名 稱:F-6天光"skyray"
原 名:F4D-1
研製單位:美國道格拉斯公司
生產單位:美國道格拉斯公司
現 狀:退役
在1950年代,航空器設計水平得到了飛速的發展。與現今相比,一個新的作戰飛機型號能夠在更短時間內以適當的成本被設計製造出來。其結果是大量的飛機在那段時間被製造出來,並很快被後繼者所替代。就在那個熱火朝天的歲月中,誕生了一款與眾不同的作戰飛機,那就是道格拉斯(Douglas)公司的F4D-1“天光”(Skyray)——一種脫胎於二戰末期德國設計理念的三角翼單座艦載戰鬥機。
這是一種創新性的飛行器,但僅僅製造了有限的數量,並只服役了很短的時間。不過,就在這短短的歲月里,它給世人留下了許多獨特的記憶。它所反映出的這一類飛行器所特有的優點與缺陷至今仍然引起人們的好奇與興趣。
起源:
XF4D-1:
在德國投降後的1945年5月,兩位道格拉斯公司的空氣動力學專家基尼•羅特(Gene.Root)和A.M.O•史密斯(A.M.O."Amo"Smith:全名是ApolloMiltonOlinSmith,即阿波羅•米爾頓•奧林•史密斯)來到巴黎接收從德國繳獲來的空氣動力學數據資料。他們獲得了海量的資料,其中特別對由亞歷山大•利皮施博士(Dr.AlexanderLippisch)設計的無尾飛機模型的風洞試驗數據產生了興趣。
在二戰期間,德國在飛行器設計研究領域一直處於前沿的地位,種種在當時甚至是現在都讓人感覺奇特的飛行器設計理念被付諸於試驗。亞歷山大•利皮施博士
就是其中的一員。利皮施博士1894年11月20日生於德國慕尼黑,早年就讀於柏林技術高等學校和海德堡大學。他以研究和發展無尾飛機而著名,僅1921~1945年間就做過84種非常規布局設計和29種常規布局設計的飛行器。1930年代在德國滑翔研究院(DFS)設計了一系列無尾研究機,最著名的是DFS194。1939年在梅塞施米特公司工作,是世界上首批實用的火箭飛機Me163的主要設計者。在1941年從事過碟型重型飛行器的研究工作,以Me163和DM1滑翔機試飛的結果研製了哥廷根GottingenK-1253圓盤形狀的碟型機。1943年任奧地利維也納航空研究院院長,開始進行超音速飛機的基礎研究。兩人對於這些資料如獲至寶,更為幸運的是,他們還有機會與這些資料的作者利皮施博士本人見面交流,因為此時博士正巧被盟軍扣留在巴黎。
道格拉斯公司之所以會對這種無尾/半無尾三角翼布局的飛行器設計如此著迷,其原因在於早期的噴氣發動機一方面耗油量巨大,經濟性不佳導致航程不足,另一方面由於技術上的限制,發動機推力普遍不足,導致飛機爬升性能不佳。這兩項對於當時戰鬥機很看重的高空高速性能的影響很大。而三角翼布局不僅在氣動力方面保證可以更為有效率地利用發動機的動力,另外其寬大的翼內空間足以容納更大的機內油箱。1946年進行的模型風洞測試給出了令人振奮的結果,使得道格拉斯的工程師們確信他們走在了正確的道路上。
1947年1月,美國海軍簽發了一份招標書,要求研製一種能夠在100英里雷達探測範圍內追擊並擊落以575英里/小時(925.75公里/小時)的速度,40,000英尺(12,192米)的高度接近的敵方轟炸機的陸基或者艦載噴氣截擊機。這要求飛機能夠在5分鐘內爬升到40,000英尺高度並且在那個高度進行作戰任務。道格拉斯公司推出了一個純粹的三角翼截擊機方案,並賦予公司編號D-571。
最先的D-571的設計由A.M.O•史密斯和羅伯特•格蘭特•.史密斯(R.G.Smith,也就是Robert.Grant.Smith)完成。此方案採用帶尾翼的長直三角翼布局,外觀上與以前的飛機相比,看不出明顯的機身,就像一隻正在進化成鳥的爬蟲,幾乎就是一個“飛翼”。這種布局幾乎是翻版了德國戰時利皮施那些未完成的先進噴氣戰鬥機的設計。
