“猛禽”归来

“猛禽”归来
作者：温杰
来源：《航空世界》2012年第03期
作为当今世界上唯一正式服役的第五代战斗机，美国空军的“猛禽”在刚刚过去的2011年曾经出现了“上气不接下气”的奇怪现象，导致飞行员在飞行训练中数次出现了缺氧症状。

由于怀疑机载氧气供应系统存在问题，美国空军不得不下令停飞全部F-22战斗机，使得“猛禽”在长达5个多月的时间里原地“趴窝”，一扫往日独步天下的威风。

临近岁末，美国空军才正式公布了有关调查结果，排除了氧气供应系统引发故障的因素，批准飞行员全面恢复飞行训练。

在获准重返蓝天后，“猛禽”正在抖掉身上积聚已久的浮尘，准备在即将开始的2012年度“红旗”演习中再显身手。

经历不眠之夜
停飞事件的起因是2010年11月16日发生在阿拉斯加州埃尔门多夫·理查德森联合基地的一次坠机事故。

当天晚上，美国空军第3战斗机联队第525中队的两架F-22战斗机编队起飞，执行常规夜间训练任务，在顺利完成了“单机截击”等科目后开始返航。

19时40分，代号“岩石3”飞行员驾驶的F-22战斗机(尾号06-4125)突然从基地的监控雷达屏幕上消失，并与代号“岩石1”飞行员失去了联系。

面对这一突发情况，“岩石1”立即改变航向，朝着空中加油机飞去，在完成了空中加油后，开始搜寻突然失踪的“岩石3”。

随后，埃尔门多夫空军基地立即与阿拉斯加州空中国民警卫队搜救协调中心联系，启动了应急救援程序，迅速派出数架HH-60“铺路鹰”直升机和一架HC-130运输机，连夜实施了空中搜寻。

然而，由于失事区域的面积很大，加之地形复杂和天气寒冷，搜救工作面临前所未有的挑战。

直到次日上午10时15分，一架救援直升机才在距离阿拉斯加州首府安克雷奇市以北160千米处发现了失踪的F-22战斗机的部分残骸，初步确定了失事位置。

接着，搜救协调中心立即派出一支救援队伍前往该区域，首要任务是及时发现失踪的飞行员。

然而，随着时间的推移，搜寻队伍发现了越来越多的飞机残骸，逐步排除了飞行员生还的可能性。

事故发生4天后，第3战斗机联队司令官杰克·麦克穆伦上校于11月20日发表书面声明，称在事发地域发现了弹射座椅的残骸和飞行服的残片，表明飞行员在战斗机失事瞬间没有使用弹射座椅，这些确凿的证据表明飞行员已经身亡。

同时，美国空军也对外宣布了失事飞行员为第525战斗机中队的杰弗里·哈尼上尉。

报道称，哈尼早在中学时期就开始接受飞行训练，在2002年从西密歇根大学航空学院毕业后，于2003年8月加入美国空军，并在2006年6月开始在埃尔门多夫空军基地驾驶F-22战斗机。

在确认飞行员遇难后，搜救行动也转变为残骸收集行动。

一方面是尽可能寻找哈尼的尸体和更多的飞机残骸，以便分析故障原因：另一方面需要尽快回收处理具有毒性的战斗机残骸，避免对自然环境造成污染。

美国空军的收集行动持续了数周，而具体的事故原因还需要空军事故调查委员会和洛·马公司进行全面调查和分析后，才能给出最后的鉴定结果。

从服役时间来看，“猛禽”在不到5年时间里就再次出现如此严重的机毁人亡事故，令外界对于这种第五代战斗机的安全性产生了质疑，也使得美国空军最终装备的F-22战斗机减少到185架。

令人浮想联翩
美国空军被迫决定全面停飞“猛禽”的原因在于这种引以为豪的第五代战斗机近年来频繁暴露出各种问题，在研制和试飞过程中曾经出现过两次坠毁事故，让飞行员经常感到惶恐不安。

此次事故到底是老问题再现、还是新故障偶发，一时间众说纷纭，不由得让人联想起F-22战斗机在两年多前发生的一起机毁人亡事故。

2009年3月25日，上午10时，美国空军第411试飞中队的一架F-22战斗机在执行测试飞行任务时，突然在距离爱德华兹空军基地东北56千米处坠毁，试飞员大卫·库莱当场丧生。

