注：本文作于2007-11-19，对事故原因的推测与当前公开报道并不相同。欢迎同好共同探讨。

F-15:AOG!

方方

原载于《兵器》，禁止商业性网站转载，转贴请保留。

AOG，是Aircraft On Ground的缩写，意即“飞机停飞”。在笔者的行业中，一旦发出AOG指令，就意味着当前工作转入紧急状态，所有资源全部调动为AOG指令服务，不惜代价，在最短时间内解除飞机AOG状态。

而现在，目前仍是美国空军主力的F-15也遭遇AOG，而且不是一架，而是整个F-15机群——2007年11月5日，美国空军发表声明，由于11月2日密苏里州空中国民警卫队131联队的一架F-15C在训练中解体失事，空军现有的676架F-15战斗机暂时全部停飞。停飞事件随后波及日本，航空自卫队的F-15J于6日宣布停飞。目前其它装备F-15的国家如以色列、沙特、新加坡、韩国等尚未作出停飞决定。

由于媒体大肆宣传F-15停飞造成美国空军作战力量不足的窘境，停飞事件因此轰动一时。人们不禁要问：F-15真的老了吗？这次坠机事件究竟是一次独立的偶发性事故，还是设计缺陷导致的飞行隐患的爆发？媒体高调宣传的背后，是谁在推波助澜？由于事故分析报告要60日后才出炉，笔者将根据目前掌握的有限信息，谈谈自己的推测（不是分析！）和看法。

事故原因推测

目前掌握的信息包括：

时间：2007年11月2日上午（飞机于10时左右坠毁）。

当时态势：131联队4机作1对1空战格斗训练，事故发生时该机正处于解散编队、进入格斗起始位置的盘旋状态，速度400～450英里/小时，过载2.5～3.5G。在此过程中飞机解体，飞行员跳伞。

飞机信息：F-15C型，1982年交付使用。

飞行员部分陈述（来自AWST报道）：首先看到座舱内有烟和蒸汽，几乎立刻感到落入飞机气流中（由此判断此时前机身已断裂），随即弹射。

目击者Dairl Asher（来自KCTV5报道）：我听到什么东西颤振（原文；Fluttering），象是那飞机的什么东西坏了。我又听到一声巨响，然后看到一些烟迹。

坠毁现场照片（来自KCTV5报道）：目前手上仅有的一张模糊照片上可以看到，失事飞机前机身已经不见了，后部机身从机翼后缘附近断开；机翼和平尾仍能看出外形，但右翼损毁较严重；左垂尾仍在原位，能分辨出翼尖；右垂尾已脱落。

事故的直接原因显然是前机身断裂。但前机身断裂就意味着飞机的纵梁出现了严重问题。作为飞机的主要承力结构之一，纵梁受力可以说是相当严苛的，也因为如此，纵梁在设计上的要求也是极其严格的，留有相当的余量。说得夸张一点，可能飞机的其它结构发生破坏的时候纵梁还是好好的。然而失事飞机当时的机动过载只有2.5～3.5G，远未达到承载极限，纵梁却意外折断，不能不让人诧异万分。

笔者就此请教了一位结构工程师。大家比较一致的看法是：失事飞机的纵梁可能存在缺陷，导致这一缺陷的最有可能的原因就是结构腐蚀（针对铝合金）或结构疲劳（针对钢材）。但既便如此，飞机纵梁也不应如此轻易被破坏。因此可能还有个诱因，飞机在诱因作用下进入意外状态，强大的作用力加上纵梁原来的缺陷，这才导致纵梁破坏，引起飞机坠毁。

那么这个可能的诱因是什么呢？笔者将焦点放在丢失了的右垂尾上。从坠毁现场照片推测，失事飞机应该是以小俯角、可能带小的右坡度擦撞地面，而不是翻滚撞地，这样主要翼面才能基本保持外形。这就意味着右垂尾不会是因为与地面或树木碰撞而损坏丢失——换句话说，右垂尾应该是在空中就已脱落了。这就有两种可能：右垂尾在纵梁折断之前或之后脱落。鉴于F-15的垂尾结构问题由来已久（详见后述），加上Dairl Asher听到的前后两种声音，因此笔者倾向于认为，右垂尾在纵梁折断之前脱落，并且正是由于右垂尾脱落造成飞机状态急剧变化，引起纵梁结构破坏。

据此，笔者对事故过程推测如下：失事飞机进入训练空域后，与对手机解散编队，各自转向270°进入均势格斗训练初始态势（根据联队长Robert Leeker上校描述和此时机动过载判断，此时并非不对等态势训练）。失事飞机右转过程中，右垂尾由于气流分离诱发振动进而因结构破坏而脱落——这就是Dairl Asher听到的“something fluttering”。飞机因此急剧向右侧滑导致侧滑角超过限制，作用在机身上的气动力和机械应力急剧增大，加上纵梁已有的缺陷，最终导致纵梁结构破坏，前机身断裂——飞行员看到的烟和蒸汽就是由于液压管线和电缆随之断裂产生，Dairl Asher听到的巨响和看到的烟也是由此而来。飞行员随即弹射，飞机坠毁。

