生不逢时的轻型战斗机，F-20“虎鲨”翻车记

源济

生不逢时的轻型战斗机，F-20“虎鲨”翻车记（上）

原创 Armstrong 空军之翼 2020-07-10

　　在世界战斗机发展史中，有许多在设计上非常有前途却因种种原因最后夭折的飞机引发人们扼腕叹息。例如英国BAC TSR2轰炸机项目在1964年的被取消至今仍在引发英国国内的激烈争论，加拿大类似命运的阿芙罗CF-105“箭”也引起了类似情绪。

巨大的CF-105截击机

　　在美国，人们经常争论的是为什么YF-17会在轻型战斗机（LWF）竞争中输给YF-16，以及为什么超科幻的诺斯罗普YF-23会在先进战术战斗机（ATF）竞争中败给洛克希德YF-22。

YF-23验证机

　　诺斯罗普公司的F-20“虎鲨”无疑也是这种带着强烈悲剧色彩的战斗机，该机作为F-5系列战斗机的最后血脉，却未能延续诺斯罗普在低成本轻型战斗机上的辉煌。

　　F-20原名F-5G，是诺斯罗普公司非常成功的F-5E“虎II”战斗机的先进改型，该机的研发意图是为美国空军提供一种低成本轻型战斗机，并在出口市场上替代通用动力公司的F-16“战隼”，成为下一代“国际通用战斗机”。

F-5G/F-20“虎鲨”战斗机

　　F-5G的研究始于1975年，当时诺斯罗普的目标是研制一种具有AIM-7“麻雀”中距弹发射能力的F-5改进型，并改用单台通用电气的F404涡扇发动机取代F-5E的两台J85涡喷发动机，在机动性和空战能力都大幅提升。F-20被定位于一种面向出口市场的轻型战斗机，以避免美国空军的一线战斗机在出口后因种种意外使落入苏联手中。

F-5G概念

　　卡特政府为此目的专门启动一个名为“中级出口战斗机”的FX战斗机项目，选拔私营企业自讨腰包研制的出口型战斗机，美国国务院明确表示政府不会为F-5G和其竞争者提供财政支持。

F-5G内部布置

FX竞争

　　新出口型战斗机将专门为满足美国盟国和友好国家的防务需求量身定制，不会采用美国空军自用一线战斗机的敏感技术。同时FX在性能上必须优于F-5E，必须能够匹敌最新的苏联战斗机。

　　FX项目在许多方面类似于肯尼迪时代美国空军的“小老虎”（Sukoshi Tiger）项目，该项目促成诺斯罗普N-156F发展为F-5A/B，并根据《共同防务援助法》对外大量出口。美国空军于1970年启动的国际战斗机（IFA）项目再次使F-05进化到F-5E“虎II”。

F-5E与F-5G/F-20外形对比

　　F-5G于1980年1月4日获得诺斯罗普董事会的批准，该公司决定制造几架预生产飞机，费用由公司自行承担，后来有人称这使“虎鲨”成为“美国近代史上第一架私人出资制造的战斗机”。

　　通用动力公司也响应了FX招标，提交了F-16/79方案，也就是安装通用电气J79涡喷发动机的F-16A，并安装降级的航电设备。

F-16/79

F-5G的进化

　　诺斯罗普设计团队就如何改进F-5存在分歧，“战斗机黑手党”之一的退役空军上校“里奇”·里西奥尼被聘为顾问，他帮助团队选择了设计师桑达斯基的设计，因为该方案似乎很符合“里奇”的导师博伊德上校提出的“能量机动”理念。

F-5G之父罗伯特·桑达斯基，他也是YF-23的总设计师

　　与F-5E相比，F-5G最明显的变化是使用了为F/A-18“大黄蜂”设计的通用电气F404涡扇发动机，具有与J79涡喷几乎相同的加力推力，但重量仅为后者的一半，运动部件则减少了7700个。1983年巴黎航展之后，F-20原型机更是换装推力增加到7.7吨的F404-GE-100，比F-5E两台J85加力推力之和还多60％，整机达到了推重比1.13，赋予该机2马赫飞行能力，升限超过16800米，初始爬升速度每分钟16100米，超音速转弯速率比F-5E提高47％。虽然F-5G的内油容量没有变化，但F404较低的单位耗油率使其作战半径增加了10％，战斗空中巡逻（CAP）续航力增加了20％。

