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F-89战斗机(英文:F-89 Fighter ,代号:Scorpion,译文:蝎子),是20世纪50年代美国诺斯罗普公司为美国空军研制的重型截击机,是当时北美防空司令部的中坚力量。该机在长达17年的服役生涯中,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。

武器性能

  • 中文名:F-89蝎子
  • 首飞时间:1948年8月16日
  • 退役时间:1969年
  • 气动布局:平直翼
  • 乘员:2人
  • 翼展:18.19米
  • 最大飞行速度:1,023千米每小时
  • 动力配置:艾利森J35-A-21A发动机
  • 外文名:Scorpion
  • 服役时间:1950年9月
  • 生产单位:美国诺斯罗普公司
  • 飞行速度:亚音速
  • 机长:16.41米
  • 机高:5.36米
  • 最大航程:4,184千米
  • 实用升限:15000米
  • 目录

    发展沿革编辑本段

    历史背景

    第二次世界大战末期,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。

    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。

    研制历程

    1978 年 7 月初,XP-89 原型机(46-678) 1978 年 7 月初,XP-89 原型机(46-678)

    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。

    1948 年 6 月,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。比预期整整晚了 9 个月。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。

    XP-89 XP-89

    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-89A 后座雷达操作员座舱仪表 YF-89A 后座雷达操作员座舱仪表

    在空军的要求下,YF-89 进行了大量修改。机鼻被完全重新设计,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-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。

    型号演变编辑本段

    F-89A

    由于美国空军急需截击机来应对苏联的核威胁,XF-89 和 YF-89 的试飞工作还未结束,F-89A 就迫不及待地投入了生产。美国总统哈里·杜鲁门于 1949 年 1 月下令订购 58 架 F-89A,同年 9 月又追加订购 27 架。XF-89 在 1950 年 5 月 22 日发生坠机事故后,调查组发现 F-89 身上存在大量问题,F-89 的试飞和生产工作被立即叫停。

    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 试飞中的 F-89A

    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。

    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。机身下部的尾喷管导流整流罩外形也做了修改,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。但只生产了 18 架,剩下的飞机则转为 F-89B 和 C 型。

    部分陈旧的 F-89A 后来被改装成了无线电遥控靶机,编号为 DF-89A。

    F-89B

    F-89B 同 F-89A 在外形上几乎没有什么差别,但内部设备却大有不同。它安装有一台利尔 E-5 自动驾驶仪、一套仪表着陆系统(ILS)和一套斯贝零位指示器(Sperry Zero-Reader,它整合了陀螺地平仪、陀螺方向仪、磁罗盘表和高度表),武器装备和雷达没有发生变化。换装了推力为 2,315 公斤(加力推力 3,067 公斤)的 J35-A-21A 涡喷发动机。新发动机装有滑油净化装置,加力燃烧室也有所改进,动力控制更为顺滑。

    F-89B F-89B

    首架量产型 F-89B 于 1951 年 2 月交付给空军。1951 年 6 月,F-89B 正式装备驻加州汉密尔顿基地的第 84 截击机中队和第 78 截击机中队。第 78 中队是空军防空司令部一支完全装备 F-89B 的作战单位。另外还有三个中队在 1952 年初接收了 F-89B,分别是第 27、第 7 和第 174 战斗截击机中队。

    到 1951 年 9 月停产时,F-89B 共生产了 37 架。1954 年,所有的 A 型和 B 型从防空司令部退役,移交给空中国民警卫队。最早配备 F-89B 的空中国民警卫队作战单位是威斯康星州空中国民警卫队第 176 截击机中队。它用 F-89B 替换了螺旋桨动力的 F-51。

    一些陈旧的 F-89B 后来被改装成了 DF-89B 无线电遥控靶机。还有一架 F-89B(49-2463)在装配过程中就被改装成了的一架 YF-89D 服役试验机

