瘋子少校 -- 工程師與空戰專家絕妙結合zt

　　美國空軍中的奇人約翰.伯伊德（John Boyd）最後是以上校軍銜退役的，但他的能量機動理論是在少校期間做的，所以“瘋子少校”的名號就跟了他一輩子。

　　伯伊德出生在賓夕法尼亞州 Erie 的一個普通家庭里，父親早逝，母親拉扯着幾個孩子，家境十分貧困。1945 年時，19 歲的伯伊德應徵入伍，在美國陸軍航空隊駐日本占領軍當了一年小兵。小兵伯伊德就顯現出反骨。日本 1945-46 年的冬天是一個寒冷、潮濕的冬天，軍官們縮在溫暖的軍官宿舍，有熱騰騰的食物，但小兵們只有捲縮在四面透風的營房，常常只有冰冷的野戰食品充飢。伯伊德發動眾小兵，把一個木質機庫給扒了，生火取暖做飯，結果被陸軍送上軍事法庭，告他一個破壞公物的罪名。伯伊德把軍法審判變成一個對軍官的領導能力和責任感的公民投票，結果軍官們敗下陣來，小兵們有了熱飯吃，軍方也第一次見識了這個長滿反骨的伯伊德。

　　伯伊德復員時，靠 GI Bill 的資助，上衣阿華州立大學讀書，得到一個經濟學的學位，同時加入空軍學習飛行，1952 年，伯伊德獲得了飛行員的鷹徽，成為美國空軍中的 F-86 戰鬥機飛行員。這時朝鮮戰爭已經打到後期。作為新飛行員，伯伊德照例只有飛僚機的份。當時美國空軍的基本戰術是四機編隊，由兩對長機和僚機雙雙編組，長機由有經驗的飛行員擔當，僚機通常是新飛行員，只有長機能夠主動攻擊敵機，僚機負責掩護和觀察長機的後方，不能離開長機主動攻擊敵機。伯伊德在朝鮮當僚機還沒有“滿師”，戰爭就打完了。除了在 1953 年 6 月 30 日在鴨綠江以北（中國境內）擊傷一架米格-15 外，伯伊德在戰爭中一無建樹。

　　但是伯伊德在朝鮮戰場上表現出來的卓越飛行技巧和戰術素養還是得到了注意，戰後不久，伯伊德就奉調到位於內華達州的內利斯空軍基地的戰鬥機武器學校擔任戰術教官，這就是後來大名鼎鼎的紅旗演習和 Agressor 中隊的前身，海軍的 Top Gun 也和這裡有一點淵源。50 年代時，內利斯空軍基地大概是世界上最繁忙的戰鬥機基地了，各級飛行員訓練都在這裡，伯伊德差不多每天都要飛兩三個架次，到 1960 年離開的時候，竟然在內利斯就飛了近 3,000 小時。

　　50 年代初，美國的基本戰略是艾森豪威爾的“大規模報復戰略”，戰爭的基本模式是速戰速決的核大戰，核三位一體的另兩位還沒有落位，運載核武器的戰略轟炸機是核打擊的基本力量，所以“轟炸機幫”主導空軍，所有空軍任務都圍繞着用核轟炸機把敵人炸回石器時代，或用截擊機攔截敵人的核轟炸機，不讓敵人把自己炸回到石器時代。空軍擁有國防預算的大頭，戰略空軍擁有空軍預算的大頭，第二次世界大戰時美國的戰略空軍之父柯蒂斯.李梅將軍在1952年出任空軍參謀長時，轟炸機至上論達到最高峰。北美空防司令部（NORAD）在這個背景下成立，負責北美防空，而戰術空軍（TAC）的主要使命是用戰鬥轟炸機投送戰術核武器，其實就是一個縮小版的戰略空軍，北美之外的戰場制空只是一個副業，戰鬥機格鬥訓練被認為是過時的，內利斯的戰鬥機戰術訓練潦倒到只是追着拖靶練空中射擊，連基本的戰術訓練教材也沒有。

