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洛克希德F-94“星火”截击机

发布时间:2013-05-04  原作者:Edwardiii   点击数:

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权宜之计的产物

  对美国空军来说,1947 年 8 月 3 日无疑是一个黑暗的日子。那天,三架图波列夫图-4 四发远程战略轰炸机出现在苏联航空节的飞行展示队列中。美国人对它们倒并不陌生,因为图-4 不过就是由二战期间迫降在苏联远东境内的 B-29“超级空中堡垒”(Superfortress)反演设计而来,但问题是当时的情报已经清楚地表明,苏联即将拥有核武器。现在,“超级空中堡垒斯基”(Superfortresski)又将为红色帝国提供一种理想的核武器运载工具。这不仅意味着美国即将失去核优势,而且也使北美本土面临着前所未有的空中威胁。

  最让美国空军忧心忡忡的,是它至今还没有找到合适的全天候战斗机来应对这种威胁。二战结束后,功成名就的诺斯罗普P-61“黑寡妇”(Black Widow)没能够马上功成身退,因为它的继任者、寇蒂斯 XP-87“黑鹰”(Blackhawk)在研发过程中一直麻烦不断,最终在 1948 年 10 月被空军彻底遗弃。另一个被寄予厚望的项目——诺斯罗普 F-89“蝎子”(Scorpion)最初的命运同样多舛,看起来已经无望在 1952 年之前投入使用。但 1952 年之前怎么办?P-61 已经垂垂老矣,从 P-51“野马”(Mustang)发展而来的 F-82“双野马”(Twin Mustang)也不过是权宜之计。情急之下,空军把目光投向了洛克希德 TF-80C 双座教练机。TF-80C 机内空间相对比较宽松,经过改装后,可以容下火控系统和相关设备;同时,它的双座布局也为安排雷达操作员提供了足够的座舱空间,由教练机改装全天候战斗机于是就成了一时之选。1948 年 3 月,空军主动与洛克希德公司接洽,询问他们能不能给 TF-80C 装上休斯 E-1 火控系统和武器,从而把它改装成一架喷气式全天候战斗机,并且要求最迟在 1949 年底之前就交付第一批生产型飞机。在得到肯定回答后,空军于 10 月 8 日签发了“总体性能指标”(General Operational Requirement,GOR);次年 1 月,又正式签署合同,订购这种现在被编号为 F-94 的新型战斗机。

  F-94 的公司编号是“型号 780”,设计工作由拉斯.丹尼尔(Russ Daniell)担纲。期间首先遇到的一个大问题是发现在增加火控系统、武器等一系列配置后,TF-80C 原先使用的艾利逊 J33 涡轮喷气发动机已经不堪重负,直接导致飞机的最大飞行速度下降、爬升性能恶化。为此,设计人员决定改用带加力燃烧室的 J33-A-33 发动机。它能提供 4,000 磅的推力(加力推力达到 6,000 磅),但也要求后机身长度加大,于是就又造成整架飞机的重心后移。幸亏当时的火控系统体积不小,重量也不轻,装在加长的前机身内正好可以起到配重的作用,从而基本就解决了重心后移问题。E-1 火控系统由 AN/APG-33 雷达和斯佩里 A-1C 计算瞄准具组成,其中AN/APG-33被装在向上弯曲的雷达整流罩内(这也是 F-94 早期型一个很鲜明的外表特征),占用了大量的机内空间,以致于只能在前机身下方安装 4 门 12.7 毫米机枪,而不是原先计划的 6 门?;箍谡梦挥诨防状镎髡趾蠓??;诳占浣粽糯吹牧硪桓鑫侍馐悄诓吭赜土考跎俚?318 加仑。但通过挂载两个 165 加仑翼尖油箱,总载油量还是可以达到 648 加仑。相比 TF-80C,F-94 还加大了尾翼面积。

