NF-16D / F-16 VISTA/MATV / X-62A：变稳定性、推力矢量与“忠诚僚机”
继 F-16 AFTI 之后，NF-16D 接过了飞行实验的接力棒。它既被称为 VISTA，也被称为 MATV，后来还被命名为 X-62A。
1988年，美国空军与通用动力公司（General Dynamics）签订合同，研制并建造名为 VISTA（Variable stability In-flight Simulator Test Aircraft，空中模拟飞行变稳定性测试机）的飞行实验室。该机旨在研究飞机在不同稳定性余度下的操纵性，即具有可变稳定性余度的飞机。其中，控制系统由 Calspan 公司负责，整个 VISTA 项目的领导工作由赖特-帕特森空军基地的空军实验室（Air Force Laboratory）执行，NASA 和海军航空兵也参与了相关工作。
这架飞行实验室是由一架 Block 30 批次的双座型 F-16D 改装而来的。该双座机在结构上与为以色列空军制造的 F-16D 相似，其垂尾根部配有减速伞舱。改装后的飞机被赋予代号 NF-16D。前缀“N”表示该机无法恢复到原始状态；但在实际使用中，更常使用的是其非正式名称 F-16D VISTA。
NF-16D VISTA 与 MATV 项目：技术细节与突破
NF-16D 获得了独特的控制机构——在两个座舱内，除了侧杆外，还额外安装了中央操纵杆（РУС）。侧杆和中央操纵杆的控制信号既可以基于力梯度（如普通 F-16），也可以基于操纵杆偏离中立位的位移（如所有常规飞机）。稳定裕度的改变由 VSS（Variable Stability System，可变稳定性系统） 提供保障。除前缘襟翼和减速板外，所有控制面均由 VSS 系统控制。稳定裕度的改变是通过各控制面在不同组合下的同步偏转以及改变发动机推力来实现的。机上安装了大量的监控记录设备（КЗА）。这些额外的设备（VSS 和 КЗА）被安置在加大的**背鳍（гаргрот）**内，这使得 NF-16D 的外观与 F-16 AFTI 非常相似。
NF-16D 根据 VISTA 计划进行的测试于 1988 年至 1992 年间在爱德华兹空军基地进行。该机展示了在高达 86° 攻角下执行稳定飞行的能力；而量产型 F-16 的电传操纵系统（ЭДСУ）不允许攻角超过 25°。
从总体上看，MATV（Multi-Axis Thrust-Vectoring，多轴推力矢量） 研究计划具有很强的应用性质——即确定配备推力矢量发动机在空战中的优缺点。MATV 计划与 VISTA 计划并无直接关系。相关工作始于 1991 年，由以色列和美国合作开展。以色列于 1992 年退出该计划，但美国人继续了研究。工作计划预想在能够进行空战的飞行实验室上，对配备全向偏转喷管的发动机进行飞行测试。作为飞行实验室（ЛЛ），计划使用一架配备数字电传操纵系统且内部空间足以容纳监控记录设备（КЗА）的双座战斗机。当时处于闲置状态且已完成改装的 NF-16D 非常适合用作 MATV 的飞行实验室。
NF-16D 的现代化改装于 1993 年初完成。这种结构相对简单的喷管可在任何方向提供高达 18° 的推力矢量偏转角，并被安装在量产型 F110-GE-100 涡扇发动机上。配备新喷管的 F110 发动机和 VEC（Vector Electronic Control，矢量电子控制） 数字发动机控制系统被安装在 NF-16D 上，取代了原有的 F100。由于较重的喷管和带有反旋松降落伞舱的支架导致重心大幅后移，为了使重心保持在可接受的范围内，在 5R 和 5L 挂架上挂载了总重为 300 kg 的配重。
改装后的 F-16D MATV 于 1993 年 7 月 2 日在沃斯堡完成了首飞（改装后的检验飞行），随后飞机被移交给爱德华兹空军基地。1993 年 7 月 30 日，推力矢量技术在飞行中首次进行了测试。
F-16 MATV 飞行试验计划及结论
F-16 MATV 的飞行试验计划原定持续六个月。试验的核心目标是评估推力矢量控制（OVT）在近距机动空战中的实际优势。
在研究性空战模拟中，与 F-16 MATV 对垒的是 F-16C Block 32；参与试飞的飞行员轮流来自第 422 试验中队，且均具备作战应用教官资质。空战形式包括“一对一”以及“一对二”（F-16 MATV 对抗双机编队），涵盖了全部武器使用距离——从使用 AIM-120 导弹的远距离交战到仅能依靠航炮的近距格斗。试验期间总计进行了约 260 次 空战。*
* F16.net网站关于 F-16 VISTA/MATV 的数据遗憾地仅在序列号和职业生涯节点上是准确的，其余信息有多爱好者是质疑的。该网站声称 MATV 计划中喷管在飞行中仅偏转了 5 次——是 5 次，而不是在 5 架次飞行中！但 90 年代初的美国科学杂志曾发表过几篇实时评估这些空战的文章。空战的次数或许有争议，但这些战斗 100% 发生过，且喷管偏转次数绝非 5 次或 55 次。这些内容应该处于保密状态。
