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南非曾经自研先进战机卡弗“Carver”计划浮出水面

在今年早些时候举行的兰德展上,登内尔的展台展示了一个出乎意料的惊喜:这是1980年代南非高度机密的国产喷气式战斗机项目的双引擎模型首次公开亮相。

这个叫做卡弗计划的项目,是一次雄心勃勃的尝试,旨在设计和制造第四代战斗机,以取代南非空军(SAAF)服役中老化的幻影战斗机和掠夺者攻击机,预计其性能将超过领国(特别是安哥拉)正在服役或预计服役的下一代苏联制造的飞机,此时南非与安哥拉边境战争仍在激烈进行。

到1991年,因为冷战、安哥拉边界战争和种族隔离政策迫在眉睫的结束,以及国际武器禁运的结束,卡弗被取消了。但是,它仍然是南非有史以来最引人入胜的技术计划之一。尽管关于卡弗的绝大多数信息仍然是保密的,但本文试图从已经出现的少数公共资源中尽可能全面地描述这一计划及其背景。

卡弗的遗产在南非航空工业随处可见,但它付出了巨大的财务费用。到1991年,该国在这方面已经花费了20亿美元,相当于今天的资金超过了540亿南非兰特,没有任何一架飞机可供展示。

项目的诞生

卡弗项目始于20世纪80年代初,当时南非空军启动了一系列项目研究,以确定新战斗机或升级战斗机的选择。他们需要在安哥拉重新占上风,因为在安哥拉,南非空军的幻影III和幻影F1S无法与在安哥拉和古巴空军服役的米格-23战机匹敌,并确保南非在该地区未来20年的空中优势。

从这个过程中产生了三个并发的计划,它们在不同的时段进行。第一个项目是婆罗门计划(Brahman),开始于1983年,是对幻影III的升级,将与以色列一起完成。最后导致出现了猎豹Ds和猎豹Es。

第二个卡弗计划,是1985年的计划,设计和制造先进的新一代战斗机系统,该系统将能够从2000年起取代所有服役于南非空军的飞机,并达到甚至超过预计将在南部非洲服役的苏联制造的下一代飞机的性能。

第三个是Tunny计划,该项目起源于1985年的一项临时战斗机项目研究,旨在弥合幻影F1CZ和猎豹Es退役与卡弗飞机的到来之间的差距。1988年,它成为一个正式项目,用于采购将成为猎豹C的战机。

卡弗项目建立的新一代战斗机系统的要求大胆而苛刻。南非空军想要一架在航空电子设备和性能方面与F-16或幻影2000大致相同的飞机。但这必须在制裁最严重的时候实现,这意味着很少有部件或系统可以从国外购买。唯一现成的发动机选择是斯奈克玛Atar 09K50涡轮喷气发动机,该发动机用于幻影F1,比更现代的涡轮风扇发动机更重,功率也更低。

据温斯顿·布伦特(Winston Brent)在其著作《猎豹:国家的守护者》(Cheetah:guarders of the Nation)中引用匿名的卡弗项目官员的话,据估计,仅在开发阶段的高峰期,就需要超过4000名工程师,而开发阶段将持续6年左右。由于制裁的影响和在当地开发大部分技术的需要,预计成本和开发时间将是巨大的。

为了找出如何实现这一点,卡弗项目团队着手起草项目的用户需求规范(URS)。典型的URS是为南非空军的任何主要采购准备的综合性文档。它建立在员工目标和员工需求的基础上,对所获得的系统的每一个要求都进行了细致的阐述。这不仅包括飞机的基本性能,还包括飞机必须履行的角色、机载系统的能力和人机界面、维修需求和全面综合后勤保障计划。例如,用于收购狮鹫(Gripens)的乌霍齐(Ukhozi)项目的URS就长达数十页,内容详尽。

然而,卡弗URS比大多数URS要困难得多,起草工作花了15个月,因为根据项目官员的说法,必须花费大量时间来测试和重新测试需求的有效性,并分析当地行业是否能够满足这些需要。出现的事情不亚于南非航空航天史上最大的技术开发计划。

双引擎卡弗项目概念模型,见2016兰德展会

从无到有

由于南非没有设计战斗机的经验,阿特拉斯飞机公司(被任命为总承包商)(Atlas)开始从世界各地招聘飞机设计师。其中之一是大卫法比什(David Fabish),他曾在达索的幻影2000工作,被任命为卡弗项目的首席设计师。

