三棱破血的原理(刺破乌云的三棱破甲锥)
三棱破血的原理(刺破乌云的三棱破甲锥)一路躺赢的康维尔公司的获得了两架超音速截击机原型机的合同,而获得最终胜利的康维尔方案使用两侧进气的无尾三角翼设计,尾翼十分高大。整体而言XF-102战斗机有些接近于将机头进气修改为两侧进气,以腾出空间用于安装雷达的XF-92A战斗机。所以真正进入原型机制造阶段的公司只有康维尔公司与共和公司,康维尔方案被命名为F-102,共和方案被命名为F-103。但是,超音速战斗机的研发成本很高,就是财大气粗的美国空军也觉得有些吃不消,XF-102与XF-103进入了全尺寸模型评估阶段,在这时美国空军惊悚的发现共和公司的XF-103战斗机竟然是一款能够在2.3万米的高度上以3马赫的高速飞行的战斗机,未免有些不切实际,赶紧终止研发,从亚音速直奔三马赫而去,你这是想登月啊?所以共和XF-103战斗机止步于全尺寸模型阶段。XF-103战斗机假想图有6家公司参与超音速截击机的项目竞标,这六家公司共提出了9个方案,
前言冷战的第一个10年是你方唱罢我登场的时代,科技迅速发展,世界离毁灭越来越近。1947年B-29斯基,图4公牛战略轰炸机亮相,1949年8月29日苏联第一颗原子弹爆炸,这意味着苏联切实拥有了对美国本土展开战略核打击的能力,美国人的噩梦已经成为了现实。而且苏联人并没有满足于B-29斯基,图-4公牛亮相之时,苏联的新型喷气式轰炸机的研发已经启动。
图-4公牛战略轰炸机
对于美国空军而言,尚在襁褓之中的星火、毒蝎、佩刀犬能够拦截飞行速度较低的图4战略轰炸机,但是喷气式轰炸机能够拥有与战斗机相媲美的高速,美国空军以己度人,认为作为苏联航空业的结晶,苏联的新型喷气式轰炸机极有可能是一款能够以超音速飞行的战略轰炸机!这些亚音速截击机不可能有效拦截苏联的高亚音速轰炸机,也就是说,美国必须制造能够超越音速的新型截击机!
变为药材的毒蝎,成为宠物的佩刀犬,熄灭的星星之火因为苏联轰炸机的威胁,美国空军在1949年开展了超音速全天候战略截击机的招标工作,并且要求超音速截击机在1954年之前交付。
XF-103战斗机假想图
有6家公司参与超音速截击机的项目竞标,这六家公司共提出了9个方案,但是除了康维尔公司方案以外,其他公司的方案要么速度太低,设计过于保守,没有活过第一轮的概念审查阶段,要么半路上自行退出,超音速截击机项目只有康维尔公司,洛克希德公司和共和公司进入了原型机制造阶段。但是洛克希德公司因为其他的战机项目牵制了大量的精力(竞标方案类似于F-104战斗机)自行退出了项目的招标。
XF-103模型
所以真正进入原型机制造阶段的公司只有康维尔公司与共和公司,康维尔方案被命名为F-102,共和方案被命名为F-103。但是,超音速战斗机的研发成本很高,就是财大气粗的美国空军也觉得有些吃不消,XF-102与XF-103进入了全尺寸模型评估阶段,在这时美国空军惊悚的发现共和公司的XF-103战斗机竟然是一款能够在2.3万米的高度上以3马赫的高速飞行的战斗机,未免有些不切实际,赶紧终止研发,从亚音速直奔三马赫而去,你这是想登月啊?所以共和XF-103战斗机止步于全尺寸模型阶段。
无法叩响超音速时代大门的YF-102一路躺赢的康维尔公司的获得了两架超音速截击机原型机的合同,而获得最终胜利的康维尔方案使用两侧进气的无尾三角翼设计,尾翼十分高大。整体而言XF-102战斗机有些接近于将机头进气修改为两侧进气,以腾出空间用于安装雷达的XF-92A战斗机。
XF-92A战斗机。
XF-102战斗机作为一架原型机没有配备任何的武装与雷达,机头的雷达罩与武器舱内仅仅是一坨配重铁而已,在一切都以凑活为核心思想的设计之下,XF-102在原计划使用的J-67发动机与火控系统无法按期交付时,果断退而求其次选择了J40发动机与休斯E-9火控系统,生产进度较为落后的其余原型机则使用了推力为4.54吨的J-57发动机。但是按照康维尔设计师的想法,F-102体型修长,就算是发动机功率不足也不用担心速度过低,所以使用J-40发动机的XF-102最大航速应达1.8马赫,使用J57发动机的XF-102A可应当飞出1.93马赫的高速。
