云影,风声与约德尔小调—瑞士空军幻影III战斗机家族小史

Cloud Shadow, Wind and Yodel Minor - Swiss Air Force Mirage III Family History

传奇的起源—幻影III原型机的试制与试飞

1953年,法国空军总参谋部和当局出于对战机在当时不断增重和价格不断攀升的情况下草拟了一份关于轻型截击机的研制规范。项目提出了一个轻型截击机(5吨至6吨)的规格需求,这架飞机需要能在小型未铺装机场起降。作为回应,达索公司以自有资金开始发展设计,并最终提交了“神秘-三角”MD.550方案。这是一架由两台透博梅卡加比佐涡喷发动机作为动力,带有加力燃烧室和用以在高海拔提供额外动力的SEPR火箭发动机的单座三角翼战机。

初始的MD.550“神秘-三角”方案

MD.550的设计于1953年早期完成并在圣克劳德的工厂中制造出,这是一架单座三角翼飞机。由于原定的加比佐发动机进度落后,因此MD.550的引擎替换为两台达索制造的MD-30R(许可制造的英制阿姆斯壮•西德利 蝰蛇发动机 )涡喷发动机,每台发动机推力为7.3千牛。可升降的座椅,机身侧面两对可收缩的进气口以及考虑到将来要安装雷达而特别设计的细长的机鼻,为MD.550座舱提供了极佳的视野。

设计,发展和制造两架MD.550双引擎火箭助推原型机的合同于1953年3月22日签订。

厂房中的MD.550-01 神秘-三角

MD.550-01 神秘-三角 结构图(2750*1443px)

1955年6月25日早晨8:50分。试飞员罗兰•格拉瓦尼(Roland Glavany)驾驶MD.550 从默伦-维拉罗钦机场进行了首飞。在这次为时20分钟的试飞内,飞机爬升到了3000英尺(约合900米)高度。第二次试飞于当天晚间18:25分进行。在它的早期试飞中,飞机未配备后燃室与火箭助推发动机。尽管如此,这架飞机在7月24日的第四次试飞中的俯冲中达到了0.95马赫。尽管表现出了不错的飞行性能,但试飞结果远未到达预期,这是受两台推力孬弱的引擎所限,它们还无法提供充足的动力。

试飞初期的 MD.550-01 神秘-三角,可见其尺寸夸张的垂尾

MD.550 早期一系列的试飞为接下来的飞机的构型优化指明了方向。三角形垂尾尺寸需要进行缩小。双发并联的引擎布局方式面临一些发展问题,后机身需要按照面积率进行设计更改。现有的发动机推力太弱而无法达到超音速,由于其缺少后燃室,唯一能产生额外推力的 解决方案就是在机体上再加装一个火箭助推发动机。

设计的更改工作于1956年5月初完成,飞机重新装配了缩小过的垂尾(称为F型垂尾)和改进过的升降副翼伺服机构,飞机已做好了再次试飞的准备。两台MD-30R引擎加装了后燃室喷管,单台最大加力推力达到9.61千牛。考虑到尚未达到预期的引擎动力,飞机还加装了一台推力为14.7千牛的SEPR-66型液体燃料火箭发动机作为动力补充。这台火箭助推发动机能持续工作80秒。为了使飞机适应高速条件,进气口被重新设计了使用更小的截面。上述改变使飞机增重,MD.550的净重达到了3.61吨。

最终,改进过后的飞机于1956年5月6日再次试飞,并首次使用加力后燃。MD.550-01 随后被重新命名为幻影 I。

经过修改后的幻影I,注意机腹下的SEPR火箭发动机喷口

随后在经过为期6个月的调整准备后,MD.550在同年12月17日的试飞中在平飞状态下未借助火箭发动机便达到了1.3马赫。而随后使用火箭发动机的试飞中速度更是达到了1.6马赫。

虽然取得了令人振奋的试飞结果,幻影I的性能仍由于过于袖珍的尺寸,不可调的进气口以及动力不足而受限。其表现也表明幻影I并不足以完成作战任务。空军总参谋部开始意识到轻型截击机项目自身的缺陷。

幻影I-01 的试飞工作继续进行,为幻影IV轰炸机项目提供数据支持,直至1957年5月。飞机最后被运送到布雷蒂尼储存。幻影I证明了三角翼设计是可行的。研发方向开始转向更加复杂且更加先进的飞机,幻影开始向2马赫冲刺,幻影III由此产生。

