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化作一團璀璨火球,QF-4靶機的故事

  隨著J79發動機點燃加力燃燒室,從尾噴口噴出橙色火焰,「鬼怪」們咆哮著開始快速滑行,迅速沖入潮濕的天空。在空中重新編隊後,F-4飛入海面上方巡航,準備執行任務。雖然早上的天空平靜安寧,卻潛伏著致命的敵人。半小時後,「鬼怪」遭受到突如其來的致命的攻擊。一名年輕的戰鬥機飛行員在無線電里興奮地大喊:「Fox Two!」,表示他剛剛發射了一枚AIM-9「響尾蛇」空空導彈。這是他發射的第一枚實彈,導彈準確飛向其中一架「鬼怪」,雖然這架F-4趕緊急轉來躲避攻擊,同時還釋放出大量干擾彈,但還是被導彈直接命中。「鬼怪」變成一團墜落的火球,但空中始終沒有出現兩頂降落傘。

F-15飛行員在實彈射擊中向靶機發射AIM-120空空導彈

  上面這個情景不禁讓人想起越南天空中的典型空戰,但這次遭遇卻發生在墨西哥灣的佛羅里達海岸上空,受害者是美國空軍最後一批QF-4「鬼怪」全尺寸空中目標(FSAT)靶機中的一架。

  美國空軍是在1963年開始裝備F-4「鬼怪」戰鬥機的,直到1996年4月,當愛達荷州空中國民警衛隊在博伊西退役其最後一批F-4G「野鼬鼠」後,「鬼怪」才結束了在美國空軍的一線服役。

  在接下來的時間裡,美國空軍的F-4在有人/無人全尺寸靶機(FSAT)項目里獲得了新生,從上世紀90年代末開始接替QF-106靶機。這個幫助測試和評估空空導彈和地空導彈的新任務使許多封存已久的老F-4得以從「飛機墳場」重返藍天。

被導彈擊毀的QF-106靶機

  QF-4中的「Q」前綴是靶機之意。在F-4之前,美國空軍就有把退役戰鬥機改裝成無人駕駛靶機的傳統,先後出現了康維爾QF-102「三角劍」(1974年-1985年)、北美QF-100「超級佩刀」(1983-1992)和康維爾QF-106「三角標槍」(1990-1998)。QF-4是接替QF-106的最理想選擇,因為當時的「飛機墳場」封存著數百架「鬼怪」,而且美國海軍早在1972年就開始把F-4改裝成靶機使用,證明了「鬼怪靶機」的實用性。最後還有一點,那就是QF-106曾因脆弱的起落架在無人降落中發生過幾次事故,而艦載機出身的F-4肯定不存在這個問題。

1983年被AIM-54不死鳥擊毀的美國海軍QF-4靶機

QF-4的改裝

  佛羅里達州廷德爾空軍基地的第82靶機中隊(ATRS)在過去近20年里一直操作著QF-4系列靶機。中隊的第一架QF-4是在1997年接收的,最後一架則是在2014年11月19日獲得的,這架飛機就是QRF-4C 68-0599,在改成靶機前已經在戴維斯-蒙森空軍基地的「飛機墳場」儲存了20多年。

廷德爾空軍基地的QF-4E靶機,外翼段和垂尾都被塗上了醒目的橙色

  在QF-4項目的整個生命周期中,美國空軍共獲得314架QF-4,全部改裝自F-4E多用途戰鬥機、F-4G「野鼬鼠」和RF-4C「偵察鬼怪」。

  項目的承包商BAE系統公司從1995年開始改裝QF-4,主要改裝對象是機體狀態較好的F-4G「野鼬鼠」和F-4E戰鬥戰鬥機,因為當時這些飛機剛退役不久,仍具有完善的零件供應鏈。公司在項目早期也曾改裝了幾架RF-4C偵察機,但這種飛機前緣機動縫翼,飛行性能不如F-4E和F-4G,於是就作罷。但隨著F-4G和F-4E機體的耗盡,BAE公司在2007年又恢復了對RF-4C的改裝。

被改裝成QF-4的RF-4C

  當被選中的「鬼怪」被拖出「墳場」後,這裡的第309航空航天維護和再生大隊(AMARG)就會把飛機維修到適航狀態。然後「鬼怪」就飛往加州莫哈韋沙漠機場,在這裡由BAE系統公司耗時大約160天改裝成無人靶機,隨後交付廷德爾空軍基地進行空軍驗收試飛。整個過程耗時7個月,每架飛機的改裝成本大約是80萬美元。

