XP-81是美國聯(lián)合技術(shù)公司開發(fā)的一款雙動力飛機,它主要的特點就是在飛機的前部有一具四葉螺旋槳,尾部安裝了一臺噴氣式發(fā)動機。在飛行中,當(dāng)需要長途奔襲時使用螺旋槳作為動力,而貼身格斗時打開噴氣式發(fā)動機以獲得更高的機動性能! 不得已而為之的“雙動力”這種“混合動力”飛機的產(chǎn)生很大程度上是由于發(fā)動機技術(shù)(噴氣式發(fā)動機)發(fā)展緩慢造成的。在二戰(zhàn)期間,噴氣式發(fā)動機技術(shù)最強的當(dāng)屬德國和英國。而美、蘇兩國在這方面的發(fā)展明顯落后,因此在兩國的歷史上都曾制造過類似的雙動力飛機。比如美國除了XP-81,還研制過FR-1“火球”、XF-88、XF-84等機型。蘇聯(lián)在噴氣式發(fā)動機技術(shù)上更是“一窮二白”,即使在二戰(zhàn)結(jié)束獲取了德國相關(guān)技術(shù)之后,仍然不能在很短的時間內(nèi)制造出可靠的發(fā)動機。所以也研制了“混合動力”的米格-13(也被稱為I-250)作為噴氣式戰(zhàn)斗機的過渡。 它的研制目的主要是為了給當(dāng)時的B-29轟炸機編隊提供全程保護,完成高空遠距離的護航任務(wù)。二戰(zhàn)中期,隨著戰(zhàn)爭局勢的變化,美國開始大量裝備B-29遠程轟炸機,以此來實現(xiàn)對日本本土的轟炸。在護航戰(zhàn)斗機方面,軍方在測試了幾款戰(zhàn)機之后結(jié)果并不理想。最主要問題就出現(xiàn)在航程上,在沒有可用基地的情況下,B-29轟炸機必須從中國內(nèi)陸起飛,輾轉(zhuǎn)數(shù)千公里才能抵達日本本土。這樣的超遠航程讓當(dāng)時在役的所有活塞式飛機都望而卻步。另一個方面,B-29的實用升限接近1萬米,如果不配備增壓座艙,普通的螺旋槳式飛機連伴飛的機會都沒有,這就要求必須有一款專用的戰(zhàn)機來為其護航。 XP-81就是在這種背景下產(chǎn)生的。1943年夏季,美國陸軍(陸軍航空部,此時的空軍還沒有成立)計劃為B-29轟炸機編隊研制一款專用護航戰(zhàn)斗機,并制定了這款高空戰(zhàn)斗機的技術(shù)指標(biāo):航程必須達到2000公里以上,除配備遠距離飛行的燃料之外,還必須能夠在戰(zhàn)區(qū)內(nèi)持續(xù)作戰(zhàn)20分鐘以上。巡航速度不低于400公里/時,最大速度800公里/時,最大升限最低為1萬米,爬升速率大于750米/分鐘,建議采用雙動力配置等。 美國軍方給出的技術(shù)指標(biāo)中特意強調(diào)了雙動力配置,言外之意就是以燃氣渦輪發(fā)動機提供的動力進行超遠距離的飛行,在進入作戰(zhàn)區(qū)域時則開啟噴氣式發(fā)動機來獲取更高的機動性能。這樣可以更好的壓制來犯之?dāng)?,保證B-29轟炸機機群的安全。 軍方提出的這個設(shè)計方案有著兩層含義。一方面戰(zhàn)時的需要,B-29執(zhí)行的轟炸任務(wù)對于促使戰(zhàn)爭盡快結(jié)束有著特殊的意義。在海上對決中日本已成強弩之末,轟炸本土將徹底打消其頑抗到底的念頭,盡早的結(jié)束戰(zhàn)爭。另一方面,由于本國的噴氣式發(fā)動機技術(shù)落后于德國和英國。在此時的英、德戰(zhàn)場上雙方已經(jīng)開始使用噴氣戰(zhàn)斗機進行廝殺,而美國還在為仿制一款噴氣式發(fā)動機而發(fā)愁。這就讓軍方非?!吧匣稹?,但已然落后了,就不能把步子邁的太大。在現(xiàn)有的發(fā)動機基礎(chǔ)之上研制一款用于過渡的機型來積累相關(guān)經(jīng)驗也是非常有必要的,正好B-29護航需要這樣的作戰(zhàn)飛機,軍方順勢而為之,既解決了實際需求,也培養(yǎng)了噴氣式飛機的設(shè)計團隊,一舉兩得,何樂而不為呢! 該方案發(fā)布之后,有多家公司遞交了自己的設(shè)計,最后經(jīng)過陸軍篩選,確定了美國聯(lián)合技術(shù)公司提交的Model 102方案。1943年9月飛機整體設(shè)計初步完成,軍方定型為XP-81。1944年1月軍方提供了460萬美元的資金用于建造兩架原型機,1月20日第一架原型機在加利福尼亞州的飛機制造廠開工。 整體設(shè)計該機機身采用SRT-24鋁合金制造,層流型直翼設(shè)計,氣動布局良好。機身長度15.4米,翼展13.6米。四葉片螺旋槳,進氣道位于機身背部。配備有氣泡式增壓座艙和彈射座椅,機艙內(nèi)的觀察視野非常開闊,前三點式起落架。