当时，伴飞的F-16战斗机受到自身性能限制，无法紧紧跟随以马赫数1.78飞行的F-22战斗机，因此未能目睹“猛禽”的坠毁过程。

事故发生后，爱德华兹空军基地立即派出一支专业队伍负责回收飞机残骸，并在残骸相对集中的3个区域周围放置了大型警告标志，要求公众暂时不要进入这一地区。

时隔4个月后，美国空军在7月31日正式对外公开了有关此次事故的调查报告，根据目击陈述、语音和遥控等数据以及模拟再现的结果，确定了F-22战斗机在测试飞行中坠毁的主要原因在于：试飞员在连续实施高过载机动后出现短暂的意识丧失，未能及时地控制飞机的姿态。

当时，F-22战斗机正在对一种未公开的武器实施挂架试验，库莱连续实施了3次同样的高过载机动，以便收集各项数据。

在第3次机动时，库莱出现了“近乎过载诱导的意识丧失”(A-LOG)，在至关重要的4秒钟时间里，未能及时地脱离高过载俯冲。

结果，库莱错失了改出F-22战斗机的最佳时机。

此后，库莱尽管从A-LOC状态下恢复出来，并尝试将飞机恢复到正常状态，但是F-22战斗机已经处在马赫数1.3、急剧俯冲状态下，缺乏安全弹射救生的相应高度。

在高度只有1188米、逃生时间只有1.49秒的紧急情况下，库莱本能地拉动了弹射手柄，但是F-22战斗机的速度超出了“先进概念弹射座椅”(ACES II)的可生存包线。

结果，F-22战斗机径直撞向地面，在地面上撞出一个6.1米的大坑，强大的撞击力导致飞机残骸散落到1万多米的距离范围内。

事故调查委员会经过全面分析后认为，F-22战斗机的各种系统都得到良好地维护，不是此次坠毁事故的原因，而且各项性能完全正常，没有设计或适航方面的问题。

因此，这次事故并不会影响F-22战斗机的安全使用。

但是，为了更好地保持战斗机的装备数量，美国空军着手考虑为采用电传操纵系统的F-22、F-35和F-16战斗机安装一种自动地面防撞系统(Auto-GCAS)，用于在飞行员无法操纵飞机的情况下，接管飞机的飞行控制。

目前，该系统已经在F-16战斗机上完成了测试。

当时，这个试飞项目与美国空军急于让F-22战斗机参与到各种地区冲突中有关，目的是证明“猛禽”的作战适用性，不只是擅长空中格斗，而且还能承担起精确轰炸袭击的任务，结果却欲速则不达。

其实，早在2007年，F-22战斗机在实施小直径炸弹(SDB)的试验中就曾经出现过一次险情，几乎坠毁，可见原本用于夺取空中优势的“猛禽”在扮演对地攻击角色方面有时也会感到力不从心。

全面停止飞行
“猛禽”是从2011年5月3日开始停飞的。

此前一周，F-22战斗机在飞行训练中接连发生了5起飞行员生理缺氧事件，美国空军空战司令部威廉·弗雷泽将军下令暂停全部F-22战斗机的日常飞行训练，表示“停飞是在近期氧气系统故障报告的基础上采取的谨慎措施”，目的在于避免再次发生机毁人亡的事故。

但是，空战司令部在新闻发布会上并没有明确表示停飞将持续多长时间，也没有确定存在的根本问题，只是通告了事故原因仍然处在调查之中，还不能将问题归咎为机载氧气发生系统(OBOGS)。