YF-102
康维尔公司将一切都想的太美好了!残酷的现实险些击垮尚在襁褓之中的YF-102。
因为YF-102的设计非常接近YF-92A战斗机,所以YF-102战斗机的生产速度很快,YF-102战斗机于1953年10月23日在爱德华兹空军基地首飞,但是音障壁垒的厚度超乎康维尔的设想,计划飞行速度高达1.8马赫的YF-102战斗机的飞行速度无法超过音速,而且在首飞仅九天之后就因为故障而坠毁,寄托着康维尔公司全部希望的使用了推力为4.54吨的J-57发动机的YF-102二号机也无缘音障之后的风景,YF-102战斗机的二号机最大航速只有0.98马赫而已!而作为F-102战斗机项目源头的YF-92A战斗机的飞行速度也有0.95马赫,也就是说,康维尔耗费了大量的时间所建造的超音速战斗机也就是一架大号的YF-92A,仅此而已。
YF-102
狸猫换太子,内外兼修,重铸经脉,终破先天之境YF-102战斗机迟迟无法实现平飞破音速的设计要求,所以YF-102战斗机二号原型机因为无法突破音速所以在1954年1月11日停止试飞。
对于康维尔公司而言,YF-102战斗机无法突破音速堪称惊天噩耗,因为美国空军对F-102战斗机寄予厚望,在项目刚刚启动的时候,在YF-102战斗机首飞之时就允许F-102战斗机投产,但是战斗机无法突破音速咋整?美国空军表示你别想坑我的钱,所以当机立断的终止了战机生产合同。
YF-102的风洞模型
然而在那个年代,各国都遇到了战斗机无法突破音速的问题,从理论上而言,装备大推力发动机的新型战斗机,完全有突破音速的潜力,但是这些战斗机却无缘音速之后的风景,是因为战斗机突破音障的关键定律未被发现,人类已有的空气动力学体系无法支持战斗机超音速化。也就是说,不是康维尔公司的错,所以美国空军只能非常无奈的继续砸钱,让康维尔公司继续研发。又下了8架原型机的订单……
美国空气动力学学家琼斯在1953年提出了面积率理论:
认为决定超音速飞行的零升力波阻的截面积不是飞行器的截面积而且在给定飞行马赫下,通过机身纵轴上某个点的后马赫切平面所切割的飞行器截面积。
面积率理论的诞生拯救了濒临崩溃的YF-102战斗机项目。康维尔在得知面积率理论并得到了NASA的技术支持之后,将尚未装配完毕的YF-102战斗机的机身改装为了蜂腰状,一缩小机身横截面面积,在发动机喷口两侧外部加装一对鼓包,加长机头长度,座舱修形,以及发动机进气道修形等一系列的改造,并且换装了推力更大的J58-P-41发动机,蜂腰型的YF-102战斗机于1954年2月20日首飞,并顺利突破音障壁垒,成为了真正的超音速战斗机!蜂腰型的YF-102被命名为YF-102A战斗机。
YF-102与YF-102A对比
实际上,直筒型的YF-102与蜂腰型的F-102A之间的区别非常大,也就是说原本的YF-102项目已经夭折,YF-102A是狸猫换太子的重生之作!YF-102与YF-102A的关系如同图22与图22M的关系一样,除了名字以外,其他的大不相同。
YF-102A
F-102战斗机是原型机最多的战斗机,包括2架早期型,8架直筒型,4架蜂腰型,原型机如此之多,只能表示,在那个音障壁垒阴影之下的年代,为了突破音速,各国穷尽一切手段,简简单单的风洞终究无法还原高速飞行的战斗机所遭遇的一切,只有用一架架真正的飞机作为小白鼠才能叩响超音速时代的大门。
发动机鼓包
成功突破音速的YF-102战斗机获得了美国空军的认同,并且F-102战斗机因为其独特的外形获得了三角剑DeltaDigger之名。