F-80,T-33,F-94C 同比例侧面线图对比

  F-94 的两架原型机由 TF-80C(序列号 48-356 和 48-373)改装而来,最初被称为 ETF-80C,TF-80C 改称 T-33A 后,它们的编号也随之改为 ET-33A。它们还有一个非正式编号叫 YF-94。两架原型机最初都没有安装雷达、机炮以及生产型上将要安装的其它作战设备;采用了与 T-33 同样的无框式座舱盖;翼尖下方挂有水滴形副油箱。YF-94 于 1949 年 4 月 16 日在范-纳依斯(Van Nuys)机场进行了首次飞行,试飞员是托尼.勒维耶(Tony LeVier)和格伦.富尔克森(Glenn Fulkerson)。飞行试验表明 YF-94 的操纵品质令人满意,问题主要出在发动机加力燃烧室上,导致 J33-A-33 频繁地发生停车故障,而且还很难重新启动。不过考虑到加力燃烧室在当时还是一种新鲜事物,出现问题比较多一些似乎倒也情有可原。后来经过艾利逊和洛克希德两家公司工程师的共同努力,为加力燃烧室研制出一套新型的火焰稳定器系统,解决了这个问题,从而为 F-94 投入批量生产和服役铺平了道路。

YF-94 原型机 48-356,实际上是由一架 T-33 原型机安装新的机鼻、尾翼和后燃器而成。保留了 F-80 的“油条子”副油箱

YF-94 第 2 架原型机 48-373

F-94A

  第一批生产型是 F-94A,它是第一种装备发动机加力燃烧室的生产型战机,同时又是美国空军的第一种喷气式全天候战斗机。1949 年 1 月,空军首批订购了 109 架。尽管空军未能躲过 1949 财政年度的预算削减,F-94 项目却没有受到影响,订购数量很快就增加到 288 架。8 月苏联成功进行核弹试验后,又进一步增加到 368 架。不过实际生产量只有 109 架,之后洛克希德就转而生产更加可靠的 F-94B。

  除了安装有全部作战设备外,F-94A 与原型机 YF-94 基本相同?;返?4 门 12.7 毫米机枪每门备弹 300 发,弹链箱就装在座舱隔火板和电子设备舱之间。此外,F-94A 可以挂载一对 1,000 磅炸弹用作夜间轰炸;翼尖下方可以安装两个 165 升水滴形副油箱。最初 17 架 F-94A-1-LO 实际上就是借用已经在生产线上的 T-33 的机体改造而成的,从第 18 架起,才从一开始就按照 F-94A 的标准来生产。

第 61 战斗截击机中队的 F-94A 的特色涂装

  1949 年 12 月,美国空军如愿以偿地开始接收 F-94A。1950 年 5 月起,F-94A 开始替换第 317 和第 319 战斗截击机中队的 F-82“双野马”。这两个中队分别驻扎在西北部华盛顿州的麦科德空军基地(McChord AFB)和摩西湖空军基地(Moses Lake AFB)。但 F-94A 在服役过程中的表现却有些令人失望,发动机和电子设备故障频频发生。J-33 发动机的风扇叶片老是出问题,燃油系统也极不可靠;飞机在高空很不稳定,要做机动就更是难上加难;飞行员和雷达操作员们则抱怨座舱太狭小,遇到需要紧急起飞等情况时,很难做到迅速进出。弹射座椅周围的空间太小,又经常影响机组成员在紧急情况下的顺利逃生。E-1 火控系统的毛病就更多:它可靠性太差,就算起飞时还在正常工作,等到降落的时候或许就已经“罢工”;在对敌攻击时,飞行员们仍然只能沿用老套的“尾追式”攻击,不能进行 90 度角或迎头截击;当敌机进入射程时,雷达瞄准具可以被用来瞄准目标,但它却会使本机长时间暴露在对方的防御火力范围之内。

第 59 战斗截击机中队的两架 F-94A 编队飞行。与 T-33 相比,F-94 的后机身很粗大

  F-94A 最初使用的是整体式座舱盖,后来在服役期间经过改装,在两名机组成员之间增加了一道拱形框架。之后生产的所有 F-94 和 T-33 都沿用了这一新特征。服役期间,原先安装在翼尖下方的副油箱也被弃用,改成安装在翼尖上的弗莱彻 230 加仑副油箱。有些 F-94A 后来在空中国民警卫队服役期间,在两侧机翼前缘加装了机枪吊舱,每个吊舱内装有两挺 12.7 毫米勃朗宁 M3 机枪,使其火力得到了成倍的加强,但因此而增加的空气阻力和起飞重量却几乎可以忽略不计。

