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北美天空守护神——诺斯罗普F-89“蝎子”截击机简史

发布时间:2013-05-04  原作者:Griffin Wang   点击数:

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  F-89“蝎子”(Scorpion)截击机是上世纪 50 年代美国空军的主力重型截击机,它是那个年代北美防空司令部的中坚力量。在长达 17 年的服役生涯中,F-89 共装备了美国空军的 39 个中队。在其全盛时期,从缅因到阿拉斯加、从格陵兰到冰岛,美国空军的重要基地中都可以看到 F-89 的身影。F-89 是当时美国空军应对苏联核威胁的一颗重要棋子。

研制过程

二战末期,美国陆军航空队开始考虑研制 P-61“黑寡妇”夜间战斗机的替代机型,1945 年 3 月 23 日,陆航正式发出研制下一代夜间战斗机的招标书,要求新飞机采用常规动力(就是螺旋桨动力,后来修改,允许采用喷气动力);在 10,668 米高度的最大速度达 845 公里/小时或海平面最大速度 885 公里/小时;爬升至 10,668 米(35,000 英尺)高度需时 12 分钟;航程 965 公里。标书发出后,贝尔、联合-伏尔提、寇蒂斯、道格拉斯、固特异和诺斯罗普六家公司分别提交了各自的设计方案。

P-61“黑寡妇”夜间战斗机是诺斯罗普的第一种获得商业成功的飞机,而是二战中盟军唯一专门为夜间空战而设计的飞机

  由于螺旋桨飞机的最大速度难以达到军方的要求,所有的设计方案均不约而同选择了喷气发动机作为飞机的动力装置。经过初步审核后,寇蒂斯、道格拉斯和诺斯罗普的方案获准进入原型机竞争阶段。

  诺斯罗普于 1946 年 5 月 3 日获得制造 2 架原型机的合同,飞机编号为 XP-89,合同要求首架原型机必须在合同签定后的 14 个月内交付。XP-89 体形庞大,体现了诺斯罗普的一贯设计风格。XP-89 长 15.24 米、机高 5.48 米,翼展 15.85 米,机翼为小展弦比薄型平直翼,这种机翼可在不牺牲良好的低速稳定性前提下获得较高的速度(早期的后掠翼战斗机无法兼顾两者)?;淼钠刂泼婷挥胁捎么车慕笠?、副翼,而是采用了全翼展开缝襟翼,在正常飞行状态下,外侧襟翼发挥普通正常副翼的作用,降落时内外侧襟翼联动形成全翼展襟翼;在飞机需要减速时,襟翼像蚌壳一样上下打开,发挥减速板的作用。XP-89 的所有气动控制面均由液压驱动。

1978 年 7 月初,XP-89 原型机(46-678)。作为战斗机的 XP-89 身形巨大,外形怪异,与前辈 P-61 一样也是全身高亮黑涂装。在首次露面中,XP-89 没有挂载 600 加仑的翼尖副油箱

  飞机的动力为两台单台推力 1,816 公斤的通用电气 TG-180-01 涡轮喷气发动机,发动机并列安装在机翼下机腹两侧。起落架为前三点式,前起落架很短,鼻轮为双轮设计;主起落架装在翼下,向内收起,主机轮为直径较大的高压轮胎,轮胎的宽度很窄,可以收入纤薄的机翼内。

在原设计中,武器为装在机头炮塔内的 4 门 20 毫米机炮。当时曾考虑过两种炮塔,一种是马丁公司的产品,这种炮塔的可 360 度旋转,机炮仰角为 105 度,机炮可根据需要伸出或收入机鼻内;另一种是诺斯罗普自家的设计,该炮塔的射击锥面只有 30 度。由于研制进度拖延,两种炮塔在 XP-89 原型机出厂时也未能完成。