　　伯伊德就是在這種情況下來到內利斯的。伯伊德技壓群芳，但從來不討上級的喜歡，在內利斯沒有進入訓練部和研究部，被分到了不被看好的教學部，不過伯伊德還是爭取了修改教學大綱和教材的權利。

　　在 50 年代，空戰老鳥很多，但空戰還是當做一門藝術來對待，“只可意會，不可言傳”。朝鮮戰爭中，美國空軍的 F-86 的基本戰術和第二次世界大戰中的 P-51 的基本戰術沒有什麼兩樣，無非就是拼速度，拼高度，拼轉彎，力爭咬尾，先於敵人把航炮指向對方，即所謂 turn and burn。F-86 的水平機動性比米格-15 好，但米格-15 的爬升率、速度、升限都比 F-86 好，在拼高度、拼速度、拼轉彎的三拼中，占了兩拼得優勢，然而在朝鮮戰場上，F-86 對米格-15 取得了良好的戰績，至少美國人是這樣認為的。10：1、12：1 甚至更高的交換比都見諸於文獻。大多數人把 F-86 的戰績歸功於美國飛行員的經驗和素質，但是伯伊德不是一個安份的人，不滿足於人云亦云，決心用科學的方法研究空戰藝術的問題。他發現，飛行員對戰鬥環境的了解（situational awareness）和戰鬥機迅速改變飛行狀態的能力，才是空戰格鬥取勝的要素，而多少人津津樂道的速度、高度、轉彎半徑等並不是決定性的因素。

　　伯伊德在多年的空戰實踐中獲得了豐富的實際經驗，並且善於在戰術環境下靈活運用各種技巧。作為教官，伯伊德不斷向學員灌輸“想在敵人前面”的戰術思想，不要光顧着完成眼下的機動動作，急於把敵人套入瞄準環，而是要想一想正在做的機動動作對自己的速度、高度的影響，和敵機可能對你的動作作出怎樣的反應，要出其不意，想在對方的前頭。伯伊德的“招牌”機動動作是“鐵板烤鴨”（flat-plating the bird），就是像電影 Top Gun 里 Tom Cruise 作的那個動作，在遭到敵機追擊的時候，突然減速拉起，讓敵機衝到前頭，然後輕輕一個鷂子翻身，就咬住了敵人。伯伊德飛的 F-100 可不是什麼機動性優秀的戰鬥機，F-100 的總產量的 1/4 都在事故墜機中損失，其“寡婦製造者”的名聲不是沒有道理的，達到這樣隨心所欲的控制，那水平確實不一般。伯伊德和人打 40 美元的賭，他能夠讓對手在他的 6 點鐘先咬住他，然後在 40 秒鐘內，反客為主，把對手打下來。在內利斯的 6 年、3,000 多小時的對抗飛行中， 伯伊德從來沒有輸掉過（大概也從中贏了不少啤酒錢），通常在 10 來秒里就把對手搞定，贏得了“40 秒鐘伯伊德”的美名。要知道，內利斯是一個人來人往的地方，江湖高手過路是常有的事，戰鬥機飛行員都是心高氣傲的傢伙，最看不得打擂台的事，但幾年下來，沒有人能夠把伯伊德打下擂台。

　　在用科學方法研究空戰的時候，伯伊德深刻體會到急需充電，於是向空軍申請獎學金，要到喬治亞理工學院學習航空工程。由於伯伊德在此之前在伊阿華州立大學有過一個經濟學學位，空軍不想讓他再讀一個本科學位，改而建議他讀一個 MBA 之類的學位，或者在空軍指定的院校學習電子工程。伯伊德堅決地拒絕了。這傢伙死腦筋，一點不考慮升官發財，不考慮人脈，只知道一門心思研究他的空戰科學，得罪上司也不管。幸好此時蘇聯成功地發射了衛星，美國大受刺激，空軍開始鼓勵軍官選工程類的課程。伯伊德再次申請，終於如願。1960 年，34 歲的伯伊德帶着 4 個孩子和懷孕的妻子（這小子可沒讓他妻子的肚子閒着），到喬治亞理工學院，和毛頭小伙（那年頭黃毛丫頭學工的不多）一起學習航空工程。