F-94A -5-LO,后期型的 F-94A 采用了有隔框的座舱盖和翼尖安装的副油箱

F-94B

F-94B 前座舱

  F-94B 从外表看几乎和 F-94A 一模一样,但在内部设备和系统方面却有着不小的差别。第 19 架 F-94A(序列号 49-2497)在生产过程中被改装成这些新设备和新系统的试验平台,编号也改成了 YF-94B,于 1950 年 9 月 28 日首飞。F-94B 加装了一台斯佩里零位指示器,它和仪表着陆系统指示器相配合,可以使座舱内的飞行员在恶劣天气条件下降落时,获得飞机下滑的有关读数。此外它还改进了液压系统,增加了一套增压供氧系统,并且增大了座舱空间。弗莱彻副油箱也变成了标准配置。

F-94B 地面加力测试

  F-94B 共生产了 356 架。首批 F-94B-1-LO 于 1951 年 1 月交付使用,1951 年 4 月,驻扎在密歇根州塞尔弗里奇空军基地(Selfridge AFB)的第 61 战斗截击机中队成为第一个接收 F-94B 的作战中队。后来生产的 F-94B-5-LO 批次则是专供部署在高寒地区的部队使用的。由于解决了 F-94A 所遇到有关发动机和电子设备可靠性的大多数问题,F-94B 的服役生涯要成功的多。

维护中的 F-94B

  序列号 51-5502 的一架 F-94B-5-LO 被改装成 F-99 Bomarc 地-空导弹(美国空军当时坚持认为所谓的导弹就是无人驾驶飞机,所以就给 Bomarc 分配了一个战斗机编号。直到 1955 年 8 月才改称它为 IM-99)的雷达制导系统试验平台。它机头的雷达和机枪都被拆除,换成象 Bomarc 那样的针尖式机头。由于机头长达 17 英尺,除了在后机身加装设备外,还得带上配重,才能保证飞机的稳定。这架飞机的编号被改为 NF-94B。另外有两架 F-94B(序列号 51-5500 和 51-5501)则被改装成 F-94D 对地攻击改型的空气动力试验原型机,编号是 YF-94D。

  洛克希德还曾经考虑过在 F-94B 基础上研制一种雷达作战教练机(公司编号 L-199),但后来无果而终。

两架国警队的 F-94B 编队飞行

服役中的 F-94A/B

  F-94A/B 主要配属于大陆空军司令部(Continental Air Command)和阿拉斯加空军司令部(Alaskan Air Command),用于防御从西伯利亚起飞的苏联战略轰炸机。大陆空军司令部的指挥范围涵盖了防空司令部(Air Defense Command)、战术空军司令部(Tactical Air Command)和原属于战略空军司令部(Strategic Air Command)的部分战斗机中队。1950-1953 年期间,F-94A/B 作为美国空军唯一可借重的喷气式全天候截击机,填补了新装备投入使用之前出现的空挡,在美国本土防空中起到了无可替代的作用。虽然事后看来,1950 年代初期苏联远程轰炸机的威胁其实是被夸大了,但这并无损于 F-94A/B 的声誉。只是它作为一架截击机,航程和爬升率都略显不足,相对薄弱的武器配置在对付轰炸机时也觉得有些力不从心。

  朝鲜战争的爆发使 F-94 有机会成为美国第一种参加实战的喷气式全天候战斗机(就全世界范围来讲,这一荣誉应该属于 1945 年 3 月参战的梅塞施密特 Me 262B)。1951 年 3 月,首批 F-94A 随第 68 战斗机截击机中队被派驻日本板附空军基地,划归远东空军司令部(Far East Air Force,FEAF)指挥,用于?;っ谰と栈夭皇芩樟湔ɑ?。从 1951 年底开始,该中队又派出两架 F-94 前往韩国水原机场执行战备值班任务,以应对敌机在夜间向南渗透。整个战争期间,执行过类似任务的还有第 339 和第 319 战斗截击机中队。

