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诺斯罗普F-89“蝎子”截击机

发布时间:2013-05-04  原作者:Edwardiii   点击数:

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  好久没有动笔翻译东西了,今天从“尘封已久”的文件中找出了一年多前没翻完的这篇文章来重新加工。和我以前在空军之翼上发过的 F11F、F2H、YF-17 等一样,依据的仍然是 Joe Baugher 的大作,而且就是直译,核实、增订等工作留待日后吧。

  诺斯罗普 F-89“蝎子”(Scorpion)是冷战时期保卫北美领空的主要截击机之一。它前后共生产了 1,052 架,装备了 36 个空军现役部队和 17 个空中国民警卫队中队。“蝎子”不仅难以操纵,维护费用高昂,而且事故频仍,事故率高达每 10 万飞行小时 383 起,和现今 F-15 每 10 万飞行小时 0.5 起相比,这简直就是一个天文数字。

XP-89

  1945 年 3 月 23 日,美国陆军航空队宣布,将就替换诺斯罗普 P-61“黑寡妇”(Black Widow)夜间战斗机的新型全天候战斗轰炸机展开设计方案竞争。最初军方要求研制的是一种螺旋桨飞机。1945 年 8 月 28 日,美国陆军航空队公布了一整套设计指标,其中包括 35,000 英尺高度最大时速 525 英里,海平面最大时速 550 英里,12 分钟内爬升至 35,000 英尺高度,以及作战半径 600 英里。陆军航空队后来认识到,喷气推进将是未来发现的潮流,因此在 1945 年 12 月修改了有关的设计要求,规定也可以接受喷气式飞机。

  共有六家飞机制造商(贝尔、康维尔、道格拉斯、Goodyear、寇蒂斯-莱特和诺斯罗普)提交了参与竞争的设计方案??滴姆桨覆捎们拔赖娜且聿季?,几年后最终发展成 F-102。道格拉斯的方案是 XF3D-1“空中武士”(Skyknight)舰载全天候战斗机的陆基型??艿偎沟?XP-87“黑鹰”(Blackhawk)是一种大型的四发喷气式飞机,飞行员和雷达操作员的座椅并列布置。陆军航空队最初似乎倾向于寇蒂斯的设计,其中的原因倒也简单:寇蒂斯-莱特公司要是拿不到这笔合同,就有可能关门大吉。因此,军方订购了两架寇蒂斯方案的原型机,并将它们编号为 XP-87。

XP-87“黑鹰”

  但陆军航空队对诺斯罗普的方案同样赞赏有加。这个公司编号 N-24 的方案机身纤长,采用悬臂式中单翼。任务性质决定了它经常需要在能见度很低的情况下降落,为了保证良好的低速稳定性,飞机采用了层流翼型的平直翼;机翼后缘有传统的副翼和襟翼;翼尖留有副油箱接口。动力装置为两台艾利森 J35 加力涡轮喷气发动机。发动机并列安装在机翼下的机身腹部两侧;进气口位于发动机正前方,与发动机短舱在一条直线上。增压座舱内串列布置着飞行员和雷达操作员的弹射座椅,上方则是一块向后滑动开启的大型气泡式座舱盖。水平尾翼位于垂直尾翼的中部,避开了发动机尾流。前起落架很短,为双轮结构;而可收放的主起落架机轮却比通常的要大,因此原型机停在地面时的样子就显得格外与众不同。

XP-89 原型机

  由于是全天候战斗机,诺斯罗普方案在机头安装有截击雷达设备?;匚淦魇腔放谒诘乃拿?20 毫米 M-24 机炮。当时曾考虑了两种炮塔设计方案:一种是马丁公司的设计,当不使用机炮时,可以将其收入机头内;需要时,机炮就升高并向前移动至射击位置。马丁的炮塔可以旋转 360°,仰角可以达到 105°。另一种方案由诺斯罗普设计,与马丁的方案大体相同,但射击锥面只有 30°。

  陆军航空队对诺斯罗普的 N-24 方案颇为中意,在 1946 年 5 月 3 日与公司签署了发展合同。12 月,军方以 XP-89 的编号订购了两架原型机(序列号为 46-678 和 46-679)。

  与此同时,西方阵营与苏联之间的冷战也拉开了帷幕。当时人们普遍认为苏联获得核武器只是时间问题。1947 年图波列夫图-4 轰炸机(B-29 的翻版)在图什诺飞行检阅中的出现,更是让美国情报机关吃惊不小,因为这意味着苏联已经拥有向美国本土目标投放核武器的手段,而美国此时还没有全天候喷气式截击机可用于应对这一威胁。美国对全天候战斗机出现的“断层”忧心忡忡,因为几年之内,美国本土在面对苏联轰炸机的核打击时将几乎无兵可用。