　　離開內利斯之前，伯伊德要編寫一本空戰機動動作手冊，總結所有已知的空戰機動動作，說明其戰術應用，以及反制的手段。可是上司告訴伯伊德，他只能用業餘時間寫。幾個月後，手冊終於編寫完成。在一年內，這本《空戰攻擊研究》就成為美國空軍戰鬥機飛行員的基本戰術教材，在 10 年內，這本手冊也通過來美國訓練的外國飛行員傳到全世界的戰鬥機飛行員的世界裡，成為各國的標準空中機動手冊。幾十年來，這本手冊只有過很少的增補。

　　在喬治亞理工學院，伯伊德開始系統地學習航空工程原理。在學習熱力學第二定律得時候，被熵的概念搞得很頭痛。伯伊德痛苦地想，為什麼我可以把戰鬥機玩得滴溜溜轉，但搞不定這個該死的熵呢？沒辦法，只得去找一個高年級的同學幫忙開竅。高年級同學正在唾沫飛濺地大講能量的守恆和耗散，伯伊德的腦子突然岔到心愛的戰鬥機空戰格鬥上面去了：戰鬥機在空戰格鬥中搶占優勢位置的原因不是速度和推力，而是戰鬥機的能量水平。速度相應於動能，高度相應於位能，爬升和俯衝就是動能和位能之間的轉換，誰能更快地轉換能量水平，誰就能獲勝。於是伯伊德開始研究戰鬥機的能量水平的數學描述。經過無數不眠之夜，伯伊德終於提出了一個評價戰鬥機機動性的簡潔、優美的數學表示：

　　戰鬥機的單位剩餘功率（specific excess power，SEP）=（推力-阻力）*速度/重量

　　在飛行包線里任何一點，SEP 較高的一方占優。能量機動理論的意義在於：

　　1、定量地對比兩架戰鬥機在整個飛行包線里的機動性

　　2、定量地根據敵我機動性的差別，優化空戰格鬥戰術

　　3、定量地對分析設計中的未來戰鬥機在飛行包線里的薄弱環節進行分析和指出改進途徑

　　伯伊德從喬治亞理工學院畢業後，調任佛羅里達的 Eglin 空軍基地任機修軍官。Eglin 是空軍最大的試飛和機載武器試驗基地，空軍常年在這裡測試各種新式飛機和新式武器。這時，空軍中的轟炸機制勝論正如日中天，但新總統肯尼迪已經意識到艾森豪威爾的大規模報復戰略的問題，因為大規模報復戰略把美國介入戰爭的底線抬得很高，束縛了美國介入世界上局部衝突的選擇，導致“無人管理”的局部衝突升級，反而容易把美國捲入大規模衝突。肯尼迪開始實行“靈活反應戰略”，要求美國軍事力量大大強化常規戰爭能力，能夠有效地制止局部衝突向不利於美國的方向發展。與此同時，新國防部長麥克納馬拉是一個商界神童，根據工業界“規模出效益”的觀點，極力主張空海軍發展通用作戰飛機。麥克納馬拉首先中止了空軍的 F-105 的繼續採購，指令空軍採購海軍的 F-4，然後指令空軍和海軍共同發展 F-111，F-111A 將作為空軍型，以戰鬥轟炸機為主要任務；F-111B 為海軍型，以艦隊防空為主要任務。

