御火而行
——零距离起飞的尝试
Ray Ding
此文已发表在 SC 论坛电子杂志《征战》第 5 期
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由于 F-100 相比 F-84G 几乎重了一倍多,助推火箭所需要的推力也相应要增大,飞行员起飞时所承受的冲击力也更大了。火箭发动机燃烧时间 4 秒钟,产生的推力是 130,000 磅(约合 58,967 千克),可以把飞机送到 400 英尺高度,达到 300 英里/小时(约合 482 公里/小时)的速度。飞行员所要承受的加速度大约是 3.5-4G,火箭燃烧完后脱落,飞机进入正常飞行状态。北美公司的试飞员 AI.布莱克本向试飞过 F-84G ZELMAL 的特纳请教如何应对起飞是火箭发动机所来的冲击力,特纳告诉他放松,让自己融入到飞机中去,感觉自己是整个飞机的操控者,从而能从容面对起飞时的冲击力。 首先进行的是助推火箭发射试验,在附加捆绑上同样重量的模拟飞机后,1957 年 12 月 12 日第一发射,后续又进行了 4 次。助推火箭试验成功后,第一次 F-100 ZEL 的试飞是在 1958 年 3 月 26 日,采用的是 56-2904 号机,试飞员 AI.布莱克本。他先是启动飞机发动机,开的到满动力状态,然后启动助推火箭升空。试飞取得成功。
F-100 起飞瞬间 第二次测试飞行就出了问题,火箭助推器在助推完毕后没有按计划的那样自动脱落,而飞机又没法在尾部挂着个摇摇晃晃的推进器“尾巴”的情况下安全着陆,布莱克本在空中足足飞了一个半小时,做尽了各种机动动作,试图甩掉这个尾巴,但是无效。最后只得弹射跳伞,飞机坠毁。对飞机残骸的检查发现由于推进段的自爆脱落螺栓没有起效,因此导致不能脱落。公司回去修正了助推段的设计,安装在另一架 F-100D 上,新的自爆脱落螺栓可以由飞行员控制,如果没有自动工作,就用飞行员控制引爆脱落。排除了这个隐患后,1958 年 3 月-10 月间,北美公司完成了 14 次成功的发射飞行,几乎是每周进行一次。
F-100 在发射拖车上待命 测试飞行是顺利的,但是技术以外的问题也浮上水面:战术核武器及其运载飞机(ZEL,或者常规飞机)主要都是部署和应用在欧洲大陆的,欧洲的民众显然不想用自己的家园和城市来作为战术核武器的战场,这些核武器的存在成为欧洲社会日益关注的焦点问题,储存、运输和使用上的安全问题也叫人担心,谁也不想某天在自家的院子前有架 F-100 战斗机坠下来。战争的威胁渐渐在双方巨大规模的战略核武器库面前变小了,恐怖的和平均势慢慢形成,一旦真的大打,那就是地球的末日,战术核武器的作用变得尴尬。 1959 年 8 月 19 日,在新墨西哥州的霍罗曼空军基地,布莱克本进行了人类第一次室内起飞。当年晚些时候,他来到欧洲,向各国军事首脑和政府官员介绍 ZEL 项目,英国、丹麦、荷兰、德国、法国和意大利。每次介绍无一例外都获得掌声和好评,听众都认为这是个好主意,操作简单易行。但是没有人愿意接受并部署,欧洲军方不打算采用这种代价昂贵的“单程飞机”,而在美国本土部署这种飞机又没有必要,于是 ZEL 计划再次无疾而终。
F-100-zel,这来自美国空军博物馆的 26 张连续拍摄的照片展示了从起飞到助推火箭脱落的过程 F-104 SATS 虽然美军放弃了 ZEL 方案,但是在德国,更现实的面对北约装甲集群和战机威胁的情况下,一旦苏军及其华约军队展开进攻,第一波突袭的对象肯定包括联邦德国境内的各个军用机场,届时德国空军的各种战机都将成为摆设,也开始考虑试验 ZEL 方案来应对战争条件下的复杂局面。德国空军也计划通过火箭助推起飞战斗机,然后用着陆钩在小型机场降落,并成立了一个 SATS(短距机场战术支持)项目组来实施这个方案,并拨付了 3 架 F-104G 战斗机做试验。
F-104G 机腹特写 F-104G 助推器特写 1963 年,德国空军采用了美国验证成功的 F-100 ZEL 方案及其装置,并在其基础上加以改良,采用了更大推力的火箭助推器,以便从经过加固的掩体中直接起飞 F-104G 战斗机。德国飞行员也得出了与美国同行类似的结论:ZEL 起飞时不困难的,易操作的。不过,也和美国一样,这个方案没有正式进入服役。毕竟德国是利用制空战斗机去拦截敌军,有回收飞机和飞行员的必要,而不是像美国当时考虑的 F-100 ZEL 战术核武器轰炸机那样准备的“单程飞行”。ZEL 飞机降落时还是要依赖机场和跑道这一难题也终结了德国 F104 SATS 计划。
F-104G 起飞瞬间 当时的洛克希德公司也在协助德国进行改装 F-104 为 VTOL 战斗机的方案设计,设想在飞机翼尖加装升力发动机或可旋转的发动机,不过也都没有实施。这些设计思路在以后的德国试验 VTOL 飞机 VJ-101 上得到了部分实现。 如今在柏林-Gatow 的德国空军博物馆,还保存着一架带助推火箭发动机的 F-104G 战斗机。
F-104G,柏林 Gatow 德国空军博物馆 Mig-19/SM-30
SM-30,在助推起飞导轨支架上 很有意思的是,在苏联,苏联空军根据在德国缴获的 Ba 349 截击机的资料,产生了极其浓厚的兴趣,也进行了类似的研究和试验。同时也不排除苏军在获得美国进行 ZEL 试验的情报后产生了对应的计划,毕竟在冷战期间,美国人研制了什么新武器,苏联也会同样进行。 1955 年 4 月,米格设计局根据命令,改装了一架 Mig-19 战斗机来进行 ZEL 概念的研究,即 SM-30 计划,次年开始飞行试验。 与 F-100 ZEL 惊人相似,苏军在 Mig-19 的机腹安装了 PRD-22 助推火箭,从支架上助推起飞。苏联人的试验同也取得了成功,但他们也同样遇上了美国人面临的难题:如何降落。如果有合适长度的机场跑道来降落,那干嘛还需要 ZEL 起飞呢。短距降落又还有技术难题不好克服,同时助推火箭的液体推进剂在野战条件下的保存和加注等问题也很棘手。最后苏军也放弃了这种技术。
SM-30,起飞瞬间 ZEL 概念最后没有投入使用的最主要原因是,这种方式下起飞的飞机,最终还是需要加场跑道来降落,而不是真正意义上的摆脱对跑道的依赖。这一与生俱来的问题是无法消除的,直到航空技术的进步能让依靠自身动力的垂直/短距起降飞机-鹞/Yak-38 等服役,才算是实现了降低战斗机对跑道的依赖性。而要战机保持出勤率,前进燃料补给和维护基地又是必不可少的。机场,还是必要的,除非是只进行一次性飞行。
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