如果这个推测接近事实，那就意味着是垂尾结构问题诱发了此次事故。而垂尾结构问题，对于F-15来说，可以说是“与生俱来”的问题了。

垂尾问题

对于所有的双垂尾飞机来说，都会面对一个问题：分离流引发的垂尾抖振。但抖振的幅度、后果则取决于机翼、机身、尾翼的气动设计，并因气动设计的不同而存在很大差异。如F/A-18就是因为边条涡引发垂尾振动而被迫在边条上加装翼刀，以打散涡流。F-15也存在同样的问题。

1974年底，F-15A开始交付空军使用，但到1975年中就发现有的F-15垂尾出现疲劳裂纹。此事导致1976年对F-15垂尾进行第一次大幅度改进。然而此次改进没能解决问题，新的疲劳裂纹仍不断出现。1980年F-15垂尾进行第二次大幅度改进，但结果仍令人失望。1986年，F-15垂尾进行了第三次改进，号称结构寿命达到8000小时，结果一架F-15仅飞行了771小时就发现垂尾裂纹。此后F-15的垂尾还进行了多次改进，但结果均不理想。最近一次针对垂尾的大范围处理是在2002年。当时1架F-15在墨西哥湾上空进行试飞时由于左垂尾结构破坏而失控坠毁，飞行员丧生。当时空军采取的措施包括：更换F-15左垂尾；对尚未采取结构补强措施的F-15的机动飞行加以限制。

F-15的垂尾主要结构部件包括：前翼盒，中央翼盒，后上翼盒，方向舵和翼尖吊舱。前翼盒和后上翼盒均采用铝合金蜂巢结构+铝合金隔板+铝合金蒙皮结构，中央翼盒则采用铝合金蜂巢结构+硼-环氧树脂蒙皮+钛合金翼梁结构。研究表明，引起F-15垂尾抖振的分离流振动频率分布在一个狭小区间内，然而不幸的是，这个区间刚好覆盖了前翼盒的固有频率。结果由抖振引发垂尾共振，导致结构疲劳，进而产生疲劳裂纹。一直以来F-15的垂尾改进都是采用结构补强措施，但研究表明这样的措施只能促使裂纹区域向未经补强的区域转移——这就是F-15垂尾不断改进而新的疲劳裂纹不断出现的原因。疲劳裂纹的出现还加剧了结构腐蚀。潮湿空气可以通过裂纹侵入，导致垂尾蜂巢结构深层腐蚀。结果在裂纹和腐蚀的共同作用下，垂尾承载能力大大下降，未到极限载荷结构即已破坏。

从这次的事故来看，如果失事飞机的纵梁也出现了腐蚀和疲劳裂纹，那么作为更容易受损的老“问题户”，右垂尾由于疲劳和腐蚀而导致结构破坏的可能性是比较大的。

幕后玄机

对于任何一种飞机来说，如果发生由于主承力结构破坏而导致的事故，那么同型机停飞待查并不是什么出格的措施。但停飞的同时还要大肆宣传，唯恐世人不知道美国空军作战飞机不足，这样的处理方式就不能不令人怀疑了。

美国空军一直渴望购买更多的F-22，这是“司马昭之心，路人皆知”。然而有些国会议员对这种冷战时期研制的先进战斗机并不“感冒”，这些年来预算大斧一次又一次地落下，砍得美国空军浑身是血，F-22产量直线跌落到179架。如果按照目前的全速生产率，179架F-22很快就会生产完毕。到时候如果没有新的订单，洛·马就会关闭生产线，想再重开生产线几乎就是不可能的。也就是说，如果美国空军想要更多的F-22，就要在这几年内说服国会，拿到更多的预算。

美国国会一直有一种看法，即F-15的战斗力已经足够强大，只要将F-22的技术“嫁接”到F-15身上，就能得到一种廉价而高效的战斗机，足以应付未来空中作战环境的要求。这种看法一旦成为国会的共识，那F-22的死期也就到了。所以美国空军一直在明里暗里反驳这种观点。如果我们留意一下，这几年美国空军在舆论造势方面确实下了不少功夫。一方面是外国空中威胁论（其中当然有中国空军），宣称F-15已不足以应付未来空中挑战——最近的例子就是美印空军演习，F-15惨败；另一方面则是大肆宣传F-22的优越性能，例如模拟对抗中144：0的“大屠杀”；而美印演习中F-15所受的限制、F-15换装主动相控阵雷达后作战能力的提高则闭口不谈（废话，那不是给国会送炮弹？）。一正一反，对比的效果极其强烈。

这次F-15C失事，刚好给了美国空军一个很好的宣传素材。

第一，老龄化。

媒体像是被统一口径一般强调F-15的“老龄化”，等于是在给持“F-15改进论”的议员施加压力：即使经过改进，飞机业已陈旧，能否靠这些老飞机确保制空权？如果战时再来一次“罢工”，其后果是任何改进论者都要掂量一下的。