F404现在已被多种单发战斗机和教练机采用

　　F-5G的进气口也经过重新设计，尺寸扩大，向前延伸并配备了双波系进气口斜坡，确保在高马赫数下能高效进气。早期加大机翼设计被放弃后，F-5G保留了F-5E的机翼，但具有改进的前缘边条，在翼面积仅增加1.6%的情况下使机翼最大升力系数提高约12％。配合面积增加30％的平尾、重心后移以及新的双通道电传操纵系统（带机械备份和超越控制），F-5G在俯仰方向变得不稳定，将瞬时转弯速度提高到20°/秒，0.8马赫和4572米条件下的持续转弯速率提高到11.5°/秒，接近F-16的12.8°/秒。

F-5G的机身变化

大机翼设计方案

　　F-5G的速度、高度、爬升率和转弯性能得到了真正快速反应能力的补充。诺斯罗普表示F-5G能在警报发出后60秒内升空，声称这是当时世界上战斗机中最快的紧急起飞时间。可靠性方面的改进使飞机在恶劣天气下仍能保持较高的出勤率。

　　诺斯罗普宣传F-5G将成为世界一流的战斗机，在性能上该机将以更低的价格胜过F-16A。

生不逢时

　　美国空军订购了四架F-5G进行评估，其中第一架（82-0062）于1982年8月30日在加州爱德华兹空军基地首飞，试飞员是罗斯·斯科特。但就在该机进入密集试飞时，罗纳德·里根总统于1981年1月20日就职，他上台后迅速放宽武器出口限制，FX项目逐渐失宠。由于里根允许出口全标准F-16，因此专门设计的出口型战斗机的吸引力大幅减弱了。

第一架F-5G原型机

　　除了必须与F-16S竞争出口市场之外，诺斯罗普还不得不与美国空军对抗。美国空军将每一次F-16的出口都视为降低其F-16采购成本的一种手段。

　　1981年12月在苏联入侵阿富汗之后，里根总统签署了对巴基斯坦的重大军事援助计划，其中包括40架F-16A。1982年夏天，美国国防部副部长向空军发送了一份备忘录，鼓励其为FX项目的竞争者寻找外国客户，但该建议在四个月后被放弃，转而直接出口美国空军一线战斗机，这导致土耳其、希腊和委内瑞拉购买了更多F-16，F-5G的吸引力在持续下降。

巴基斯坦空军F-16A

　　为了挽回F-5G是二线空军低成本选择这个印象，诺斯罗普请求允许将飞机重新命名F-20。该请求在1982年底被批准，该机在1983年3月正式分配了“虎鲨”这个绰号。

诺斯罗普当年为F-20做的广告，右下角对比了该机与米格-23的转弯性能

　　1982年11月，诺斯罗普终于从巴林获得了四架“虎鲨”启动订单。但由于巴林订单数量太少，F-20的投产被推迟，诺斯罗普将推销努力转向韩国，后者正在探索了在本地生产F-20的可能性。据报道，约旦和泰国也对该机表现出兴趣。

　　诺斯罗普大力销售F-20A，在1983年的巴黎航展和1984年的英国范堡罗上展示了这架飞机。诺斯罗普还聘请了查克·耶格准将（打破音障的第一位飞行员）作为发言人，并鼓励将军（时年62岁）驾驶F-20做了两次飞行，他称赞该机“棒极了”。

耶格尔为F-20代言

　　不幸的是FX项目规则意味着F-20只能由国务院销售，该公司的营销努力必须得到层层审批。很快诺斯罗普就开始抱怨美国政府在推销F-20上不够努力，当美国政府做出财政承诺帮助以色列发展自己“狮”式战斗机（Lavi）时，该公司指责这个举动是对外国竞争者的直接补贴。

　　在1984年3月开始的一系列有关FX项目的国会听证会上，美国安全援助、科学和技术副国务卿小威廉·施耐德证实，FX项目的政策可能不会导致任何对外销售，美国空军国际计划主任托马斯·贝克准将也承认空军没有积极推销FX。诺斯罗普时任首席执行官托马斯·琼斯恳求政府允许公司直接出售F-20，但被否决。1984年4月，美国空军被命令更积极地推广FX，并在当年5月和6月向一些潜在客户介绍了F-20和F-16/79的性能和成本。