OBOGS嵌入在飞行员座椅的后下方，主要功用是为飞行员供应氧气。

F-22战斗机在飞行时，通过F119发动机的放气系统从压气机放出少量空气，提供给机上的生命保障系统。

在这个过程中，OBOGS采用分子筛将这部分增压空气过滤为纯氧。

期间，氧气还要通过MBU-22P 氧气面罩和呼吸调节器／抗荷(BRAG)调节阀。

其中，BARG确保氧气通过面罩安全地输送给飞行员。

为了满足F-22战斗机的机动性，BRAG具有快速反应能力，并与现有的上半身／下半身抗荷服相匹配。

抗荷服能在飞机实施机动飞行时增加压力，确保飞行员上部肢体的血液正常流动。

自哈尼上尉的坠机事故后，美国空军将事故调查重点放在了OBOGS，并将F-22战斗机的训练飞行高度严格限制在7620米以下。

事故调查委员会发现，“猛禽”飞行员出现的各种细胞低氧症状比其他作战飞机的驾驶员高出3倍，初步分析表明，OBOGS存在的问题已经导致一些危险迹象。

据报道，在过去3年多时间里，F-22战斗机已经出现了12起事故，比如一名飞行员驾驶F-22战斗机在埃尔门多夫空军基地降落时曾经擦到了一棵树，事后却无法回忆起此次事件，这是一种典型的缺氧症状。

与此同时，美国空军还调查了F-15E、F-16、F-35战斗机和A-10攻击机、T-6A教练机上使用的OBOGS，与F-22战斗机的生命保障系统进行对比，以便发现可能存在的问题。

尽管通
告中描述的还是“OBOGS安全调查”，但美国空军实施的安全检查已经超出了OBOGS范围，并不局限于某一个具体的系统。

2011年9月，美国空军参谋长诺顿·施瓦茨将军表示，氧气供应系统与坠毁事故不存在任何联系，并亲自批准了空战司令部提出的计划：在全面检查了每架F-22战斗机的生命保障系统后，允许160架“猛禽”飞到15420米的高度(正常情况可飞至18290米以上)，同时采取一些必要的措施。

措施之一是，要求飞行员进行生理测试，提供血液样本，以作为衡量未来事故的基准。

同时，空战司令部还要求飞行员使用额外的防护设备，即佩戴脉搏氧饱和度仪，以便在出现缺氧症状时及时发出提醒。

此外，美国空军还采取了一项预防措施，在飞行员的氧气供应系统中添加活性炭过滤装置，并规定必须每天检查生命保障系统。

在经历了4个半月的停飞后，“猛禽”机队在9月21日获准恢复飞行训练。

但是，仅仅一个月后，兰利空军基地的一名飞行员在10月20日驾驶F-22战斗机升空训练过程中，再次遭遇了缺氧问题。

鉴于这一问题再次出现，第1战斗机联队司令官罗宾斯立即下达了停飞命令，以确保飞行员的安全。

5天后，“猛禽”才恢复正常飞行训练。

磨炼驾驶技艺
在F-22战斗机停飞期间，飞行员面临着驾驶技艺日渐生疏的严峻挑战。

为此，兰利空军基地的第94战斗机中队、第27战斗机中队和第149战斗机中队充分借助了飞行模拟器，在停飞期间研究如何驾驶飞机来实现一些空中战术。

但是，飞行模拟器无论具有怎样的逼真度，都无法替代飞行员驾机在空中飞行时的各种体验。

正常情况下，美国空军要求飞行员每月必须驾机完成一定的飞行时数，因此飞行员必须能够在停飞结束后，在尽可能短的时间内恢复自身的飞行感觉。

第27中队的指挥官菲舍尔说，飞行员们拥有充足的时间在飞行模拟器上“飞行”，每周都可以获得2～3次模拟器训练的机会，努力保持基本驾驶技能和空战能力，但是其他基地的飞行员就没有这么幸运。

埃尔门多夫基地和霍洛曼基地的F-22飞行员不得不专程赶到兰利空军基地，利用这里的飞行模拟器，每月只能获得2～3次模拟器训练的机会。

同时，各个基地的飞行员还前往洛·马公司的玛丽埃塔生产厂，通过空战模拟器来体验身临其境的作战感觉，以提高自身的战术意识。

事先未曾料到的是，这里还为美国空军部署在各地的“猛禽”飞行员提供了一个相互沟通和学习的机会，可以自由地交换各自所掌握的战术和驾驶经验。

近年来，随着“猛禽”交付进度不断加快，美国空军培养的一些飞行员在进入作战部队后直接驾驶F-22战斗机，此前并未驾驶过其他战斗机。

为了保持驾机飞行的感觉，这些新手们在
停飞期间有机会驾驶F-15和F-16战斗机，从而了解和体验到一些不同感受，促使他们思考老式战斗机如何与“猛禽”有机地整合为一体，有效地增强了战术协同与配合意识。