一往无前的三角细剑,开创一个全新时代,超音速截击机时代的来临F-102战斗机
机长20.83 米,翼展11.61米,高6.46 米
空重8.77吨,最大起飞重量2.49吨
最大飞行速度1328公里/小时,1.25马赫
作战半径448-806公里,最大航程2173公里
F-102三视图
武备,弹舱舱门每侧12发共24发FFAR巨鼠火箭弹,6发GAR-1空对空导弹/一枚AIM-26A和三枚AIM-4C空空导弹/2枚AIM-26A。
美国空军在1954年3月与康维尔公司签订了F-102战斗机的生产合同,量产型的F-102战斗机装备了休斯MC-3火控系统(后期更换为MG-10火控系统),红外搜索系统跟踪和拦截计算机、L-10 自动驾驶仪、APX-6A 敌我识别器,发动机为常规推力5.31吨,加力推力7.8吨的J58-P-23发动机。
F-102内构图
F-102战斗机于1955年6月开始交付美国空军,共生产975架,于1958年4月停产,1973年退役。休斯MC-3火控系统和雷达。
雷达
整体而言F-102战斗机的表现稀松平常,值得一提的是F-102战斗机的武备搭载方式非常的有特色。首先F-102战斗机就像她的前辈F-94C星火、F-86D佩刀犬、F-89D蝎子等截击机一样取消了前射机炮或者机枪,而是使用空对空火箭弹作为拦截武器,F-102战斗机的弹舱舱门上安装了每侧12发共24发的巨鼠火箭弹,这个数据稀松平常,和F-86D战斗机一个水平。
但是要注意,F-102三角剑战斗机的火箭弹是安装在弹舱的舱门上!也就是说,三角剑战斗机是有弹舱的!
F-102弹舱舱门可以携带4发火箭弹,共六个舱门可以携带4*6=24发
F-102战斗机在机身中下部设计有一个三段式的弹舱,可以容纳整整6发的GAR-1猎鹰空对空导弹,当美国空军惊悚的发现苏联轰炸机有点多的时候,F-102战斗机增加了搭载AIM-26空对空核导弹的搭载能力,最多可以挂载两发AIM-26空对空核导弹。
F-102战斗机火箭弹射击
但是1957年美国政府要求F-89J战斗机只能挂载一发MB-1妖怪核火箭弹,以免苏联的战略被美国空军制止了,但是苏联想做的事,被美国空军做了的惨剧,所以严格限制战斗机的核弹搭载数量。F-102战斗机怎么逃得过呢?F-102战斗机在正常状态下只有一侧弹舱搭载核弹,另一侧的弹舱搭载3发AIM-4C空对空导弹,因为AIM-26核导弹的体积有点大,所以拥有核武器搭载能力的F-102战斗机取消了舱门上的火箭弹设计以增加弹舱容积空间。
F-102
但是,要注意的是F-102战斗机无法在机翼下挂载导弹!只能说,有得必有失,不然的话弹舱6发在加上正常水平的4发空对空导弹,F-102会成为苏联轰炸机的三棱破甲椎,以及战斗机飞行员眼中移动的军功章。
康维尔的三棱破甲椎,可穿重甲,不适搏杀上文中提到,F-102战斗机是一款截击机,那么为了尽可能的降低阻力,提高速度康维尔公司选择了将武器内置,为了尽可能的提高杀伤效率,将弹舱设计为了一个可以搭载6发导弹的弹舱,为了提升高速飞行时的飞行稳定性,所以采用了稳定性较强的三角翼设计。也就是说F-102战斗机是一款非常纯粹的截击机,他的一切都是围绕着拦截苏联空军的超音速战略轰炸机研发的。
结果呢?苏联总共才几种超音速战略轰炸机?无非就是图-160,图-22,图-22M这仨,图95和米亚4都是亚音速轰炸机。
也就是说,美国空军将苏联想的太厉害了,一直认为苏联会研发出一大群的超音速轰炸机,结果呢?一个比一个迟,等到F-106战斗机都服役的时候,苏联的超音速轰炸机还没有个影子……因此F-102战斗机也就用来拦截了,问题是这种活F-89都能做,用F-102未免有些浪费。
米亚-4轰炸机
所以英雄无用武之地的F-102战斗机真的就只能当战斗机使了,作为战斗机使用的F-102在越南战争当中一败涂地!