  一方面是必须在改进各中队装备上立刻有所作为,另一方面,无论寇蒂斯-莱特的方案或者诺斯罗普的设计,都不可能在未来几年内满足数量上的要求。无奈之下,1948 年 3 月,美国空军找到了洛克希德公司,问他们能否把 TF-80C 改装成全天候战斗机,并且在 1949 年底之前向现役中队交付首批飞机。洛克希德很快就拿出了他们的设计方案,这就是日后的 F-94“星火”(Starfire)。

F-94“星火”

  诺斯罗普的 XP-89(46-678)直到 1948 年 6 月初才出厂,比预期整整晚了 9 个月。这架 XP-89 装有两台艾利森 J35-A-9/-15 发动机(单台推力 4,000 磅)。由于马丁和诺斯罗普的炮塔都还不能投入使用,这架原型机没有安装武器。它装有常规的副翼,在起飞和着陆时可以放下,以提供额外的升力。出厂时,XP-89 没有携带 600 加仑的翼尖可拆卸式副油箱,通体被涂成了亮黑色。

  早在这种新型诺斯罗普战斗机进行首飞之前的 1948 年 6 月 11 日,用 P 代表“驱逐机”(Pursuit)的编号体系就代之以用 F 代表“战斗机”(Fighter),于是 XP-89 就成了 XF-89。

首飞中的 XF-89(46-678)

  在诺斯罗普机场进行了一系列地面滑行和刹车试验之后,XP-89 被拆解运往莫洛克干湖(后来的爱德华兹空军基地)。在那里,XP-89 由试飞员弗莱德.布雷切尔(Fred Bretcher)驾驶,于 1948 年 8 月 16 日进行了首次飞行。试飞结果总体上令人满意,但发动机的推力严重不足。最初 32 次试飞中使用的是常规副翼,但从 1949 年 2 月 1 日起,XF-89 开始用诺斯罗普首创的“减速副翼”进行一系列新的试验。减速副翼是一块可开裂的操纵面,它既可以作为一个整体起副翼的作用,也可以张开充当减速板。之后所有的 F-89 都采用了这一技术。

  尽管试飞组对 XF-89 偏爱有加,美国空军仍然下令在 XF-89、XF-87 和 XF3D-1 之间进行对比试飞。XP-87 采用的并列双座被认为是座舱的最佳布局,XF3D-1 次之,而 XF-89 的串列双座布局则在飞行员与雷达操作员交流方面存在困难。在可维护性方面,XF3D-1 表现最好,XF-87 其次。但是,评估小组认为 XF-89 作为战斗机的性能更加优异,也最具发展潜力。这一评价的结果是,美国空军在 1948 年 10 月正式取消了寇蒂斯 XF-87 项目。XF-87 未能赢得生产订单也就意味着寇蒂斯-莱特公司的飞机分部走到了尽头。此后不久,寇蒂斯-莱特公司的飞机分部宣布破产,其全部资产被出售给北美公司,从此不复存在。XF3D-1 倒是失之东隅,收之桑榆,虽然没能赢得空军的合同,却从美国海军和海军陆战队那里得到了订单,此后作为陆基和舰载截击机服役了好几年。

  1949 年 1 月,哈里.杜鲁门总统授权空军订购首批 48 架 F-89A。第二架 XF-89 则将被改用来进行服役试验,编号也改为 YF-89。1949 年 3 月,F-89 被正式命名为“蝎子”(Scorpion)。最早提出这个绰号的是爱德华兹空军基地的地勤人员,因为这种飞机停在地面时,尾部向上高高翘起,看上去就像是蝎子尾部那可致敌于死地的毒刺。1949 年 7 月 14 日,美国空军正式订购了 48 架生产型 F-89A(序列号 49-2431/2478)。9 月 19 日又追加了 27 架订货。

第 2 架原型机YF-89(46-679)

  第二架原型机(46-679)在 1949 年 11 月 15 日进行了首飞。为了给生产型 F-89A 战斗机提供一架试验用机,这架原型机在机体结构已经完成将近 90% 时进行了改装,编号也改为 YF-89。与涂成黑色的 XF-89 不同,YF-89 保留了金属原色。XF-89 因为机头炮塔未能按时投入使用而没有安装武器,但后来觉得在机头安装炮塔过于复杂,就干脆放弃了这一想法,为“蝎子”安装了六门普通的 20 毫米 Mk24 机炮。

