人類發明了飛機以後，終於可以藉助機械和科技的力量飛翔於天空之中，在速度高度上挑戰一個個極限。機械的強大，隨之而來的問題是，在起飛和降落時，需要長長的跑道來實現。這不僅意味着要花費大量的人力物力財力來修建機場，而且在戰時，機場就成為敵軍首要攻擊目標。一旦機場被破壞，即便是威力強大的 B-2，F-22，也只能英雄無用武之地。第二次世界大戰及以後歷次局部衝突中，第一波進攻時往往伴隨的就是對對方機場的突襲，機場跑道似乎就像是上面印着大大的“bomb here”的字眼一樣吸引着反跑道炸彈。

　　如何讓飛機能突破跑道的限制，實現其自由的起落？垂直起降飛機（VTOL，vertical take-off and landing）等一系列革命性的理念，理所當然就誕生了。但是由於技術條件的限制，使得在二戰期間及後的二十年間，航空界還很難將這個設想變成可實用的操作。設計圖紙上的一個個方案，由於種種原因都失敗了。二戰期間德國的 Ba 349 就算是一種零距離起飛的截擊機。

　　 二戰結束後，昔日盟友迅速轉化成敵手，鐵幕、冷戰、軍備競賽，雙方都以對方為假想敵目標而磨刀霍霍。美國擁有核武器上的優勢，同時擁有當時最強大的戰略轟炸機部隊，但是龐大的戰略轟炸機嚴重依賴於設備完善的機場，沒有良好的跑道，就成了一堆廢鐵。50 年代初美國戰略轟炸力量的中堅 B-36，就一向對機場跑道的苛求而屢遭詬病。

　　 蘇聯核武器的發展和軍事力量的逐步強大，美國軍方開始擔心蘇聯會不宣而戰，先用核武器突襲美國主要的戰略轟炸機基地，消滅在機場上戰備執勤的飛機，破壞跑道和機場設備，從而消除美國對蘇聯的還擊力量。其實在彈道導彈沒有實用化之前，蘇聯遠程轟炸機力量還羽翼未豐，更不用說突破北美防空網去威脅美國本土。美國軍方當時渲染的“轟炸機差距”和後來的“導彈差距”，直接刺激了美國軍事武器的研製和裝備。但對於歐洲的北約機場來說，威脅是現實的。

　　為了應付上述的這種對機場的威脅，美國空軍提出了零距離起飛（ZEL，Zero-Length Launch）的概念，簡單說來就是在飛機腹部加裝助推火箭，飛機架在一個特製的架子或者拖車上，助推火箭點火後把飛機發射出去，使飛機獲得一個起飛的初速，這樣就可以使飛機擺脫對機場跑道的依賴。這個系統可以部署在洞庫或其他具備抗核打擊能力的掩體中，在核打擊過後起飛作戰。這個設想的靈感是來源於美軍早期巡航導彈的發射方式。那時的巡航導彈-鬥牛士、蛇鯊等都是架在一個很短的發射支架上，以火箭助推起飛，然後啟動主發動機進入巡航。既然導彈可以這樣發射，那麼是不是也可以把飛機這麼“發射”出去呢，這樣不就不需要跑道就能起飛了。

F-84G ZELMAL

　　最早應用這個概念是在 F-84G 上，當時美國空軍戰鬥機測試中心提出的是零距離起飛/墊子着陸（ZELMAL，zero-length launch and mat landing），飛機通過助推火箭升空，飛機返航時，着陸時直接以機腹在特製的充氣墊子上迫降。

　　 結合當時正在進行的“鬥牛士”巡航導彈的研製，馬丁公司被選中來進行這個項目，以便共享鬥牛士導彈助推器的研究成果。馬丁公司隨後在愛德華茲空軍基地以 F-84G 戰鬥轟炸機來作為研究機。

　　 把飛機用助推火箭送上天達到必要的飛行初速是一回事，但是把一架噴氣式戰鬥機在沒有跑道的情況降落下來就是另外一件事情了。為解決這個問題，固特異公司（對，沒錯，就是著名的固特異輪胎的生產商）製造了一個相當大的，充氣式墊子，內部是蜂窩式結構，分成很多小氣室，放了氣以後可以塞進卡車很快轉移和另外鋪設，看起來就象一個放大若干倍的家用充氣床墊，尺寸是： 25（寬） x 245（長） x 1（高）。飛機降落時用機身下的掛鈎鈎住一條攔阻索，然後機腹着墊，降落在墊子上。這很類似海軍艦載機在航母上的降落方式，只不過最後階段很象是拍在墊子上的感覺。

