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聊聊英国“闪电”:英式战机“脑洞”之集大成者,非闪电莫属

英国人在二战后也设计了不少飞机,要说性能特别顶尖倒也没有,一般认为是比不上同时期美苏的,但在开脑洞方面却是名家辈出、不逞多让,以前说过德哈维兰在这方面做出了“突出”贡献,但要说起来,德哈维兰主要是胜在飞机种类多,要评出一个单机脑洞之“集大成者”,这个“荣誉”大概只能授给英国电气飞机公司的“闪电”战斗机。闪电可能是把所有能想到的“非主流”布局全部应用了一遍,以一己之力、力压群机,用自己的亲自经历生动阐明了脑洞没有最多、只有更多的道理,同时还顺带证明了墨林一位老友说过的话:凑和凑和也能飞。当然对闪电来说远不止凑和能飞,因为这一飞就是30年。

英国“闪电”战斗机

实际上闪电的脑洞从一开始就有了,可以说是渗进了骨子里。1948年电气飞机公司响应英国开发超音速战斗机计划时,设计方案就包含了上下并列的双发动机配置,当时设计最大马赫数还只有1.5,所以机翼的后掠角也只有40度。但后来到1949年以后,性能要求进一步提高到2马赫,为此机翼后掠角增加到60度,这时候闪电的代号为P.1。现在我们看到的闪电,好像除了上下并列双发以外没有什么特别的,但那是后来改进以后的样子,最早的P.1A原型机进气口其实是三角形的,不知道是出于什么考虑。

P.1A原型机,三角形进气口

1954年8月4日首架原型机实现了首飞,后来的改进版原型机进气口改成了圆形,还增加了调节锥,改善了进气条件和速度适应范围,基本上就是我们现在经常看到的样子。上下并列的发动机的好处,有的说在空中单发停车时可以减小偏航力矩,有的说可以抬高飞行员座舱以改善视野,还有说增加了机翼的“有效面积”的,但实际上这么做最早的初衷主要还是为了减阻,据试验和计算的结论,这种方式能有效降低前向横截面积,阻力减少了25%、只相当于横向并列的1.5台发动机,所以这种设计应该说的确是管用。

P.1B原型机,机头增加了调节锥

机腹腆出来的大肚子,主要是为了增加航程而设置的附加油箱,但不能在飞行中抛掉,后期的个别改型上这个附加油箱的前半截还设置了两门附加航炮,本来上下并列的两台发动机已经让飞机看上去被压扁了一半,这要一来扁上加扁、还腆着个大肚子的玩意儿,也实在是难为设计师了。而且扁的还不只是机身,闪电的主机翼同样设计得很薄,受到发动机的影响,起落架轮胎也没法往机腹部收,只好向机翼外侧收放,为了把轮胎全部收进去,也只好把轮子也往扁了压。

手推车轱辘

那会儿喷气发动机推力还不大,材料也没现在好,增大机翼的后掠角虽然可以减小超音速阻力,但也会带来其他一些问题,比如“副翼反效”,这是由于偏转副翼时的空气动力对翼根产生的力矩使机翼首先发生弹性扭转所导致的。那会儿以速度见长的飞机很多都采用了三角翼或切尖三角翼,像米格-21、幻影、F-1XX等等,但闪电的机翼一直向后掠到了平尾的前缘,这样要是还采用正常三角翼,直接就和平尾连到了一起了,于是就挖掉一块。所以闪电的机翼与其说是后掠翼、其实还不如理解成挖掉一块的三角翼,墨林还真见过有的资料上干脆就说成了“缺口三角翼”(notched delta wing)。