在停飞期间，兰利空军基地曾经遭遇到一次飓风，第1战斗机联队如临大敌，不得不紧急撤离F-22战斗机。

这是“猛禽”停飞近4个月以来的唯一一次获准升空，由此创造了一次大机群同时起飞的历史纪录。

2011年8月25日，星期四，“艾琳”飓风在重创了巴哈马后，转了一个弯径直朝着兰利空军基地袭来，当时预计将在星期六呼啸而至，因此，第1战斗机联队必须在星期五清晨开始撤离行动。

当时，基地装备的F-22战斗机中有8架因停飞命令而一直留在了犹他州的希尔空军基地，有4架处于大修状态，其余28架都处在可升空状态。

为了避免“猛禽”遭受重创，罗宾斯上校将此次紧急转场任务命名为“飓风撤离”(Hurrevac)行动。

8月26日早晨，28架F-22战斗机依次起飞，紧急疏散到位于印第安纳州的格里索姆空军后备基地。

此次行动也成为历史上F-22战斗机规模最大的集群起飞。

此次紧急撤离中，地勤人员表现出娴熟干练的职业水平，在三个半月内没有飞行训练的情况下，非常高效地完成了各项准备工作，让飞行员顺利地完成了F-22战斗机的转场任务。

从作战角度来看，“猛禽”机队已经可以在24小时内有条不紊地迅速转场到新的部署地点，随时执行作战任务。

公布调查结论
时隔一年后，美国空军事故调查委员会在2011年12月公布了一份事故调查报告，将第3战斗机联队F-22战斗机在训练飞行时坠毁的责任归咎于飞行员杰弗里·哈尼。

事故调查委员会主任詹姆斯·布朗准将写道：此次事故的原因是由于事故飞行员注意力不集中、视觉监视中断和无意识空间迷失方向，未能及时发现和着手改出飞机的俯冲状态。

调查报告认为，当时F-22战斗机的放气口出现故障，继而导致了OBOGS在内的多个飞机系统自动关闭，哈尼尽管努力尝试恢复座舱内的氧气供应，但是没有足够快地做出反应，启动座舱内的应急氧气系统(EOS)，而且也未能及时恢复飞机的飞行状态。

报告指出，F-22战斗机的OBOGS不存在故障，不是一个诱发因素。

尽管氧气系统关闭，但是缺氧并不是主要因素，事故飞行员最有可能经历了一种类似于窒息的感觉。

由于氧气与血红蛋白之间的高亲和力，事故飞行员在OBOGS关闭后，应该有足够血氧供应。

分析认为，飞行员在最后时刻发现了F-22战斗机处在异乎寻常的高度，曾经试图采取适当的纠正措施，表明缺氧不是这次事故的一个因素。

通读这份事故调查报告，可以大致还原出F-22战斗机在坠毁前一分钟内发生的一些情况。

当F119发动机的放气系统突然出现故障时，机载计算机为了防止着火，立即关闭了放气系统，随后又关闭了环境控制系统(ECS)、空气循环系统、机载惰性气体发生系统(OBIGGS)、
驾驶舱压力和OBOGS。

机上内存显示，剩余的部分压力快速下降，导致氧气供应在19时42分37秒后停止。

在此期间，哈尼逐步感到呼吸困难，不过当时还保持着足够的意识，于是将注意力集中于如何恢复氧气面罩内气流通畅，努力确保氧气充足。

哈尼在手忙脚乱地恢复氧气供应的过程中，疏忽了观察驾驶舱内的各种仪表，没有注意到飞机开始处于滚转状态，并逐渐失去平衡。

在长达39秒钟的时间内，他没有主动实施过任何操纵指令，结果飞机在滚转了240度后，陷入了53度的机头朝下姿态。

在19时42分24秒，神志不清的哈尼突然意识到飞机处在错误的飞行姿态，尝试着将飞机从一个急剧的俯冲状态下恢复到正确状态，但遗憾的是，在不到3秒钟时间内，“猛禽”就直接撞向地面。

根据这份报告内容，飞行员哈尼驾驶F-22战斗机从一种可控飞行状态俯冲到一个异乎寻常的飞行高度，而且在长达30多秒的时间内没有采取纠正行动，这一切表明他已经陷入了无意识空间迷失方向，通常也称为定向障碍。