  為了把F-4改裝成QF-4,BAE系統公司在飛機上安裝了一套數字式控制系統以實現無人飛行,遠程遙控操作飛控、油門、襟翼、起落架、剎車、減速傘和尾鉤。他們還為飛機增加了多普勒計分系統、應答機、第二套自動駕駛儀和用於無人機編隊飛行的GPS。改裝F-4E時還要拆除機鼻的20毫米機炮,代之以配重,雷達雖然保留卻被禁止使用。大部分QF-4的外翼段、平尾和整個垂尾都被塗成醒目的橙色,表示自己是一架不同於現役戰鬥機的無人機。

  在理論上,多數QF-4在改裝完畢後還有300小時的剩餘飛行壽命。理想情況下,QF-4會在測試和訓練中先消耗掉其中的290小時,然後被拆除掉彈射座椅和其他非必要設備,變成徹底的無人機後在最後10小時的飛行中被實彈擊落。第82中隊在任何時候都會保持20架靶機的規模,其中5架為無人構型,5架處於某種狀態的改裝中,10架處於適航或維護狀態。

QF-4的任務

  只有少數現役軍方飛行員飛過QF-4,駕駛/遙控該機的大多是美國政府僱傭的平民僱員,他們大部分人持有駕駛/遙控有人/無人狀態QF-4的雙重執照,具有超過1000小時的F-4駕駛經驗,少數人還持有三重執照,也就是說還能遙控小型靶機。

  QF-4在廷德爾執行三種任務:有人復訓、有人遙控飛行、無人遙控飛行。

  其中有人復訓是針對QF-4雙人機組的訓練,除了讓他們熟悉飛機的操作,還會涉及一些戰術機動和儀錶訓練,如第82中隊的QF-4曾向同基地的F-22中隊提供過異機型空戰訓練支援。

  有人遙控飛行是針對遙控操作員的訓練,雖然此時QF-4處於無人駕駛狀態,但機上會有一名安全飛行員在從起飛到降落的全過程中保證飛機的安全,他只在出現問題或需要加速訓練進程時才會介入操縱。

  無人遙控飛行需要在遙控操作員、軟體工程師和基地安全部隊的通力合作下進行,為了保證安全,無人狀態的QF-4在起降時需要封鎖「無人機走廊」附近的一部分空域。

  遙控操作員通過搖桿和鍵盤操縱飛機,他面前只有一個顯示飛行儀錶畫面的顯示器,不能直接看到飛機的外部景象。大多數武器測試和評估實彈打靶飛行都由計算機操縱,這樣才能實現以精確參數進行飛行,如有必要還能重複測試過程。廷德爾海灣靶場的無人機控制系統和白沙導彈靶場的無人機編隊控制系統能同時遙控6架QF-4編隊飛行,通過GPS導航讓每架飛機都精確飛在自己的位置上。

QF-4E雙機編隊,其中的無人機放下了尾鉤準備降落

無人駕駛QF-4E的攔阻降落

  如果QF-4被導彈擊中失去控制,或者出現數據鏈斷開無法重新連接的情況,飛機就會在3到4分鐘後自毀。如果QF-4出現數據鏈信號不穩定的情況,無法在計算機系統的遙控下自動降落,此時就要使用地面移動控制系統進行目視遙控降落了。這套系統安裝在一輛麵包車上,車頂有兩個控制位,一名操作員負責平尾和油門,另一名負責控制側滑和航向。麵包車停在跑道一端,讓遙控操作員能直接觀察飛機的姿態,之所以使用兩人遙控是因為這種遙控的工作負荷很大,要知道飛行員在降落中能直接感受到飛機的姿態和速度,而控制員只能通過儀錶來觀察。

QF-4靶機的遙控操作台

最後使命

  美國空軍自1959年以來就要求戰鬥機飛行員在實彈訓練和評估武器系統時必須使用無人機作為目標,同時美國法律也要求任何導彈系統在全面生產前都要通過殺傷測試,也就是擊落全尺寸靶機。雖然目前小型無人靶機的發展如火如荼,但無法模擬出真實戰鬥機的飛行特性和性能包線,雷達和紅外特徵也相距甚遠。

  第82靶機中隊是美國空軍中唯一能為導彈實彈測試提供靶機的部隊。第82中隊不僅向美國三軍提供靶機服務,還為商業客戶和外國客戶提供收費服務,如洛克希德·馬丁和波音公司、新加坡和丹麥國防部。

  一旦QF-4被改裝成無人構型後,預期剩餘壽命就定格在15分鐘到三到四架次飛行之間。有的QF-4首次實彈測試中就被擊落,有在平安度過幾次測試後才被擊落,也發生過F-4被擊中數次後仍在飛行的事情,這取決於進行測試的導彈/飛機。實彈打靶在佛羅里達州廷德爾空軍基地和新墨西哥州霍洛曼空軍基地進行。

