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美国海军F7U“弯刀”舰载机是美国海军舰载机史上最极端的一种战斗机设计。在它诞生的揭幕式上,自认为有一定心里准备的新闻界记者们见到它的“芳容”后大吃一惊,他们立刻给它起了“蝙蝠侠”、“大标枪”之类的绰号。这种外形不那么美的战斗机却在美国创造了四个第一:第一种投产的无平尾后掠翼战斗机;第一种实现超音速飞行的海军飞机;第一种可在高亚音速状态时投弹,载弹量超过2.2吨的飞机;第一种同时采用带加力燃烧室的发动机,动力自动控制系统,飞机自动稳定系统等新技术的喷气战机。

武器性能

  • 名称: F7U“弯刀”
  • 首飞时间: 1948年9月29日
  • 退役时间: 1959年
  • 生产单位: 钱斯沃特公司
  • 气动布局: 后掠翼
  • 发动机数量: 双发
  • 飞行速度: 亚音速
  • 目录

    战机简介编辑本段

    F7U“弯刀”是上世纪50年代美国海军装备的一种舰载战斗机。它之所以留存在人们的记忆中,并非是因为出众的性能和骄人的战绩,而是糟糕的安全记录,有些航空专家干脆称其为“美国海军有史以来最不安全的飞机”。F7U在服役期间曾多次遭遇严重事故,最终没能逃脱提前退出现役的命运。甚至有美国海军飞行员开玩笑说,他们之所以幸存下来就是因为没有飞过“弯刀”。

    然而,就是这样一款口碑不佳的战机却在美国航空史上开创了多项第一:“弯刀”是美国第一种从一开始就安装带加力喷气发动机设计的战斗机、美国海军第一种后掠翼战斗机、美国第一种量产型无尾飞机以及美国海军第一种装有可转向机鼻轮和单向动力控制系统的喷气飞机。它还是世界上第一种实用型双垂尾战斗机,这项设计大大超越了它所处的时代。直到多年后的20世纪70年代,双垂尾才开始在美国和苏联的新式战斗机上普及起来。“弯刀”还是第一种具备超音速武器投放能力的飞机。最后,F7U-3M成为美国海军第一种在海外部署的配备导弹的战斗机。

    研制历程编辑本段

    空中翱翔的弯刀空中翱翔的弯刀

    “弯刀”项目始于活塞式飞机统治航母及航母仍在使用木质飞行甲板的年代。美国海军于1945年发起一次战斗机竞标活动,共有6家飞机制造商向海军提交了各自的方案。其中,麦克唐纳公司、北美公司和寇蒂斯一莱特公司各提交了2个设计方案。这三家的方案根据体形分成“大”、“小”两种,“大”的以通用电气J35涡喷发动机为动力;“小”的则配备威斯汀豪斯J34发动机。马丁公司和道格拉斯公司各提交1个方案,沃特公司则一口气拿出了4个以V-346为代号的方案。其中,V-346C和D为三发布局,V-346B为双发常规布局后掠翼飞机,V-346A采用了宽翼弦后掠翼,没有水平尾翼但装了两片垂尾和方向舵。

    美国海军从12个方案中筛选出4个设计——道格拉斯565型以及沃特V-346A、B和C型。565型细节不明,但肯定是非传统设计,否则无法进入这一阶段。与美国陆军相比,之前的海军在选择飞机时显得十分保守,接二连三购买传统布局飞机。美国航空工业界认为海军不愿在气动设计上冒险,其思维几乎停留在双翼机时代,但这一切都变了。

    最初参加投标12个方案中最为激进的沃特V-346A被海军看中。当海军于1946年6月宣布XF7U-1获胜时,它被描述成“一种为航母作战设计的试验性无尾战斗机”,配备2台24C涡喷发动机、350后掠角小展弦比机翼、前三点式起落架,增压座舱及由4门20毫米机炮组成的固定武器。发动机是威斯汀豪斯J34-WE-22,其直径为24英寸(61厘米),因此被称为“24C”。这是一种轴流式涡喷发动机,配有2级涡轮和11级压气机。J34号称拥有13.35千牛最大净推力和18.91千牛的加力推力,但如同战后所有的威斯汀豪斯发动机一样,它的推力始终低于预期数值。正如VA -12中队保罗·杜兰德所说,“J46每磅重量所能产生的推力小于历史上其他任何一种发动机。”