    F-89C

    F-89C 前座座舱仪表 F-89C 前座座舱仪表

    F-89C 是 F-89 早期机型中一个比较重要的改型,从 C 型开始,F-89 才进入实用化阶段。F-89C 身上实施了空军要求的所有改进措施,前后共生产了 163 架。和 F-89B 相比,C 型的外形变化不大,只是在生产了 50 架后,更换了强度更大的水平尾翼和升降舵,原来外置的角形阻尼改为内置阻尼。后来,以前生产的 F-89 都接受了改装,将平尾上的阻尼改为内置。

    为了改善飞机性能,F-89C 的部分内部设备进行了升级。燃油系统加装了净化系统,大大减小了燃油蒸汽爆炸的可能性;翼尖油箱安装了阀门,可以在飞行中释放燃油;座舱的空调和增压系统也作了改进。此外,飞机还加装了为自动驾驶仪提供人工水平信息的利尔垂直陀螺仪。

    F-89C 三视图 F-89C 三视图

    F-89C 于 1951 年 9 月 18 日完成首飞,但受发动机和机翼结构问题的困扰,F-89C 机群直到 1954 年才形成战斗力。1952 年 1 月,缅因州普里斯克空军基地的第 74 截击机中队率先装备了 F-89C,其他作战单位随后很快也陆续装备了 F-89C,但没过多久,这些飞机就因发动机和机翼结构问题停飞。美国空军当时对截击机需求急切,完成改装的飞机立即直接飞往作战部队。这次改进相当成功,完 成改装的 F-89C 成为当时美国空军安全记录最好的飞机之一。

    随着 F-89 新改型的服役,F-89C 于 1954 年开始从空军退役。退役的飞机被空中国民警卫队接收。F-89C 共装备了空中国民警卫队的七个截击机中队,F-89C 在国民警卫队中一直服役到上世纪 60 年代。

    51-5795 号 F-89C 经过改装后,曾被用来试验一种机头布局:在机头两侧各安装一个 T110E3 火箭发射器,分别由一个安装 2.75 英寸 FFAR(Folding Fin Aircraft Rocket,折叠翼航空火箭弹)火箭弹的弹仓供弹。另一架 F-89C 则安装了一组四门厄利孔 302RK 30 毫米机炮(每门备弹 100 发),进行了试验。

    F-89D

    F-89D F-89D

    “蝎子”系列最主要的生产型是 F-89D(公司编号 N-68 )。这一型号的“蝎子”共生产了 682 架。

    F-89D 与 F-89C 的区别在于机载武器全部采用火箭弹,取代了原先的六门 20 毫米机炮。火箭发射巢位于翼尖副油箱的前方。这些副油箱的直径比 F-89C 所使用的 300 加仑副油箱要大,前面三分之一部分是 52 枚 2.75 英寸 FFAR 火箭弹的发射管,后面三分之二部分仍可以容纳 308 加仑燃料。发射巢外圈的发射管管口有金属盖覆盖,而内侧的发射管只有塑料保护盖。它所使用的 FFAR 火箭弹被称为“巨鼠”(Mighty Mouse,一个著名的卡通形象)。这种非制导武器装有高爆弹头,有效射程大约为 2,000 码。

    机头部分经过重新设计,外形呈笔直的圆锥形,雷达整流罩也变得更大更平坦。安装在机头的休斯 E-6 火控系统由一台休斯 AN/APG-40 雷达和一台 AN/APA-84 计算机组成,原来安装机炮的空间装上容量为 992 升的油箱。此外,F-89D 左右翼下还可各挂一个 757 升的副油箱,这样一来,战机的总载油量达到 10,727 升,作战半径也因此扩大到 644 公里,几乎是 F-86D 和 F-94C 两倍。

    YF-89D 原型机于 1951 年 10 月 23 日首飞,头两架量产型机 1952 年 6 月 30 日交付空军。在 F-89 机队因机翼结构问题全体停飞前,F-89D 已经生产了 125 架,这些飞机便留在诺斯罗普工厂中,等待更换机翼。第一支装备 F-89D 的作战单位是明尼苏达州明尼阿波利斯/圣保罗的第 18 截击机中队。该中队于 1954 年 1 月 7 日进入战备状态。

