“十字军战士”史话
“十字军战士”史话 ——钱斯·沃特公司的F8U超音速舰载战斗机 引子 F8U,是按照美国海军原来的命名规则赋予的设计代号,“U”即代表飞机的制造商——钱斯·沃特公司。现在的航空迷们对钱斯·沃特公司可能已经非常陌生了。然而在上个世纪40、50年代,该公司却是著名的战斗机生产厂商。在太平洋战场上立下赫赫战功的F4U“海盗”战斗机就出自该公司的手笔。 20世纪40年代末,随着喷气动力装置日渐成熟,呈现出明显的取代活塞发动机、成为未来主流动力装置的趋势。在这种情况下,各大公司纷纷将注意力转向先进的喷气式飞机。沃特公司也不例外——谁都明白,掌握了喷气式飞机的设计技术,就等于打开了通向未来的大门。然而,沃特公司却吃惊地发现,向喷气时代跨越的困难远比他们想象的要大得多:1946年10月2日,XF6U-1“海盗”首次试飞。这是沃特公司向喷气时代发起的第一次冲击。但由于设计过于保守,加上动力不足,该机在4年零28天后被美国海军航空署“枪毙”。紧接着XF6U-1,沃特公司又设计出F7U“弯刀”,首架原型机XF7U-1于1948年9月29日试飞。沃特公司吸取了F6U的教训,F7U的气动外形非常前卫,但这次又矫枉过正,加上依然存在的动力不足问题,F7U也未能帮沃特公司打开喷气时代的大门,在一片恶评声中于1959年全部退役,仅生产313架(包括原型机)。 迭遭重挫的沃特公司不甘失败,再度展开设计喷气式飞机的尝试。机会很快就来了。1952年9月,美国海军发布装备需求,要求研制一种舰载昼间战斗机,高空最大速度M1.2以上,具备较高的可靠性和适应性,机动性好,还必须具有良好的着舰飞行品质。共有8家公司参与投标。沃特公司也加入了这场竞争,他们的方案就是本文的主角——F8U。当然,那时候他们还没有得到正式的海军设计代号,设计方案被称作V-383,以及照相侦察型方案V-392。先进而不脱离实际的设计引起了海军方面的极大兴趣,很快(1953年5月)就和沃特公司签订第一份合同,要求他们制造全尺寸模型和风洞试验模型。6月29日,海军再度和沃特公司签订合同,要求他们制造两架V-383原型机,并于此时赋予该机正式的海军设计代号——F8U。 第一部分 诞生和发展 一.设计特点 作为第一代超音速舰载战斗机,F8U在性能上并不能完全达到空军“百系列战斗机”的后期水平,但仍不失为一种出色的超音速战斗机。该机原本作为昼间制空战斗机设计,后来经过改进,最后期型具备了全天候作战能力。 F8U采用单座单发单垂尾正常式气动布局。机长16.61米,翼展10.87米,机高4.8米,翼面积34.84平方米。 机翼和尾翼: 为了保证在航母上的狭小空间的操作,F8U机翼外翼段可以折叠——这其实是为了适应中小型航母的需要,若以现代超级航母的标准来看,实无多大必要。但也正因为如此,后来法国海军航空兵才选中了F8U而非F4H——“鬼怪”II对于克莱蒙梭级航母来说实在有点大了。 F8U机翼为42度后掠上单翼,具有明显的下反角。选择上单翼的理由很简单——没有机身遮蔽,可以进一步提高机翼的升力,而且上单翼的翼身干扰阻力也最小。较大的下反角则减小了飞机的横侧安定性,有助于提高滚转速度。 机翼翼根翼型选用改进的NACA 65A006翼型,翼尖翼型选用改进的NACA 65A005翼型。机翼相对厚度为6%(另有资料称为5%)——这表明沃特公司也意识到了薄翼型对于提高高速飞行性能的优越性和重要性,放弃了被战后第一代喷气式战斗机广泛沿用的厚翼型设计,F8U因此在高速性能方面获益良多。 