对此，有业内专家认为，从飞机下降的速度来看，哈尼当时已经处在缺氧安全高度，没有完全陷于缺氧状态，可能只是处在征兆与意识丧失状态之间。

报告还指出，通常在OBOGS万一关闭的情况下，飞行员应该设法启动EOS来为自己供应氧气，但是哈尼却没有这样做。

同时，报告也注意到了许多飞行员曾经表示，EOS在“猛禽”上非常难以使用，这表明生命保障系统在设计上还是存在一定问题。

最终，美国空军将事故责任归咎于哈尼，而不是将F-22战斗机的坠毁原因归咎于出现故障的放气系统和难于使用的EOS。

维护工作繁重
作为美国空军最先进的作战平台，F-22战斗机自从正式服役以来一直陷入了难以伺候的境地。

在全面停飞之前，“猛禽”的出勤率只能达到55％，自身存在的一些问题并未得到彻底解决。

早在3年前，五角大楼进行的秘密测试结果表明，F-22战斗机每飞行小时的维护时间竟然超过了30个小时，直接导致单位飞行小时成本超过4.4万美元，甚至在2008年度超过4.9万美元，这是一个相当高的数字，远远高于它所替代的F-15战斗机，后者的平均成本还不到3.1万美元。

美国国防部公开承认，当大多数机队逐渐成熟而使维修成本开始降低和减少时，F-22战斗机的维护成本却在近年来朝着相反的趋势发展。

据一位不愿透露身份的国防部官员称，美国空军只能驾驶F-22战斗机飞行1.7个小时(平均飞行时间)，接着就会出现一个关键性故障，严重危及了F-22战斗机执行任务的能力，这简直就是一个耻辱。

此外，五角大楼内对F-22项目持怀疑态度的人士称，针对冷战对手而在30年前开始设计的F-22战斗机，平均单价已经达到了3.5亿美元(含研制经费)，然而，它们在小规模战争和反恐作战中却无法成为优先使用的装备。

的确，F-22战斗机从未飞往伊拉克或阿富汗上空执行过任务，甚至缺席了北约打击利比亚的军事行动。

据五角大楼官员、内部文件资料和洛·马公司前工程师等消息来源，F-22战斗机的金属蒙皮所采用的雷达吸波材料是导致维护问题频发的主要原因，这是由于雨水侵蚀和其他磨损等一些未曾预料的缺陷所引发，自从90年代中期以来一直困扰着美国空军和洛·马公司的技术人员。

而且，F-22战斗机所使用的吸波涂层存在严重的质量问题，不仅有可能降低隐身性能，还随时可能导致极其危险的事故发生。

2008年3月，F-22战斗机的表面涂层出现过剥落的情况，其中一部分涂层还被吸入了F119发动机内，打坏了风扇叶片，对发动机造成重大损伤，险些酿成事故。

当时那起意外事故给美国军方造成的损失高达上百万美元。

据五角大楼负责“猛禽”作战试验与评估的独立办公室在2004～2008年所秘密统计的数据，F-22战斗机的蒙皮维护是一个费时费力的工作，时常要求重新粘接小块表面，这需要花费一天以上的时间来干燥，因此不得不更加频繁和非常耗时地修补和维护。

据介绍，在4年多时间里，F-22战斗机每飞行小时的平均维护时间从20小时增加到34小时，其中，2008年的蒙皮修补累计超过了维护时间的一半。

在此次“猛禽”停飞之前，美国空军表示现役F-22战斗机的低可探测性维护困难的问题仍然存在。

美国空军已经意识到第五代战斗机的低可探测性维护的挑战，并正在可靠性和维护性成熟计划中采取10项措施来提高其维护性和材料耐久性。

目前，F-22战斗机在低可探测性方面所需的维护人员大约是预期的两倍。

更换吸波涂层
为了解决机身表面吸波涂层存在的问题，洛·马公司已经决定把F-35战斗机的雷达吸波涂层用于F-22战斗机上。

2011年4月初，F-22项目副总裁兼总经理杰夫·巴拜恩表示，新研制的低可探测涂层和缝隙填充材料将有效地改善F-22机身涂层的耐久性，减轻美国空军的维护工作量，显著节省维护时间和成本。