第 319 战斗截击机中队的 F-94B 编队飞行在朝鲜上空

  在朝鲜作战的 F-94 最初仅负责?;け痉交?,被严禁在敌方控制区上空活动,以免万一被击落时,敏感的雷达火控系统落入敌方之手。但随着中朝军队夜间截击战术的发展,B-29 轰炸机的损失日渐惨重,夜间护航的需要日益突出,因此 1953 年 1 月禁令被取消。从这个月起,每逢夜间轰炸,第 319 中队的 F-94 就先于轰炸机起飞,在前方进行防御性巡航。1953 年 1月 30 日夜间,飞行员菲西安上尉(B. L. Fithian)和雷达操作员里昂中尉(S. R. Lyons)驾驶的 F-94B 首开空战获胜记录,依靠雷达击落了一架拉沃契金拉-9 活塞式战斗机。此后的六个月里,F-94B 又相继取得了三次空战胜利,但也有一架 F-94B 在 6 月 12 日因与一架波利卡尔波夫波-2 相撞而坠毁。

  有三个空中国民警卫队中队:第 121(华盛顿特区)、第 142(缅因州)和第 148(宾夕法尼亚州)战斗截击机中队在应征赴朝鲜参战期间也装备了 F-94A/B,但它们在 1951 年 10 月 31 日重归各州控制时,又把这些 F-94 留给了空军。

  在诺斯罗普 F-89C/D“蝎子”、北美 F-86D“佩刀”(Sabre)等先进截击机陆续交付使用后,F-94A/B 从 1954 年中期开始从美国空军退出,转入空中国民警卫队继续服役。它们最先取代的是第 137 战斗截击机中队(纽约州)的 F-51H“野马”。装备 F-94A/B 的空中国民警卫队中队共有 20 个,分别是第 101、102、109、 114、 116、 118、 123、 131、 132、 133、 134、 136、 137、138、 139、 175、 178、 179、 180 和 190 中队。最后一架F-94A/B  于 1959 年从空中国民警卫队退役。

F-94C/F-97“星火”(Starfire)

  仓促上阵的 F-94A/B 在航程、爬升率、火力等方面存在着严重不足,甚至很难称得上是一种合格的截击机。洛克希德对这一点有着清醒的认识,因此早在获得首笔 F-94A 订单之前的 1948 年 7 月,就向空军提议在 F-94A 基础上研制一种先进改型(公司编号 L-188)。与即将投产的 F-94A 相比,L-188 做了多处改进:机翼经过了重新设计,厚度减小,上反角增大,以求提高飞行速度;重新设计减速板;增大载油量;安装减速伞——这也开了美国战斗机安装减速伞的先河;武器改用装在机头的火箭发射巢,取代了 F-94A 上的 4 门 12.7 毫米机枪;火控系统则换乘了带 APG-40 雷达的休斯 E-5。经过上述改进后,飞机的重量明显增加,发动机也就需要“另觅高人”。洛克希德选中的是普拉特-惠特尼按照许可证生产的罗尔斯-罗伊斯“泰”(Tay),即 J48 加力涡喷发动机(加力推力 8,750 磅)。为了适应新型发动机,进气道和后机身也做了相应的修改。

