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XF-85试验机:起源于对德轰炸的“蛋状物体”还未出生就已落

来源:火狐全站APP官网登录 作者:火狐全站app下载  发布时间:2022-10-03 08:32:29  浏览 2

  1948年8月23日,在位于加利福尼亚州(California)南部克恩县(Kern County)的爱德华兹空军基地(Edwards Air Force Base AFB)上空,一架在弹舱内挂有一枚“蛋状物体”的EB-29实验机,正在向高空爬升。

  很快,这架EB-29试验机,便爬升到6000米左右的高度。在以每小时320公里的速度飞行了一会儿后,它挂在弹舱内的“蛋状物体”被一个支架放了出来,紧接着,“蛋状物体”就脱离了支架,并展开了装在“蛋体”两侧的一对“翅膀”,开始向地面坠去……

  说到这,可能大家都会以为这个“蛋状物体”是一种新型炸弹,其实不是,它是当时美国空军(United States Air Force,USAF)正在开发的XF-85“妖精”(Goblin)搭载战斗机。这天,正是它在试飞员埃德温·肖奇(Edwin Schoch)的驾驶下,进行自开发以来的首次空中测试。咱们今天呢,就来聊聊这个“蛋状物体”,即XF-85“妖精”搭载战斗机。

  1939年9月1日凌晨,德国对波兰发起攻击,第二次世界大战爆发。9月3日,属波兰盟国的法国、英国(及其它英联邦国家)正式向德国宣战。1940年5月10日,德军发起“曼施坦因计划”(Manstein Plan),绕过法国的马奇诺防线(Ligne Maginot)对比利时、荷兰、卢森堡和法国展开进攻。6月25日,在距德军发起西线进攻(即“曼施坦因计划”)仅6周时间,法国投降。

  在法国投降之后,德国计划发起“海狮作战计划”(Unternehmen Seelwe):即先以空军来夺取英国的制空权(即后来的不列颠空战),接着派出地面部队登陆并占领英国。面对之前“战无不胜”的德军,在敦刻尔克损失惨重的英国,虽然隔着英吉利海峡(与被德军占领的法国),但也显得有些岌岌可危。在这种情况下,美国开始着手准备,以应对未来可能爆发的战争。这其中,就有一个远程战略轰炸机项目(结果便是后来的B-36“和平缔造者”)。之所以会提出这一项目,是因为当时美国考虑,如果英国被德国占领,那么自己需要一种能够从本土起飞,对德国本土进行轰炸后,再返回本土的轰炸机。

  1941年4月11日,美国陆军航空兵团(United States Army Air Corps,USAAC)公布远程战略轰炸机的技术指标要求:航程至少16093公里、航速每小时386至483公里、实用升限至少10670米、载弹量32659千克。1941年12月7日,日本偷袭珍珠港,太平洋战争爆发,远程战略轰炸机项目也因此被搁置了下来。

  战争期间,诞生于20世纪30年代的重型轰炸机,表现出自卫火力强度不足,及无护航战斗机的情况下,极易变成“活靶子”的缺点。但战争初期的战斗机,大多其航程是无法与重型轰炸机媲美的。

  虽然有少数战斗机在加挂副油箱后,可以为轰炸机全程护航,但远程飞行对于战斗机飞行员的体能来说,是相当大的考验(在极度疲惫的状态下参加空战,结果显而易见)。开头所说的“蛋状物体”,即XF-85“妖精”搭载战斗机,就是在这一大背景下出现的。

  1942年12月,美国陆军航空军(United States Army Air Forces,USAAF)宣布了一项名为“MX-472工程”的竞标案,其内容是开发一种为远程战略轰炸机(即处于概念状态的B-36战略轰炸机)执行护航任务的战斗机。在接下来的两年时间里,美国陆军航空军负责该竞标案的特别委员会,在修改了多次要求的同时,审议了多个项目。

  后来,特别委员会选择了麦道飞机公司(McDonnell Aircraft Corporation)提交的“模型 27”(Model 27)方案。之所以会选择该方案,一是因为其属于一种“搭载战斗机”、或称“子机”(相应的,挂载它的被称作“母机”),可减轻战斗机飞行员的疲劳程度;二是其采用的是涡喷发动机,符合1945年1月,特别委员会在“MX-472工程”添加的喷气动力这一要求。

  在爱德华兹空军基地内,测试开始前,地勤人员正在将XF-85原型机挂进EB-9试验机“弹舱”

  “模型 27”方案最初的设计,是让其以“半埋”的形式,挂载在战略轰炸机的弹舱中。但特别委员会拒绝了这一设计,理由是增加了阻力,将降低战略轰炸机的航程。

  1945年3月19日,赫尔曼·D·巴基(Herman D. Barkey)负责的麦道飞机公司设计团队提交了修改后的方案,即是拥有“蛋形机身”、一片垂直尾翼、两片带外倾角的垂直尾翼、两片带有很大下反角的水平尾翼及带37度后掠角的可折叠主翼的“模型 27D”方案。

  该方案中,机身、各机翼均为铝合金制成的全金属半硬壳结构,长度为4.52米、翼展6.43米、高度2.51米,空重仅为1.8吨。其机头上方沿中轴线布置有一个与“母机”相连接的挂钩,在飞行过程中,它会收进机头上方(类似于其它飞机的前起落架)。驾驶舱布置在机身中部,虽然空间狭窄(只有0.74立方米),但依旧配备了供氧、加热、加压、密封及弹射座椅装置。由于绝大多数的航程是由“母机”来完成,因此只布置了携带435升燃料的燃油箱(围绕发动机布置),可供飞机飞行20至35分钟。另外,为了减轻重量,并没有为其配备起落架。