    F-89D 三面图 F-89D 三面图

    1953 年 10 月,美国空军开始考虑为 F-89D 装备休斯 GAR-1 “猎鹰”(Falcon)空空导弹,并改装了 3 架 F-89D,将导弹装在飞机翼尖的弹舱内。一架改装后的 F-89D 于 1955 年 1 月 27 日首次成功试射了“猎鹰”导弹,击落了一架 QB-17 靶机。

    F-89D 在防空司令部、阿拉斯加防空司令部和东北防空司令部一直服役到 1958 年,随后被移交给国民警卫队。最后一支使用 F-89D 的作战单位是驻扎在冰岛凯夫拉维克(Keflvak)的第 57 截击机中队,该中队的 F-89D 直到 1962 年 1 月才被康维尔 F-102A 取代。第一支装备 F-89D 的国民警卫队作战单位是北达科他州空中国民警卫队第 178 截击机中队。

    F-89E

    F-89E 单座护航战斗机 F-89E 单座护航战斗机

    F-89E 是 F-89D 换装两具 9,700 磅推力艾利森 J71 无 加力涡喷发动机后的型号。J71 被寄予厚望,将向蝎子提供更强的动力和更低的燃料消耗率,使航程有所提高。一架 F-89C(50-762)被改装为 XF-89E 原型机,安装了两具 9,500 磅静态推力的 YJ71-A-3 发动机,进气道经过了重新设计,有更大的截面积并在进气口上缘增加挡板以提供更好的大攻角性能。每侧发动机舱下方增加了一个大型进气口用于冷却之用。YF-89E 原型机于 1954 年 6 月 10 日首飞,但试飞表明 F-89E 的性能与 F-89C/D 相比并无明显提高,所以在生产定型阶段前该计划就被放弃。XF-89E 被用于测试机用途。

    F-89E 这个型号也曾分配给一种蝎子的单座护航型号。这种 F-89E 的发动机为 9,100 静态推力的通用电气 J47-GE-21 带加力涡喷机。并放大了机翼,且前缘略微后掠。取消翼尖吊舱,改为机翼中部的大型武器/燃料舱,舱内可容纳 108 枚折叠尾翼空射火箭(FFAR)。另外主起落架也收入武器舱中。机鼻也经过重新设计,内部可以安装 10 挺 12.7 毫米机枪,或 6 门 20 毫米航炮或 6 枚 MX-904 火箭弹。F-89E 护航战斗机预计最大速度 688 英里/小时,作战半径 1,010 英里。但该计划仅停留在了研究阶段。

    F-89F

    F-89F 是计划中的 F-89D 的先进改型。发动机是两具 9,100 磅静态推力的通用电气 J47 带加力涡喷发动机。机翼放大,前缘后掠。机翼中部有与 F-89E 护航战斗机一样的武器/燃料舱。后机身加高,从座舱盖到垂尾呈一直线。平尾安装在尾椎而不是垂尾上。武器为 6 枚猎鹰空空导弹和 42 枚在武器/燃料舱前部的70 毫米 FFAR 火箭。武器/燃料舱后部可容纳 3406 升燃料燃料。F-89F机长18.13 米、翼展 18.08 米,机高 6.4 米。

    该计划仅进行到全尺寸模型阶段。并且早在设计阶段,该机的重量就不断上升导致无法达到设计性能。结果美国空军失去了对 F-89F 的兴趣,在 1952 年 8 月取消了计划。

    F-89G

    F-89G 仍然一种计划中 F-89D 的先进型号。在许多方面与 F-89F 相似,但保留了推力3269公斤的 F-89D 所用艾利森 J35-A-35 加力发动机。原定安装正在为 XF-106 发展的休斯 MA-1 火控系统,武器为猎鹰空空导弹。但最后 F-89G 永远停留在了绘图板上。

