康维尔 F2Y/F-7“海标枪”
Edwardiii
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康维尔 F2Y“海标枪”代表着战后那个航空技术突飞猛进年代所特有的探索精神,但从某种角度讲,它又是美国海军保守思维的产物。在喷气时代初期,海军对喷气式飞机、尤其是超音速飞机能否在航空母舰上安全起降一直存有疑虑。一方面,早期的喷气发动机加速性能普遍较差,飞机的起飞滑跑距离比活塞式飞机要长,在蒸汽弹射器尚未普遍应用的情况下,安全起飞的概率随之降低。另一方面,喷气式飞机的着舰速度较快,在航空母舰仍使用直通式甲板的年代,这又降低了降落的安全系数。因此,在美国空军已大量装备北美 F-86“佩刀”等后掠翼战斗机的时候,海军舰载战斗机的主力仍然是平直翼的格鲁曼 F9F“黑豹”和麦克唐纳 F2H“女妖”。为了摆脱航空母舰对战机性能的制约,海军决定另辟蹊径,研制高性能水上飞机。1940 年代末,海军提出了“移动基地”概念,即在水面舰艇的护卫下,为水上飞机辟出一片海域作为作战基地。与这个概念相关联的除了本文所要提到的 F2Y“海标枪”战斗机外,还有康维尔 R3Y“贸易风”侦察机、马丁 P5M“海上霸王”巡逻机等水上飞机。
康维尔 R3Y-1“贸易风”,共生产 11 架,有 6 架被海军改装成空中加油机
海岸警卫队的 P5M-2G,P5M 共生产 285 架,比“移动基地”里的另两种飞机要成功得多 1948 年 10 月,康维尔参加了海军为水上战斗机所做的设计方案竞争,并最终胜出。1951 年 1 月 19 日,海军授予该公司一份合同,生产两架编号为 XF2Y-1 的原型机(序列号 137634-137635)。新飞机的绰号叫“海标枪”(Sea Dart)。
XF2Y-1 三面图 XF2Y-1 在机腹两侧装有一对可收放的水撬,它们在“海标枪”起降时起到类似陆基飞机起落架的作用。飞机停在水面时,水撬完全收入机腹凹槽;起飞时,当飞机时速达到 15-18 千米,水撬前端出水,同时液压动作筒开始工作,使水撬伸出至中间位置;飞机时速达到 71-72 千米时,水撬完全伸开,直至飞机达到约 233 千米/小时的起飞速度。XF2Y-1 的两副水撬末端各装有一个不可收放的小轮,当水撬完全伸开时,它们和装在后机身腹部的另一个小轮组成简易的“后三点式”起落架,能够提供有限的陆地机动能力,使飞机可以凭借自身动力完成沿缓坡道下水或者上岸的过程。但 “海标枪”并不具备在常规跑道上起降的能力。 XF2Y-1 的机翼、尾翼与康维尔较早时候研制的 XF-92A 战斗机如出一辙。在 XF-92A 上经受过实践检验的无尾三角翼布局不仅有助于提高“海标枪”的高速性能,而且也降低了研发风险和成本。动力装置计划采用两台带加力燃烧室的西屋 XJ-46-WE-02 发动机,单台推力 2,770 千克。进气道位于机翼上方,安装位置很高,以避免在水面滑行时吸入海水。机腹是典型的水上飞机设计,横剖面呈 V 字形,内有多个水密舱,即便有少数舱室破损进水,也不至于导致飞机沉没。后机身腹部装有一组减速板,既可以在空中、也可以在水中使用,飞机在水面滑行时,它们还能起到船舵的作用。“海标枪”的座舱盖和风挡连为一体,只在两侧开有两个不大的窗口,而正前方就是一根框架,所以飞行员的视野极差。如果它最终得以服役的话,这个缺陷也是必须弥补的。 海军对“海标枪”寄予了很大希望,也给予了足够的信任,在原型机还没有试飞的情况下,就于 1952 年 8 月 28 日下达了 12 架生产型 F2Y-1 的订单(135762-15773,它们的序列号不知何故,比一年前订购的两架 XF2Y-1 还靠前)。生产型 F2Y-1 计划安装 4 门 20 毫米机炮,并可携带一组 2.75 英寸折叠翼火箭弹。合同签订后不久,海军对有关内容做了调整,把首批 4 架 F2Y-1(135762-135765)改作 YF2Y-1,用于定型服役前的测试。此后,海军又追加了 8 架生产型订货(其中 5 架的序列号是 138530-138534,另 3 架不详),使“海标枪”的总订单数量增加到 22 架。 第一架 XF2Y-1(137634)快出厂时,J46 发动机的研发工作还没完成,所以它实际安装的是两台不带加力燃烧室的西屋 J34-WE-32 发动机(单台推力 1,544 千克)。1952 年深秋,这架原型机被从位于林德伯格机场的康维尔试验车间运送到圣迭戈湾的水上飞机试验场。12 月 14 日,E•D•“山姆”•香农开始驾驶它进行滑行试验。1953 年 1 月 14 日,XF2Y-1 在高速滑行过程中曾短暂地离开过水面,但它正式的首飞时间是在同年的 4 月 9 日。
E•D•“山姆”•香农驾驶 XF2Y-1(137634)驶入水中准备首飞 试飞暴露出“海标枪”的几个问题。首先是发动机推力不足,由于 J34 的推力远小于计划安装的 J46,所以这个问题也算是在预料之中。其次是起降时水撬存在严重的颤振现象,使飞机变得极难控制。这个问题虽然后来通过修改水撬和液压动作筒的设计而略有改善,但始终没能得到彻底解决。第三个问题是飞机没能在平飞中突破音障,而它的设计最大速度是 1.4 马赫。推力不足的发动机固然难辞其咎,但 XF2Y-1 没有应用可以降低跨音速波阻力的“面积律”原理也是一个重要原因。 1953 年 10 月 14 日,海军取消了另一架 XF2Y-1 的订货。次年初,第二架“海标枪”,同时也是第一架 YF2Y-1(135762)加入了试飞行列。除一开始就安装了 J46 发动机外,这架 YF2Y-1 和 XF2Y-1 并没有太大区别,只是对发动机尾喷管部分做了修改,同时取消了水撬末端的小轮,因此它在上岸和入水时就须要借助其他设备。135762 的首飞是由康维尔的试飞员查尔斯•E•里奇伯格完成的,除了继续水面起降测试外,它还开始进行高速试飞和海上回收试验。海军的初衷是想用船坞登陆舰来回收降落在外海的“海标枪”,但由于所用的登陆舰坞舱较窄,即便在风平浪静的海况下,要避免“海标枪”的机翼与坞舱发生碰撞也不是件容易的事情,因此海上回收试验很快就终止了。1954 年 8 月 3 日,135762 在俯冲时突破了音障,使“海标枪”成为第一架、也是迄今唯一一架曾进行过超音速飞行的水上飞机。但 YF2Y-1 同样不具备超音速平飞能力,姗姗来迟的 J46 发动机也没能达到它的设计推力。由于在试飞中发现有机翼上表面气流发散现象,135762 在靠近翼尖的位置安装了一片翼刀,这是这架“海标枪”独有的识别特征。
试飞员查尔斯•E•里奇伯驾驶 YF2Y-1 后燃器全开,加速到 50 节的速度,可以起飞了
YF2Y-1 135762 侧面图 |
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