【原】瞬間飛到1.05馬赫后卻慢不下來？美國大三角翼先驅(qū)者小傳

筑壘地域 2020-06-09

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提起美國空軍的三角翼戰(zhàn)機，可能大多數(shù)人的腦海中都會浮現(xiàn)出如康維爾公司所生產(chǎn)的F-102/106那猶如白天鵝一樣優(yōu)雅的身影，或是疾如閃電的B-58“盜賊”轟炸機，亦或是世界上第一架超音速水上戰(zhàn)斗機F2Y等等，他們共同構(gòu)成了龐大的康維爾三角翼戰(zhàn)機家族。然而，在這些光鮮的身影背后，卻隱藏著一款并不知名的三角翼戰(zhàn)機。它就是我們今天要介紹的主角——康維爾XP-92。

▲康維爾XP-92A的側(cè)視圖

如果要先了解XP-92最初的來源，我們還要追溯到納粹德國時期。在納粹德國即將戰(zhàn)敗的1944年末，著名的Me-163火箭動力截擊機的設計師亞歷山大·利佩什博士提出了一款能夠極速達到2馬赫以上的戰(zhàn)斗機的設計方案，其就是著名的P.13a項目。受限于德國當時的資源短缺與盟軍轟炸所帶來的巨大破壞，P.13a項目從來都沒有離開過繪圖板。德國戰(zhàn)敗之后，其包括研究滑翔機DM1在內(nèi)的技術(shù)資料被盟軍所繳獲。其對康維爾早期的設計有著巨大的影響。

▲現(xiàn)存于博物館的利佩什P.13a的模型

1945年8月，即將更名為美國空軍的美國陸軍航空兵提出了一項超音速截擊機的建議，該截擊機的速度可達1100公里/小時，在四分鐘內(nèi)達到15,000米的高度。幾家公司作出了回應，其中包括聯(lián)合-伏爾提公司，也就是日后的康維爾公司。它于1945年10月13日提交了自己的設計。這種設計的特點是采用了掠翼和v形尾翼，以及一個強大的推進系統(tǒng)。除了導管火箭，四枚1200磅推力(5.3 kN)的火箭和西屋公司生產(chǎn)的1560磅推力(6.9 kN) 的19XB渦輪噴氣發(fā)動機被安置在排氣噴嘴上。聯(lián)合-伏爾提公司在1946年5月接受了一項提議，在美國空軍秘密項目MX-813下，提出了一種沖壓噴氣發(fā)動機飛機的設計方案，其具有45°掠翼。然而，風洞試驗表明了該設計存在著一些問題。回到德國的繳獲資料這邊。在美國國家航空咨詢委員會的蘭利研究中心，DM1的厚截面機翼被發(fā)現(xiàn)在跨音速下將會產(chǎn)生相當大的阻力，隨后為了探索這些問題進行了一系列實驗，蘭利考慮了兩個研究方向：在機翼前緣增加了鋒利的鰭，垂尾的尺寸明顯縮小、變薄、并向后移動。這在垂尾前留下了相當大的空間，人們決定在那里安裝了一個傳統(tǒng)的駕駛艙。在這些試驗中，人們注意到機翼在高攻角下產(chǎn)生大渦流的趨勢，但直到許多年后才認識到這一現(xiàn)象的重要性。

▲DM1滑翔機現(xiàn)存的機體

蘭利將三角翼的設計傳遞給了康維爾的設計師：圣地亞哥分部助理總工程師阿道夫·伯斯坦和空氣動力學研究主管拉爾夫·希克。兩人一開始都對三角翼持懷疑態(tài)度，但?？孙w到賴特-帕特森空軍基地與利皮斯奇會面，然后返回康威爾的唐尼工廠，最終確信這是正確的道路?？稻S爾的混合推進系統(tǒng)需要一個非常大的進氣道，它不僅為噴氣發(fā)動機提供了空氣，還增加了火箭的推力。卻使得傳統(tǒng)的駕駛艙無處安放。如果駕駛艙放置在正常位置，它將會深入到進氣道的深處。為了解決這個問題，研究小組對設計進行了修改，采用了類似于法國驗證機勒杜克 0.10和米爾斯 M.52的設計，將駕駛艙置于進氣道中心的圓柱形機身中。動力由西屋J30發(fā)動機和6個8.9千牛推力的液體燃料火箭提供。該設計在1946年被提交給美國空軍，并被作為XP-92進行發(fā)展。