  由于美国空军迫切希望“蝎子”尽快服役,F-89A 的生产甚至在原型机试验结束之前就已经开始了。事后证明这个决定是草率的。1950 年 2 月 22 日,XF-89 原型机在进行第 102 次飞行时坠毁。当时它正在为空军官员进行低空高速通场表演,右侧水平安定面突然脱落,导致飞机在空中解体。飞行员查尔斯.塔克(Charles Tucker)在飞机解体时侥幸跳伞逃生,但飞行机械师阿瑟.特顿(Arthur Turton)却不幸遇难。事后发现事故的原因是过度颤振导致了水平安定面故障。

  YF-86 不得不停飞以等待改进,F-89A 的生产也被暂时中止。停飞的结果是对 YF-89 进行了大幅度的修改,特别是机头完全做了重新设计。改进后的机头更加尖削,长度也增加了 3 英尺,并安装了一台 AN/ARC-33 雷达和休斯 E-1 火控系统。由于 XF-89 推力略显不足,起飞性能较差,就换装了推力更大的艾利森 J35-A-21 发动机(单台推力 5,200 磅,加力推力 6,800 磅)。发动机进气道也做了重新设计,安装了外部附面层分离板,并在发动机短舱外侧增加了吸入式辅助进气口,在起飞时为发动机提供额外的空气。由于工程师们相信发动机尾流是导致 XF-89 坠毁的尾翼颤振问题的罪魁祸首,尾喷管部分也做了修改,在机身安装了导流片,从而使尾流避开了尾翼。另外,空速管从垂直尾翼移到了机头;XF-89 可拆卸的 300 加仑翼尖油箱也被代以外形更加流畅的固定式 300 加仑油箱。经过重大改进的 YF-89 被重新编号为 YF-89A(公司编号 N-49),在 1950 年 6 月 27 日进行了首次飞行。至此,“蝎子”的试飞项目得以恢复。

F-89A

  “蝎子”的第一种生产型是 F-89A(公司编号 N-35)。到 XF-89 发生事故时,已经有三架 F-89A 接近完工。当时便决定把这三架飞机改用做试验用机,与 YF-89A 一起,为解决“蝎子”中存在的问题而进行试验。美国空军于 1950 年 9 月 28 日接收了第一架生产型 F-89A,另外两架也在随后的几周内交付使用。

  F-89A 与 YF-89A 的区别主要在于机头安装了六门 20 毫米 T-31(Mk24)机炮,每门备弹 200 发,而无论 XF-89 还是 YF-89A 都没有携带任何武器。F-89A 增加了翼下挂架,可以挂载 16 枚火箭弹或者最多 3,200 磅的炸弹。它还安装有 A1-CM 机炮瞄准具和机头的 AN/APG-33 雷达。

试飞中的 F-89A

  为了解决尾翼颤振问题,在水平安定面/升降舵的铰接位置安装了一套外部配重?;硐虏康奈才绻艿剂髡髡滞庑我沧隽诵薷?,在最终定型之前,曾经试验过大量的整流罩设计方案。喷管上方的机身线条做了改动,解决了 YF-89A 在高速飞行时所遇到的过度紊流问题。经过这些改进,致命的颤振问题最终得到了解决,1951 年 1 月,F-89A 又恢复了生产。

  F-89A 最早选用的是两台艾利森 J35-A-21 涡喷发动机,但由于最初几架 F-89A 频繁遭遇发动机故障,后来就改用了艾利森 J35-A-21A 发动机(推力 5,100 磅,加力推力 6,800 磅)。后者安装有机油扫气系统和多种加力燃烧室调节喷口,使得加力燃烧室的控制更加平稳。早期生产的几架 F-89A 的外部配重后来被代以升降舵内部配重,这项技术原是为 F-89C 开发的,但后来也被应用在早期的生产型上。

  从 1950 年 9 月到 1951 年 3 月,诺斯罗普共交付了 8 架 F-89A,比 1949 年 7 月合同订购的数量少了 40 架。剩余部分后来改为用 F-89B 或 F-89C 交付。由于数量有限,大多数 F-89A 主要被用来进行服役适用性试验,没有加入现役。但也有几架被编入了美国空军的作战序列。

  部分陈旧的 F-89A 后来被改装成了无线电??匕谢?,编号为 DF-89A。

  49-2433 号机曾被用来在佛罗里达州 Eglin 空军基地进行空对地攻击试验。

  马丁 D-1 四联装炮塔曾经在 49-2434 号 F-89A 上进行了短暂的试验,整个机头作为一个整体可以旋转,机炮仰角可以达到 105°,但在生产型 F-89 上,这一系统没有被采用。

  49-2438 号机被艾利森公司用来做实验工作,编号改为 JF-89A。

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