被拆除了彈射座椅的無人構型Qf-4E,剩下的日子已經屈指可數了

  在廷德爾的實彈打靶中,QF-4在遙控下先從2100米長的跑道上起飛,再沿2100x90米的「無人機走廊」向南飛入海面,這樣降低了數據鏈斷開時飛機墜入城鎮的風險。同時還有兩架E-9A(沖-8)飛機一同起飛,用機載側視雷達建立起一個「射擊區」,避免危及海灣地區的民用船隻。

  在普通實彈測試中,導彈不會安裝戰鬥部,取而代之的是遙測設備。QF-4隻要不被導彈直接命中就能在測試中生存下來,這樣能延長了靶機壽命,降低操作成本,無人機的機載評分系統會告訴計算機系統導彈是否實現「擊墜」。為了增加難度,計算機系統會在導彈命中前遙控靶機做各種防禦動作,如6g轉彎、垂直機動、釋放干擾彈、實施電子干擾等,甚至會在命中前一刻遙控靶機做一個最後掙扎以避免被直接撞擊。但隨著現代導彈精度的提高,QF-4經常遭遇被直接撞落的事情,AIM-9X就是一種非常可靠的導彈殺手。如果QF-4沒被擊落且飛機完好,就直接飛回基地,放下尾鉤從跑道南端進行攔阻降落。如果飛機已經受損,就飛到安全區域自毀。

被AIM-9X直接撞落的QF-4

  在霍洛曼,人們還有一個很少使用的選擇,那就是遙控受損靶機降落在附近的干湖床上,這裡有一條太空梭以前使用的跑道,只是已經不再維護。一次,一架QF-4E在測試中被AIM-9打掉左平尾,但飛機仍能正常飛行,只是速度不能低於200節(370公里/小時)。以這種速度降落在霍洛曼非常危險,所以操作員就把飛機遙控降落在了干湖床上。這次降落非常成功,事後不得不用卡車把它運回33公里之外的基地。

被AIM-9撞掉左平尾,僥倖逃生的QF-4E

  在某些任務中,參加測試的部隊會從美國空軍測試和評估部門搞到一個「擊墜許可」,也就是說靶機在導彈接近時不得進行規避。第82中隊還裝備著各種小型靶機,出於節約目的,在這種「擊墜許可」任務中被消耗掉的通常是一架小型靶機,當然根據測試需要也可以是QF-4。第82中隊總是能根據任何客戶的需要提供合適的靶機。

為了給導彈製造難度,QF-4會在測試中施放干擾彈

  廷德爾的QF-4曾參加過AIM-9X「響尾蛇」和AIM-120先進中程空空導彈的實彈測試項目,霍洛曼的QF-4參加過洛馬公司PAC-3「愛國者」地空導彈的測試和F-22戰鬥機的作戰測試,以及BAE系統公司的導彈逼近告警系統的測試。QF-4為新型飛機、導彈和軟體的測試提供了真實的威脅數據。除了武器測試外,第82中隊還負責為戰鬥飛行員的實彈射擊訓練提供靶機,讓年輕飛行員們在逼真的戰鬥環境中獲得自己的第一次實彈射擊機會。2014年,第82中隊完成了295次實彈射擊訓練支援。

遺產飛行

  在執行靶機任務時,QF-4很少離開廷德爾和霍洛曼空軍基地。對於飛過和維護過「鬼怪」的人來說,這種越戰時代的戰術戰鬥機一直讓他們深感自豪。2004年在第82中隊的推動下,QF-4成功加入美國空軍的遺產飛行計劃,填補了遺產飛行中朝鮮戰爭戰鬥機和現代戰鬥機之間空白。6架QF-4E被塗上了具有紀念意義的作戰塗裝,其中4架在廷德爾,兩架在霍洛曼。QF-4E從2005年起開始參加美國空軍在東西海岸航展上的遺產飛行編隊。

  這些參加遺產飛行的QF-4E同時也執行第82中隊的日常任務,隨著前6架飛機在2007年開始耗盡剩餘壽命,一批新的QF-4被塗上了紀念塗裝,這次為了簡化後勤,這些飛機都塗上了相同的東南亞迷彩。

參加遺產飛行的QF-4E靶機

遺產飛行QF-4E總能成為航展的焦點

QF-16,第四代靶機

  2015年5月,QF-16靶機完全取代了廷德爾空軍基地第82靶機中隊總部的QF-4,使新墨西哥州霍洛曼空軍基地的第1分隊成為最後裝備QF-4的部隊,QF-4在這裡支援附近白沙導彈靶場(WSMR)的測試和武器系統評估。