    异类设计编辑本段

    弯刀战斗机弯刀战斗机

    “弯刀”于1945年6月开始设计。当时,美军的P-47和F4U在速度达到M数0.75左右时经常进入一种不稳定状态,有时出现空气压缩现象。科研人员认为高速飞行时作用于平尾上的负升力会使飞机进入不平衡状态,此时作用于操纵杆上的力会变得很大,飞行员往往难以控制。与此同时,前往欧洲搜罗德国军事技术的美国科研代表团归国,带回了一种大胆的设计思想——取消飞机的水平尾翼。著名的德国无尾机设计师利比施随后也投奔了美国。

    一些航空史研究者据此认为F7U的无平尾布局直接借鉴了德国阿拉多P NJ-1(该机仅停留在图纸阶段)。但沃特公司实际上并没有接收过德国工程师,该公司的人也从没有涉足过德国三角翼及无尾布局技术的研究。P NJ-1与FTU的相似不过是一种巧合,这体现了它们的设计者追求超音速飞行的共同目标。

    美国海军1945年招标研制一种升限12200米、最大平飞速度965千米/小时的战斗机。美国各大飞机制造公司纷纷踊跃参加投标。到1946年4月招标结束时,共有6家公司的12种方案应征。设计过二战中最优秀舰载战机F4U“海盗”的沃特公司击败了麦克唐纳、北美、马丁、寇蒂斯4家公司,以它的V-346A、B、C三种方案同道格拉斯的565方案一同杀进了复选,两家公司都采用了无平尾设计。1946年6月25日,实难取舍的美国海军宣布两个公司的飞机他们都要。此时,美国军机的生产随二战的结束而减慢,新战机的发展也不那么争分夺秒了,各飞机制造公司大胆在新机上应用先进但不成熟的技术,期望借此确立喷气时代的优势地位。随后,565被命名为XF4D-1“天光”,V-346A被命名为XF7U-1“弯刀”。沃特公司获准生产三架用于试飞的F7U-1原型机。

    型号改进编辑本段

    战斗机英姿战斗机英姿

    F7U-3还有三种衍生型号:V-389方案、F7U-3P侦察照相型和F7U-3M全导弹截击型。

    V-389方案正式名称是A2U-1,计划外挂达3175千克,采用新式火控系统,减掉了两门炮。外形上同F7U的最大差别在于采用独特的三角翼尖副翼。A2U-2和A2U-3两个方案在不久也相继诞生,海军认为新意不大,于1954年11月18日正式取消了A2U的代号。

    1951年2月,海军不满足于现有的老式侦察机,向沃特公司提出了高速舰载照相侦察机的需求,早有准备的沃特公司痛快地拿出了F7U-3P。它于1954年7月1日首飞成功,海军迫不及待地订了12架试用。F7U-3P撒去了武器,机首加长63.5厘米后配备了40多个与照相有关的设备。美国海军自己都承认F7U-3P确实不错,但F7U-1当年飞行表演时的两次失手刺痛了海军的心,最终忍痛将其放弃。他们实在怀疑F7U-3F在实战的关键时刻会不会“掉链子”。

    在那个“导弹制胜论”盛行的时代,F7U-3M全导弹截击机闪亮登场。它的原型机直接由129589和129590号F7U-3改装而来,1954年7月12日首飞成功。98架挂载四枚AAM-N-2“麻雀”I(后来被命名AIM-7A“麻雀”)的F7U-3M将许多F7U-3挤出了海军舰载战斗机中队,这些中队从此改名为舰载攻击机中队,因为F7U-3M能携带2450千克的外挂。据说改进后的它还能携带908千克级核弹。鉴于“弯刀”家族可靠性不佳,性能更佳的F-8“十字军战士”已首飞成功,道格拉斯公司替代F4D-1的A-4“天鹰”攻击机也在1954年10月开始装备部队,海军在接收完合同上的98架后,于1955年8月12日年停止了F7U-3M的生产。