在控制附面层流动,防止翼尖失速方面,F8U采用了典型的西方设计——前缘锯齿,位于大约机翼半翼展处。利用锯齿产生的涡流卷走附面层,阻止其进一步向翼尖堆积,实际上就是个“气动翼刀”。但令人不解的是,前缘襟翼同样有防止翼尖失速的功能——同期设计的北美F-100就采用了全自动前缘缝翼而取消了其它附面层控制措施。为何沃特公司要多此一举?而且事实上F8U外翼段并没有设置副翼(实际上是在内翼段设计了襟副翼),换句话说,即使翼尖失速也不存在副翼失效丧失横侧控制能力的问题。个中原因倒是颇为耐人寻味。 和典型的第一代超音速战斗机一样,F8U采用了全动式低平尾设计。这大大改善了它在大迎角下的俯仰特性。由于低平尾避开了机翼下洗流的影响,从而避免了大迎角下飞机突然上仰失速的问题。同期的麦克唐纳F-101就是因为采用高平尾而存在严重的自动上仰问题。即使到了后来和F8U-3“超级十字军战士”竞争美海军新一代舰载战斗机的F4H“鬼怪”II,上仰问题仍然没有解决——主要原因还是麦克唐纳沿用了该公司传统风格的“短发动机舱+长尾撑”布局,平尾位置降不下来,即使采用大下反角的平尾也不能完全摆脱机翼下洗流的影响。相比之下,沃特公司的选择是比较明智的。 机翼增升系统: 由于采用了超音速薄翼型,造成低速时机翼升力系数较小,不利于减小飞机的起降速度——对于舰载机而言矛盾更为突出。为了增大升力系数,F8U采用了全翼展前缘襟翼,最大下偏角25度。通过副翼-前缘襟翼联动系统,可以在低速时使副翼同步下偏,增大机翼的弯度从而增大升力系数。 此外,和其它战斗机相比,F8U最引人注目的一点就是它的可变安装角机翼(50年代我们的东风-107歼击机也模仿该机采用了此类设计)。虽然是有些不得已,但这种设计确实体现了沃特设计小组的创造力:由于起落架构型严格受限于飞机的擦地角,加上着舰时需要为飞行员提供良好的视界,飞机的着舰迎角不可能很大,但低的着舰速度指标却要求机翼具有较大的迎角以便产生足够的升力。沃特设计小组采用了改变机翼安装角的独特设计——机翼后翼梁铰接在机身结构上,利用一套液压作动系统(另有一套气压备份系统),可以使机翼的安装角增大7°。这样,由于增大了机翼迎角,该机起降速度可以进一步减小,而同时机身保持较小的迎角,又可以为飞行员提供较好的视界。此外,机翼抬起后,其中央翼段还可以兼作气动刹车用。 但是,也应该看到这种增升设计其实是相当笨重的,机翼升降系统和局部结构加强带来的增重不小,严重影响飞机性能。随着后来增升装置效率的提高和弹射器功率的增强,再无其它机型采用这种可变机翼安装角设计——包括脱胎于F8U的A-7“海盗”轻型攻击机。只有后来麦·道为美战术空军设计短距起降战斗机时采用过这种设计,但也只是昙花一现。随着“十字军战士”全面退役,也许日后我们只能在博物馆里才能看到这种特定历史、技术条件下的设计了。 进气系统和发动机: F8U采用下颌式固定进气道,雷达罩突出在进气口前缘,构成其主要外形特征之一,给人印象非常深刻。就结构而言,这种设计比较简单。由于进气口离机头很近,因此不必设置附面层隔离装置,而雷达罩在某种程度上也起到了激波锥的作用,不需要安装激波锥和相应的进气调节系统,因此大大简化了结构,减轻了重量。但国外有文章认为这种设计甚至比机头进气的可调超音速进气道具有更大的总压恢复系数,笔者认为这就言过其实了。传统设计的固定式进气道性能再好,也不能完全满足各种条件下的进气需要——这一点比不上可调式进气道。