    F-89H

    F-89D/H 的翼尖吊舱对比 F-89D/H 的翼尖吊舱对比

    F-89H是 F-89D 的导弹化型号,能发射猎鹰空空导弹。它是流产的 F-89G 计划的直接结果。由于 F-89G 计划的取消,诺斯罗普公司决定干脆直接将休斯 E-9 火控系统(MA -1 的简化版)和休斯猎鹰空空导弹用于 F-89D 的升级。美国空军同意了该计划,三架 F-89D(52-1830,52-1938 和 53-249)被提供用于新型武器系统的测试。但其中只有一架(52-1938)享有 YF-89H 的型号。经过短期的测试后,F-89H 于 1954 年 3 月投产。

    第一架量产型 F-89H 于 1955 年 9 月交付空军,但直到次年 3 月 F-89H 才在密执安州沃特史密斯空军基地正式进入现役,比原先的计划晚了将近两年。F-89H 共生产了 154 架,它同时也是诺斯罗普霍桑工厂生产的最后一种 F-89。由于康威尔 F-102A“三角”超音速截击机的服役,F-89H 在空军的服役时间很短。从 1957 年 11 月起,F-89H 开始逐渐向空中国民警卫队移交。到 1959 年 9 月,所有现役的 F-89H 全部被国民警卫队接收。

    F-89J

    F-89J F-89J

    F-89J 是“蝎子”的终极改型,其装备数量仅次于 F-89 D,但 F-89J 并非全新制造,而是从现有的 F-89D 改装而成。F-89J 最引人注目之处是装备了核装药战斗部的 MB-1“妖怪”空空火箭,从而成为有史以来威力最大的战斗机。MB-1“妖怪”是一种无制导空空核火箭,弹重 379 公斤,射程 9.65 公里,战斗部为当量 1,500 吨的核弹。MB-1 主要用于攻击大规模轰炸机编队,必要时也可攻击单个目标。F-89J 用休斯 MG-12 火控系统取代了早期机型上的 E-9FCS,新的火控系统允许飞机在大迎角爬升的状态下,发射“妖怪”火箭攻击高空飞行的轰炸机,并能控制截击机迅速掉头离开核爆炸区域。

    F-89J 可在两翼下特制挂架上挂载两枚“妖怪”,其内侧有两个挂载 GAR-2 空空导弹的挂架。此外,F-89J 取消了 D 型的翼尖武器吊舱(部分作战单位仍保留了 D 型的翼尖吊舱),改为容量 2,271 升的油箱。

    F-89J 于 1956 年 11 月开始交付,驻加州汉密尔顿空军基地的第 84 截击机中队成为第一支装备 F-89J 的作战单位。该中队在 1957 年元旦正式开始战斗值勤任务,按照“妖怪”火箭试射 7 个月前召开的国家安全会议的要求,每架飞机值勤时只携带一枚“妖怪”火箭。

    从 1959 年 7 月起,F-89J 开始逐步退出空军,退役的飞机照例由空中国民警卫队接收。到 1962 年,共有 9 个国民警卫队中队装备了 F-89J。空中国民警卫队的 F-89J 一直服役到 1968 年,方被超音速截击机取代。

    1963 年,10 架 F-89J 拆除了机鼻雷达并增加了翼下副油箱后前往日本用于测试耐基导弹系统。这些飞机型号改为 DF-89J。

    性能数据编辑本段

    (F-89C)
    尺寸数据:翼展 18.23米,机长 16.36米,机高 5.33米
    重量数据:空重 11430千克,最大起飞重量 21220千克
    性能数据:实用升限 15000米,巡航速度 1023千米/小时,航程 2200千米
    武器装备:机头安装了六门 20 毫米 T-31(Mk24)机炮,每门备弹 200 发,翼下挂架可以挂载 16枚火箭弹或者最多1450千克的炸弹
    动力设备:两台 艾利森 J35-A-21A 发动机,推力 2×22.7千牛,加力推力 2×30.2千牛 

    总体评价编辑本段

    1959年7月,超音速的F-101“巫毒”和F-102A“三角标”逐渐将F-89取代。至此,“蝎子”寿终正寝,它一共生产了1052架,曾装备36个空军中队和17个国民空中警卫队中队。“蝎子”不仅难以操纵,维护费用高昂,而且故障率较高,它是冷战最初阶段截击空战思想的体现,是远程核打击威慑下的产物,因此注定是昙花一现。

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