F-84G ZELMAL 在墊子上着陸

　　這種叫人滿腹擔心的試驗方案 1953 年 12 月 15 日在愛德華茲空軍基地最北端的羅傑斯干湖進行了第一次試驗飛行，首次使用的一架無人駕駛的綽號“破汽車”的F-84G。主要是驗證火箭助推器的效果。

F-84G 起飛，尾部的攔阻鈎清晰可見

　　第一次成功的有人駕駛試驗在 1954 年 1 月 5 日進行，試飛員是馬丁公司的羅伯特.特納，由於是第一次經歷這種方式的飛行，特納不小心拉傷了左手。3 個星期後，1 月 28 日，飛行員和飛機都準備好了第二次測試，這一次成功的起飛和着陸了。不過降落時是在普通機場跑上着陸的。後續幾次發射測試也取得了成功，特納和另一個試飛員都指出這種火箭助推起飛的方式並不是很難，也不會產生很大的衝力而影響操作。助推器可以很容易的把飛機加速到必要的飛行速度，起飛和飛行控制也很簡單，一般飛行員經過簡單訓練就可以掌握。

　　 但是麻煩就在如何着陸，在實際應用中，拍在墊子上這種着陸方式的運行並不是那麼完善，鋪設充氣墊子的第一次試驗中，就出現了漏氣現象，隨後把整批墊子全部退回給固特異進行檢查和維修。第一次進行着陸測試是在 1954 年 6 月 2 日，不過沒有成功。當時的報告上是這麼描述的：“空軍試驗機 F-84G，編號 S/N 51-1225，飛行員羅伯特.特納，格倫.L.馬丁公司，着陸失事，特納背部受傷，需要臥床數月。”降落時特納的飛行高度稍高了點，沒有能夠鈎住攔阻索，飛機直接“拍”在墊子上，巨大的衝擊力刺破了好些個墊子的充氣單元。於是墊子又被送回到固特異公司進行維修。特納臥床養傷 3 個月後才康復，不過脊背受傷也給他留下了後遺症，時不時困擾他的生活。試飛員總是與死神共舞，特納後來在 1969 年試飛馬丁公司的一架 B-57 時失事喪生。墊子修好後，又進行了數次嘗試，結果比第一次好多了。但是即便是飛行員能準確地鈎住攔阻索並將落在墊子上，但這個操作對他們的脖子來說可是個嚴峻的考驗。

　　 另一個試飛員喬治.羅德尼形容這種降落方式時說：“我們盡力用安全帶把自己牢牢的綁在座椅靠背上，免得在拍到墊子上的一剎那會向前衝到操縱杆和儀錶盤上而受傷，但是你的頭部，是沒法固定的，在那一瞬間，你會覺得自己的腦袋幾乎都折到胸前了。着陸時感覺子的腦袋就像出膛的子彈一樣往前撲，即使是我的着陸相當完美。離開座艙時，我的脖子還疼得厲害，即使是今天，我還經常覺得脖子疼，後遺症了。”

　　最初，軍方準備進行 30 次墊子着陸測試，但着陸測試在這 3 次實驗後被取消了。主管項目官員說：“通過這三次測試，我們已經獲得了足夠的測試數據來完成我們的報告了。”整個項目也在經歷了 28 次發射、25 次常規着陸、3 次墊子着陸後被取消了。雖然分散布置，零距離起飛，敵軍無法輕易發現和摧毀等一些軍事上優勢誘惑着美軍軍方，但是降落方式存在的安全隱患是無法解決的。

F-100 ZEL

　　儘管空軍放棄了 F-84ZELMAL 方案，但 ZEL 的概念已經顯示出了其可行性，技術上也驗證了其可行性，而且不是那麼複雜。

　　 隨着冷戰的進一度擴大和升級，美蘇間的軍備競賽日益激烈，時不時地還有直接衝突發生，那個年度，幾乎每個人都相信，如果有第三次世界大戰，那一定是一場核戰爭。北約的軍官們除了戰略核武器以外，也在戰術核武器上給予了很大關注。一旦戰爭爆發，必定是你死我活的血戰，什麼武器都會用上，能把報復性武器投送到敵軍區域就是勝利，飛機能否安全降落就不予關注了。飛行員如果能完成任務活着飛回來，在己方控制區域跳傘就可以了。