值得一提的是达索曾规划过在幻影I的基础上设计修改一个体积放大的幻影方案,也就是幻影II。幻影II的发动机计划使用两台原定计划用在幻影I上的加比佐涡喷发动机,每台发动机推力为14.71千牛。不过在达索转向设计体积更大的幻影III之后,幻影II方案便就此废弃,而此前的MD.550-02则继承了她的名称,被重新命名为幻影II。

幻影III 001原型机,该机此时还未安装进气口激波锥

幻影III的的设计工作于1955年末完成。作为幻影I的后继方案,幻影III同样采用了三角翼设计。机身由于设计中运用了面积率而呈现出蜂腰轮廓。发动机则更换为推力更大的斯纳克玛 阿塔101G1轴流式涡喷发动机,最大加力推力为39.2千牛。(maximum effort)

幻影 III 001 原型机于1956年11月17日午时16:00在默伦-维拉罗钦机场完成首飞,飞机依旧由试飞员罗兰•格拉瓦尼驾驶。尽管试飞过程中飞机出现了点小故障,但并无大碍。

飞机的调整发展工作进展十分迅速。由于采用了新的机身设计与新的引擎,幻影III 001的表现达到预期。

飞行中的幻影III 001 原型机

1957年6月11日,幻影III 001 参展第22届巴黎航展,并在展演上进行了它的第62次飞行。被幻影III留下深刻印象的法国政府下达了采购订单,合约最终于同年6月25日签订。

在1957年9月18日的第78次试飞中,幻影III 001 在仍未安装进气口激波锥的情况下,依靠助推火箭发动机在平飞中达到1.8马赫。两周后的10月2日,在第84次试飞中,达到1.89马赫,飞机已达到当前状态下的速度上限:进气口的设计使得飞行速度难以再继续增加。为了解决问题,设计师最终找出了解决方案:在进气口处安装一个可动的激波锥。飞机最后装配了称为“小老鼠”的手动调节的进气口半圆锥型激波锥。

安装了进气口激波锥后的幻影III 001 原型机

1957年4月13日,航空技术部要求达索公司递交预生产型幻影IIIA的定型文件。随后,法国空军于1957年5月9日签订了10架预生产型幻影IIIA的订单。由于空军并没有足够的资金来发展各型单一用途的作战飞机,因此幻影III将按照多用途战机进行设计,她将包含执行不同作战种类的衍生型号。

考虑到幻影III 001 的体积仍然太小,不足以容纳所有必要的设备。因此幻影IIIA的设计同幻影III 001相比仍需要进行修改。

同幻影III 001相比,幻影IIIA的机身加长了1.4米,翼面积增加了17.2%,从幻影III 001的29平方米增加至34平方米。而幻影IIIA的动力则由阿塔101G1型替换为阿塔9B型涡喷发动机,其最大加力推力为58.9千牛。同时,幻影IIIA保留了幻影III 001上的可调节进气口半圆锥型激波锥。幻影IIIA也具有安装SEPR火箭发动机的能力,不过其具体型号则更为SEPR-841型,其推力提升至16.4千牛。

1958年5月12日,幻影IIIA 01原型机在默伦-维拉罗钦机场完成首飞,其试飞员依旧是罗兰•格拉瓦尼。这架飞机随后在1958年10月24日的试飞中在平飞中未借助助推火箭发动机的状态下加速至2.05马赫,成为法国乃至西欧第一架在平飞中突破2马赫的飞机。她于1966年5月11日进行了其最后一次飞行,此后被用于地面测试直至1972年5月8日。

试飞员罗兰•格拉瓦尼与预生产型幻影IIIA 01原型机,此照摄于突破2马赫之后

最后一架预生产型幻影IIIA 10于1959年5月12日顺利首飞,此后这10架预生产型幻影IIIA便被用于测试工作,每架飞机负责各自特定的测试阶段。

幻影IIIA 01,该机用于进行气动、挂载测试

第一架预生产型幻影IIIA 01,这架幻影成为法国乃至西欧第一架在平飞中突破2马赫的飞机(机鼻处标有mach 2纪念字样),该机现存于法国航空博物馆中(Fan" du Musée de l'Air)