    机载武器编辑本段

    弯刀战斗机弯刀战斗机

    “弯刀”以独具一格的方式安装了4门20毫米柯尔特Mk12机炮,炮弹从进气道唇口上方射出。F7U-3的机炮不恰当地用3根螺栓固定起来,结果开炮时会出现严重的震动现象。由于炮管没有伸出机身外,偏离射击轴线的炮弹常常会撞上机身开口,弄得它们看上起就像是被大老鼠啃过一样。

    从机炮炮口的位置,就能大致推断出它们开火时会对发动机进气产生不良影响。在超过9144米的高度开火时,发动机会因吸入硝烟而停车。沃特公司表示,待高度下降至6401米就能重启发动机,但这样的说辞实在令人难以接受。大部分F7U-3后来在进气口上方加装了放气门,将炮口的硝烟和没有燃尽的火药吹走。炮口所在位置会在座舱两侧产生强烈的火光,完全不适合执行夜间战斗任务。部分飞机安装了炮口消焰器,但收效不大。

    除了机炮外,F7U-3还能外挂2724千克的武器。不过,关于“弯刀”携带对地攻击武器的照片并不多见。但“弯刀”确实接受过一些轰炸训练,就现在已知的情况,该机至少测试过Mk91型穿透弹。该炸弹是Mk8型的改良型,1950至1960年间在美军服役。拜细长的前起落架所赐,“弯刀”几乎可以搭载美国海军武器库中各种武器,这一特点备受美国原子能委员会的青睐。他们在1956至1957年间使用1架F7U-3进行了各种类型的测试。

    “弯刀”的轰炸任务没有留下多少记载,但有一支中队的相关记录被保存了下来。1956年末,VF-126中队为进行轰炸训练,在法伦驻扎了两个半星期。在这期间,VF-126完成了1400架次的高空俯冲轰炸训练,61%的飞行员将炸弹投入到目标周围122米范围内,地勤人员日夜不停的努力工作,使12架飞机保持着80%的出动率。424小时的飞行时间用掉了10200小时的维护时间。换算下来就是每飞行一小时需要24小时的维护时间。

    F7U-3的机腹处可以挂载一个内装32枚火箭的70毫米空空火箭发射器,内部的火箭分前后两排排列,每排各有16枚火箭。发射火箭前,发射器先将前端的舱门打开,再将前一排的16枚火箭射出,然后才能发射共用发射管的后排火箭。根据设计理念,如果前排的火箭没能发射成功,后面的火箭可以将其顶出发射管,否则就有招惹祝融之虞。火箭发射器挡住了发动机拆装舱门,拆卸发动机时,经常要出动不少地勤人员将这个680千克重的发射机拆掉。机腹处还可以用同样的方式安装一个造型与火箭发射器相仿的辅助油箱,它也是F7U-3的标准装备。“弯刀”后来还测试过一种带有两个泄压口的127毫米火箭发射器。

    性能指标编辑本段

    技术数据

    乘员:1人

    弯刀战斗机弯刀战斗机

    机长:13.13米

    翼展:12.09米

    机高:4.36米

    空重:8284千克

    发动机:两台西屋电气J46-W-8A发动机

    最大起飞重量:14353千克

    性能数据

    最大飞行速度:1120千米每小时

    最大航程:1120千米

    使用情况编辑本段

    1946年6月,海军订购了三架XF7U-1原型机。原型机由两台西屋电气J34发动机驱动,首架于1948年9月29日飞上了天空,随后,1950年~1951年,一共生产了14架F7U-1。由于严重的问题,J34发动机被停用,而“弯刀”差劲的操纵性也使它的设计完全重来了一遍,直到1951年年底,F7U-3才得以生产。

    F7U-3安装了新设计的机头和鳍,并且换装了西屋电气的J46发动机。大约生产了180架,装备了4个舰上中队。最后生产的变种机型是装备了导弹的F7U-3M,到1955年10月,完成了98架。

    由于很不好驾驶且维护起来极其困难,1959年,所有现存的“弯刀”均被F-8取代。

    难以克服的缺陷编辑本段

    “弯刀”的技术问题集中在三个方面:糟糕的发动机、脆弱的起落架和复杂的液压系统。

    弯刀战斗机弯刀战斗机

    就VA-12中队的马特·兰迪看来,“弯刀”上的J46虽然推力低下,但比起威斯汀豪斯J34(用于F2H“女妖”),J46为飞机带来了“难以置信的响应”,他曾在地面上运转两种发动机不下上百次。查尔斯·斯温福德也运行过F7U的发动机,并且曾在站岗时站在发动机旁边取暖。试飞员约翰·莫尔说:“威斯汀豪斯J46发动机……产生的热量如同烤炉一般。从怠速提升至最大军用推力要用去20~30秒时间,或者更长时间。”