F-102战斗机是机炮无用论主宰下的战斗机,取消了机炮设计,能够攻击战斗机的只有GAR-1与AIM-4,那么,这两款导弹都是故障率超高的第一代空对空导弹,红外制导的,有事没事就觉得太阳是一个超大的辐射源,所以抛开敌机直奔太阳而去,并且第一代空对空导弹的精度低,导引头还需要液氮制导,命中率低下。
火控雷达半主动制导的有需要火控雷达的持续锁定,然而F-102战斗机是一款力求稳妥的战斗机,机动性欠佳,也就是说根本绕不过力求灵活的MIG-21战斗机,所以半主动的没多大效果,再加上导弹日常故障,所以F-102战斗机经常会陷入导弹打光了对面啥事没有,然后被追杀上好几十公里的窘境。
作为第一代超音速战斗机F-102作战半径短,雷达功率小,日常丢失目标,导致出击频繁却无一斩获。执行拦截任务时F-102的作战半径还不到五百公里……只能当机场保卫者了。
除此之外,“猎鹰”导弹另一个致命问题是引信设计。“响尾蛇”和“麻雀”都使用近炸引信,无需直接命中在敌机身边即可引爆,唯独“猎鹰”采用的是碰炸引信,只有直接撞上目标才能爆炸,从而大大降低了杀伤率。
51中5的猎鹰空对空导弹还不如AIM-9响尾蛇呢,所以响尾蛇一路延续到了现在,猎鹰被烹了,F-102战斗机称为了用来烹饪猎鹰的工兵铲,把截击机当攻击机用……
很明显截击机当攻击机用是一种废物利用的行为,不过说句实话,三角剑当截击机效果一般,英雄无用武之地,但是三角翼设计稳定性强啊,F-102的前身YF-92A更是稳定到了最低失速速度<100公里/小时的情况,所以F-102以攻击机的身份活跃到了1979年……只能说墙内开花墙外香。
小结,三角断剑,黯然退役之时F-102三角剑战斗机是美国空军中的异类,无尾三角翼设计让人觉得这款战斗机像隔壁老戴的,而且F-102战斗机完美的达成了设计要求,是一款面面俱到十分成功的超音速截击机。加之F-102战斗机是美国空军的全美半自动防空体系中的重要组成部分,是美国空军所拥有的同时代最为完美的截击机。但是苏联轰炸机放鸽子了,所以F-102战斗机陷入了英雄无用武之地的绝望,只能作为战斗机来使用,但是截击机普遍体型庞大,机动性差,F-102陷入了干啥啥不行,吃饭第一名的窘境。
然而F-102截击机的不幸很大程度上也是因为50年代是空军大发展的年代,航空技术飞快迭代,在F-102战斗机还没服役的时候(1955年6月交付)2倍音速的F-104战斗机就首飞了,定位为F-102战斗机替代品的F-106战斗机1956年首飞,1959年服役,而F-106战斗机最大航速高达2.3马赫!也就是曾经一往无前的三角利剑,戳到了钢板上,折断了。F-102已经落伍,诞生于F-102战斗机之前并被F-102战斗机所取代的美国空军第一代喷气式截击机F-86D、F-89、F-94都无缘战争,因此F-102能够在越南战争中一显身手,F-102战斗机已经值得庆幸了,至少F-102战斗机还出现在了战争中。