1947年6月16日,海軍航空署(BuAer:即USNavyBureauofAeronautics)在眾多提案中選擇了道格拉斯公司的方案,並與之簽署了一份預研契約。整個工程項目完全由公司在加利福尼亞州艾爾斯貢多工廠(ElSegundo,Californiaplant)的首席工程師愛德華•海因曼(Ed.Heinemann)領導。
早期方案不能令人滿意,在經過數次的修改和完善後最終方案被定為D-571-4。海軍批准了道格拉斯的方案,於1948年12月16日給與其製造兩架原型機的契約,並賦予原型機型號為XF4D-1,其中“D”代表道格拉斯公司,而海軍航空署編號為BuNo124586和BuNo124587。由於外形類似於鰩魚(rayfish),因而就取了個“Skyray”的綽號。而英語裡“ray”有光的意思,所以國內翻譯時就稱其為“天光”了。可以說誤打誤撞之下,對於飛機而言,也算貼切,但與原意卻已相差甚遠了。
1951年1月21日,首架原型機BuNo124586在木洛克空軍基地(MurocAirForceBase),也就是後來的愛德華茲(Edwards)空軍基地進行了首飛。試飛員是拉里•佩
頓(Larry.Peyton)。飛行是刺激的,不過是以一種糟糕的方式發生。佩頓發現由飛機邊條控制面引起的不自主的危險性俯仰,使得他難以駕馭手中的飛機。在經歷了幾次看似將要墜毀的躍升和俯衝後,他控制住了局勢,並成功地將飛機降落在跑道上。雖然艾利遜J35-A-17發動機動力不足,但是除了些小的操縱問題,飛機還是表現出了不錯的機動性和爬升率。儘管木洛克地區海拔相對較高,發動機也發揮出了額定的動力,但對於飛機其他性能仍然沒有多大的改觀。與同時期在役的F-86E相比,“天光”原型機並沒有什麼特別出彩的地方。即使這樣,海軍還是在1951年2月訂購了預生產型批次12架飛機。
1952年中,海軍及海軍陸戰隊的試飛員對“天光”的生產型飛機進行試飛評估。他們注意到了該機的獨特飛行品質,承認該機的機動性確實好過當時已服役的飛機。對此,鮑伯•拉恩也表示贊同:“所有空軍的飛機在遇到(天光)這些機動飛行後,都會放棄追擊的行動。”
直到1953年秋天,這些飛機裝上了推力達51.6千牛(5,260公斤力/11,600磅)的XJ40-WE-8加力式發動機以後,“天光”開始“嶄露頭角”。
1953年12月中旬,海因曼因為設計了“天光”而獲得了科利爾獎(CollierTrophy),重要的是與他分享這一殊榮的是設計了世界上第一架超音速戰鬥機,有著“F-100之父”美稱的北美公司詹姆斯•H•“德國佬”金德柏格(JamesH."Dutch"Kindelberger)。這使得“天光”的名聲進一步提高。“天光”進入了它的“黃金時代”。
F4D-1:
F4D-1是改換了發動機後的第一種生產型機,首架生產型F4D-1“天光”(BuNo130740)於1954年6月5日首飛,並在平飛中就突破了音障,成為海軍第一種在水平飛行中超過音速的作戰飛機。
F4D-1憑藉那無可爭辯的區別於其他當時在役的噴氣戰鬥機的外形而成為一款吸引人的飛機:圓滑的三角機翼,單垂直尾翼,沒有水平尾翼;整個外翼段以及部分內翼可向機身摺疊,並且裝有前緣縫翼和後緣襟翼。左右機身翼根後共設有4個液壓驅動的氣動剎車,分別安置在機身的上部與底部。在兩側發動機噴口上還裝有調螺距器控制面;垂尾上裝有兩段式的方向舵。
交付美國軍方的工作直到1956年4月才開始進行,