当然近年来出现的DSI(俗称“鼓包式”进气道)确实具有不错的进气效率,但那是建立在新兴的计算流体力学基础上的,钱斯·沃特公司再厉害,也不可能应用到几十年后的科技吧。 发动机为普拉特·惠特尼公司研制的J57-P-11涡喷发动机,这是当时比较先进的发动机,空军的F-100、F-101、B-52等著名机型都曾采用。该发动机最大推力4400公斤,加力推力6700公斤。后期改进型推力有较大增长,如F8U-2N(F-8D)采用的J57-P-20的加力推力就增大到8165公斤。 燃油系统; 在F8U机翼内设计有整体油箱,在机身中段、武器舱之后,围绕发动机进气道设计有机身油箱,机内总载油量达到5300升,使得F8U续航时间达到约3小时。 起落架系统: F8U采用前三点式起落架,均为单轮。前起落架向后收入机身,主起落架向前收入机身。其起落架布置形式一个最大的特点是主起落架相当短,使得飞机呈明显的抬头姿态,从而增大了飞机滑跑时的迎角,以期进一步降低起降速度。这样设计的好处是可以避免为增大迎角而加长飞机前起落架而带来的缺点——采用这种设计的F7U前起落架被证明具有严重缺陷;同时方便地勤人员接近维护舱门。 武器系统: 作为一种以航炮为主要设计武器的战斗机,以当时的标准而言,F8U的火力算是相当强大了:机头安装有4门20㎜柯尔特MK-12转膛式航炮(雷达罩内装有与之配套的AN/APG-30航炮测距雷达),每门备弹144发;航炮后机身两侧设置有“响尾蛇”导弹发射梁,可以携带2枚“响尾蛇”导弹;机身腹部设计有弹舱,可以容纳32枚72㎜“巨鼠”火箭弹(但在F8U的服役历程中,这个弹舱几乎从未使用过)。 在当时作战飞机“导弹化”的趋势已初露端倪,F8U这种设计难免显得有些“落伍”了。但有意思的是,正是这种“老式”的武器配备,在越南战场上却发挥了意想不到的作用。相反倒是全面导弹化的空军F-4在参战初期被打得灰头土脸(当然原因很多,相关著述不少,这里不复赘述)。这恐怕是当年没有人想得到的。 空气冲压涡轮: 空气冲压涡轮是F8U上比较有特点的一个系统。平时收藏在机身内,紧急情况下从机身右侧放出,利用气流驱动涡轮作为动力源,提供应急电力供应和向失压的液压系统打压。这套系统在平时作用不大,但在战时飞机受损的情况下,就显得非常重要了。特别是在动力系统或液压系统失效的情况下,这套装置可以维持飞机航电系统和液压操纵系统继续工作,大大提高了飞机的生存能力。 面积律修形: 尽管外观上看起来不明显,但F8U确实在设计中应用了“跨音速面积律”,通过蜂腰修形来降低跨音速阻力,改善飞机的高速性能。 主要缺点: 1. 起飞下坠问题 可变安装角机翼使得F8U的起飞非常轻松,但起飞后机翼收回的过渡飞行阶段,由于机翼迎角迅速减小,升力随之下降,飞机会出现明显的下坠趋势。这对于新飞行员来说往往会难以适应而手忙脚乱,甚至引发事故。因此F8U的飞行员需要更多的训练才能熟练掌握过渡飞行阶段的操纵技巧。 2. 着陆操纵困难 尽管采用了多种增升措施,使得F8U成为少数可以在老式的小甲板航母“埃塞克斯”级和“27-查理”级上起降的喷气式战斗机,但实际上操纵该机着陆仍相当困难,着陆速度仍比老式海军飞机快很多。这主要是因为该机着陆临界速度对发动机油门过于敏感,往往油门杆的一点点移动就会导致很大的速度变化。后来针对这一缺陷,从1964年开始,数量不详的F8U(当时已改称F-8)加装了“进场油门补偿器”(APC,或称作“自动油门”)。