冷战中的F4D天光

F4D Skyray of Cold War

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本文是好友双垂尾骑士的翻译作品,翻译自《Combat Aircraft Monthly》2010年1月号《F4D Skyray of Cold War》。经过译者授权首发到本站和大家分享。文中各种观点、数据等只代表作者本人的观点,仅供参考。转载本文请征得原作者同意。

正文

在我们五十年代海军战斗机系列文章的完善过程中,回顾一款名字恰如其分的飞机。这种又宽又厚的道格拉斯F4D天光全天候舰载截击机的设计看起来是受到了优雅蝠鲼的影响,F4D或者飞行员口中的“福特”,每一个“热”战斗机的部分和50年代所有的航空技术似乎全部都被运用到这架飞机上了。

天光看起来很漂亮,而事实看上去更漂亮。虽然是一款截击机,但它的缺陷却很难满足舰载机的要求。在其本身看来,这是一种不同寻常的海军战斗机,后来还被选中作为了北美防空司令部的一部分。

天光在1947年6月完成构想,当时道格拉斯公司和其它递交设计方案的参与者都基于三角翼平台的基础之上,以加强作为截击机的表现能力。道格拉斯的工程师们在德国设计师亚历山大.利比希(Alexander Lippisch)的三角翼研究基础上进行设计,美国海军的航空军正式发布要求,希望采购一款舰载截击机,最后道格拉斯的方案脱颖而出。

1960年5月的提康德罗加号甲板上,一架VF-51中队的F4D-1准备弹射起飞。

道格拉斯的设计师爱德华.海涅曼和C.S.肯尼迪选择给三角翼装上一个圆形翼尖,大后掠角、小展弦比,厚厚的主翼占据了机身的绝大多数长度,但里面安装了液压控制的折叠翼装置,便于甲板上维护。飞机没有安装水平尾翼,但是垂尾的面积已经足够大,配上机身大梁,可以为飞机提供足够的方向稳定性,在机鼻的雷达后面是可以容纳下一个人的座舱,前三点式起落架给飞机的升空带来了足够的仰角,而尾部下方的轮子可以防止飞机在降落时被甲板刮伤。

西屋的J40加力涡喷发动机是天光的动力设备,在水平飞行时能够达到1马赫的速度,更重要的是它寄予了天光更强的爬升力,在敌人攻击机投弹或发射核导弹前进行拦截。飞机的外部有6个挂点,用于挂载不同种类的武器。

原型机合同

道格拉斯在1948年12月获得了建造2架原型机的合同,被命名为XF4D-1,但是原型机的制造直到1951年才完成,命运多舛的J40发动机的研发进度依然落后,像其它战斗机一样拖延了天光的项目。为了节省时间,海军航空局允许第一架XF4D-1安装艾利逊的J35A-17发动机。

第一架原型机被拖到加州的爱德华兹空军基地,于1951年1月21日由道格拉斯试飞员拉瑞.佩顿(Larry Peyton)驾驶完成首飞。第二架原型机—安装了一个滑盖式座舱盖,而不是折叠式的—很快也升空了。J35发动机使得XF4D-1动力不足,而且无法让项目对飞机的整个设计展开评估。接下来是非加力的XJ40-WE-6发动机,之后是带加力的XJ40-WE-8,天光的测试项目继续使用这种发动机,最终让XF4D-1能够展开高速测试。

道格拉斯制造了2架天光原型机,被命名为XF4D-1,在1951年完成制造,同年1月21人在爱德华兹空军基地完成首飞。

原型机达到的飞行速度使得美国海军希望用它来打破世界速度的记录,1953年10月3日,詹姆斯.维尔丁(James B Verdin)少校从加州的埃尔托罗航空站起飞,在索尔顿海上的3千米航迹中飞出了752.944英里/小时(1211.487千米/小时)的新记录。“福特”是第一架打破速度记录的舰载机。10月6日,道格拉斯试飞员罗伯特.拉恩(Robert Rahn)在加州莫洛克干湖上打破了100千米密闭航线的速度记录,他的速度达到了728.11英里/小时(1171.53千米/小时)。

1953年10月,XF4D-1在珊瑚海号上完成了舰上起降的资格认证。毛病多多的J40发动机在F4D服役前就被取消了,这对于一款新战斗机而言是一件幸运的事情,更可靠的普惠J57-P-2发动机在1953年3月投产。

第一架生产型的F4D-1于1954年6月5日完成了首飞,期间,飞机突破了音障。J57发动机的表现是令人满意的,但是和F4D的整合方面却出现了一些问题,发动机经常在40000英尺高度以上失速/停车,最后在发动机进气道上安装了隔板才得以解决。发动机尾喷管周围的机体也进行了修改,后来的生产型安装了J57-P-8和P-8A发动机,两者的加力燃烧室尾喷管不一样。