目前,新的QF-16靶機已經取代了QF-4

  2016年8月4日,QF-4E 74-1640成為最後一架被擊落的「鬼怪」靶機。2016年12月,隨著最後一架QF-4E靶機從第82靶機中隊1分隊退役,這種傳奇性的戰鬥機結束了在美國空軍50多年的服役生涯。

  2017年1月,中隊剩餘的13架「鬼怪」被拆除了彈射座椅和發動機,移交給霍洛曼基地的第49戰鬥機聯隊作為地面靶標使用。

  雖然「鬼怪靶機」從天空中消失了,但第82靶機中隊使用全新的QF-16來繼續自己的任務。

  2013年9月19日,QF-16在廷德爾空軍基地完成了首次無人飛行。2014年9月5日,第一架QF-16在測試中被擊落。目前波音公司正在忙於把儲存在「飛機墳場」的F-16 Block 15、25和30改裝成QF-16。

QF-16相比QF-4E能夠更逼真地模擬現實威脅

  QF-16標誌著美國空軍的有人/無人全尺寸靶機項目進入了一個新的時代,該機能為空空導彈提供更逼真的測試環境。與QF-4相比,QF-16的尺寸更小,具有更低的雷達反射面積,機動性也更好。更重要的是,QF-16能與美國空軍一線部隊的F-16共享零件,降低了維護成本。

  美國空軍計劃最終改裝210架QF-16。2017年1月起,QF-16以每月2-3架的速度交付霍洛曼空軍基地,直到達到18架的滿編。

QF-16靶機的遙控操作台

兩代靶機

  在第82中隊裝備QF-16後,中隊的飛行員獲得了直接對比兩種戰鬥機的機會。他們認為這兩種戰鬥機都像跑車,只不過F-16「蝰蛇」更像快速而靈活的保時捷,而F-4則是體形龐大的肌肉車,如20世紀70年代的「野馬」,一切都是手動操作的。

兩代靶機編隊飛行

  QF-4在改裝中被拆除了所有的好東西,如平顯、自動駕駛儀,加上飛機也很老,所以無法很好地配平,飛起來有點滾轉傾向。駕駛F-4時手要忙個不停,所操縱該機橫穿美國去參加航展是一件辛苦的體力活。QF-4的操縱桿力很輕,和T-38差不多,但大過載時就變重了,然後前緣縫翼伸出,機鼻下墜,飛機很快就失去了能量。相比之下,「蝰蛇」飛起來更容易,而且保留了平顯和Link 16數據鏈等現代化玩意。F-16的電傳飛控會在飛行員猛烈拉杆時告訴他能做什麼和不能做什麼,如果在F-4上做同樣操作,飛機就會失去控制。

  QF-4最令人印象深刻的特點之一是該機的低空能力,飛起來堅如磐石,F-16此時會發飄,特別是在炎熱的日子裡。F-4在中/高空飛行中需要更平滑的控制輸入,特別是在較低的空速下,在機動中的犯錯空間很小。QF-4的座艙視野很糟糕,而F-16有個沒有隔框的氣泡式座艙蓋。

  QF-4中最富飛行樂趣的是E型,具有機翼前緣自動縫翼,能在大迎角下伸出控制流過機翼的氣流,大幅提高了機動性。QF-4E的增穩系統可以通過操縱桿上的一個按鈕打開和關閉,安全飛行員在有人遙控飛行也使用同一個按鈕斷開飛機與遙控操作員的連接,所以安全飛行員有時會錯誤關閉增穩系統,使QF-4E在空中變得搖搖晃晃。

F-4E的機翼前緣縫翼

  QRF-4C只有機翼邊界層控制系統,如果在轉彎中沒用方向舵修正,飛機在低速下會因左右機翼升力不平衡而猛烈滾轉。駕駛QF-4E這麼做時,飛機就只是稍稍搖晃,完全可以糾正。而在F-16上,根本就無須考慮方向舵,隨便怎麼來。

  駕駛QF-4最有趣的事是駕機飛到其他基地,每到一地都會受到熱烈歡迎,無論是軍用還是民用機場。人們喜歡圍著飛機拍照,似乎每個人都有自己值得回憶的F-4故事。有許多退役飛行員和機工長詢問QF-4機組,想知道自己以前駕駛/維護過的「鬼怪」現在是否已經變成一架靶機即將被擊落。但他們每個人都同意與其讓這些老噴氣機在沙漠中生鏽,還不如變成一團璀璨的火球!


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