APC用于进场着陆/舰阶段,在机翼抬起后开始工作,根据迎角和加速度的变化,适时平缓来自油门杆的控制指令,使得发动机推力变化不致于太过剧烈,以期在一定程度上解决上述问题。 3. 起落架强度问题 尽管主起落架长度较短,但在F8U初期型号上,仍然存在结构强度不足的问题。一旦遇到重着陆,主起落架往往会受损——甚至,只要飞行员忘了放减速板,下来后就够地勤人员忙活的了。但对于F8U这种着陆速度控制不易的飞机而言,重着陆却是家常便饭,因此起落架强度问题一度令海军相当头痛。 4. 尾旋特性差 F8U的尾旋特性较差,一旦进入尾旋就很难改出。为此沃特公司利用大量的警告信息提醒偏离正常飞行状态的飞行员,防止不利飞行状态进一步发展进入尾旋。但这种做法无异隔靴搔痒,效果不彰。 5. 安全性问题 沃特设计小组大概从来没有体验过一只短吻鳄在自己面前爬过是什么滋味。但当航母甲板勤务人员面对F8U时却实实在在体验到那种心惊胆战的感觉——由于机身高度太低,当飞机在甲板上开车滑行时,机头进气口的强大吸力和尾喷口的高温高速燃气流都足以毁掉一个粗心大意的勤务人员。最后F8U得到了另一个绰号——“短吻鳄”。这个绰号不仅指它那明显抬头的停机姿态,恐怕更多的是指它对甲板人员的威胁。 总的来说,F8U的事故率是比较高的,其万时率(每飞行1万小时发生等级事故次数)高达4.67,而相比之下道格拉斯A-4为2.336,麦克唐纳F4H为2.017,格鲁门F-14为0.932。从另一个角度看,各型“十字军战士”总共生产了1261架,事故次数高达1106次,换句话说,平均几乎每架飞机都发生过事故!但对于使用者而言,F8U优良的性能仍然是主要的,包括最有发言权的飞行员在内,多数仍对该机持正面评价——这一点,从众多的拥趸为F8U建立的纪念网站上就可以看到。 二.改进改型 1955年2月,第一架原型机XF8U-1(生产序号138899)出厂。3月25日,在沃特公司首席试飞员约翰·W·康瑞德操纵下,完成首次试飞,并在试飞中突破音障——这使得它成为第一种超音速舰载战斗机(在整个50年代投入批生产的为数众多的美国海军战斗机中,只有两种突破了音障,另一种是格鲁门公司的F11F“虎”)。6月12日,第二架原型机(生产序号138900)首次试飞。就在这一天,F8U获得了它的正式绰号——“十字军战士”。 F8U-1(F-8A注1): 由于原型机的试飞相当成功(沃特公司向海军保证该机最大速度可以达到M1.4,而实际上竟达到了M1.7,海军对此深感满意),F8U很快获得批准转入制造生产型F8U-1。9月20日,第一架生产型F8U-1离开生产线。10天后,该机首次试飞成功。尽管生产型早已出厂,但由于要进行相关测试评估,F8U-1实际迟至1956年底才正式服役——1956年初,军方开始对F8U-1进行操作评估。至当年4月,该机在海军福莱斯特号航母上完成了上舰评估试验。1956年12月28日,第一架实用型F8U-1开始在海军服役。短时间试用之后,1957年3月F8U-1获准大批投产,位于德克萨斯州达拉斯城的沃特工厂开足马力生产,月产量达到8架。至停产时,该型机共生产318架。 首批交付的F8U-1(约50架)和原型机无多大差别。但之后交付的F8U-1,根据军方要求,沃特公司在机上加装空中加油系统,受油管位于机身左侧,并可收入座舱后的整流罩内。