舰队里的“福特”

419架F4D-1的生产正在有条不紊的展开,1956年4月16日,F4D-1进入加州莫菲特航空站的VC-3中队服役,进行作战和舰队服役的评估(之后有230架的订单被取消)。同样是在1956年,弗吉尼亚州欧塞纳站的VF-74中队成为了第一支装备F4D的一线中队,1957年,北卡罗莱纳州切里点的VMF-115中队成为了第一支装备F4D的一线陆战队中队。

J57发动机和加力燃烧室给予了F4D无以伦比的爬升力,陆战队的爱德华.勒法里维(Edward N Lefarive)少校在定时爬升方面打破了5项世界纪录,他在木古角的海军导弹测试中心花了2分36.5秒的时间爬升到49212.5英寸高度。已故的艾利.卡伦(Allie Callan)上校是一名试飞员,同样也是一支F4D中队的中队长,他说飞机打开了加力后,“孩子,飙起来了!”

F4D-1进入VC-3中队开始作战评估测试,该中队后来被改编为VF(AW)-3全天候截击机中队,照片摄于加州的埃尔托罗海军航空站上空。

“J57发动机相当强劲,可靠性和使用寿命在今天看来都是相当出色的。”已经退役的杰拉德.奥罗克(Gerald O'Rourke)上校在1986年6月号的美国海军工业杂志《Proceedings》里写道,“巨大的蝠鲼式主翼在高空格斗方面表现出色,可以保持持续盘旋,在任何高度上都能够为飞机提供升力,同样可以维持大过载盘旋,而强大的动力可以让飞机像火箭一样爬升,比任何当时国内外的任何一种设计都优秀。”

J57发动机需要大量进气,而F4D的进气道在特定的条件下无法胜任—比如在大过载机动时—导致发动机震喘,让很多经验丰富的飞行员都吓了一跳。“发动机进气道在战斗攻角下会被堵塞,”退役的陆战队中校雅克.纳维奥克斯(Jacques Naviaux)说,他随VMF(AW)-542中队完成了最后一次F4D的西太平洋部署。“开着加力拉出3G的过载后通常会让发动机失速,而且还伴随着巨大的响声,夜间可能还会看见进气道喷火—至少可以说这是相当令人不安的,很多飞机的进气道上都有一些初级飞行员(也许还有一些高级飞行员)在大过载机动后留下的烧蚀痕迹。”

尾喷管偶尔也会引发问题,一些唇叶会被卡在一个位置上,导致加力的不均,结果让F4D在弹射起飞的过程中向一边侧滑。

1959年2月,富兰克林.罗斯福号上VMF(AW)-114中队的2架F4D-1正在编队飞行中。

短腿的天光

F4D最严重的缺陷就是内部燃油的容量,导致飞机的滞空时间很短,在航母的飞行甲板周期结束前就耗光了油料。带上副油箱后,油料的数量翻了一倍,但是飞机的重量也增加了,而且出现了操纵难题。奥罗克说,“至少副油箱给了飞行员更多的战斗机会。”

像参与竞争的对手一样,F4D一开始没打算安装空中加油管,因为密集的机鼻部分没有空间去安装,最后,加油管被安装在一台副油箱上,以离轴的方式进行空中加油。奥罗克称这种所需的机动很“狡猾”,在白天或者条件好的情况下可能没有问题,但是夜里就不一样了。“一名飞行员已经为夜间数次不成功的着舰而感到沮丧,而驾驶这种飞机进行空中加油需要飞行员的沉着冷静,操纵杆和脚蹬的动作要相当快。”

辉煌的日子—1960年的北岛海军航空站,VF(AW)-3中队的天光在停机坪上整齐的排开。

“不管怎么说,这种飞机飞起来确实很有意思。”纳维奥克斯说,“它的大攻角荷兰滚转是我见过唯一一种在降落时没有横向风时还要踩尾舵的。从亚音速到朝音速的飞行让的机鼻下倾,需要25磅的力量来恢复。另一方面也有上扬的倾向,一个迷人的方法就是加长操纵杆,以延长力臂。

“起飞时飞机的加速很快,加上最小的方向稳定性,而且飞机的起落架收放也不同寻常,很多飞行员缺乏使用尾舵调整的技巧,最后导致飞机在离开甲板时的偏航角很大,就像一排壮观的秃鹰一样。”纳维奥克斯解释道,“着舰就是某种程度上的压杆。”任务系统和副油箱增加了飞机的重量,使得飞机的进场速度达到了140节。