這在那個歲月算是超長的開發周期了。延遲的原因還是發動機開發的延誤。第一個接收F4D-1的是以加利福尼亞莫菲特海軍航空站(NASMoffettinCalifornia)為基地的海軍第3混編飛行中隊(VC-3),時間是1956年4月16日。不過這些飛機僅是用以進行先期服役評估之用。1957年初,“天光”開始進入海軍陸戰隊服役。第一個接收飛機的是位於北卡羅來納切里點海軍陸戰隊航空站(CherryPointMCAS)的VMF-115飛行中隊。在服役期間,“天光”有了一個暱稱:“Ford”。這個名字的出典於“天光”的制式編號F4D,因為照英語發音讀起來是“eff-four-dee”,而這與“Ford”讀音相近。儘管在研發上的遲緩肯定了“天光”只會有短暫的服役歷史,但飛行員們對於它的能力還是表示讚賞的。從1955年由拉恩駕駛一架生產型“天光”進行的爬升試飛中獲得的數據表明,F4D-1具有極為出色的爬升性能。同時,“天光”還具有極佳的機動性,可以做出令人難以置信的滾轉率。
F-6:
1962年9月,海空軍航空器編號命名體系合併。F4D-1改稱F-6A,此時“天光”正大批退出一線部隊。同年,一小部分飛機被改裝充作目標靶機控制機(targetdron
econtrollers)使用,飛機編號也有所變化,改為DF-6A。VMF(AW)-542在1963年11月從日本厚木空軍基地換防回美國時,它已是最後一個現役的“天光”飛行中隊了。至1964年2月29日全部“天光”退役。在服役期間,該機曾於1958年和1962年被先後部署到中國台灣和古巴關塔那摩(Guantanamo)基地,以應對那裡的緊張局勢(台海危機和古巴飛彈危機)。但這些“戰士”們從未真正參與過實戰,也沒有出口客戶。道格拉斯公司曾經研究過針對海外潛在客戶(主要是印度)需求的出口型號,但最終還是放棄了。1956年,一架編號為BuNo134759的F4D-1被交給美國國家航空航天諮詢委員會(NACA)的埃姆斯(Ames)航空實驗室進行一系列的研究飛行。1959年,該機退役。“天光”退役後的最後的用途是在位於馬里蘭州帕特克森特河的海軍航空博物館(PatuxentRiverNavalAirMuseum)向那裡的參觀者演示一架不穩定的飛機是如何飛行的(確實是個很好的反面典型)。
服役情況:
F4D-1共裝備了11個海軍飛行中隊、6個海軍陸戰隊戰鬥機飛行中隊、3個預備役飛行中隊和幾個特殊作戰單位。其中海軍、海軍陸戰隊和預備役部隊的作戰部隊番號如下:
海軍:VFAW-3,VF-13,VF-23,VF-51,VF-74,
VF-101,VF-102,VF-141,VF-162,VF-213,VF-881,VF-882。海軍陸戰隊:VMF-113,VMF-114,VMF-115,VMF-215,VMF-314,VMF-513,VMF-531,VMF-542。
預備役部隊:VF-881,VF-882,VMF-215。
這些作戰單位不論是艦載部隊還是岸基部隊,全部清一色使用F4D-1。
基本結構:
F4D-1採用前三點式起落架,均為單輪。前起落架以及主起落架被設定在翼根處,降落時起落架向前轉動放出。早期的生產型的主起落架還裝有輪罩,以便在航母上降落而未抓住攔
阻索的情況下,被甲板上的攔阻網“抓住”,這些裝在起落架上的玩意兒不久被安裝在機翼前緣位於發動機進氣道外側的位置上的柵欄狀的用於同樣目的的凸起物所取代。當然,這些只是應付緊急情況。飛機著艦主要還是依靠安裝在後機身的內部嵌套了可收放機尾緩衝輪的軛狀攔阻鉤來抓住攔阻索的方式完成。“天光”內部武器包括4門科爾特M12(ColtM12)型20毫米機炮,每一門備彈65發(後來增加到70發)。不過,由於四門機炮的炮口過於靠近,機炮經常被拆除。後期生產型共有7個外掛點,每側翼下有三個再加上機身中部的一個。這些掛點總共可以負擔1,800千克(4,000磅)重量的外掛物。正常的外掛物包括2個1,136升(300美標加侖)的副油箱,4個70毫米(2.75英寸)火箭發射巢(每一個帶有7-19枚摺疊彈翼式航空火箭彈,即FFAR:FoldingFinAerialRocket);或者2個副油箱,4枚AAM-N-7(即AIM-9)“響尾蛇(Sidewinder)”紅外熱尋的空空飛彈。F4D-1也可以掛帶航空炸彈,但這不是正常的武器配備。因為“天光”並不具有承受執行對地攻擊與近距離火力支援任務的嚴酷環境的條件。