　　北美 F-100 超級佩刀是世界上第一種超音速噴氣式戰鬥機，美國空軍也把它作為戰術核武器戰鬥轟炸機來使用。1956 年 10 月 12 日，美國空軍和北美公司簽訂合同，將剩餘未交付的 148 架 F-100D 全部改生產成 F-100 ZEL，分散部署在前沿，實施戰術核打擊。為此，空軍借給北美公司兩架 F-100D（56-2904 和 56-2947）進行前期研究。

　　北美公司火箭動力分部設想的 ZEL 方式是在 F-100D 尾部加裝一台液體燃料火箭助推發動機，將飛機發射升空，攜帶一枚戰術核炸彈（T-63 store），從前沿部署的特製拖車上起飛，執行轟炸任務，返航時，在其能找到的機場着陸或者跳傘，拋棄飛機。

F-100 在發射支架上，左翼下為核彈模型

　　由於 F-100 相比 F-84G 幾乎重了一倍多，助推火箭所需要的推力也相應要增大，飛行員起飛時所承受的衝擊力也更大了。火箭發動機燃燒時間 4 秒鐘，產生的推力是 130,000 磅（約合 58,967 千克），可以把飛機送到 400 英尺高度，達到 300 英里/小時（約合 482 公里/小時）的速度。飛行員所要承受的加速度大約是 3.5-4G，火箭燃燒完後脫落，飛機進入正常飛行狀態。北美公司的試飛員 AI.布萊克本向試飛過 F-84G ZELMAL 的特納請教如何應對起飛是火箭發動機所來的衝擊力，特納告訴他放鬆，讓自己融入到飛機中去，感覺自己是整個飛機的操控者，從而能從容面對起飛時的衝擊力。

　　首先進行的是助推火箭發射試驗，在附加捆綁上同樣重量的模擬飛機後，1957 年 12 月 12 日第一發射，後續又進行了 4 次。助推火箭試驗成功後，第一次 F-100 ZEL 的試飛是在 1958 年 3 月 26 日，採用的是 56-2904 號機，試飛員 AI.布萊克本。他先是啟動飛機發動機，開的到滿動力狀態，然後啟動助推火箭升空。試飛取得成功。

F-100 起飛瞬間

　　第二次測試飛行就出了問題，火箭助推器在助推完畢後沒有按計劃的那樣自動脫落，而飛機又沒法在尾部掛着個搖搖晃晃的推進器“尾巴”的情況下安全着陸，布萊克本在空中足足飛了一個半小時，做盡了各種機動動作，試圖甩掉這個尾巴，但是無效。最後只得彈射跳傘，飛機墜毀。對飛機殘骸的檢查發現由於推進段的自爆脫落螺栓沒有起效，因此導致不能脫落。公司回去修正了助推段的設計，安裝在另一架 F-100D 上，新的自爆脫落螺栓可以由飛行員控制，如果沒有自動工作，就用飛行員控制引爆脫落。排除了這個隱患後，1958 年 3 月-10 月間，北美公司完成了 14 次成功的發射飛行，幾乎是每周進行一次。

F-100 在發射拖車上待命

　　測試飛行是順利的，但是技術以外的問題也浮上水面：戰術核武器及其運載飛機（ZEL，或者常規飛機）主要都是部署和應用在歐洲大陸的，歐洲的民眾顯然不想用自己的家園和城市來作為戰術核武器的戰場，這些核武器的存在成為歐洲社會日益關注的焦點問題，儲存、運輸和使用上的安全問題也叫人擔心，誰也不想某天在自家的院子前有架 F-100 戰鬥機墜下來。戰爭的威脅漸漸在雙方巨大規模的戰略核武器庫面前變小了，恐怖的和平均勢慢慢形成，一旦真的大打，那就是地球的末日，戰術核武器的作用變得尷尬。