▲XP-92的最初設計，注意進氣道中央的駕駛艙

為了取得更多的關(guān)于三角翼布局的飛行數(shù)據(jù)，康維爾建議建造一個更小的原型機，即7002型，美國空軍在1946年11月接受了此設計。該設計與蘭利后來對DM1的修改非常相似，使用更小的垂尾、更薄的機翼和一個傳統(tǒng)的駕駛艙。主要的不同之處在于，為了給發(fā)動機提供空間，機身向后拉伸，形成了傳統(tǒng)的機身形狀。為了節(jié)省開發(fā)時間和資金，原型機的許多部件是直接從其他飛機上取下來的：主起落架來自于北美FJ-1憤怒，機輪來自于貝爾P-63眼鏡蛇王，發(fā)動機和液壓裝置取自于洛克希德P-80流星,彈射座椅等來自于被取消的康維爾XP-81項目，而方向舵踏板來自于BT-13教練機。1947年夏天，機身被轉(zhuǎn)移到康維爾在圣地亞哥的工廠，并在秋季完成。到12月，它在沒有發(fā)動機的情況下被運往美國國家航空咨詢委員會的艾姆斯航空實驗室進行風洞測試。測試完成后，機身返回圣地亞哥，在那里安裝了一個艾里森J33-A-21發(fā)動機。

▲XP-92A使用的艾里森J33發(fā)動機

當飛機準備測試時，康維爾卻接到了P-92項目被取消的消息?？稻S爾決定將測試飛機重新指定為XP-92A。1948年4月，XF-92A被運送到慕洛克干湖(此地后來成為愛德華斯空軍基地)。早期的測試僅限于滑行，盡管1948年6月9日進行了一次短暫的起降。XF-92A的第一次飛行是在1948年9月18日，由康維爾試飛員埃利斯·D“山姆”·香農(nóng)駕駛。1948年12月21日，比爾·馬丁開始為該公司測試飛機。經(jīng)過47次飛行，總飛行時長20小時33分鐘。飛機在1949年8月26日被移交給美國空軍，測試任務分配給了弗蘭克·埃文斯特和查克·耶格爾。

▲著名試飛員查克·耶格爾，此君不僅是美國空軍王牌飛行員，也是駕駛飛機超音速的第一人

耶格爾是1949年10月13日第一個駕駛XF-92A的空軍飛行員。在他的第二次飛行中，他以4G的過載半滾倒轉(zhuǎn)進入俯沖，在短時間內(nèi)達到了1.05馬赫的速度。當飛機接近著陸時，他不斷地把機頭拉得越來越高，以減慢前進速度，避免第一次嘗試時出現(xiàn)的問題。令人驚訝的是，飛機根本不會失速;他能夠繼續(xù)抬起機頭，直到飛機傾斜到45度，以108公里/小時、160公里/小時的速度降落。1951年，XF-92A改進型采用安裝有加力燃燒室的艾里森J33-A-29發(fā)動機。然而，性能幾乎沒有改善。此外，由于這臺發(fā)動機有維修問題，在接下來的19個月里只進行了21次飛行。最后一個發(fā)動機的變化是換裝了艾里森的J33-A-16發(fā)動機。

▲飛行中的XF-92A

1953年4月9日，斯科特·克羅斯菲爾德代表美國國家航空咨詢委員會開始了一系列測試飛行。這些測試顯示，在高速轉(zhuǎn)彎過程中會出現(xiàn)劇烈的上升趨勢，通常高達6G，有一次是8G。增加翼柵在一定程度上緩解了這個問題。到1953年10月14日，克羅斯菲爾德駕駛XF-92A進行了25次飛行。在這架飛機最后一次飛行時，由于克羅斯菲爾德在湖床上迫降，飛機的前起落架折斷，最終被迫退役。迫降現(xiàn)場，可以看到飛機的前起落架已經(jīng)完全斷掉了。