　　這期間，伯伊德被晉升為少校。他對能量機動的研究還是只能利用業餘時間。伯伊德為人狂妄，言語粗魯，自以為是，咄咄逼人，時常出口傷人，人們開始叫他“瘋子少校”。但是作為試飛中心，Eglin 畢竟是一個英傑薈萃的地方，伯伊德遇到了 Tom Christie，兩人開始探討能量機動的問題，和如何把複雜的數據用簡明的圖表表示出來。Tom Christie 不是一個軍人，只是一個文職的數學家。他倒不是在 Eglin 作什麼高深玄妙的研究。在計算機廣泛用於作戰飛機之前，轟炸機作水平轟炸時，投彈時機是根據速度、高度、風向、風速等參數通過轟炸表（bombing table）手工計算的。美國空軍的前身是陸軍航空隊，空軍轟炸機的轟炸表都是陸軍時代的東西。噴氣時代的轟炸機速度、高度都大大提高，的尺寸形狀也有了很大的變化，空軍要重新計算新的轟炸表，Tom Christie 就是被找來做這個事情的。Tom Christie 很快理解了伯伊德的想法，看到了其中智慧的火花。他對伯伊德不顧一切、近乎瘋狂的鑽研精神和將空戰藝術上升到科學高度的使命感尤其敬佩，決定幫忙。

　　伯伊德和 Christie 從簡單的問題入手：從某一個位置開始，攻擊的一方需要多少個 g 才能獲得所需的射擊角度？如果拉這麼大的 g，戰鬥機的性能受到什麼影響？伯伊德的問題不複雜，但是需要大量的重複計算。這在今天並不是什麼了不起的事，除了極特殊的項目需要超級計算機以外，今天的人們恐怕根本沒有“上機時間”這個概念。要用計算機算一點數據，用就是了，快一點的 PC 就可以完成絕大多數工程計算。但是 60 年代初，計算機還是很稀罕的東西。Eglin 基地倒是有當時屬於十分先進的 IBM704 大型計算機，但作為一個小小的少校，正在從事“業餘研究”，他要得到仍然十分昂貴的上機時間，那是天方夜譚。但這對 Tom Christie 就是近水樓台了。Tom Christie 先用小型的王安計算機（還有人記得這東西嗎？）和朝鮮戰爭的 F-86 對米格-15 的空戰數據來驗證伯伊德的基本思路，然後用自己的項目的上機時間幫助伯伊德作大量的計算。要是真追究起來，這其實是“挪用公款”。這樣的計算到伯伊德調到華盛頓後還在遙控進行，前後幾年加起來，總共“盜用”了價值上百萬美元的上機時間。躲得過初一，躲不過十五，後來伯伊德受到軍法調查，但負責調查的軍官最後決定不予起訴，畢竟伯伊德不是在打遊戲，伯伊德“挪用公款”的結果是根本改革了空軍的戰術，導致了 F-15、F-16 和 F-18 這一整代戰鬥機的“夢之隊”。空軍里的官僚一面咬牙切齒，一面不得不發給伯伊德一個又一個科學成就獎。

　　也在這一時期，伯伊德遇到了另一個重要的人：通用動力的 Harry Hillaker。他在通用動力的 F-111 項目里也算一個管事的，正在 Eglin 討論公事。主人帶他到軍官俱樂部，正好碰到伯伊德和幾個軍官在高談闊論。Hillaker 不喜歡張揚、喧譁的人，但主人堅持他見見伯伊德，將伯伊德讚揚為他所知道的最好的戰鬥機飛行員。Hillaker 滿心不情願地和伯伊德見了面。才一見面，兩人就頂起了牛角。伯伊德滿口粗話，說你設計的這 F-111 也算戰鬥機？你對戰鬥機設計屁也不懂云云。Hillaker 當然不甘示弱，兩人不歡而散。但是兩人在唇槍舌劍的爭論中，也對對方的才識有所了解，開始惺惺相惜。幾天后，伯伊德就通過別人邀請 Hillaker 討論設計輕巧靈活的戰鬥機的問題，請 Hillaker 將他對能量機動的理解“翻譯”成戰鬥機的設計參數，這最終成為兩人幾十年的合作和友誼的開始。

