康维尔的利剑
——三角翼的 F-102 与 F-106 截击机
江东

相关资料:F-106“三角标枪”
超前拦截手
后期的 F-106A 换装了改良的 MA-1 火控系统、Weber 式超音速弹射救生座椅和纵列式布局新型主仪表板,公司及时将这些改动同样移植到最早的生产型上。对飞机的其他改进还包括改善了低空飞行品质、增加了电子对抗功能、加装了红外搜索和追踪器材和空中加油设备等等。
F-106A 的导航方式可谓是“丰富多彩”:利用雷达,能够实施所谓的“地文导航”。也可利用机载自动方向探测器(ADF)、全球“塔康系统”(TACAN)或“伏尔系统”(VOR)实现导航。当然更可以依靠地面发送的数据链进行自主导航。F-106A 的着陆依靠仪表着陆引导装置(ILS)……。因此美军曾自豪地说过,F-106A 可以在任何恶劣的天候下完成全自动拦截作战。而飞行员必须要做的事只是在起飞或着陆的末阶段“动动你的手和脑”,当然,这并不意味着其他飞行时间里你可以看报纸或打盹。
F-106A 的唯一改型是双座的战斗教练型 F-106B。空军于 1957 年 6 月向康维尔公司定货,其一号机首飞于 1958 年的 4 月 9 日。具体改动只是在原飞行员座舱的后面加装一个教员座舱,当然还需要增加一套复式操纵系统。这和并列双座的教练机 TF-102A 不同,TF-102A 实际上很难作为截击机来使用,而仍然搭载 MA-1 火控系统的 F-106B 则完全可以作为截击机来使用,而且纵列式座舱使前座飞行员在正式参加战斗时可以和单座的 F-106A 几乎一样方便地实施操作。虽然因为增加了后座使燃油容量减少并影响到飞机的续航性能,但其他飞行性能基本不变。F-106B 可以携带同样数量的导弹投入导弹攻击训练或正式参战。

进行仪表飞行训练的 F-106B
F-106B 战斗教练型共生产了 46 架(国内一说为 63 架),空军为每一个 F-106A 中队配备数架这种飞机。所以,F-106A 型加上 B 型的总产量为 323 架(国内一说为 320 架)。
1959 年 12 月 15 日,一架 F-106A 在爱德华空军基地的试验航段上将飞行时速提高到 2,455.736 千米,从而创造了新一轮世界速度纪录。次年,生产型中的一架 F-106A 又从爱德华基地起飞、在到达佛罗里达州的杰克逊大厦上空以后,再调头飞抵汀德尔基地。在不补充燃油的情况下,完成 3,860 千米全自动操纵长途飞行,用实例证实了该机优异的飞行操作与导航性能。
1987 年 9 月,美国航空航天局(NASA)兰利中心调用一架 F-106B,用于试验“涡襟翼”,以研究受控涡对未来先进技术战斗机的影响。有关试飞一直持续到 1988 年。
F-106 同样采用无尾三角翼气动布局,其机翼和 F-102 极其近似,但去除了翼刀。前缘后掠角 60 度 06 分,仍带有弯度并呈锥度扭转。翼根的弦长长达 9.07 米!所以机翼的展弦比仅为 2.198。相对厚度不到 4%,是一种非常适宜超音速飞行的“狭长薄三角翼”气动升力面。机翼的构造采用了 5 条锻造合金钢大梁和化学铣切整体蒙皮,这是当时一种高比强度的坚固的机翼设计,同时也为机翼整体油箱的应用提供了条件。在机翼的后缘,只有蜂窝构造的升降副翼,而没有通常概念的襟翼和调整片,这也是无尾三角翼气动布局高速飞机常用的气动布局。
F-106 的垂尾和 F-102 差别很大,前者已从 F-102 的纯三角形改为非对称的梯形,且前后缘均后掠,而且前缘的后掠角要更大一些。由于顶端作了切角处理,所以垂尾的高度反而减少了 0.3 米。与 F-102 一样,垂尾根部后端同样是一对可以打开的空气阻尼板,着陆减速伞还是收纳于此中。
母容置疑的是,F-106 的机身也是按面积律蜂腰形状进行设计的,而且收得更细一些。由于调整得当,机尾已经不再需要安排面积率整流罩(即一对鼓包),从而使得整机看上去更加“干净利落”和更加流线型。