发动机也略有改进,原本采用J57-P-12(和原型机的J57-P-11差别不大),但自第31架起改用推力加大的J57-P-4A,最大推力4950公斤,加力推力7530公斤。 F8U-1P(RF-8A): 由于海军对F8U侦察型方案非常欣赏(即前文提到的V-392方案),根据海军的要求,沃特公司迅速改装了一架刚出厂的F8U-1(生产序列号144363,第32架生产型),以便供海军评估。作为侦察机,原来F8U-1配备的全部武器和火控系统都被拆除,腾出的空间用于安装侦察设备。前机身下部经过重新设计,加装了航空侦察相机阵列。侦察系统基本构型包括4个照相工作站:1号站位于前起落架舱门前方的整流罩内,利用前视窗口对飞机航路前方进行照相侦察;2号站位于前起落架舱门后方,具有垂直和侧视窗口,拍摄范围覆盖飞机正下方和两侧;3号站和4号站位于前起落架舱门侧面,照相窗口包括机身左侧1个大型窗口和机腹几个小型窗口。根据不同的任务需求,可以在4个工作站内安装不同的侦察相机。其中1号站内甚至可以安装16㎜电影摄像机(但在实战中几乎从未采用过这种构型)。通常采用的构型是:在2号站安装一台3轴“垂直倾斜混合侦察相机”,在其它工作站则视情安装垂直/倾斜相机。此外,由于机身经过重新设计,内部空间加大,机身左侧的受油管可以完全收入机身内,原来在座舱后的受油管整流罩被取消。同时为了提高飞机的飞行速度,垂直尾翼也有所缩小。 经过改装的侦察型于1957年12月17日首次试飞——这就是F8U家族的第一种侦察型——F8U-1P。该机至1960年初停产,共生产144架,生产序列号为:141363,144507/144625, 145604/145647,146822/146901。 F8U-1E:(F-8B) 由于原始设计是作为昼间制空战斗机,F8U-1虽然装备了AN/APG-30测距雷达,但仍然不具备全天候作战能力。为此,沃特公司推出了新的改型——换装AN/APG-67雷达系统,从而赋予该机有限的全天候作战能力。为了安装新型雷达的天线,加大了原来的机头整流罩。为了加快研制进度,沃特公司采用了和研制F8U-1P同样的手段,将一架F8U-1直接拖回车间进行改装。1958年9月初,该机首次试飞成功,被赋予设计代号F8U-1E。至停产时F8U-1E共生产130架,生产序列号为:145416至145545。 F8U-2(F-8C): 1957年12月,被沃特公司非正式称为“十字军战士II”的F8U-2原型机试飞。尽管被赋予“F8U-2”的设计代号,但实际上该机不过是换装了发动机的F8U-1而已。第二架原型机于1958年1月试飞,和第一架相比,该机进行了大量改进,已经接近后来的生产型构型。试飞结果表明,该机最大速度已经可以达到M2,同时具有更出色的爬升率。 1958年8月20日,第一架生产型F8U-2首次试飞。和F8U-1相比,它的主要改进包括:改用新型的J57-P-16发动机(最大推力4850公斤,加力推力7670公斤);机尾段上部增加了两个小型进气口,以便为发动机加力燃烧室提供冷却空气;机身腹部增加了一对双腹鳍,以提高飞机的方向稳定性(这对腹鳍成为此后所有F8U的标准设计);机翼翼展缩短约15厘米;作为海军装备标准化的一部分,用英国的马丁·贝克MK.5型弹射座椅取代了沃特公司自己的弹射座椅;用“Y”形组合挂架取代原来机身两侧的单一挂架,使得F8U-2携带“响尾蛇”导弹的数量倍增至4枚(但这样使得该机重心过于靠前,因此通常仍只携带2枚“响尾蛇”);采用新型的雷达火控系统,具体型号不详。 