1948 年 8 月 16 日 XP-89 进行了首飞

  1948 年夏,浑身被漆成黑色 XP-89 原型机驶出设在加州的诺斯罗普厂房的大门。在经过了一系列地面滑行和刹车测试后,XP-89 原型机被运到位于加州北部沙漠莫洛克干湖的空军试飞中心(即现在的爱德华兹空军基地)。在此期间,空军将战斗机编号中的字母 P(英文驱逐机的首字母)换为 F,因此 XP-89 的编号也在 1948 年 6 月 11 日正式改为 XF-89。送抵莫洛克干湖后,空军的地勤人员和飞行员觉得 XF-89 高耸的尾翼和低垂的机头看上去活象一只准备扑向猎物的毒蝎,于是他们便为 XF-89 起了蝎子这个绰号,后来空军采纳了这个绰号,用其为 F-89 正式命名。

  1948 年 8 月 16 日,在诺斯罗普公司试飞员弗雷德•布切尔的操纵下,XF-89 完成了首次试飞。初步试飞的结果令人鼓舞,试飞员们对 XF-89 大加赞誉。但空军却对试飞结果半信半疑,并下令在 XF-89、XF-87“黑鹰”和海军的 XF3D-1“空中骑士”间进行对比试飞。试飞的结果非常有趣,例如在座舱布置这项目上,XF-87 的设计最佳,XF3D 位居次席;而在维护保养这一环节上,XF3D-1 胜出,XF-87 屈居亚军。尽管在很多单项对比项目中垫底,XF-89 却仍然获得了评估小组的垂青,赢得对比测试。评估小组的结论很简单:XF-89 拥有更好的性能和更大的发展潜力。

XP-89 的主要竞争对手是寇蒂斯 XP-87 黑鹰,后者发展自 XA-43 攻击机。XP-87 计划安装与 XF-89 一样的炮塔,机翼发动机舱中安装 4 具 3,000 磅推力的 J34 发动机

挂载 4 枚 AAM-N-2 麻雀空空导弹的 XF3D-1

  美国空军于 1949 年 6 月授予诺斯罗普一份价值 4,800 万美元的合同,要求诺斯罗普改进第 2 架 XF-89 原型机,生产 48 架 F-89A 及供后勤保养使用的零部件、特殊工具和地面设施。第 2 架 XF-89 最明显的改进是重新设计机鼻,取消原定安装在此处的旋转炮塔,代之以 6 门固定前射 Mk.24 型 20 毫米机炮。修改后原型机编号改为 YF-89,它于 1949 年 11 月 15 日完成首飞。

  1950 年 2 月 22 日,XF-89 原型机在第 2 阶段试飞中失事,F-89 身上的种种问题开始浮出水面。经过调查发现,造成飞机坠毁的原因是水平尾翼出现震颤造成平尾失效所至。调查人员还发现,早在模型吹风阶段,空军就指出在 F-89 身上存在包括机尾震颤在内的大量问题,但在 XF-89 身上没有得到解决。鉴于 F-89 存在着安全问题,空军下令 YF-89 停飞进行改进,F-89A 的生产立即停止。

  在空军的要求下,YF-89 进行了大量修改?;潜煌耆匦律杓?,长度加长 91 厘米,变得更为尖削。武器除了 6 门机炮外还增加了 AN/ARC-33 雷达和休斯 E-1 火控系统。推力为 1,816 公斤的 J35-GE-3 发动机被推力 2,361 公斤的 J35-A-12 发动机取代,后者装有加力燃烧室,加力推力达 3,067 公斤。发动机进气道也进行了重新设计,附面层隔道改为外置,进气道外侧加装可开合的辅助进气口,以在地面运行时为发动机提供更多的空气。发动机的尾喷管同样进行了很多改进。工程人员认为,发动机喷射气流流向尾翼是造成机尾震颤的主要原因。为此,发动机尾喷管后方的机身上加装了导流板,以让喷射气流远离飞机尾翼。

YF-89A 后座雷达操作员座舱仪表

  YF-89 身上的最后一项改进措施是将翼尖吊挂的 1,135 升可抛式副油箱换为更为流线的不可抛油箱,油箱容量不变。改进工作完成后,编号已经变为 YF-89A 的原型机于 1950 年 6 月 27 日成功完成试飞,F-89 的试飞工作得以恢复。

XF-89 原型机的坠毁直接导致了 YF-89A 的出现,后者的大量改进之处如下图

YF-89A 的两侧副油箱前部都安装了试飞用的空速管

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