在最初的设计阶段,对飞机进行了许多探索,但到1986年,阿特拉斯公司已经决定采用长度为16米,翼展约9米,单垂尾和中置三角翼的轻型单引擎设计,在发动机进气口上方有类似F/A-18战机一样的边条翼设计。该设计广泛使用复合材料,既减轻重量又减少雷达信号。它可以携带南非空军库存或研发中的所有武器,包括H-2制导炸弹、V3C和U-Darter短程导弹,以及后来作为R-Darter服役的计划中的超视距导弹。它的有效载荷能力可以与幻影2000媲美。

然而,建造飞机所需的技术很少是本地的,因此Atlas和南非军开始在三个主要领域投入大量资金进行重点研究和开发:高强度复合材料、集成数字航空电子和通信系统以及喷气发动机的开发。

后者的大部分研究都是针对Mattek和Aerotek的工作,通过用单晶叶片改装涡轮和用焊替换铆接压缩机,来提高ATAR 09K50发动机的性能和可靠性。

这样在所有飞行条件下,性能提高了10%,可靠性更高、节气门操纵更加轻松自如。然而,即使这样的改进,对于Carver来说,09K50仍然太重功率太低,无法满足其性能要求,这一问题从未完全解决。阿特拉斯试图秘密地获得斯奈克玛M53(幻影2000所用)和斯奈克玛M88s(如阵风Rafale和计划中的诺维昂Novi Avion所用),但都没有成功。

到1987年,该项目正全速推进,当以色列飞机工业公司Lavi被取消时,Atlas在从事该项目的工程师中展开了一场招聘热潮,提供了极好的激励措施,如每月7000美元的工资,以任何货币存入到世界上的任何银行账户,免费住宿和定期免费或大幅折扣航班返回以色列。不出所料,几百名工程师和设计师接受了邀请,加入了Atlas和卡弗项目。

该项目很快就发展到了科学和工业研究委员会(CSIR)风洞中规模模型的测试,其中一些风洞是专门为该项目而建造的。

到1988年,一些全尺寸构件的建造工作已经开始,先是一个1:1比例的模型,后来是一个原型。一张照片显示,Carver设计团队站在一个夹具前面,,该夹具带有飞机中部的机加工机架部分,主起落架已经安装在那里。

双引擎卡弗项目概念模型,见2016兰德展会

换成双胞胎
然而,在同一年,当南非空军决定放弃单引擎飞机改用双引擎飞机时,这个项目陷入了混乱。具体原因尚不清楚,但该项目的工作人员提出了两个主要的解释:第一,即使Mattek和Aerotek在ATAR09K50上实现了10%的性能提升,引擎仍然太重,功率太低,卡弗无法满足其性能要求,因此决定切换到双引擎配置。第二个原因是,新上任的空军司令扬·范罗格伦伯格中将曾驾驶过海盗,并希望拥有一架具有类似航程和装载能力的飞机。

管改变配置的实际原因是什么,它至少使项目推迟了两年,因为使用两个引擎需要一架更大更重的飞机——更接近幻影4000的大小——以及更复杂的系统。这迫使设计团队回到绘图板上。

所附图片中显示的模型是为展示双引擎配置而构建的模型。达索在设计上的影响是显而易见的。

这一延误以及其他原因,使南非空军意识到卡弗将无法在原定的时间表内做好准备,因此在1988年批准了临时战斗机项目Tunny,以获得一架能够满足该国防空需求的飞机。根据该项目开发的38架猎豹C于1993年至1994年交付。


取消

最终,随着外部环境的变化和项目最初的需求逐渐消失,项目的延迟成为了死亡的丧钟。安哥拉边界战争曾是南非军事能力发展的动力,1988年12月以和平协议结束。苏联于1990年解体,到1991年,南非显然正在走向谈判过渡和结束种族隔离的道路上,之后将解除武器禁运。在这些事态发展的背景下,继续花这么多钱发展一种国产战斗机已经没有意义,1991年2月,总统德克勒克(FW de Klerk)宣布取消卡弗项目。

卡弗的遗产在南非航空工业随处可见,但它付出了巨大的财务代价。到1991年,该国在这方面已经花费了20亿美元,相当于今天的资金超过了540亿南非兰特,没有一架飞机可供展示。除此之外,采购猎豹C作为临时战斗机还花费了18亿美元或430亿南非兰特。为了说明这一点,1998年备受争议的战略国防采购一揽子计划(俗称“军火交易”)的全部成本为48亿美元,包括26架鹰狮战斗机、24架鹰教练机、30架A109直升机、4艘“英勇”级护卫舰和3艘“勇士”级潜艇。

然而,即使知道卡弗飞机的生产运行将花费另外20亿美元左右,也不可能动摇这样一个愿望:如果时间安排对它有利一点,原型可能已经首飞。毫无疑问,这将把当地的国防工业推向另一个高度,并可能在1994年之后创造更多的销售和发展机会。

本文原载于FlightCom杂志2016年5月版,作者Darren Olivier


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