1960年,F8U-2基本型停产,共计生产187架。 F8U-2N(F-8D): 1960年2月27日,夜间战斗型F8U-2N原型机(生产序列号:147036)首次试飞。该机主要改进是:换装新型电子设备,包括AN/APQ-83雷达和新型火控系统;(大部分)加装AAS-15型红外搜索跟踪系统(IRST),传感器突出在机头上部、座舱前方;取消几乎从来没有使用的机腹火箭弹舱,改为机内油箱,从而使机内载油量增加到6130升;换装改进的J57-P-20发动机,加力推力增大到8170公斤。通过这次改进,“十字军战士”首次具备了完整的全天候作战能力。 1960年6月,F8U-2N生产型装备部队。1962年1月,该机停产,共生产152架。 F8U-2NE(F-8E): 继F8U-2N之后,沃特公司又推出F8U-2NE,该机主要改进方向是增强全天候作战能力和对地攻击能力,主要措施包括:换装AN/APQ-94雷达(对轰炸机大小的目标搜索距离达到110公里,跟踪距离75公里),为此机头雷达罩再次加大,机身长度也增加了7.5厘米;为了增强对地攻击能力,在机翼下增加了两个可拆卸式挂架,用于携带“祖尼”火箭弹,或AGM-12“小斗犬”无线电制导空对面导弹、炸弹等对地攻击武器,最大载弹量达到2250公斤;在中央翼段增加一个鼓包形整流罩,以容纳AGM-12的无线电制导设备——尽管“小斗犬”几乎从来没有在该机上挂载使用过。需要说明的是,早期的F8U-2NE并没有两个翼下挂架,后来才经过改装加上去的。 1961年6月底,F8U-2NE原型机首飞。该型机最终生产286架。 F8U-1T(TF-8A): 1962年初,“十字军战士”的双座教练型——F8U-1T首次试飞。由于采用可变安装角机翼,F8U在操纵上和常规飞机有一定区别,需要相当的技巧。为此军方迫切需要该型机的双座教练型用于飞行员改装训练。应军方要求,沃特公司再次采用老办法,将第77架F8U-1直接改装成串列双座型教练机:前机身经过全面改造,加长了60厘米以容纳新增的座舱;后座加高,以为教员提供较好的前方视界;取消两门20㎜航炮以及机内火箭弹舱,但保留“响尾蛇”导弹发射能力;机载电子设备升级到F8U-2NE的标准;改装低压轮胎和在垂尾根部加装减速伞,增强飞机短距着陆能力(最终该机着陆距离比常规F8U缩短一半)。但该机并不走运,由于1964年预算削减,军方取消了订货,仅改装1架。英国原本考虑采用换装罗·罗公司斯贝发动机(最大推力5450公斤,加力推力9100公斤)的F8U-1T(当时已经改称TF-8A)改型,但最终选择了麦克唐纳的F-4。该机后来曾被海军试飞员学校和NASA使用过。1977年,作为向菲律宾出售F-8的售后服务的一部分,这架TF-8A被重新启用以帮助培训飞行员。但该机最终在1978年一次飞行事故中坠毁。 F-8E(FN): 1962年,鉴于TF-8A在巴黎航展上的表现,法国海军航空兵决定选择沃特公司的F-8E改型作为其主力舰载战斗机。但提出一个要求:由于法国“克莱蒙梭”级航母甲板比美国的大型航母小,因此要求F-8E改型具有更小的起降速度。 这对沃特公司而言并非难事。因为此前几年他们已经为美国海军作过类似研究,并提出了一系列改进措施。但美国海军认为他们的航母块头够大,F-8的起降性能已经足以满足,因此改进方案被束之高阁。现在法国人提出这个要求,正中沃特公司下怀,以前的研究成果又拿出来“废物利用”。