F-20性能参数

源济

生不逢时的轻型战斗机，F-20“虎鲨”翻车记（下）

原创 Armstrong 空军之翼 2020-07-14

虎鲨详解

　　尽管F-20保留了F-5E的机翼和前机身，但还是做了一些小改动，包括在座舱后方加长12.7厘米，更换更厚的机翼内侧蒙皮，重新布置了油箱和航电设备舱以便于检查。F-20大量使用复合材料，后机身和垂尾使用了碳纤维复合材料蒙皮来提高强度并减轻重量，使机身承受过载提高到9G而不是原先的7.33G。

F-20的尺寸数据

　　F-20的机鼻扁平以增强飞机在大迎角（最大40°）下的稳定性，获得驯服的起飞特性。诺斯罗普声F-20可以以35°迎角做低至140公里/小时的飞行。

F-20的扁平机鼻

　　垂尾减小了尺寸并安装在一个长整流罩上方，整流罩前端有冲压空气进气口，后端有减速伞舱。F-20的许多新航电子系统据说在可靠性上比任何竞争战斗机的同类设备都高，诺斯罗普称有信心实现每飞行小时12.8维护工时（MMH/FH）的数字，而当时的F-16是19.6工时。

F-20的垂尾设计

　　诺斯罗普最初规划了两种不同的F-5G，其中F-5G-1具有F-5E的大部分航电设备，以及艾默生AN/APQ-159（V）5雷达和一个简单的通用电气陀螺瞄准具；F-5G-2则配备更先进航电，第一架原型机以F-5G-1标准完工。

　　F-20的座舱宽敞舒适，在大型仪表板上安装了大型通用平显和两个单色多功能显示器。该机具有先进的油门操纵杆（HOTAS）控制系统、本迪克斯数字显示和控制装置，特利丹系统任务计算机。

F-20的座舱模型

　　F-20安装了全新的通用电气G-200（AN/APG-67）多模雷达，可提供多种空对空和空对地模式，功能与F-16A的APG-66雷达类似，在探测距离上也接近。APG-67能以上视模式探测和跟踪远至89公里的目标，下视模式是57公里。

F-20广告中的雷达性能

AN/APG-67雷达

　　F-20还配备了新的气泡座舱盖，与F-5E相比，飞行员后方视野增加了50％，改进的弹射座椅和头枕设计进一步提高了飞行员后向视野。

安装新座舱盖的F-20第二架原型机82-0063/N3986B

　　F-20具有两个翼尖导弹发射导轨和五个可挂载副油箱或武器的外部挂架，机腹挂架可挂一枚Mk84 907千克炸弹或多达五枚Mk82 227千克炸弹，四个翼下挂架可挂载一枚907千克炸弹。下单翼和起落架的位置限制了该机的挂架数量，其竞争对手F-16A可在两个翼尖导弹发射导轨和9个挂架上挂载多达7.8吨外挂物。

F-20外挂物展示

　　但与当时的F-16不同，F-20可发射AIM-7“麻雀”超视距空空导弹，最多可在翼下挂载4枚这种导弹。该机在试飞中也对AGM-65“小牛”和AGM-84“鱼叉”导弹进行了测试，并成功展示挂载四管30毫米GPU-5/A机炮吊舱（基于GAU-13/A加特林机炮）进行扫射。

F-20的超视距空战能力是该机相对早期F-16的一大卖点

　　虽然有3架F-20原型机在机鼻安装两门M39机炮，但生产型将换装两门福特航宇的“虎爪”机炮，该炮基于M39，但比M39A2更轻巧射速更高。

坠机悲剧

　　“虎鲨”首架原型机GG1001的序列号是82-0062（美国空军序列号）/N4416T（民机注册号），该机具有红白相间涂装，在下线时被涂上了77-1983的虚假序列号，反映出F-20争取在1983年7月投产的目标。GG1001于1982年8月30日在拉斯·斯科特的驾驶下首飞，该机具有F-5E的标准座舱盖和机鼻以及F-5E/F-5G-1的标准航电，一开始安装7.25吨推力的F404发动机。在首飞中，GG1001就在40分钟的飞行中爬升至12000米高度并达到1.04马赫。到1983年4月底，该机已经完成240架次飞行，其中包括对10个潜在客户的飞行演示。