　　1959 年 8 月 19 日，在新墨西哥州的霍羅曼空軍基地，布萊克本進行了人類第一次室內起飛。當年晚些時候，他來到歐洲，向各國軍事首腦和政府官員介紹 ZEL 項目，英國、丹麥、荷蘭、德國、法國和意大利。每次介紹無一例外都獲得掌聲和好評，聽眾都認為這是個好主意，操作簡單易行。但是沒有人願意接受並部署，歐洲軍方不打算採用這種代價昂貴的“單程飛機”，而在美國本土部署這種飛機又沒有必要，於是 ZEL 計劃再次無疾而終。

F-100-zel，這來自美國空軍博物館的 26 張連續拍攝的照片展示了從起飛到助推火箭脫落的過程

F-104 SATS

　　雖然美軍放棄了 ZEL 方案，但是在德國，更現實的面對北約裝甲集群和戰機威脅的情況下，一旦蘇軍及其華約軍隊展開進攻，第一波突襲的對象肯定包括聯邦德國境內的各個軍用機場，屆時德國空軍的各種戰機都將成為擺設，也開始考慮試驗 ZEL 方案來應對戰爭條件下的複雜局面。德國空軍也計劃通過火箭助推起飛戰鬥機，然後用着陸鈎在小型機場降落，並成立了一個 SATS（短距機場戰術支持）項目組來實施這個方案，並撥付了 3 架 F-104G 戰鬥機做試驗。

  

F-104G 機腹特寫                                         F-104G 助推器特寫

　　1963 年，德國空軍採用了美國驗證成功的 F-100 ZEL 方案及其裝置，並在其基礎上加以改良，採用了更大推力的火箭助推器，以便從經過加固的掩體中直接起飛 F-104G 戰鬥機。德國飛行員也得出了與美國同行類似的結論：ZEL 起飛時不困難的，易操作的。不過，也和美國一樣，這個方案沒有正式進入服役。畢竟德國是利用制空戰鬥機去攔截敵軍，有回收飛機和飛行員的必要，而不是像美國當時考慮的 F-100 ZEL 戰術核武器轟炸機那樣準備的“單程飛行”。ZEL 飛機降落時還是要依賴機場和跑道這一難題也終結了德國 F104 SATS 計劃。

F-104G 起飛瞬間

　　當時的洛克希德公司也在協助德國進行改裝 F-104 為 VTOL 戰鬥機的方案設計，設想在飛機翼尖加裝升力發動機或可旋轉的發動機，不過也都沒有實施。這些設計思路在以後的德國試驗 VTOL 飛機 VJ-101 上得到了部分實現。

　　如今在柏林-Gatow 的德國空軍博物館，還保存着一架帶助推火箭發動機的 F-104G 戰鬥機。

F-104G，柏林 Gatow 德國空軍博物館

Mig-19/SM-30

SM-30，在助推起飛導軌支架上

　　很有意思的是，在蘇聯，蘇聯空軍根據在德國繳獲的 Ba 349 截擊機的資料，產生了極其濃厚的興趣，也進行了類似的研究和試驗。同時也不排除蘇軍在獲得美國進行 ZEL 試驗的情報後產生了對應的計劃，畢竟在冷戰期間，美國人研製了什麼新武器，蘇聯也會同樣進行。

　　1955 年 4 月，米格設計局根據命令，改裝了一架 Mig-19 戰鬥機來進行 ZEL 概念的研究，即 SM-30 計劃，次年開始飛行試驗。

　　與 F-100 ZEL 驚人相似，蘇軍在 Mig-19 的機腹安裝了 PRD-22 助推火箭，從支架上助推起飛。蘇聯人的試驗同也取得了成功，但他們也同樣遇上了美國人面臨的難題：如何降落。如果有合適長度的機場跑道來降落，那幹嘛還需要 ZEL 起飛呢。短距降落又還有技術難題不好克服，同時助推火箭的液體推進劑在野戰條件下的保存和加注等問題也很棘手。最後蘇軍也放棄了這種技術。

   

SM-30，起飛瞬間

　　ZEL 概念最後沒有投入使用的最主要原因是，這種方式下起飛的飛機，最終還是需要加場跑道來降落，而不是真正意義上的擺脫對跑道的依賴。這一與生俱來的問題是無法消除的，直到航空技術的進步能讓依靠自身動力的垂直/短距起降飛機-鷂/Yak-38 等服役，才算是實現了降低戰鬥機對跑道的依賴性。而要戰機保持出勤率，前進燃料補給和維護基地又是必不可少的。機場，還是必要的，除非是只進行一次性飛行。