从设计方面来看，F-22战斗机需要三层涂料来减少雷达反射信号。

最底层涂料用来密封飞机蒙皮的表面，并有助于附着第二层涂料。

接着，通过混合有聚亚安酯材料的镀银层作为一种导电涂层。

用于阻止雷达波反射。

最后，外部涂层具有包括金属材料的诸多属性，用于减少热量，降低被敌方雷达探测到的风险。

如果这些涂料无效的话，F-22战斗机所采取的其他隐身措施就难以起到作用。

据报道，此次更换新型涂层可以进一步提升“猛禽”已经非常出色的隐身品质，但是可能还需要一些改进，才能更好地承受F-22战斗机在超声速巡航和极端高度下对材料施加的压力。

目前，第9批次的F-22战斗机只是部分地使用了新型隐身涂层。

预计，洛·马公司将从今年开始，利用新型吸波涂层逐步翻新现役F-22机队。

追根溯源，洛·马公司做出这一决定显然是平息有关“猛禽”隐身涂层的争议。

早在2007年，前洛·马公司雇员达罗尔·奥尔森指控洛·马公司在研制和生产F-22战斗机过程中，定购和使用了已知存在缺陷的吸波涂层，并有意对美国空军隐瞒了有关缺陷。

作为隐身涂料方面专家，奥尔森长期以来一直从事飞机隐身技术的研究，参与过F-117战斗轰炸机和B-2轰炸机的研制项目，曾于1995～1999年间在洛·马公司的隐身测试实验室工作。

奥尔森指出，有证据表明洛马公司管理层在有关隐身涂层的质量问题上误导了美国空军官员。

他特别指出，洛马公司的研究人员在测试中发现，F-22战斗机所使用的吸波涂层在吸收雷达波方面的效果并非十分理想。

为此，他引用了一份1998年7月的测试报告，称试验结果在蒙皮的质量和耐久性、耐用性方面“产生的一些问题与以前证明过的相同”，而且在同年12月的另一份报告中也认为“基础涂层是不合格的”，这会直接导致F-22战斗机在较远的距离上，有可能被敌方雷达探测到。

但是令人感到意外的是，洛·马公司在次年9月的发布的一份技术简报则让美国空军确信：研制工作完全“满足各项要求”。

对此，奥尔森宣称，洛·马公司秘密地将数批隐身涂料运送到公司，设法避免美国政府检查这些涂料，通过采用额外的涂层，才使得F-22战斗机通过了美国空军所要求的隐身测试。

据诉讼文件称，需要多层吸波涂料的原因在于，涂料在遇到喷气燃料和一些溶剂时，会自行脱落。

据称，额外的涂层也只是通过了一部分测试，但是由此导致飞机重量增加了270千克，增加了机身结构的压力。

曝光各种问题
“猛禽”虽然堪称世界上隐身性能最佳的战斗机，但是受到数据链的限制，缺乏与其他飞机之间保持通信联系的能力，无奈在2011年3月缺席了北约联军在利比亚的军事行动。

现在看来，机载氧气系统存在的问题可能是让“猛禽”不敢贸然出击的主要原因。

令外界感到不可思议的是，洛·马公司和波音公司等航空巨头尽管拥有先进的制造技术和丰富的管理经验，但在生产“猛禽”的过程中仍然不可避免地出现一些非常严重的问题和缺陷，使得美国空军不得不在使用过程中承担一些由此产生的不良后果。

2005年底，波音公司发现在F-22战斗机的内部结构中，将机翼连接到机身上的钛合金桁架存在缺陷，这是由于钛合金部件供应商没有正确地对前机身的结构件进行热处理所造成的。

尽管研究分析后认为，这一制造工艺上出现的差错对于飞行安全并不会构成威胁，但有可能导致结构材料以更快的速度发生疲劳。

对此，洛·马公司在针对波音公司的诉讼中，明确表示这一隐患有可能存在“灾难性的后果”。

经过长时间协商后，波音公司与美国空军在解决这一问题时达成一致意见，即在使用寿命周期内增加检查维修次数，而由此产生的费用由美国空军来承担。

此外，美国空军还发现有73架F-22战斗机的后机身存在着结构方面的问题，水平尾翼与后机身之间连接点的强度难以满足8000小时的全寿命周期要求。

为此，美国空军又不得不专。