失落的三倍音速之梦

　　失落的三倍音速之梦
　　上世纪50年代，有那么一段时间看上去所有类型的飞机——战斗机、轰炸机、客机，甚至可能还包括通用航空都将在不久的将来实现3倍音速飞行。当然，3倍音速远比当初看起来难实现的多。在所有的设计方案中，一种截击机看似将从增加的速度中获益最大，使之能在敌方轰炸机达到目标空域之前便将其击毁。因此，美国空军对3倍音速截击机进行了艰难的探索。  远程实验截击机  但这个方案远未进入研制阶段，一系列古怪的信件、研究方案和反对方案就接踵而至，它们当中有被称为“三角蝎”的诺斯罗普F－89的三角翼改型，以及麦克唐纳“巫毒”的一种衍生型，它最终演变为F－101B。值得注意的是，尽管速度超过马赫3的共和XF－103已经获得研制拨款，但似乎没人将其视为有力竞争者。虽然局面颇为混乱，空军司令部还是于1955年7月20日批准研制一种新型远程截击机。  到了1956年初，各公司已经完成初期研究，空军对结果进行了评估。尽管制定了原始计划，但资金的缩水迫使空军在开始制作模型前就直接选出一家制造商。资源选择委员会认为，北美公司的NA－236设计最具发展潜力。该公司提出的是一种真正的马赫3+先进飞机，它主要由不锈钢蜂窝蒙皮包裹钛合金内部结构制成。  与此同时，防空司令部(ADC)却要求五角大楼取消远程截击机项目，代之以一种作战半径630公里的新式中程战机。随着这个新想法的提出，北美的中标方案遭冻结。当ADC引入一种以洛克希德F－104“星战士”为蓝本的轻型截击机后，情况变得愈发复杂起来。现在看来，无论是中程还是远程截击机，都可能会靠边站。1956年5月9日，五角大楼以这样一种武器暴露出通用性和吸引力方面的问题为由，正式取消了远程截击机项目。  在一片混乱中，五角大楼确定原来的远程截击机才是空军在近期真正需要的飞机，它应该装备新式火控系统和先进的空空导弹。这项决定得到了由阿尔伯特·博伊德中将牵头的一个特别“将军委员会”的批准。委员会在结论中称“一种双座有人驾驶截击机，能达到3倍音速的速度、超过21000米的飞行高度及作战半径1600千米……对美国的防卫体系而言是必不可少的。”  F－108的诞生  XF－108的设计空重22吨，最大起飞重量45吨。飞机长25.4米，三角形机翼翼展16米，前缘后掠53.5°，机翼面积130平方米。一对翼展6米的大型鸭翼位于前部座舱正上方。垂直安定面由一个大型中置背部垂尾，位于机翼中段、向机翼上下表面伸出的小型垂直安定面，以及机身下方的一个大型腹鳍组成。两名机组人员一前一后坐在两个独立弹射座舱内。3枚GAR－x导弹挂装在一个旋转发射器上，在新式休斯XY－1火控系统引导下，通过机身底部的舱门射出。  1958年春，空军询问了用普拉特－惠特尼JT9－5A(J58)发动机取代原拟采用的通用电气J93的可行性。其作战半径将随之提升7千米，但截击任务半径将从1578千米下滑至1476千米；最大起飞重量将从45吨小幅下降，其他性能保持不变。研究表明，换发非但不会带来性能方面的显著提升，反而会导致WS－201A项目出现“重大延误”。但这看起来并不是一个问题，J58至少等到1959年3月才会作为替换发动机上机。这项工作进展至完成两种发动机安装图纸，分别用于J58和J93。此外，人们还担心飞机的着陆滑行距离——尤其是在北极地区的基地，于是北美建议在每台发动机上安装反推力装置，其制动性能要优于减速  伞。  武器系统  雷达和导弹的模型审查于1958年4月15至17日在加州Culver市的休斯工厂进行，随后XY－1被命名为AN／ASG.18，GAR－X成为GAR－9。与此同时，空军决定由休斯负责提供一种红外搜索与追踪(IRST)系统，它拥有70×140°的视界和1°的角度分辨率。  IRST应能在13716米高度探测至少63千米外机尾方向的B－47尺寸目标。在轰炸机的迎头方向上，探测距离应为18千米。一架以3倍音速速度飞行的轰炸机——因蒙皮与空气摩擦产生的热量而将变成显眼的目标，应在任何方向上在138公里距离上被探测到。此外，这使北美相信必须减小B－70的红外信号特征，因为该公司已经了解到苏联已在他们所有的截击机上都安装了IRST系统。  IRST最初设置在一对位于两侧机翼翼根前缘、紧邻进气口的0.18米的半球形整流罩内。风洞测试显示，这个装置产生的阻力将导致航程减少54千米。一套经过改进的设备使用位于机翼前缘同一位置上的一对0.15米椭圆形整流罩。此举将航程损失减小至数公里，同时能在不增加机械复杂性的情况下提供合理的视界。  