新泽西国警队的 F-106A
战斗机的动力往往直接左右飞行性能的优劣。F-106 所采用的 J75-P-17 双转子涡喷发动机的推力超过 F-102 所使用的 J57 发动机 50%!它的额定推力为 7,800 千克,加力时为 11,100 千克。虽然在起飞加力状态下,其耗油率可以达到 2.2,但在巡航时,仅为 0.8,所以 J75 属于当时一种 “很经济”的喷气动力装置。
F-106A 的全部燃油容量只有 1440 加仑(合 5,450 公升),它们分布在左右机翼夹层内和腹部武器舱后方的机身油箱内。为了解决由此而导致的续航能力不足的问题,后允许在机翼下挂装 2 个各 230 加仑容量(合 870 公升)的流线型副油箱。但即便如此,当飞机作了超音速冲刺以后,每次出动的作战半径也仅达 500 海里(合 926 千米)。不过这对于本土分地域防空而言,应该问题不大。
F-106A 两侧空气进气口的形状和位置与 F-102 大不相同,前者的位置已经大大挪后,并接近翼根。而且从正面看双双呈八字形倾斜,使前机身的横端面变成了三角形。
作为 F-102 的直接后继改型、F-106A 同样沿用了特别适宜于超音速飞行的 V 形(尖楔形)前风挡造型,主座舱盖依然采用向后向上开启的方式。也许作战自动化程度极高,所以由前风档引起的前部视界“不良”就显得不再那么令人难以忍受了。飞行员座舱内采用循环式增压/温度调节空气控制系统。弹射座椅可以保证在超音速和低空状态下较高的逃生概率,但显然尚不具备当今的 0-0 弹射性能(即 0 高度 0 速度状态)。

F-106B 弹射试验
一个有趣的地方是,F-106A 在许多地方不遗余力地设置了加热除冰装置,比如在主翼和尾翼的前缘、进气口的前缘、风档玻璃外部、甚至机头雷达罩等部位。这也许和需要在高寒的北美地区使用是分不开的。另外一个有趣的东西是,在机尾的下面,竟然安装着只有舰载飞机才具备的减速钩,当然,它显然不是为“上舰”而配备的。
截击机终极者
人们比较关心的机载军械系统和它的老大哥一样,依然纯粹是导弹和火箭。所不同的是 F-106A 可以在腹舱内携带一枚威力巨大的直径达 0.43 米的核战斗部无制导火箭弹,它可以是 AIR-2A“妖怪”、也可以是 AIR-2B“超级妖怪”(型号中的 R 代表火箭弹,而导弹一般用 M 来表示,但许多文章将它叫作空对空导弹,显然是不正确的)。这是美国空军唯一一种带核弹头的大口径空对空火箭弹,射程 11 千米、最大马赫数 3。AIR-2 研制于 1954 年、1957 年服役、1962 年停产。虽然作为一种无控火箭弹的 AIR-2 无法自动跟踪目标,但 1,500 千克 TNT 当量的爆炸威力足以撩倒几百米外的敌机。当然,核火箭在有限空域内万一真正投入使用后所带来的种种弊端是显而易见的,所以实际上从未应用过。除此之外,F-106A 的军械也可以改为同时携带 4 枚 AIM-4E“猎鹰”半主动雷达制导空对空导弹或 4 枚 AIM-4F“超猎鹰”红外制导空对空导弹。这些导弹不仅可以追尾攻击,也能够实施迎头攻击(当然必须是带一定偏角的)!由于导弹和火箭都是从飞机肚子里发射出去的,所以发射时必须利用压缩空气进行助推。当发射核弹头火箭时,通过程序还可以令飞机自动作“飞远”规避动作,以免受到核爆炸的种种不良影响。