最终,法国人看到的解决方案是:机翼安装角变化范围由0°至7°增大到0°至9°;增大后缘襟副翼偏转角度(由27°增大到55°),以增大翼型弯度,提高低速时机翼的升力系数;在机翼后缘内侧采用了吹气襟翼,从发动机高压压气机段引气吹除附面层,保证低速时的控制能力;全动平尾面积有所加大,以配平机翼升力增大后带来的俯仰力矩。通过以上措施,最终使得飞机着陆(舰)速度降低了28公里/时。 武器系统方面,新机型和F-8E相同,同时可以携带法国自己的导弹系统——包括2枚马特拉R.530空空导弹或者4枚马特拉R.550红外制导导弹。由于R.530发动机喷焰温度较高,需要加装特制的钛合金偏流板以保护机身蒙皮。 经过全新改进的飞机被命名为F-8E(FN)。1964年2月,由一架F-8D改装而来的F-8E(FN)开始试飞。4月11日,该机由鲍勃·罗斯廷驾驶进行第21次试飞时失事坠毁。就在这个月,利用美国海军的F-8E进行了R.530的挂载试验。6月26日,全新制造的生产型F-8E(FN)加入试飞。 11月20日,第一架F-8E(FN)交付使用。至1965年该机停产为止,共生产42架,生产序列号为:151732至151773。 这是F-8系列最后一种批生产型号。至F-8E(FN)停产时,包括原型机在内,各型F-8共生产1261架。 改装改型: 除了前述型号外,F-8系列还有一些用于特殊用途的型号,由于需求量小,这批型号其实都是由现役F-8系列改装而来。其中包括: F8U-1D (DF-8A):“天狮星”I/II巡航导弹的高速控制飞机。 F8U-1KD (QF-8A):“天狮星”I巡航导弹的高速攻击和控制飞机(从代号看应兼有靶机用途)。 DF-8F:靶机遥控机,用于QF-9F、QF-9G、BQM-34A、AQM-34B和AQM-34C各型靶机的遥控。 升级改型: RF-8G:F-8A经过延寿改装,并加装侦察设备后的侦察型。共改装了73架。 F-8H:F-8D改进型,主要改进包括增加机翼外挂点,加强机身结构。加装发射计算机等。共改装89架。 F-8J :F-8E换装装J57-P-20的改进型,机身机翼加大。共改装136架。 F-8K:F-8C的升级改型,更换机身、机翼、起落架的主要结构件。共改装87架。 F-8L:F-8B的升级改型,更换机身、机翼、起落架的主要结构件。共改装61架。 F-8M:F-8A的升级改型,更换机身、机翼、起落架的主要结构件。仅停留在方案阶段。由于F-8A机体剩余寿命有限,改进价值不大,最终放弃了改装计划。 F-8P:被赋予这个代号的有两种飞机,一种是法国人自己进行的F-8E(FN)延寿改进型(共改装17架),另一种则是卖给菲律宾空军的F-8H翻新后被赋予的型号。 三.十字军战士III 为了竞争海军下一代舰载战斗机,沃特公司迅速在F8U系列的基础上推出了新一代的战斗/截击机,即F8U-3“十字军战士III”(也有人非正式地称其为F9U-1“超十字军战士”)。 F8U-3仍保留了F8U系列的基本气动布局设计,但事实上无论从哪个方面看,该机都已经是一架新飞机了: 该机尺寸比F8U系列“大一号”,发动机也采用了推力更大的普·惠J75-P-5A(第一架原型机)/J75-P-6发动机,最大推力7484公斤,加力推力13381公斤。原本设计在腹部加装一台推力2724公斤的AR1火箭发动机,但由于火箭发动机研制计划取消而放弃该设计。独具特色的可变安装角机翼仍然保留,但尺寸加大。