“闪电”三视图

闪电的操纵性据说很好,专门从美国请过来的试飞员对其评价是:“与F-86一样容易操作,与F-104一样出色,唯一的缺点是根本没有航程……”好在那会儿大家都在忙着“早打、大打、打核战争”,闪电一开始的设计目标就是抵御敌人炸机的攻击,并保证己方的核轰炸机能及时起飞,所以设计的重点主要是保证爬升速度、加速度和最大速度,至于航程,只要求在距机场240公里范围内完成截击任务就行了,但对攻击能力和雷达的搜索、跟踪和制导能力也不含糊。闪电在机头装有2门固定的30毫米航炮、还可以加装2门同样的航炮或28枚51毫米口径航空火箭弹,并可挂两枚“火光”空空导弹。早期的闪电限制速度为1.7马赫,后期换装了更高推力的F.3型可以飞到2.0马赫,但航程更短,并且取消了航炮。

最初的批产型F.1限制了最大速度

后期的“闪电”F.3被称为性能最强的闪电

最后的闪电是F.6型,主要就是增加了燃油以提高航程和作战半径,除了充分利用机身内部有效容积外,还增加了副油箱挂载能力。本来加个副油箱对飞机来说也是稀疏平常的事,但对闪电而言也有得一说——这两具副油箱逆天的加在了机翼上面,成了真正名副其实的“油挑子”。这是因为闪电的起落架是往外收起的,机翼内侧没办法加挂其他外挂物,机翼后掠角很大,外侧如果增加外挂对重心影响很大所以也没法挂,所以闪电的导弹也是只好挂在前机身两侧。

“闪电”F.6的翼上副油箱

其实这还没完,闪电的这副翼上挂架只能用来挂可抛式副油箱或火箭发射器,后来英国飞机公司(BAC)在发展出口型“美洲虎”攻击机时,为了增加“美洲虎”的武器挂载能力,这种翼上挂载方式又被移植到“美洲虎”的机翼上,并进一步“发扬光大”,成了独一无二的翼上导弹发射架,这时候电气飞机公司已经被英国飞机公司收购了,搞不好还是同一个设计团队干的事。

“美洲虎”攻击机

闪电从50年代中期服役以后,在皇家空军一直飞到1988年才全部退役,中间还出口了不少,也多少说明闪电还是有用武之地。60-70年代闪电在英国北部担任防空截击任务,期间没少跟苏联远程轰炸机打交道,不过一如既往、大家都很克制。在其他地方服役的闪电也从来没有参加过实战,因为没有舰载版,所以也没有参加马岛战争,等到海湾战争时闪电又全部退役了。然而舰载版闪电也不是一直没有,中间也有过计划,还准备采用变后掠翼设计,不幸因为经费不足没有继续研发。

一架“闪电”F.6在撵熊

但不要以为闪电的脑洞就没了。为了培训新飞行员,一般战斗机都会相应发展双座的同型教练机,有的还会保留甚至拓展双座飞机的功能,闪电也一样。但即使改成双座,英国佬也不打算放过闪电,本来两台发动机上下并列,机身就已经很窄了,因此无论是按常理、还是按惯例、还是参考其他案例,好像都应该改成串列双座,但英国人秉承不走寻常路的本性,竟然又“创造性”的给闪电改成了并列双座……

双座版的出口型“闪电”T5

飞机上所表现出来的“脑洞”,说白了其实都是为了解决问题而在理论和工程上的创新,从这一点上说,一款成熟的飞机上的“脑洞”越大、越多,在某种程度上反而越能说明工程人员的想象力和创造力。服役后的闪电在演习中能够轻松飞到20000米高度拦截U-2,有飞行员用动力爬升的方式把闪电飞到过27700米的高度;闪电最出名的飞行动作是从跑道起飞后快速转到垂直爬升,理想情况下闪电爬升到11000米高空只需要大概3分钟时间,1968年的《国际飞行》杂志曾把闪电评价为当时爬升最快的战斗机。对于一款强调加速和快速爬升的高空高速截击机来说,闪电无疑也是合格和胜任的,也没辱没别人给它起的名字——虽然看上去也有点胖。

沙特皇家空军的“闪电”F.53进行垂直爬升

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