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虽性能优异 但无奈美国海军航母无法驾驭 生不逢时的格鲁曼XF5F

引言

提起美国的格鲁曼航空航天公司(Grumman Aerospace Corporation),相信大家并不陌生。从20世纪30年代开始,到20世纪70年代,格鲁曼公司基本上是“承包”了美国海军各型号舰载机。

格鲁曼航空航天公司标志

1942年,太平洋上空的F4F“野猫”战斗机,可见其机徽还是老样式

在太平洋战争初期,面对逞凶肆虐的零式战斗机(Mitsubishi A6M Zero),格鲁曼公司设计生产的F4F“野猫”(Wild Cat)战斗机,是美国海军中,唯一能够与之相抗衡的舰载战斗机。到了战争后期,格鲁曼公司设计生产的F6F“地狱猫”(Hellcat)舰载战斗机、TBF“复仇者”(Avenger)鱼雷轰炸机,更是与寇蒂斯-莱特飞机制造公司(Curtiss Wright)设计生产的SB2C“地狱俯冲者”(Helldiver)轰炸机一道,将旧日本海军舰载机变成“火鸡”,将其各种舰艇一艘又艘的送进海底。可以说,格鲁曼公司的“猫家族”战斗机在战争期间,为击败旧日本海军立下了大功。

1944年6月19日,美军官兵观看马里亚纳猎火鸡大赛

1943年,两架F6F“地狱猫”战斗机

TBF“复仇者”鱼雷轰炸机

SB2C“地狱俯冲者”轰炸机

关于“猫家族”在第二次世界大战中那些经典的战斗机,相信大家都已经非常了解,就不在此赘述了。咱们今天,就来聊聊格鲁曼公司在第二次世界大战爆发前,为美国海军研制的一种装备了两台发动机(区别于只装备一台发动机的“野猫”、“地狱猫”)的舰载战斗机,它就是XF5F“空中火箭”(Skyrocket)战斗机。

菲律宾海海战中,“瑞鹤”号航空母舰及两艘驱逐舰被美军军机攻击

源自对高性能的渴望

20世纪30年代,美国海军装备的是格鲁曼公司生产的FF“菲菲”(Fifi)、F2F、F3F这三种双翼舰载机,它们的最大平飞速度,仅为每小时333公里至425公里。1935年9月,美国海军航空局(Bureau of Aeronautics)公布了编号为“SD-24D”的文件,以寻求一种性能超过现有机型的新型战斗机。虽然有几家飞机制造公司做出了响应,但他们的方案均未引起海军航空局的兴趣。

从上至下,分别为FF“菲菲”、F2F、F3F舰载机

1938年1月,海军航空局在将海军以往对舰载机的运用经验,与之前各飞机制造公司提出的方案相结合之后,对“SD-24D”文件进行了更改,随后公布了编号为“SD112-14”的新文件。在该文件中,新型战斗机的重量应为4.1吨左右(9000磅),最大平飞速度应达到每小时480至500公里以上,并具备较高的爬升率。当航空母舰在25节速度下,逆风起飞距离不能超过60米。武器装备希望装备两门口径20毫米机炮、两挺口径7.62毫米机枪,在此基础上可携带90千克的航空炸弹。动力方面,可以采用两台发动机。

XF5F“空中火箭”战斗机

1938年4月,已经与美国海军“合作”多年的格鲁曼公司,向海军航空局提交了代号为“SP-1”的设计方案。在该方案中,格鲁曼公司为了达到海军航空局提出的要求,采用了下单翼、双垂尾、双发(两台发动机)的布局。

奇怪的机体设计

“G-34”项目早期模型

与格鲁曼公司一同提交设计的,还有12个公司。海军航空局经过研究之后,选中了格鲁曼的“SP-1”设计方案,并命名了项目代号,即“G-34”。迪克·赫顿(Dick Hutton)被任命为该项目的负责人。

在随后的几个月内,迪克·赫顿带领项目设计团队对“SP-1”(或称“G-34”)设计方案进行了完善。完善之后的设计如下:

虽然采用的是当时双发飞机的常规布局(即下单翼、双垂尾),但为了适应于在航空母舰上使用,其机身和主翼与一般的双发飞机还是有一定的区别。

制造中的“G-34”项目原型机

由于航空母舰飞行甲板、机库的空间有限,所以“G-34”项目的主翼可折叠,布置在主翼上的两台发动机,为节省空间尽可能靠近机体(这样一来,主翼可折叠部分的尺寸就能够大大增加)。机身尾部的水平尾翼上,布置有两片垂直尾翼。为了改善方向舵的气动效率,两片垂直尾翼与主翼上的发动机基本对齐。起落架为“后三点”式,可收放的主起落架布置在发动机舱下方,机体尾部下方为固定的尾轮,尾轮前部,为带液压装置驱动的着舰钩。