中線掛架可以用來攜帶裝有NAVPAC(NavigationPack)綜合導航系統的導航莢艙。該系統具有無線電信標跟蹤和測距設備以供飛向與海軍使用不同導航設備的空軍或民間地面站使用。翼下中間的掛點通常用來掛帶副油箱,但不清楚翼下其他掛架是否同時也掛帶有載荷。“天光”自身不具備空中加受油能力,不過據說可以攜帶裝有探管的副油箱與裝有軟管-浮標加油系統的加油機進行空中加油,但有這套系統的飛機很少見,應該沒有廣泛使用。“天光”還可以安裝一個用於拖曳筒形或者鏢形拖靶的接頭。
規格數據:
性能 | 公制 | 英制 |
翼展 | 10.21米 | 33英尺6英寸 |
翼面積 | 51.75平方米 | 557平方英尺 |
機長 | 13.79米 | 45英尺3英寸 |
機高 | 3.96米 | 13英尺 |
空重 | 7,270千克 | 16,025磅 |
最大起飛重量 | 11,340千克 | 25,000磅 |
最大速度 | 1,160千米/小時 | 720英里/小時,625節 |
實用升限 | 16,800米 | 55,000英尺 |
最大航程 | 1,930千米 | 1,200英里/1,045海里 |
巡航速度 | 836.84千米/小時 | 520英里/小時,451.39節 |
初始爬升率 | 16,733.52米/分鐘 | 18,300英尺/分鐘 |
作戰升限 | 15,544.8米 | 51,000英尺 |
著陸速度 | 215.65千米/小時 | 134英里/小時,116.32節 |
正常航程 | 1126.51千米 | 700英里/609.58海里 |
作戰起飛重量 | 10.27噸 | 22,648磅 |
最大載重 | 12.3噸 | 27,116磅 |
內部燃油量 | 2242.592公升 | 640美標加侖 |
外掛燃油量 | 1135.59公升 | 300美標加侖(兩翼各掛帶2個150加侖副油箱) |
2271.18公升 | 600美標加侖(兩翼各掛帶2個300加侖副油箱) | |
最大燃油量 | 4093.772公升 | 1,240美標加侖 |
最大外掛載彈量 | 1814.4千克 | 4,000磅 |
動力 | 1×普惠J57-P-8/8A/8B | |
最大推力 | 45.4千牛 | 10,200磅 |
加力推力 | 71.8千牛 | 16,000磅 |
總結:
“天光”的軍旅生涯如流星般轉瞬即逝。客觀而論,F4D-1扮演的是單純高空攔截機的角色,缺乏被日益看重的多用途性能。它具有極佳的爬升率,相對較高的速度,較大的航程和一部好的雷達,所有的特徵都表明“天光”是一款好的截擊機。道格拉斯公司原本計畫發展裝備J57-P-14發動機的F4D-2的改進版本,但最後沒有實現,再加上它那固有的不穩定的飛行品質,以及眾多的後來者(特別是F-4“鬼怪II”)的湧現,從而使得“天光”早早謝幕退場。
作為戰鬥機,“天光”也許並不惹人所矚目,但它卻從事過一項幾乎其他戰鬥機沒有嘗試過的任務—1958年一架“天光”被用於發射一種帶有重達1噸的空間發射助推器的固體燃料火箭。目的是以此將手掌大小環形的小衛星送入軌道。
資料來源:
http://www.afwing.com/intro/f4d/f4d%20f-6%20Skyray-1.htm
http://www.zgjunshi.com/world/hangtianqi/jianjiji/200805/20080510145525_1.html