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发信人: ersy (Green Mouse), 信区: Green
标 题: POGO起飞!美国垂直起降战斗机的探索之旅(1)
发信站: 哈工大紫丁香 (Thu Aug 28 13:00:59 2003)
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XFV-1飞机
第二次世界大战结束后,飞机的设计理念发生了重大的变革,涌现出许多新的设计思
想。在这些奇思妙想中,有一种与众不同的设计方案就是垂直起降(VTOL)飞机。燃气轮
机、冲压式喷气发动机、火箭发动机的实际应用,激发了设计师们的灵感,他们耗费了许
多精力,努力使飞机既能够高速飞行而且又能垂直起降的想法能够付诸实践,这样就能够
代替传统的必需经过加速滑跑使机翼获得足够升力从而起飞的飞机。
为什么人们要这样做呢?一方面,常规高速起降有其固有的危险因素,尤其是在地面
被浓雾覆盖的情况下;另一方面,空军开始认识到,在核武器时代,将战斗机停在固定的
机场上使用极其危险,其结果很可能是致命的。战斗机要想好好保存,就需要隐藏在森林
里,甚至山谷里。而这些,都意味着需要垂直起降。海军同样也需要垂直起降的飞机,这
样的话,每一艘舰船都可以有一架战斗机来保护它了。
德国先驱者:Bachem公司的“毒蛇”
战争令设计师们有了极大的动力和灵感,尤其是当一个国家遭受到失败时,更加促进
了这种动力。1944年,德国设计师们准备尝试一些新的东西。Bachem公司的Ba349 Natter
(毒蛇)就是一种尾部竖直,由火箭推进起飞然后提供动力飞机。在攻击敌方的轰炸机之
后,飞行员用降落伞降落,落地后飞行员、机身和发动机都会被降落伞掩盖住。还有一个
更加怪异的想法,就是福克(Focke-Wulf)公司的Triebflugel(动力机翼)。这种飞机同
样是以尾部竖立,在机身上有一个可旋转的环状物,像直升机的机轴一样在环状物上安装
了三个薄机翼,翼尖安装了有一定角度的冲压式喷气发动机,这样当发动机开始工作,它
就能呈螺旋状升空了。同直升机不同的是,这个飞行器预计能以1000公里(621英里)的时
速进行平飞。
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德国的先驱者Ba349 Natter
战后很多西方国家将更多的注意力在投放在军用航空方面,比如超音速飞行和垂直起
降飞机。1947年美国海军战斗机研发部开始正式研究垂直起降技术飞机,作为一种可能用
于发展军事行动的战斗机,“军舰或者油轮甲板或者商船的船尾都可进行起降”。但他们
很快就发现,没有一种实用的涡轮喷气发动机可以用于垂直起降飞机,并使之成为主要动
力。火箭发动机要做一些改进,但燃料和氧化剂的消耗速度意味着一架垂直起降的战斗机
其留空时间是如此之短,以至于它几乎是一起飞就要准备着陆了。
最合适的发动机看来只能是涡轮螺旋桨发动机了。由于可保证固定的燃油消耗率,这
种发动机开发的相当顺利,尽管有推力的缺陷,它仍然比涡轮喷气飞机的推力要大得多。
涡轮螺桨发动机使研制垂直起降战斗机的工作有了一个光明的前景,并且,这种飞机很可
能比第二次世界大战中的任何一架战斗机、甚至是喷气机飞的都要快,最初的设计目标是
时速约为966公里(600英里)。
1950年6月,朝鲜战争爆发,突然之间战争使得大量资金像流水一样投入在各种武器研
究上。海军航空办公署提出在两个月之内就“在已投入使用的战斗机型基础上发展研究垂
直起降飞机可能性”的问题进行完整的讨论。共有6家公司提出了8项建议,1951年3月,海
军挑选了两种相似的设计方案,一个是位于圣迭戈的康维尔公司的XFY-1,另一个是位于加
州伯班克的洛克希德公司的XFV-1。康维尔公司接到了三架XFY-1原型机的合同,机号1386
48的用于静力试验,138649/50则用于飞行试验;洛克希德也得到了两架用于飞行的原型机
的单子:型号先是XFO-1然后改成XFV-1,机号为138657/138658。不久后康维尔公司的飞机
被称为“Pogo”,这个名字取自当时流行的孩子们玩的弹簧单高跷。而洛克希德公司的飞
机则根据其首席试飞员的名字(Salmon),被取名为“鲑鱼”。
这两种飞机都安装了Allison公司的YT40型发动机。这种发动机通过两个T38型2减速齿
轮传动特制的柯蒂斯(Curtiss)双桨反转螺旋桨,这种螺旋桨由两具用薄钢板制成的直径
4.88米(16英尺)的三叶螺旋桨串列组成。
T38传动部分为固定轴式、四级涡轮驱动17级轴向压缩机和变速箱,其传动效率为0.0
635:1。由于安装了弹簧式超速离合器,每个动力组可以单独由AiResearch公司的压缩机
提供压缩空气启动并运转,两个动力组和压缩机、螺旋桨共同组成了完整的发动机。
因此,和英国“双曼巴蛇”飞机不同的是,每一个T40发动机系统的两个螺旋桨中间是
固定联接的,它们并没有被设计成“双发动机保险”形式。这样一来,如果其中一个动力
系统在飞行中失灵,则两个螺旋桨都会停转,飞机就会像砖头一样掉下来。飞行员可以直
接调整螺旋桨桨距,另外这种发动机还有一个与众不同的特点:机头整流罩和涡轮轴的尺
寸完全依照飞机机身的直径而制造,这么做的目的是在未来的拦截机改进计划中可以把雷
达天线放在机头整流罩里面。
动力系统是这两架飞机唯一相同的部分。由于这两架飞机都是尾部着地竖直朝向天空
,因此这两架飞机都被称为“Pogo”式,康维尔公司的飞机是无尾三角布局,洛克希德公
司的飞机则是小平直机翼和巨大的十字型尾部。当然,它们都是全金属蒙皮结构,蒙皮表
面上布满了平头铆钉。它们的机身都很短,仅能容纳长为4.27米(14英尺)的发动机,发
动机的上方是座舱和一个简易弹射座椅(这个座椅比美国海军的马丁.贝克型弹射座椅出现
得还要早)。
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康维尔的三角翼飞机方案
康维尔公司是三角翼的创始者。XFY-1型飞机有一个宽大的三角形机翼,前缘后掠角
为52度。机翼为固定前缘结构,从上方切入发动机进气口,进气道则从机翼下方经过;机
翼后缘后掠角不大,并安装了全后缘升降副翼。发动机下方是一个紧凑型油箱,动力部分
的排气管延伸至机身末端。不知何故,康维尔公司的设计师们在他们的头头R.C. “迪克”
塞勃德的带领下,绞尽脑汁一定要在又高又窄的机身上找出能够放置580美国加仑(2196
升)燃料的空间。
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老鼠怕猫?
那是谣传!^-^
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