出于现存文件没有言明的原因，空军对SARH导引头和GAR－9的开发进展感到不快。由此带来的后果是开发一种“双模式”导弹，它以SARH模式(取代预设程序的自动驾驶仪)引导导弹进行初始阶段飞行，而后由红外制导接手完成末段制导。  与SARH型一样，这种双模式导弹也拥有一个尾翼控制系统，其气动控制面以“间隙”布局铰接安装在压力中心附近，控制导弹在高空的机动动作。两种型号的导弹均长3.8米，翼展0.8米，但双模式型的弹体直径加大0.05米(0.39米和0.34米)，发射前重量增加1.44吨(0.45吨和0.37吨)。两种导弹结构相同——不锈钢半硬壳弹体加固体锻造镁合金弹翼。  到1958年年末，航空喷气一通用发动机的研制陷入困境。在初期测试中，发动机因在燃料输送过程中“燃料没能与氧化剂混合而产生污点和闪光”而表现不佳。1959年5月的环境测试显示，发动机在高温环境中存在爆裂的危险。久治不愈的顽疾导致休斯最终放弃了航空喷气一通用发动机，最后实际制造GAR－9时改用洛克希德研制的固体燃料火箭发动机。  发展演变  到了1958年10月，F－108取得了相当大的进展，最为显眼的变化当属取消了用于改善低速失速特性、降低配平阻力和减小进气口前方机身附面层的鸭翼。两侧机翼上方的垂直安定面也被取消，相当的面积增加在机翼下方的垂直安定面上。此举改善了飞机的操纵特性和高攻角与低速时的方向稳定性。机翼本身形状变化不大，翼展17米，面积173平方米，前缘后掠58°。  1958年11月19日，F－108的服役日期因预算问题而推迟到1963年年中。刚过了一个月后的12月30日，原型机的数量从31架减至20架，首飞日期后推3个月延至1961年4月，项目终结的大幕就此拉开。  1959年1月26日起，F－108模型接受了为期一周的审查。北美公司报告称，前5架飞机将用金属机鼻锥取代复合材料制品，并且为安装3.7米长的飞行测试探杆而不配备火控系统。首飞有望在1961年3月实现，空军仍宣称需要480架飞机。  拜显而易见的研发进展所赐，远程截击机项目于1959年初争取到了支持，但研发成果却被持续恶化的资金问题所掩盖。防空司令部反对继续推迟服役日期(iE如他们反对前面的推迟一样)，空军科学委员会也对项目表示支持。参谋长联席会议对F－108及其竞争者作了评估，其中包括一种B－58截击机型的构想，结果证实了F－108的价值。需要指出的是，B－70轰炸机的子系统是F－108项目的受益者，即便是F－108被取消，这些资金也不会打水漂。但政客们似乎对此并不在意，尽管开发工作仍在继续——至少当时如此。安定面被加大，前缘后掠角有所减小、向前延伸，而且向机翼下方延伸加长，从而使垂尾面积从原来的7.3平方米加大到8.2平方米。垂尾的铰接线再次发生变化，这次与机身保持倾斜。机翼获得了40的上反角，以为加大的翼下垂直安定面提供足够的离地问隙。机身项目的固定式尾鳍面积加大，而且在机轮放下时，它们的面积从每片1平方米增加至3.4平方米。  然而，项目开支最终令所有的技术进步化为乌有。1959年6月，F－108的最高产量将被削减，8月21日项目被列为“最严格的紧缩”种类，多种不同名目推迟、技术变化、生产效率及其他问题也被考虑。但这些已经无关紧要了，因为空军已经拿不出钱将项目继续下去了。最终，F－108于1959年9月23日被正式取消。  “轻剑”的遗产  从1959年2月23日起，这架B－58的前机身接受了大幅度的改造，以容纳ASG－18雷达及其1米直径的天线。新的机鼻锥加长近0.17米，直径也有少许增加，令飞机获得了“史努比”的绰号。改装后的B－58于1960年3月11日实现首飞，但飞机出现的问题导致火控系统无法使用。3月22日，在经过维修后，B－58完成了1小时40分钟的飞行，ASG－18工作了50分钟。  原来的0.17米直径IRST传感器也被装上了B－58测试平台，它们在前机身两侧各装一台。其安装的位置与它们后来在洛克希德YF－12A上的位置基本相同。选用它们而没有采用更新(也更灵敏)的0.15米椭圆形产品，仅仅是因为它们已经完成，而且为测试做好了准备。  YF－12项目连同ASG－18和AIM－49于1969年2月1日一道被取消。空军最终得到了令人难以企及的3倍音速截击机，但总共只制造了3架。但无论如何，休斯从ASG－18中获得的大量技术后在设计格鲁曼F－14“雄猫”上的AN／AWG－9时派上了用场，AIM－47也成了AIM－54“不死鸟”导弹的研发基础。