垂尾面积加大,同时在腹部设置一对可收放式大型腹鳍,以保持高速飞行时的方向安定性。进气口前缘前掠,呈弧形过渡。机头雷达罩加长,并且更加尖锐。和F8U系列相比,其最大的不同在于武器系统:该机完全取消了航炮,采用在机腹半埋挂装的3枚AAM-N-6“麻雀”III半主动雷达制导导弹——这表明,50年代末流行的“导弹制胜论”也已经深深地影响了沃特公司,同时也表明F8U-3的预想作战方式也将发生质的改变,由最早的昼间格斗战斗机(F8U-1)转变为一种全天候导弹截击机。 1958年4月29日,第一架原型机XF8U-3(生产序列号:146340)出厂。5月,海军宣布订购2架XF8U-3原型机,随后又追加订购16架预生产型用于性能评估。6月2日,第一架原型机在爱德华空军基地首次试飞,试飞员是约翰·W·康瑞德——如果各位有印象的话,应该记得他正是第一架XF8U-1的试飞员。这次试飞持续了48分钟,最大飞行速度达到648公里/时,最大飞行高度6096米。 随后序号为146341、147085的两架原型机先后加入试飞(147085号机其实是预订的16架预生产型的第一架)。整个试飞计划进展相当快。在第38次试飞中,XF8U-3的平飞速度即突破2倍音速。在后来的一次高速飞行试验中,XF8U-3达到惊人的M2.39,并且在此时仍保持0.1M/17秒的强劲加速度,只是由于风挡耐受不住气动加热的高温(当时驻点温度已经达到325℉)而被迫减速。根据当时的试飞数据,很多人认为只要更换风挡材料,该机就可以很轻松地达到M2.9的速度——笔者对此相当怀疑:因为传统喷气发动机在速度超过M2.5以后,由于空气冲压效应,会面临发动机失控超转问题,这是米格-25终其一生也未解决的问题。对于仍然采用传统设计的J75-P-5A/6,这个问题同样难以避免。当然,这是事后诸葛亮了。实际上当时已经在研制新型耐高温风挡。更有甚者,在V418“阶段2”或V419方案中,设计人员计划为该机换装普·惠的JT11D(即J58)发动机——那正是为三倍音速的“黑鸟”研制的变循环发动机——从而使该机成为世界上第一种3倍音速战斗机。不过由于F8U-3很快在竞争中失败,该计划未能实现,否则人类的航空史很可能会改写。 作为截击机,F8U-3的加速性和爬升能力都相当惊人。该机从M0.98加速到M2.2只需3分54秒,而当时多数战斗机的加速时间则在9分钟左右。该机的实用升限达到19812米,动升限则达到27432米。但遗憾的是,美国海军的作战思想此刻已经发生了质的转变,他们不在需要这种“纯”截击机,而需要多用途的战斗轰炸机。因此F8U-3在和麦克唐纳F4H-1的“对决”中很快败下阵来,1958年12月,美国海军宣布F4H-1入选下一代舰载战斗机,F8U-3惨遭淘汰。此时还有两架F8U-3预生产型(生产序列号为147086和147087)正在制造中,只好取消。 1959年5月26日,第一架XF8-3移交NASA,和后来的2号原型机一起在兰利试验中心进行高速飞行试验和音爆试验。3号原型机则在6月移交位于爱德华空军基地的阿姆斯研究中心,担负自动驾驶和飞控系统方面的试飞任务。其后1~2年内,3架飞机相继拆毁。一度绚烂夺目的“十字军战士”III就此销声匿迹,可惜可叹! 值得一提的是,在NASA服役期间,驾驶XF8U-3的NASA试飞员总喜欢飞往马里兰州的海军试飞中心,“偷袭”在那里的F4H-1,颇有点为XF8U-3打抱不平的意思,也算是为该机黯淡的结局增添了一丝喜剧色彩。 |