　　為了研究和蘇聯戰鬥機的性能對比，伯伊德到位於俄亥俄州 Dayton 的 Wright-Patterson 空軍基地（美國空軍的主要飛行研究中心，萊特兄弟的老家）的外軍情報中心，索取了大量的蘇聯戰鬥機的數據資料，回到 Eglin 後，由 Christie 送進 IBM 大型機進行計算。隨着數據的積累，伯伊德的圖表逐漸成形了。等到圖表終於出來的時候，伯伊德吃驚地發現，米格-21 在飛行包線的很大一部分里對 F-4 有優勢，F-4 的優勢只是在低空高速部分，F-4 太重，翼面積不足，在空戰格鬥中吃盡了虧。進一步計算的結果更令人吃驚，幾乎所有蘇聯戰鬥機都在飛行包線內的任一點對 F-111 占優勢。伯伊德將這個結果告知了 Eglin 的飛行員，然後向內利斯的戰鬥機飛行員同行們通報，向歐洲的戰鬥機聯隊高級軍官們通報，最後向戰術空軍司令部和空軍系統司令部通報。不管怎麼樣，空軍高層開始對 F-111 的機動性問題有所認識了。同時，伯伊德還把他基於能量機動理論對越南戰場上美國和蘇聯戰鬥機的性能比較及推薦的戰術向越南前線的空軍中隊長們通報。很多老資格的飛行員根本不尿他這一壺，因為伯伊德的理論和當時的空戰戰術傳統太不一樣了。

　　在向一批 F-105 的飛行員開講座時，他建議，在遭到米格-17 追蹤的時候，不要設法用速度和蛇形機動來甩掉後面的米格-17，因為 F-105 的速度和機動性不足以甩掉米格-17，相反，應該用急速的橫滾來劇烈減速，讓追蹤的米格-17 衝到前面去，然後追上去，打掉它。F-105 本來機動性就不怎麼樣，伯伊德要飛行員主動放棄速度的建議遭到堅決地抵制。但是第二天，4 架 F-105 飛向北越轟炸潭化橋，遇到米格-17 的伏擊，兩架被當場擊落，第三架被擊傷，第四架是中隊長，正想去救援被擊傷的同伴，但發現自己也被一架米格-17 咬住了，使勁渾身解數也甩不掉它，眼看追蹤的米格-17 就要開火了，情急之中，他記起了昨天伯伊德的講座，反正死馬當活馬醫，拉了一個急橫滾，急速減速，追蹤的米格-17 果然衝到了前面，這老兄太驚訝了，一方面驚訝自己死裡逃生，另一方面驚訝伯伊德對戰術情勢的預言之準確，等到掉到地上的下巴收回來時，戰機已經稍縱即逝，米格-17 一翻身，溜了，否則這傢伙還可能撈一個便宜的。

　　1967 年又是米格-25 面世的一年。其實在同一個多莫達多沃航展中，米格-23 也一起面世，但米格-25 的外形、速度和西方媒體與軍界自己嚇自己所臆造出來的潛力，使美國空軍深信米格-25 是同時具有雙 3 和高機動性的超級戰鬥機，好萊塢甚至還借題發揮，臆造出一個“米格-31”（不是真傢伙米格-31，拍電影的時候還沒有出來呢），不光速度、機動性超人，還有思維控制的火控系統等匪夷所思的東東。當然，在電影裡，在蘇聯“想往自由”的人的幫助下，Clint Easterwood 扮演的美國英雄最後排除萬難，勝利地把飛機偷回美國。電影雖然充滿了臆造，但對西方對於蘇聯先進技術的草木皆兵的刻畫還是不錯。