XF5F原型机正在进行首飞前的准备工作,可以清楚的看到其机头整流罩所处的位置

折叠起主翼的XF5F原型机

折叠起主翼的XF5F原型机

因为两台发动机布置的距离近(两台发动机的螺旋桨之间,距离很短),机头无法向前延伸(超出螺旋桨),所以机头的整流罩,直接布置在主翼中部。虽然这种机体设计相当的奇怪,但可提供给飞行员极好的视野。

试飞过程中的XF5F原型机

试飞过程中的XF5F原型机

发动机的选择

1938年7月8日,美国航空局与格鲁曼公司,签订了“G-34”项目的制造及测试合同。10月,格鲁曼制造出的风洞模型,开始进行风洞测试。

普惠R-1535发动机

但在制造原型机的时候,格鲁曼公司与美国海军在发动机的选择上,出现了分歧。

格鲁曼公司准备为原型机安装由普拉特和惠特尼公司(Pratt & Whitney)开发的普惠R-1535-96型“小双黄蜂”(Twin Wasp Junior)发动机,其功率为750匹。而海军方面,希望使用赖特航空公司(Wright Aeronautical)开发的R-1820-40/42型发动机(40型功率1100匹、42型功率1200匹)。

赖特R-1820发动机

格鲁曼公司之所以会选择功率较小的R-1535-96型发动机,主要是其正面直径小(气缸数量少)。而海军方面选择的气缸数量多,相应的直径更大。最终,经海军航空局决定,为原型机配备功率大的R-1820-40/42型发动机,并配备三叶汉密尔顿标准螺旋桨。因此,格鲁曼公司对之前的方案,进行了小范围更改。

1938年底至1939年初,海军航空局决定将武备中的7.62毫米机枪,更换为12.7毫米重机枪,但后来的原型机并未接受到武器。

试飞过程中的XF5F原型机

原型机的制造、测试与修改

修改之后的XF5F原型机试飞中

修改之后的XF5F原型机试飞中

1939年末,格鲁曼公司开始制造“G-34”项目原型机,1940年3月,序列号为“BuAer1442”的第一架原型机制造完成。它的翼展为12.8米(折叠后为6.5 m)、长度为8.75米、高度3.45米、空重3677千克、正常起飞重量4600千克、最大起飞重量估计4940千克。显然,在重量上,原型机超出了海军航空局的要求。不过后来,格鲁曼公司还是说服了海军方面,没有对设计进行修改。

修改之后的XF5F原型机

1940年4月1日,原型机进行首飞。执行首飞任务的试飞员报告,飞机在空中的表现大致上是不错的,其最大平飞速度,达到每小时616公里,爬升速度每分钟1200米,比之前的飞机提高了60%,实用升限达到10000米。不过,还是存在一些细微的问题。

到1941年1月前,原型机已经测试了70次,设计人员也完善了测试中暴露出的问题:例如发动机过热、操纵杆在某些情况下会变得较为僵硬等问题。

修改之后的XF5F原型机

修改之后的XF5F原型机试飞中

1941年2月,原型机移交给美国海军,进行进一步测试(海军给其分配的名称是“XF5F-1”)。后来,格鲁曼公司的设计人员,根据纽约大学空气动力学教授的建议,加长了机头,使其突出于主翼前缘,同时,加长了发动机舱的长度,让螺旋桨远离主翼前缘。到1941年11月,“XF5F-1”已经和原来的“G-34”项目有很大的区别,但这时候重量也相应的增加了。

格鲁曼公司“知难而退”

XF5F原型机驾驶舱

原型机重量的增加,让格鲁曼公司的管理层意识到,虽然美国海军还没有提出取消“XF5F-1”项目,但这个决定是早晚的事。1942年3月,管理层要求开发团队关闭该项目。很快,取消的预测就得到了应验,1942年9月,美国海军通知格鲁曼公司“XF5F-1”项目取消。

变为测试机

项目取消之后,原型机被移交到阿纳科斯特亚空军基地,用于进行各种舰载机技术的测试。

修改之后的XF5F原型机

1944年12月11日,在一次测试结束准备降落时,起落架出现了故障,飞行员被迫用机腹进行紧急迫降。虽然迫降成功,但“XF5F-1”原型机却严重损坏。至此,原型机已经飞行211次,飞行时间累计156小时。后来,损坏严重的原型机并没有得到修复,而是被当成一种营救飞行员的设施(供地勤人员使用)。几年之后,“XF5F-1”原型机彻底报废。

总体评价

具备在航空母舰上起降的F7F-4N“虎猫”战斗机(不过只生产了12架)

虽然“XF5F-1”原型机在测试中,表现出良好的机动性与较快的飞行速度,但它的超标的“体重”,是导致它无法成为舰载战斗机的一个重要原因。也可以理解为在当时那个年代,美国海军方面没有能力、或者说没有合适的航空母舰来使用它。这一点,可以从项目被取消后,原型机还被美国海军拿来进行各种舰载机技术测试来看出来。后来的事实也证明了随着航空母舰的不断发展,双发战斗机还是会取代单发战斗机。所以“XF5F-1”项目最终泡汤,只能说它生不逢时。

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