正如预期，F-16 MATV 在近距格斗中表现出了显著优势，因为它能达到远超 F-16C 的攻角（空战中达到的最大稳定攻角为 43°，动态攻角达 125°）。飞行员们得出的结论是：推力矢量控制确实显著提升了空战效能，但它并非“万能药”，也不会从根本上改变现有的战术动作。F-16 MATV 飞行员仅在战斗的最后阶段（即当飞机失去大部分能量储备时，再次印证了伯伊德的 E-M 理论）才会获得明显优势。
至于通过达到 100 度及以上攻角实现的动态减速（即**“普加乔夫眼镜蛇”机动），被认为在实际空战中毫无用处**。F-16 MATV 的主要优点在于扩大了可用攻角范围，但扩大该范围并不一定要依靠推力矢量，这一点在 VISTA 计划的飞行中已得到证实。
F-16 MATV 的试验并未就战斗机是否有必要安装全向矢量喷管给出唯一答案。然而，考虑到增重和高昂的改装成本，将现有的 F-16 改装为推力矢量战斗机被认为是不切实际的。
同一时期，NASA 也在进行推力矢量控制的飞行研究，参与机型包括 X-31 和 F/A-18 HARV。
1995年初，F-16 MATV 被移交给沃斯堡，随后又转场至赖特-帕特森空军基地。在那里，Calspan 公司的员工将其恢复为 VISTA 状态。根据多方资料显示，1996年 F-16 VISTA 曾被用于测试 F-22 战斗机的电传操纵系统（ЭДСУ）。
世纪之交，该机经历了又一次现代化改装——它再次被转变为飞行实验室，用于测试带有推力矢量控制（OVT）的发动机，并演练新的空战战术（多向推力矢量计划，Multi-directional thrust-vectoring program）。这一次，配备矢量喷管的是 F100 涡扇发动机。
MATV 计划最初是美以合作项目，而在这项关于推力矢量的全新计划中，也同样出现了以色列的影子。执行 F-16 OVT-II 首飞任务的是 Calspan 公司的飞行部门负责人杰弗里·皮尔（Jeffrey Peer），这是一位生平极具传奇色彩的人物。他于1943年出生于俄亥俄州哥伦布市，1960年放弃美国国籍，移民以色列并更名为伊萨克（Isaac）。伊萨克·皮尔在以色列空军中建立了辉煌的功勋——从普通飞行员起步，历任首个装备“鬼怪”的第201中队副中队长、“幼狮”（Kfir）和**“狮”**（Lavi）战斗机的主力试飞员，以及以色列空军飞行测试中心主任。1970年夏天，皮尔在埃及领土上空被击落并被俘；他的美国背景引发了一场涉及美、以、埃、苏四国的外交丑闻。最终，皮尔在苏联驻埃及大使 A.F. 多勃雷宁的直接参与下被释放。皮尔本人在空战中击落过5架阿拉伯战机。
1983年，伊萨克·皮尔退役，1984年他改回原名杰弗里，不久后恢复了美国国籍。自1984年起，杰弗里·皮尔担任位于加利福尼亚州莫哈韦的美国国家试飞员学校（民办）校长，1990年加入 "卡尔斯潘"(Calspan)公司。皮尔于2008年告别了职业飞行生涯，在48年间，他的飞行时长超过 9900小时，驾驶过30多种机型，其中一半是战斗机：从“超超级神秘”到 JAS-39。这位功勋卓著的退休老人在随后的几年里，还出于个人爱好驾驶 Pitts S-2B 和 Extra 300L 等特技飞机进行飞行。他“玩”得如何？这两款飞机都是专业的特技飞机，皮尔常在各种航展上亮相，表演低空单机特技飞行。不得不说，杰弗里-伊萨克·皮尔先生的故事，确实比 NF-16D 飞机的历史还要精彩。
杰弗里·皮尔
NF-16D 配备新型推力矢量控制（OVT）系统的测试于 1997 年至 1998 年间进行。直到 1998 年，普拉特·惠特尼公司（Pratt & Whitney）仍未停止对配备全向矢量喷管的 F100 发动机方案的研究工作。
1999 年，这架 NF-16D 恢复了 VISTA 状态，并被移交给位于爱德华兹空军基地的美国空军试飞员学校。不过，该机的技术维护工作仍由"卡尔斯潘"(Calspan)公司公司负责。
自 2010 年代中期以来，NF-16D 作为飞行实验室的需求量极巨，主要用于测试和调试各类无人机硬件及软件方案，即广为人知的**“忠诚僚机”**（Loyal Wingman）。
“忠诚僚机”这一术语起源于美国，并已在全球范围内流传，在俄罗斯也同样深入人心，尽管该术语并未完全反映事物的本质。英语专家认为，“忠诚僚机”与普通无人机的区别在于拥有人工智能（AI），以及能够与第六代战斗机、B-21 轰炸机等先进载人机协同作战的能力。在敌方防空系统和航空兵的对抗环境下，“忠诚僚机”能够以高度自主甚至完全自主的状态执行任务。