第一架F-20原型机

　　GG1001随后被喷涂成双色灰涂装，但该机于1984年10月10日在韩国水原空军基地的展示飞行中坠毁，诺斯罗普试飞员达勒尔·康奈尔遇难。事后调查显示，康奈尔在大过载机动中失去了意识，导致飞机失控。

首架F-20原型机的新涂装

　　第二架原型机GI1001的序列号是82-0063/N3986B，于1983年8月26日首飞。该机具有完整的F-5G-2航电，其中包括平显、霍尼韦尔激光惯导系统，本迪克斯下视显示器和特利丹任务计算机。该机还配备了重新设计的气泡座舱盖，能容纳G-200雷达的大型雷达天线罩，以及7.7吨推力的F404-GE-100发动机。

第二架F-20原型机

　　这架原型机的结局也很不幸，1985年5月14日在巴黎航展之前的一次排练中坠毁在拉布拉多的鹅湾加拿大空军基地，诺斯罗普试飞员戴夫·巴恩斯遇难，事故原因再次被归咎于过载导致的意识丧失（G-LOC）。

　　第三架原型机GI1002的序列号是82-0064/N44671，与第二架原型机配置相同。该机于1984年5月12日首飞，主要用于武器试验，包括“麻雀”导弹的试射和“鱼叉”反舰导弹兼容性测试。最后诺斯罗普将这架唯一幸存的F-20捐给了位于洛杉矶博览公园的加利福尼亚科学中心。

第三架F-20原型机

　　第四架原型机GI1003的序列号是82-0065，但在完工前就被取消，因此没有民机注册号。第四架F-20原型机接近生产型配置，将配备整体油箱而不是之前的软式油箱，使内油容量从2吨增加2.3吨，并将配备新设计的1250升副油箱。预计该机航电进一步升级，并换装8.16吨推力的F404发动机。

　　GI1003的机翼前后缘襟翼也经过重新设计，配备三点致动器而不是单点致动器，动作速度提高并带大量自动设置功能，襟翼改进和和推力增加有望使该机的转弯性能提高约2°/秒。

罕见的F-20三级编队照片

F-20之死

　　越来越明显的一个事实是，F-20要想在出口客户中赢得声誉就先要获得美国国内订单。1984年11月，美国国会指示空军和海军研究使用单一型号飞机来同时承担两军侵略者中队假想敌任务的可能性，这为F-20提供了机会。但美国海军在1985年1月宣布选择F-16N，有传言称通用动力这次亏本销售了F-16N，用意是破坏F-20的市场前景。

F-20假想敌涂装想象图

　　同时F-20在空中国民警卫队中队的新战斗机招标中也输给了F-16。诺斯罗普认为F-20的紧急起飞时间、AIM-7“麻雀”能力以及低成本都非常适合国警队需求，但美国空军还是在1986年10月31日选择了F-16。诺斯罗普提交的以1500万美元单价采购396架F-20A的报价被拒绝。

F-16N假想敌战斗机

　　1985年，巴林已经下达的四架F-20“虎鲨”订单也被替换为F-5E。在六年销售成绩为零之后，诺斯罗普于1986年11月终止了这个耗资12亿美元的项目，正在与摩洛哥进行的20架F-20采购谈判也随之取消，未完工的第四架F-20原型机被放弃。

　　诺斯罗普即使在项目终止后仍不死心，试图向海外出售F-20生产许可证，但与包括印度和巴基斯坦在内的几个国家接触后都一无所获。F-20的问题除了没有美国空军下单支持外，还有就是价格比F-5E的价格高出许多，基于150架数量的1070万美元单机价格并不比1240万美元的F-16或1100万美元的F-16/79便宜太多。

　　当然F-20也不是毫无亮点，时任诺斯罗普董事长托马斯·琼斯表示F-20的“拥有成本不到F-16的一半”，其他消息来源则计算出F-20的单机生命周期成本比F-16低40-50％。与现代一线战斗机相比，“虎鲨”预计操作和维护成本降低63％，维护人力需求减少52％，燃油消耗减少53％，可靠性提高四倍。