王颂
第二次世界大战末期,由梅塞施密特公司研制的Me-163飞机问世。这是一种全新的作战飞机,它有两个主要特点,一是采用了火箭发动机,二是没有水平尾翼,即采用了所谓的无尾布局。
盟军进攻柏林时,法西斯德国的败局已定,不少德国科学家和工程技术人员纷纷离开德国,大量有价值的先进技术资料也被美苏等国弄走,如著名的火箭专家冯·布劳恩就到了美国,上述的无尾飞机技术被美国得到后立即进行分析研究。在此基础上,美国道格拉斯公司为美国海军研制了一种无尾三角翼飞机——F4D-1“天光”战斗机。在此期间,美国海军还试制了七八种无尾飞机,但只有F4D-1和另外一种叫F7U“弯刀”的战斗机得到保留并继续发展。
美国先后有过多种编号为F 4的作战飞机,如F4B-4,由波音公司于1932年研制,是一种活塞式战斗机;F4U“海盗”,由沃特公司于1943年研制,也是一种活塞式战斗机;还有一种是大家所熟悉的F-4“鬼怪”战斗机,它最初的编号为F4H-1,是第二代战斗机中的优秀机型之一;还有一种就是本文要介绍的F4D-1“天光”战斗机。它出现在F-4“鬼怪”之前,也是美国海军飞机或舰载飞机史上唯一一种投入使用的无尾三角翼舰载战斗机。
1947年中,美国海军提出要研制一种新型战斗机。随后,道格拉斯公司与美国军方签订研制合同,1948年12月开始制造两架原型机。经过两年多的努力,首架F4D-1原型机于1951年1月首飞,第2架原型机不久后也完成了处女航。
该机采用单座单发无尾三角翼布局,翼展10.21米,机长13.92米,机高3.96米。装一台普惠公司的J57-P-2涡轮喷气式发动机,推力43.1千牛。最大平飞速度1118公里/小时(高度10000米以上),升限13000米、航程1930公里。主要武器为4门20毫米机炮,常规炸弹、火箭弹和红外近距空空导弹等。
F4D-1“天光”研制出来后,曾多次创造过喷气式飞机世界飞行纪录。1953年10月3日,由美国海军少校维迪驾驶,在加利福尼亚州索尔顿湖空军基地上空,首创9.2公里航线最大飞行速度1212公里/小时的速度纪录。1958年5月22日和23日,由雷弗德伍驾驶,先后创造了3000米、6000米、9000米和13000米各高度上升速度纪录,打破了1957年2月28日法国飞行员克拉尔兰驾驶的喷气机创造的51.2秒爬升至3000米的纪录。另外,F4D-1爬升至13000米仅用了2分36秒,而克拉尔兰则用了3分56秒。
F4D-1原型机试飞完成后,又经过了大量的改进,第一架F4D-1“天光”生产型于1954年6月首飞成功,并于1956年4月开始交付美国海军部队服役。
F4D-1共有7个外挂点,机身中线以下机腹上挂了一个NAVPAC吊舱,两旁是两枚红外制导的AIM-9B“响尾蛇”近距格斗导弹。该机机翼内侧挂载两个副油箱,靠左边的一个具有长长的受油探管,可进行空中加油。两个副油箱挂架外侧的机翼前缘分别各有两门20毫米口径的机炮半埋入翼内,最靠翼端的两侧挂架则可挂装19枚火箭的火箭发射巢。
机翼的后掠角大、展弦比小、相对厚度(机翼厚与弦长之比)也较小。采用大三角翼,没有水平尾翼是“天光”战斗机的最大特点。尤其是那翼尖圆弧过渡、前缘后掠很大的机翼,看上去十分醒目。这样做可使飞机由亚音速飞行到超音速飞行过渡时比较平稳。飞机不用平尾,机体结构变轻,刚性更好,超音速飞行阻力很小。
任何事物都是一分为二的。由于F4D-1的机翼展弦比过小 ,机翼面积较大,所以飞机的亚音速飞行阻力也比较大,因为那时候的超音速飞机,只有在打开发动机加力的情况下才能进行超音速飞行,而多数情况都是处在亚音速飞行状态。另外,取消水平尾翼后飞机俯仰操纵和平衡靠装在机翼后缘的升降副翼来承担。升降副翼一物两用,同时上下偏转时起平尾升降舵的作用,而一下一上时则起副翼的作用。机翼内侧后缘原来可安装襟翼之处也被升降副翼所占用,所以F4D-1采用了前缘襟翼,来弥补无尾三角翼飞机的另一个缺点,以获得较大的升力。由于没有平尾,因此它在起飞降落时,必须抬高机头。这样一来,飞行员的前方视野变差,为了看清前方跑道又不得不压低机头(“协和”号客机也有同样问题,为此它采用了可下折的机头设计),这样又会加大着陆速度,使飞机的滑跑距离加长。由于F4D-1是舰载飞机,需要在航母上着陆,滑跑距离太长是非常不利的。幸好舰上有拦阻设备,所以,可以在一定程度上弥补这一缺陷。此外,F4D-1飞机在舰上起飞时也有类似问题,尽管有一台喷气发动机加上舰上的蒸汽弹射器的强劲动力,但还是达不到短距离起飞的升力要求。那怎么办呢?它和沃特公司的F7U战斗机的前起落架设计都是一样的,除了可正常收放外,起飞时还可以伸出一截。在弹射起飞过程中,前起落架突然伸开,可使飞机机头抬高10度至20度,这样一来起飞迎角和升力都增大了,起飞就不成问题了。
F4D-1“天光”在使用中还发现不少问题,如它在着舰时,稳定性和控制能力差,以及调整飞行高度反应慢等。由于该机存在这些先天不足,加上美国海军战略思想的变化和美国国防部经费削减等原因,使道格拉斯公司的F4D-1“天光”和沃特公司的F7U“弯刀”(也是一种无尾飞机)均提前退役。它们都没有任何参加实战的记录。只有在50年代末的台湾海峡危机中,美军曾在台湾部署过F4D-1战斗机,但也没有用过。由于同样的原因,1956年在F4D-1的基础上发展的F5D无尾战斗机计划,还没有来得及实施就寿终正寝了。此后一直到90年代初,美国还搞过A-12无尾飞翼式舰载战斗机,也是还没搞出来就下马了。
F4D-1“天光”,虽然像一颗流星一样转瞬即逝,并早已被人们所遗忘,但由于它采用了独特的无尾三角翼布局,在美国航空发展史上还是应该留有一笔。■