“忠诚僚机”概念的出现主要归结于两个因素：防空武器效能的提升以及载人航空集群成本的飙升。在乌克兰开展的特别军事行动生动地展示了防空系统的有效性：尽管俄罗斯空天军拥有绝对空中优势，但由于对方防空系统（且并非最先进型号）的阻击，其优势无法得到充分发挥。载人战斗机的造价已攀升至“大规模”一词完全无法适用的程度——即便最简单的 F-35A 型，单价也高达约 8000 万美元。在敌方防空环境下行动，载人机的损失不可避免，而要补充这些昂贵、复杂且耗时耗力的战机极其困难。
“忠诚僚机”概念有助于节省飞行员培训成本，至少能挽救部分战斗机飞行员的生命，并显著增加战术航空兵的数量规模。
2015 年，NF-16D 进行了代号为 “Have Raider I” 的首次 AI 计划试验。2017 年春，在爱德华兹空军基地开展了为期两周的 “Have Raider II” 评估演示飞行，NF-16D 和一架普通的 F-16D 参与其中。NF-16D 上安装了由洛克希德·马丁公司“臭鼬工厂”（Skunk Works）开发的硬件和软件。飞行分为两个阶段：
在第一阶段，NF-16D 在执行打击地面目标的作战任务中扮演“忠诚僚机”。NF-16D 的 AI 负责识别防空导弹阵地，计算规避危险区域的最优航线，并将信息传达给 F-16D 的机组人员，后者根据获取的数据建立攻击航线。试验在模拟随机事件的背景下测试了 AI 驾驶的飞机与人类驾驶的飞机之间的交互，例如：载人机与僚机之间的通信中断、出现新威胁等。NF-16D 上的机组人员全程未干预 AI 的行动。
在第二阶段，除了 NF-16D 的 AI 不运行外，其余任务设置与第一阶段完全相同。随后对两个阶段的结果进行了对比。虽然对比的具体结果未公开，但“臭鼬工厂”的代表强调，“Have Raider”计划具有纯粹的实验性质。
NF-16D 与 F-16D，“Have Raider I”计划，2015 年
美国空军在装备带有 AI 的无人机进程中，下一步行动是 “空中博格” (Skyborg) 计划，该工作始于 2019 年。克拉托斯 (Kratos) 公司的 XQ-58A、通用原子公司的 MQ-20“复仇者” 以及波音公司的 MQ-28A“幽灵蝙蝠” 无人机均与“空中博格”计划挂钩。2021 年，“空中博格”计划的保密等级有所提高，此后关于真实飞行的 AI 无人机的公开报道锐减。2021 年夏天，MQ-20 无人机首次参加了在爱德华兹空军基地举行的“橙旗 21-2” (Orange Flag 21-2) 演习。演习中，该无人机在自主模式下成功击中了地面目标。截至 2023 年初，据推测克拉托斯公司已制造了 12 架 XQ-58A“瓦尔基里”无人机。澳大利亚国防部于 2022 年订购了 10 架量产配置的 MQ-28A 无人机，计划于 2024-2025 年交付。
这三款无人机（XQ-58A、MQ-20、MQ-28）的所有硬件和**“大脑”**，均在 NF-16D 上进行了测试与磨合。
MQ-20
XQ-28F 与 F-16C
MQ-28A
“空中博格”（Skyborg）计划的目标是验证无人机作为“忠诚僚机”的作战概念，并完善结构技术方案、控制算法及决策逻辑。该计划本身并不预设产出量产型的“硬件”结果，这一目标将由 CCA（Collaborative Combat Aircraft，协同作战飞机） 计划来实现。通过两者的预算对比，可以直观地看出这两项计划在原则上的差异：如果说“空中博格”框架下的三个项目计划耗资不足 1 亿美元，那么到 2028 年，CCA 计划的支出可能达到 60 亿美元。
关于 CCA 计划的存在于 2023 年 3 月被公众知晓，当时美国空军司令部公布了采购多达 1000 架能够与有人驾驶飞机协同作战的无人机（即“忠诚僚机”）的计划。
CCA 计划是更广泛、更具野心的 NGAD（Next-Generation Air Dominance，次世代空中优势） 计划的组成部分。人们常将 NGAD 计划简结为研制第六代战斗机的工作，这从根本上说是错误的。该计划的保密等级极高——甚至超过了 B-21 战略轰炸机的研制计划。目前关于 NGAD 计划的技术细节信息完全缺失，但美国空军和国防部的高级代表曾多次（尽管频率很低）就该计划的概念发表声明。他们用清晰的英语表示：NGAD 计划预想的是研制并装备一整个系列的有人和无人驾驶飞行器。而 CCA 飞行器 正是 NGAD 计划中的无人组成部分。
针对 CCA 无人机的人工智能（AI）开发工作正在 “毒液”（Venom） 计划下进行，所使用的飞行实验室正是通用动力的 X-62A。为了完善 CCA 无人机的 AI 系统，还计划将另外 6 架 F-16 战斗机改装为飞行实验室。
自 2021 年 6 月起，依然隶属于美国空军试飞员学校的 NF-16D 飞机正式启用了 X-62A 这一编号。
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