  1946年6月2日,麦道飞机公司向美国陆军航空军代表,展示了“模型 27D”方案木制模型及为“母机”所准备的梯形挂架(最初曾考虑用软材质来“套”住飞机,但考虑到气流问题作罢)。6月8日,陆军航空军订购了两架原型机(序列号46-523、46-524)和一架进行静态测试飞机,并将其命名为“XP-58”。1946年底,位于密苏里州(State of Missouri)的麦克唐纳试验工厂制造出XP-85首架原型机,随后,第二架原型机也被制造了出来。

  在原型机上,麦道飞机公司为其配备了一台由西屋电气公司(Westinghouse Electric Corporation)子公司设计制造的西屋XJ34-WE-22型涡喷发动机,可产生1361千克推力。为平衡重量(机身短/尾翼多),发动机被布置在机身的前部,从发动机到喷嘴出口,通过一条1.32米长的管道相连接(为了隔热,发动机及管道外,均设有隔热材料)。该发动机的启动过程,即在每小时250公里的速度下,通过从进气口钻入的气流,冲压空气涡轮来为发动机提供点火的电能(Willard BB 206/V电池),最后成功点火。

  测试刚开始,原型机被送到加利福尼亚州(State of California)的莫菲特机场(Moffett Federal Airfield),进行包括风洞测试在内的多项地面测试。但令人没有料到的是,在风洞测试时,首架原型机从三米高(起重机)的地方摔到了地上,导致机头、发动机及燃油箱严重损坏。首架原型机只好返厂修理,初步的测试任务,在第二架原型机上继续进行。

  1948年8月23日,在经过一系列地面测试之后(在这期间,考虑到可能会有紧急着陆的情况发生,所以在机身下方安装了固定的钢制滑橇),XF-85(于1948年6月重新命名)开始了首飞测试。

  在6000米左右的高度,XF-85二号原型机离开EB-29试验机。在下降了40米后,涡喷发动机在气流的冲击下开始工作,随即开始正常飞行。在接下来的10分钟内,试飞员埃德温·肖奇将原型机的速度,从每小时290公里提升至每小时400公里,以检查其控制装置的可靠性及各方面的飞行状态。

  10分钟过后,XF-85二号原型机的表现还算可以,但当埃德温·肖奇驾机返回EB-29实验机机腹下准备对接时,由于气流紊乱,加之无法正常判断挂钩与挂架的距离,他尝试了两次都未能成功。在第三次时,埃德温·肖奇闭上了一只眼去观察原型机与“母机”的参照物,试图用这种办法去判断自己与挂架的距离,但没想到的是,由于他错误的计算了近进差,XF-85的座舱盖与挂架发生了碰撞,导致座舱盖被磕坏,埃德温·肖奇的头盔及氧气面罩也被气流刮走。

  由于燃料所剩无几,埃德温·肖奇只好在爱德华兹空军基地旁一片干燥的河床上迫降,好在迫降成功,保住了二号原型机。在这天的测试中,得出的结论是,XF-85在控制俯仰、稳定性及速度控制方面,还存在一些问题。

  后来,项目工作人员在原型机的机尾上、下及主翼两侧翼尖,各增加了一片稳定鳍,并修改了升降舵之后,10月14日,进行了第二次飞行。在这次飞行中,XF-85原型机在爬升率、机动性及航向稳定性等方面,优于同时代任何战斗机,特别是其0.8的推重比,在当时更是一件想都不敢想的事(爬升速度63.5米/秒、最大平飞速度1043公里/小时)。虽然在这次测试中,埃德温·肖奇驾机成功的返回了“母机”,但据他报告,对接时所要进行的操作非常复杂,而且需要极好的运气,一般的飞行员根本无法完成。

  10月22日,埃德温·肖奇在驾机完成当天的测试内容后,又经历了3次失败的对接,最后再次以迫降结束。在这次之后,项目工作人员将XF-85二号原型机的钩子,加长了150毫米。

  1949年4月8日,修复好的第一架原型机,开始执行测试任务,但在飞行测试结束返回“母机”时,尝试了三次对接均告失败。没办法,埃德温·肖奇只好驾机以迫降结束(这也是XF-85项目的最后一次测试)。至此,两架XF-85原型机,在埃德温·肖奇的驾驶下,共飞行了7次,总飞行时长为2小时19分钟,但这其中,只有三次成功对接。

  1949年5月,XF-85项目被美国空军取消。取消的主要原因有以下几点:

  1. 与“母机”的对接非常麻烦,且成功率极低。整个对接过程,对于飞行员的要求极高。一般来说,试飞员的飞行技术远在普通飞行员之上,连他们都无法保证每次对接顺利,就更不用说普通飞行员了。

  2. 与普通喷气式战斗机相比,并没有什么优势。轰炸机在执行任务时,如果带上它的线. 空中加油技术正在向实用化过渡。在这种情况之下,为普通喷气式战斗机进行空中加油来提高其航程,显然比这种挂载护航战斗机更加靠谱。

  XF-85(或“模型 27/27D”方案)项目上,可以说从一开始就是一个“落后”的方案。毕竟,“子母机”的这一设计,自20世纪20年代初就已经出现了,到XF-85项目启动时,已有许多国家都曾尝试过这一办法,且大多数都是以失败结束。虽然到20世纪40年代,航空技术相较以前有非常大的提升,但高速飞行状态下的对接,依旧是很复杂的事情。所以说XF-85项目最终被取消,是意料之内的事。

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