    高出地面一大截的座舱是“弯刀”身上最为显著的特征之一。极长的前起落架支柱能将飞行员的头部抬升至距地面4.57米处,它一旦折断就难免会伤及飞行员。有时候,起落架支柱会插入弹射座椅底部,导致后者点火。虽然迄今为止还没有发生这类事故的证据,但“弯刀”完整的事故清单尚未完全被披露出来,这个问题还有待进一步确认。

    出于减小起落架事故对飞行员的伤害的考虑,沃特公司改进了弹射座椅,研制了一种填充泡沫的坐垫,它能在发生起落架折断事故时吸收部分冲击能量。座椅用一种新式不锈钢保险带固定在后舱壁上,保险带能在迫降时放松。

    为解决起落架问题,美国海军下令强化前起落架,并略微调整安装位置,使之在折断时不会直接冲击到座椅。1956年,VA-8中队的一架“弯刀”发生了数起前起落架故障,事后人们发现起落架的拉杆在连续着舰后弯曲变形,但这个问题始终没能得到解决。

    F7U-3不仅采用了全助力控制系统,还是美国海军第一种应用3000帕压强液压系统的飞机。以前飞机使用的均为压强只有1300帕的系统。这套系统由4个容易出现故障的液压泵驱动。座舱内安装了4盏信号灯来显示这套系统的运行状况——失去1个泵属于事态严峻;坏掉2个或3个泵是情况紧急;4个泵全部失效意味着完全失控,飞行员必须立刻跳伞。然而,“弯刀”座舱内的花花绿绿的各种警示灯实在太多了,飞行员们难以及时发现故障。

    F7U-3配备了可靠性更好的双源液压系统,但这种系统对维护人员而言只能用噩梦来形容。该系统使用的一种会对密封圈和0型封油环造成严重腐蚀的氢化润滑油,再加上高压强的作用下,整套系统频频出现液压油泄漏故障,需要花费大量的时间和精力予以处理。无论进行了什么样的维护工作,飞机都得先由飞行员启动发动机,经总机械师检查后,才能获准进入飞行状态。机械师们用“一片泄漏”和“两片泄漏”来对液压系统泄漏情况分级,随后决定让飞机飞行还是停飞。据说民用机场非常讨厌接待“弯刀”,因为它们漏出的液压油会把停机坪弄得到处都是油污。部分新造的“弯刀”在等待发动机交货和进行生产后改进而长期露天封存,直到完工两年后才交付舰队。在这些飞机开始服役期,其液压软管和密封圈已经老化,难以承受3000帕的压强,服役不久之后就不得不更换掉所有的油泵的软管。

    甚至是飞行员进出“弯刀”的座舱时也会遇到麻烦。飞行员需要借助高达3.05米的登机梯才能进出“弯刀”的座舱,如果机场没有这种登机梯(例如横穿美国途中降落的中转机场),飞行员就得从机翼后缘左侧的可收放式小梯展开登机的漫长旅程——登上飞机后,飞行员要沿着一条涂有防滑材料的走道前行,再向机身走去,随后在进气道上面以“鸭步方式顺着座舱旁边的几个踏板和手柄向前挪动,最后钻进座舱,站到弹射座椅上,然后坐下。飞行手册上明确指出,只有在没有其他手段可用时,才能采用这种办法进入座舱。

    座舱罩滑轨两侧的脚踏很小,飞行员必须踮起脚尖一步步向后走到机翼上,再走到减速板下,然后从至少距地面760毫米处跳下。当飞机后部起火时,飞行员就只能从4.22米高处跳下。VA-151中队的康罗伊少校就干过一次,结果受伤,不得不用拐杖走路。试飞员约翰·莫尔曾从一架滑行中的F7U-3M上跳下,落在主起落架外侧。这时飞机前起落架折断,但发动机还在工作,机鼻擦着地面向前滑行,幸亏莫尔跳下的高度并不高,所以毫发无损。

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