F-94C 的火箭发射器安装在一架 P-80A 的机鼻中进行测试

  美国空军心中一直惦记着 F-86D“佩刀”和 F-89“蝎子”,选择 F-94A 就已经是权宜之计了,对 L-188 就更是兴趣索然,但还是给它分配了一个编号,而且是一个全新的编号:F-97。也许空军觉得这不过就是确认 L-188 对 F-94 做了重大修改而已。但洛克希德对这个项目却很看好,还自行出资用 L-188 的机翼和 F-94B 的机身组装了一架验证机(没有安装武器和火控系统;民用登记号 N94C)。因为当时 J48 还没能投入使用,验证机就装了一台从英国进口的不带加力燃烧室的“泰”发动机。1950 年 1 月 19 日,勒维耶驾驶 N94C 进行了首次飞行。洛克希德的投资没有白费,验证机的表现最终打动了空军,促使后者 1950 年 2 月出资买下了这架原型机,并改称它为 YF-97(序列号 50-955)??站硗饣苟┕毫艘患馨沧叭课淦骱突鹂叵低车?YF-97 原型机(序列号 50-877)和 180 架生产型 F-97A(公司编号“型号 880)。

F-94C 50-955 原型机实际上是由一架 F-94B 安装新设计的座舱盖,后掠平尾,翼尖油箱和火控系统而来的

F-94C 火箭填装

  针对试验过程中出现的一些问题,YF-97 又陆续做了一些修改:L-188 原先采用的翼根边条被取消,以改进飞机着陆进场时的失速性能;F-94 使用的那种水平安定面被换成了有动力驱动的后掠式水平尾翼,以消除高速飞行时常常出现的高频颤动问题;副翼增加了阻尼器,以消除操纵面振动发出的噪声;增加了扰流片,以改善横滚操纵品质;垂直尾翼面积加大,以提高高速飞行时的纵向稳定性。“泰”在美国投产后,第一架 YF-97 就换装了推力 6,000 磅(加力推力 8,000 磅)的 J48-P-3 涡喷发动机。甚至连 YF-97 的编号也被改成了 YF-94C,——这在美国是比较多见的现象,因为哪怕一种新型号已经被改得脱胎换骨,给它套上一个已有的编号就可以蒙住不少议员,免得他们抱怨说空军喜新厌旧,随意挥霍纳税人的钱。此外还值得注意的是,尽管我们经常说“F-94‘星火’”,但其实“星火”这个绰号最初仅指 F-94C,而且还是时事评论员们根据洛克希德飞机的命名惯例自己杜撰出来的。

  YF-94C 的机载武器包括 24 枚 2.75 英寸“折叠翼空射火箭弹”(Folding-Fin Aircraft Rocket,FFAR),它们分成四组,安装在机头 APG-40 雷达的四周,每组前方都有舱盖,发射前可以迅速打开?;妨讲嗫胁彰?,便于维护发射装置的维护和重新装填。燃油系统经过改进,可以在机翼和机身油箱携带 566 加仑燃油,此外还可以在机腹挂一个 500 加仑副油箱,在机翼中央挂点挂两个 460 加仑副油箱,这样 F-94C 的总载油量就达到了 1,526 加仑。

F-94C 发射机鼻火箭的情景,产生的大量浓烟完全笼罩了全机。伴航的是一架 T-33

  F-94C 也遇到了不少麻烦:减速伞、自动驾驶仪、J48 发动机的加力燃烧室都有毛??;副翼存在颤振问题;E-5 火控系统的可靠性依然不佳;发射火箭时,发动机容易停车……等等。直到 1951 年 7 月生产型交付使用,这些麻烦也没有全部解决,以致于又花了两年才使 F-94C 得以进入作战中队服役。1953 年 6 月,安装 J48-P-5 发动机(推力 6,350 磅,加力推力 8,750 磅)的生产型 F-94C 正式加入驻扎在马萨诸塞州奥蒂斯空军基地(Otis AFB)的第 437 战斗机截击机中队。F-94C 是继 F-86D 之后,防空司令部装备的第二种只有机载火箭、而不安装机炮(枪)的战斗机。一般认为 F-94C 发射火箭弹的准度要好于 F-86D,因为它的发射管后缘封闭,提高了火箭弹的初速。但 F-94C 也得为这个优势付出代价:巨大的后坐力,以及影响机组视线的烟雾和火光。

F-94C 前座舱布局

服役中的 F-94C

  1951 年 7 月到 1954 年 5 月,洛克希德共向空军交付了 387 架 F-94C。1953 年,F-94C 首先装备了第 29、48、66、332、438 和 497 战斗截击机中队;接下来的两年里,它又陆续装备了第 27、39、61、64 和 318 战斗截击机中队。上述中队大多驻扎在美国本土,只有第 39 中队曾经在日本短期服役。