第二，力量真空。

F-15全面停飞，等于是未来的一次预演：这些飞机迟早要全部退役，靠179架F-22能否完全取代它们？停飞事件可以大大加深人们对装备数量缺口的印象，空军到国会作证的时候就有炮弹可用了。

第三，装备陈旧。

此次出事的131联队，虽然是空中国民警卫队编制，但实际归属第9航空航天远征部队指挥，属于一线作战部队，却装备如此陈旧的飞机，作证的时候扔出来也是一颗重磅炸弹。

第四，费用问题。

根据来自华纳－罗宾斯航空勤务中心的统计，该中心每年检修90-120架F-15，其中80％垂尾损坏。此外，结构检修中，垂尾裂纹占所有结构故障的1/4~1/3比例。空军自行修复一副垂尾需要2.8万元（1998年美元值，下同），外包修复需要5～7万元。每年需要完全更换5、6副垂尾，每副耗资40万元。每年总计花费在垂尾修复的资金达5～6百万元。如果此次事故证实为垂尾问题，那么全部更换右垂尾需要耗资2.7亿元，而且还不能完全解决问题。这显然有利于空军增产F-22的立场。

善后措施

美国空军虽然可以利用停飞事件进行舆论造势来赢得支持，但是F-15机群全部停飞非同小可，善后措施也是需要加倍仔细，否则就是搬起石头砸自己的脚了。

首先，这起事故的主要责任人不能是空军自己，尤其不能说是维护制度不善导致了这起事故，否则国会那里就没法自圆其说。第二，主要责任人也不能是波音，更不能说是设计缺陷，毕竟F-15还在对外销售，形象问题是必须注意的。

但要想过关，就至少要回答以下几个问题：

一，飞机为什么会发生意外结构破坏？是设计问题还是使用维护问题？由于不能归咎于波音，那么就只能是使用维护问题。

二，对于一架机龄25年的飞机，必然经过中期大修，其中主结构检查是必检项目，为什么没有发现纵梁缺陷？由于不能归咎于空军及其制度，所以这一缺陷必然是在后来的使用中形成的。

三，由于不是制度问题，那么使用过程发生结构腐蚀就只能归咎于个人或未知因素。这一点可以参考今年5月在温森斯市附近坠毁的那架F-15D的调查报告。那架F-15D坠毁的原因是一个转接头脱落导致飞机失控。而调查报告指出，那个转接头经过了正确的安装、检查和维护，所以在飞行中脱落只能归咎于某个不可预料的原因。而在11月这起事故中更有利的因素是，这架F-15C是转手来的。2005年131联队才将原来装备的F-15A转给了57和177联队，换装F-15C。所以如果是维护因素也不会是131联队承担责任。而之前的使用者加上“未知因素”的干扰，根本就无从追查责任了。

而作为补救措施，结构全面检查是肯定要做的。目前已知美国空军已经采取了13小时全面检查的措施，其中4小时用于检查飞机纵梁。每架F-15都必须经过这一检查才能恢复飞行。对于检查中发现问题而机龄较短的飞机，可能会申请拨款作结构修理；而机龄较长的飞机则可能提前退役，并以此作为向国会施压的炮弹。对于今后日常维护来说，可能会发出一系列服务通告，对特定区域作针对性检查。而由此带来的战备完好率下降以及全寿命费用增加的后果，同样可以加以利用。

在笔者看来，F-15停飞虽然不是好事，但美国空军却很有可能利用此事，在与国会的角力中为增产F-22加上一枚重重的砝码。今后究竟如何，且让我们拭目以待。

后记（鼠年春节）：

时至今日，已有对F-15解体原因的公开报道。按报道说法，纵梁制造缺陷是导致F-15解体的唯一原因。这和韩亚梓同学的观点是一致的，但我始终难以认同，为此争论了好几次。若以本行的观点来说，没有任何一次事故是单一原因引起的，何况是飞机解体这么严重的事故，居然仅仅是由于20多年前的制造缺陷引起的，实在让人难以信服。

如果只考虑事故结论的影响，而不考虑其它因素，那么事实上这个结论比上文中善后措施更为有利。按照这个结论，事故责任人不是空军，名义上是波音，而事实上是已不复存在的麦道。事故的根本原因也不是设计缺陷，而是20多年前麦道的制造工艺有问题——潜台词：现在波音生产的F-15是没有问题的，大家可以放心购买。波音虽然是名义上的责任人，但赔偿问题还是要解决的。而既然让波音背黑锅，再让它掏钱肯定不行了。所以由于当年和麦道签订的合同历史久远，难以很快找到，恐怕无法追究波音的赔偿责任——这不开玩笑么？！最后，由于是制造问题是唯一原因，所以空军制度与此无关，维护方面自然也没有问题。兜了一个大圈，最后谁都不用负责，但F-15还是大批停飞了，还要掏钱维修，国会老爷们到底是愿意修旧飞机还是买新的F-22呢？

如果这些猜测是真的，那只能说USAF比我想象中更无耻且更有手段，呵呵。