简写为SEP,在他的定义中,SEP是推力减去阻力之后乘以速度再除以重量,这个值越大,空战中飞机就越有优势。这是人类历史上第一次定量提出衡量飞机好坏的单一指标,对于未来的飞机设计制造意义重大。

能量机动理论的另一面就是针对飞行员的,伯伊德提出了OODA循环,也就是“观察,调整,决策,行动”循环,这个圈完成的越快,自己在空战中就越有优势,要想到敌人前面。

◇ 著名的OODA环 

不过所有这一切,都是伯伊德“业余研究”的结果,他针对飞行员的建议只能私自印成小册子给飞行员去发,在小册子里他针对每一种飞机提出了“如何在空战中保命,甚至反杀敌人”的建议。

当时美国已经卷入了越南战争,越战中挂着炸弹去空袭的F-105战斗机屡屡被北越的米格-17偷袭得手。有一次一个F-105四机编队在空袭中又一次遭遇米格,两架被当场击落,一架重伤,最后一架F-105飞行员忽然想起来自己看过伯伊德的空战小册子,遇到米格飞机不要拼速度拼高度,而是玩横滚,让米格-17冲到前面。他这么做了,情况和伯伊德预测的一模一样,他捡了条命。

◇ 1967年越战,一架F-105D用机炮击落了米格-17 

这事儿传开之后,伯伊德在空军飞行员中基本被看作神一样的存在,五角大楼也注意到了他。于是,本来伯伊德要去泰国空军基地报道的,现在不用去了,留在华盛顿帮着空军改进下一代战斗机设计吧。

在华盛顿,伯伊德江湖习气不改,还是动不动就出口顶撞人。当时空军中的新型战斗机F-111服役之后没多久,它的设计师,通用动力的希莱克有一次在华盛顿的军官俱乐部看到了伯伊德,伯伊德知道对方身份也毫不客气,直接开怼,你设计的这玩意儿也配叫战斗机?希莱克气的当场差点跟伯伊德打起来,不过后来伯伊德一五一十地用数学公式告诉希莱克,F-111为什么不行,让后者心服口服,从此之后,伯伊德和希莱克就成了一个小团伙。

◇ 参与过B-36、B-58、F-111的设计,F-16战斗机的总设计师哈利·希莱克

这个小团伙对空战和飞机设计如此执着,很快吸引了一些志同道合者的加入,他们为了避开别人的注意,往往选在周末聚会,地点选在廉价的汽车旅馆。聚会气氛热烈,他们彻夜研究战斗机空战的每一个环节,研究战斗机需要什么样的性能,以及怎么把这些性能要求“细化”成设计战机时的技术参数,一有新想法,就遥控管着计算机的克里斯蒂,来验证或反驳自己的设想。由于这个小团伙行为隐秘,因此被称为“战斗机黑手党”。

当时空军的F-111的确如伯伊德说的那么不堪,下一代战斗机F-X从纸面上看完全是F-111的翻版,又大又重,还有变后掠翼,非常臃肿复杂,而且预算有远远超支的危险。伯伊德当时的职位只是负责协助改进这个设计,很多已经成型的东西改不了了,但他还是用自己的能量机动理论,尽可能地让这架飞机减重,并放弃了复杂的变后掠翼,这也就是后来F-15战斗机的前身。

可以说这架飞机已经有很多伯伊德能量机动理论的影子了,但还不够,伯伊德要的是完全依照自己的想法打造一架梦中的战斗机。为此,他发动战斗机黑手党的成员去游说五角大楼,进而影响国会,说美国空军还需要一种灵巧善于格斗的轻型战斗机,这架飞机成本很低,重量也很轻,但机动性和航程都会好得多。空军的高官一开始完全不相信,后来是希莱克和伯伊德提前排练出了一次双簧,伯伊德提出问题,希莱克逐个解答驳斥,飞机设计师的回答让空军高官们心服口服,于是这个轻型战斗机计划就给开了绿灯。

◇ 博伊德能量机动理论催生出的YF-16和YF-17技术演示样机

轻型战斗机计划可以说是严重成功。通用动力和诺斯罗普公司分别制造了两架竞标的原型机YF-16和YF-17。YF-16后来中标,日后变成了鼎鼎大名的F-16战斗机,是北约和美国盟友的空中脊梁。即使是一时落选的YF-17,也在日后被美国海军相中,演变成了F-18大黄蜂战斗机,如今统治了美国航母的甲板。

可以说,伯伊德和战斗机黑手党用自己业余时间搞出来的能量机动理论,联手打造了美国空中力量的梦之队,无论是F-16还是F-18,在以后的空战中表现都是有目共睹的,而且这两种飞机即使在现在,还有非常大的改进空间,堪称人类航空史上的奇迹。

伯伊德的传奇并没有局限于此。如果说能量机动理论的剩余功率还只是飞机设计的思路,那么他提出的OODA循环,也在为美军快速反应部队的部署和建立提供底层逻辑,而且它的影响已经不仅限于军事界了。数字工程,学习考试,公司管理,都在广泛借鉴这个循环的精髓,很多硅谷的公司在工作流程上都参考了这个循环,当然,国内的腾讯和华为,也深受OODA的影响。可以说这个循环深刻影响了互联网时代的商业思维。

◇ “战斗机黑手党”们在2013年的聚会

伯伊德和战斗机黑手党的传奇带有很大的偶然因素,如果美国空军没有这号人物,如果他对自己的理论不那么执着,可能美国空军以后的历史都会不一样。但在这样的偶然之中也有很大的必然性。

伯伊德离经叛道,美国空军很不喜欢伯伊德,但即使如此,空军也还是给了伯伊德资源,让他进修,并可以采纳他的建议,这在一些国家是根本不敢想的事情,纳粹德国当年的空军也不是没有优秀飞行员,但他们的空战和飞机设计也是走向了死胡同。前苏联优秀的飞行员和设计师也不缺,但造的东西什么表现,这次俄乌战争也都现眼了。

从这个意义上讲,伯伊德和战斗机黑手党的传奇,是个人奋斗的结果,但也是美国梦的一个小小的注脚。

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