  F-94C 在生产和服役过程中,一直在进行着改进和升级,其中主要有改进型弹射座椅、可调式俯冲减速板、改良后的着陆减速伞等。从下线的第 100 架 F-94C 开始,两侧机翼前缘各增加了一个十二管火箭发射巢,使“星火”的火力增强了一倍。先前生产的 F-94C 后来也加装了这种发射巢。由于机头火箭在发射时会影响机组视线,所以实际服役过程中反而很少使用。F-94C 的机头整流罩原先比较“钝”,但很快就改成了比较“尖锐”的形状,并且一直沿用下来。

维护中的 F-94C,复杂的火箭发射器和雷达

  F-94C“星火”是第一种突破音障的全天候战斗机,但事情的发生却很偶然:当时试飞员赫尔曼.萨尔蒙(Herman “Fish” Salmon)在 45,000 英尺高度进入俯冲,在加力燃烧室打开的情况下竟在无意中突破了音障。

  有一架 F-94C 被用来试验休斯 GAR-1“隼”(Falcon)导弹,编号改成了 DF-94C。原计划是要把“隼”作为 F-94C 的标准武器配置,虽然后来这个计划没能实现,但至少为以后的国土防空截击机提供了重要的试验数据。

F-94C 的后座这样操作雷达

  序列号 50-963 的一架 F-94C 经过改装,拆除了机头雷达和火箭发射装置,改装侦察照像机,机头也相应扩大。这架“星火”被称为 EF-94C,这里的“E”代表 Exempt(免除)。之所以不用“R”(侦察)前缀,是因为它是一架纯纯粹粹的试验机。

  F-94C 在美国空军服役的时间很短,绝大部分服役不到五年就开始让位给更先进的机型,改在空中国民警卫队服役,共装备了 21 个战斗截击机中队。F-94C 最终离开空军是在 1959 年 2 月;同年夏天,最后一批“星火”在明尼苏达州德卢斯市政机场告别空中国民警卫队第 179 战斗截击机中队,为 F-94C 的服役生涯画上了一个或许并不圆满的句号。

后期型 F-94C 增加了一对机翼火箭发射器

F-94D

  F-94D 是由 F-94C 双座全天候截击机演变而来的单座战斗轰炸改型,但它最终停留在计划阶段,没能投入生产。

  1951 年 1 月,洛克希德获得了生产 113 架 F-94D(公司编号 980-75-14 型)的合同(序列号 51-13604 至 13716)。和 F-94C 相比,它们的机身、尾翼和发动机完全相同,但机翼却经过了重新设计,面积扩大了 50%。后座雷达操作员的座舱被取消,利用这个空间又加装了一个机内油箱。这样加上翼尖和翼下副油箱,F-94D 的总载油量可以达到 1,965 加仑。此外还在机头上方安装了可收放的空中受油管。F-94C 的雷达火控系统被换成了一台测距雷达?;返幕鸺怀闪?8 挺 12.7 毫米机枪。翼下挂架最多可以携带 4,000 磅武器。

  为了收集飞行试验数据,两架 F-94B-5-LO(序列号 51-5500 和 51-5501)被装上 F-94D 的机头,改装成了 F-94D 的气动布局验证机。51-5500 安装了 4 挺 12.7 毫米机枪,51-5501 可能安装了 6 挺。尽管武器配置与 F-94B 基本相同,但安装位置却不一样。序列号 51-13604 的 YF-94D 原型机接近完工时,美国空军却在 1951 年 10 月 15 日宣布取消整个 F-94D 项目,理由据说是想让洛克希德能够在 F-94C 项目上全力以赴。

  F-94D 项目取消后,51-5500 被用来作为通用电气 T-171(也就是日后著名的 M61A1)“火神”(Vulan)多管机炮的试验平台。

51-5500 试验“火神”航炮时的照片

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