“妖怪”火箭
无论 F-102A 还是 F-106A,它们都受到当时“导弹万能论”的影响,都属于那个时代纯粹的“导弹载机”(类似的飞机型号还可以报出不少)。但随着越南战争的深入,人们开始重新认识到空战近距格斗和航炮攻击的重要性,所以又逐渐恢复了射击武器在战斗机上的配备。后期的部分 F-106A 就加装了一门高效率的 20 毫米 M61六管“火神”机关炮,用于贴近目标时的补充攻击。

F-106 发射妖怪火箭的情景
F-106A 的战斗高度可达 17,600 米,当以马赫数 2 的速度加速、并利用动能转变势能的原理向上拉杆,则可以在冲刷后爬升到 21,300 米的高空,以满足拦截特殊飞行目标的需要。F-106A 在高空的最大马赫数可达 2.3 左右。不过,为了保持截击机作战时的方向稳定性,作战手册规定它的高空极限速度不得超过 1.9 个马赫。在 12,500 米同温层高度,F-106A 的巡航速度为 0.92 马赫。当悬挂 2 具副油箱时,要达到上述高度和速度,自地面松开刹车以后,只需要 3 分 20 秒。这类指标对于一架截击机而言是很关键的。

武器舱内的 M61A1 航炮
无尾三角翼飞机在起飞和着陆时肯定是要以大迎角、呈“高昂首”姿势出现,同时,这类飞机的起降速度和与之相应的起落滑跑距离也比常规布局的飞机要大一些和多一些。但据说 F-106A 在美国的百系列战斗机大家族中间,其起飞和着陆时的低速安定性却是一流的。
长期困惑 F-106A 的唯一缺陷,是由于其电子装置过于复杂,所以不仅需要投入大量的日常维护检测时间与人力,而且稍有故障即影响全局,使第一线飞机的可动率仅为 50%,这在第二代喷气式战斗机中间确实是偏低的。道理很简单,如果引导数据显示因此而稍有差错,要拦截目标即成为空谈。也有人提出这么一个棘手的两难问题,即在飞机升空以后,所谓的全自动系统你到底能够相信它多少,万一系统的运作因为一个小小的未知故障而呈现的只是假像,那么拦截的成功率又如何保证?在过份依赖电子设备的情况下,人的主观能力和监控能力如何在 F-106A 的座舱中得到体现?
为达到最佳防空截击效果,美军认为,F-106A 与“赛琪”体系的“合二为一”显得绝对必要。而且由于该机的使用范围极其狭隘,所以 F-106A 根本不存在“多用途”使用方面的任何通融性。这在美国战斗机中也是极罕见的(一般战斗机几乎都具备对地攻击等其他用途,以实现一机多用的目的)。F-106A 属于那种“以高速一击完成任务”的专用机种,所以除了那些大型、中速、基本保持直进航路入侵的目标(指战略轰炸机)以外,要想拦截机动灵活的战斗机(比如可能出现的护航战斗机)则要困难得多。其原因不仅仅是 F-106A 的飞行机动性能有限,而且和它所依赖的那些攻击武器的使用包线有很大的关系。
不过不管怎么说,F-106A 仍然是 80 年代以前西方世界最好的、也最具特色的截击机。而且类似这样专一用途的机种,以后似乎再也没有出现过。
F-106A 的性能参数如下:
| 外形尺寸 | |
| 翼展 | 11.67 米 |
| 机长 | 21.56 米 |
| 机高 | 6.18 米 |
| 机翼面积 | 64.8 平方米 |
| 重量及载荷 | |
| 自重 | 11,800 千克 |
| 正常起飞重量 | 15,900 千克 |
| 最大起飞重量 | 17,350 千克 |
| 装一台普拉特•惠特尼公司 J75-P-17 涡喷发动机,推力 7,810 千克,加力推力11,100 千克 | |
| 燃油容量 | 机内 5,450 公升,2 个副油箱合计 1,740 公升 |
| 性能数据 | |
| 最大平飞速度(高度 12,200 米) | M2.0 |
| 巡航速度(高度 12,500 米) | M0.92 |
| 实用升限 | 17,400 米 |
| 海面爬升率 | 6,120 米/分 |
| 正常航程 | 2,400 千米 |
| 转场航程 | 4,352 千米 |
| 作战半径 | 740-926 千米 |
-End-