　　米格-25 的震盪很快使 F-X 計劃的優先級大大提高。海軍正式退出 F-111 計劃對空軍又是一個極大的觸動。海軍要求國會將原先用於 F-111B 的資金轉用於 F-14，海軍和格魯曼為此簽訂了一個固定價格、固定性能的合同。格魯曼大大低估了從 F-111B 的基本技術研製 F-14 的艱巨性，計劃嚴重超支，格魯曼差一點破產，不過這是題外話了。空軍本來不必介意海軍研製 F-14，但是海軍向國防部和國會指出，F-14 可以滿足空軍 F-X 的所有要求，如果國防部和國會同意海軍的說法，海軍將得到額外的研發資金，F-14 的生產和升級都能得到保證，而空軍將難以拒絕再次採購海軍戰鬥機，空軍將不得不為很多航母專用的功能付出代價，而且空軍的顏面也將大大受損。為了儘量和海軍的 F-14 拉開距離，空軍在 F-X 上放棄了變後掠翼，大大強調單座和機動性，最大速度降到 2.5 馬赫。通過一番軍種政治上的鬥法，空軍的 F-X 終於立項，命名為 F-15。

　　伯伊德對 F-15 的重量和複雜性還是不滿意，他對 F-X 所作的改革很多已經走了回頭路，但 F-15 的設計和研發已經遠遠超出他能夠左右的了。伯伊德還是沒有放棄簡單、輕巧的戰鬥機的設想，他開始尋找同道。國防部部長辦公廳下屬的系統分析處主管 Pierre Sprey 和伯伊德有相同的想法，此公是航空工程師出身，也擅長數理統計，後來也是催生 A-10 的人物。伯伊德找到的另一個同黨 Everest Riccioni 上校。他是試飛員出生，曾經跟最著名的試飛員恰克.耶格“學生意”，曾任試飛學校教官，飛過 55 種飛機，這時在 Wright-Patterson 空軍基地的飛行動力實驗室負責試飛和飛行力學研究。他們幾個在向國防部建議發展一種輕型戰鬥機，作為 F-15 一旦開發受阻時的備用方案的同時，自己經常幾個人一起徹夜研究戰鬥機空戰的每一個環節，以及從空戰實際的角度出發，研究戰鬥機需要什麼樣的性能，和怎麼把這些性能要求“翻譯”成設計戰鬥機時的技術參數，Hillaker 也經常從達拉斯飛到華盛頓和他們一起徹夜研究。一有新想法，他們就遙控還在 Eglin 的 Tom Christie 上機計算，來驗證或反駁他們的設想。他們的研究結果日後成為“輕型戰鬥機計劃”（Lightweight Fighter，LWF）的基礎。由於他們行蹤詭秘，不屑與外人交流，被稱為戰鬥機黑手黨。根據研究的結果，Riccioni“利用職權”，爭取到了立項，開始了名字很拗口的“通過折中分析來實現增強的能量機動的驗證性研究”（Study to Validate Expanded Energy Manuverability Through Trade Off Analysis），和通用動力和諾思羅普合作，開始了對輕型戰鬥機的預研。在項目結束時，兩個公司要各做一個報告，通報研究結果。通用動力派出這個研究項目的負責人 Hillaker，Hillaker 在報告會上侃侃而談，引經據典，把不斷提問、責難的伯伊德批駁得啞口無言。報告還證明了新型輕型戰鬥機只需要 8,000 多公斤的空戰重量，就可以達到比 F-4 好兩倍的機動性和兩倍的航程。伯伊德的為人很不討人喜歡，不管誰在場，都喜歡大聲爭辯，吵得勁頭來了，鼻子頂鼻子地和人爭，手指還戳到人家胸口，還動不動來一句：“你到底懂不懂？”他的能量機動理論和空軍傳統的速度、高度制勝論大相徑庭，還狂妄、頑固地要說服所有人，所以他在空軍里的人緣很不好，被人譏諷為“成吉思約翰”（Genghis John），以形容他那種咄咄逼人的做派，但是他在報告會上居然被 Hillaker 駁倒了，真是人心大悅。其實他們所不知道的是，前一晚，Hillaker 和伯伊德已經在旅館裡排練了好一會了，為了向頑固的空軍上層推銷能量機動概念，他們兩人在唱雙簧呢，結果獲得了很大的成功。