因其為高空護航戰(zhàn)斗機,還專門設(shè)置了除冰系統(tǒng),利用燃氣渦輪發(fā)動機產(chǎn)生的熱廢氣來對整個機身進行熱保護。 在通信方面,XP-81計劃安裝有SCR-522-A無線電收發(fā)電臺,BC-1206信號接收器和SCR-695敵我識別系統(tǒng),不過這些配置原本是打算在量產(chǎn)型上安裝的。但是由于最終計劃夭折,這些航電設(shè)備也沒有被實裝。 動力配置 在XP-81的初期設(shè)計階段,設(shè)計團隊就面臨著一個非常棘手的問題,那就是發(fā)動機的選擇。其中普惠的雙黃蜂R-2800和通用的TG-100是渦輪燃氣發(fā)動機的可選方案,而噴氣發(fā)動機只有一個選擇,那就是通用的最新仿制型號J33-GE-5(也被稱為I-40)。 雖然在渦輪發(fā)動機方面最終選擇了通用的TG-100作為主動力,但是在飛機試飛前,由于TG-100的出廠測試還沒有完成,交付日期被大大延遲。設(shè)計人員不得已在試飛前裝上了一部梅林發(fā)動機的美國仿制品Packard V-1650-3來應(yīng)急。并使用這種發(fā)動機飛行了將近50個小時左右。由于機體并不是按照這種發(fā)動機設(shè)計的,在試飛中出現(xiàn)了很多問題,特別是在低速飛行時的操作難度非常大,而且有時候螺旋槳還會出現(xiàn)異常轉(zhuǎn)動的情況。 1945年5月,TG-100終于完成了測試順利出廠,XP-81這才算是裝上了自己“原配”的動力,不過TG-100的問題依然不少,試飛中問題也是不斷。 該機使用的J33-GE-5噴氣式發(fā)動機是在J31-GE-5(I-16)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,I-16是通用公司設(shè)計(說仿制更加準(zhǔn)確一些)的第一款噴氣式發(fā)動機I-A的變形,仿制于英國的Power Jets W.2/700,最大推力7.1千牛。而I-40是其增大的版本,較I-16增加了4個燃燒室,推力也提升到了18千牛左右,1944年1月研制完成。 XP-81搭配原裝發(fā)動機的第一次飛行時在1945年12月,試飛效果另各方都很滿意,不過也暴露出了發(fā)動機功率不足的缺陷,原本計劃TG-100的2300馬力實際上只有1400馬力左右,而I-40的推力設(shè)計為18千牛,實際上也完全沒有達到要求,而且耗油率驚人。盡管“命運多舛”,但整體的試飛效果取得了不錯的數(shù)據(jù)。該機可攜帶超過1000升的燃油,最大起飛重量8.8噸,最大載重1.1噸左右。最高時速為877公里/時,航程3850公里,完全符合軍方的要求。 武器配備 XP-81的標(biāo)準(zhǔn)武器配備為6門12.7毫米AN/M2機槍,備彈2400發(fā),或者是裝備6門20毫米T31機炮,備彈1200發(fā)。這些武器分別被安裝在機翼兩側(cè)。在機翼上還設(shè)置有兩個武器外掛點,可以掛載700公斤左右的炸彈、火箭彈、吊艙或者是副油箱等。不過由于最終該機沒有進入量產(chǎn),這些武器配備在原型機上始終沒有被真正安裝過。 因戰(zhàn)而生,也因戰(zhàn)而亡這款飛機并未真正的進入到美國軍隊服役。由于動力問題突出,雖然經(jīng)過設(shè)計方多次修改,但是渦輪發(fā)動機和噴氣式發(fā)動機低下的效率問題仍然沒有得到有效改進。隨著戰(zhàn)爭接近尾聲,日本的空中力量被美國基本消耗殆盡,B-29奔襲日本本土?xí)r,空中攔截的力量幾乎可以忽略不計。同時美軍占領(lǐng)了馬里亞納群島并以此為跳板,轟炸機飛行距離大大縮短,普通的螺旋槳式飛機也可擔(dān)任護航任務(wù)。這也在另一個方面導(dǎo)致了這款戰(zhàn)機沒了用武之地。在戰(zhàn)爭結(jié)束的第三年5月該機的研制計劃被取消,而聯(lián)合技術(shù)公司也獲得了政府450萬美元的補償資金。 XP-81計劃雖然最終流產(chǎn),但它卻是世界上第一款雙動力戰(zhàn)斗機,同時也為美國在噴氣式飛機的研制上積累了些許的經(jīng)驗。作為在噴氣式飛機方面的后起之秀,美國在這一類型戰(zhàn)機的研制上采用了逐步過渡的方式進行發(fā)展,以該機驗證了本國產(chǎn)噴氣式發(fā)動機的性能和不足,為之后的P-80等相關(guān)機型的設(shè)計提供了一個可參考的依據(jù)。 |
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