F-1战斗机(英文:F-1 Fighter,编号:F-1,绰号:Fury,译文:狂怒,机型:FJ-2/FJ-3/FJ-4),是美国海军一型单座单发后掠翼舰载亚音速喷气式战斗机 。
F-1战斗机是F-86战斗机的改进型,二者外形很相似,主要型号包括FJ-2/FJ-3/FJ-4,FJ-2源自F-86E,FJ-3更换为英国的阿姆斯壮J65发动机,改用可摺叠机翼,FJ-4重新改进了机身和机翼。
F-1战斗机由北美航空公司于1951年开始研製,FJ-2于1954年首飞,共建造了200架,FJ-3建造了538架,FJ-4建造了372架。
基本介绍
- 中文名称:F-1战斗机
- 英文名称:F-1 Fighter
- 前型/级:FJ-1战斗机
- 研製时间:1951年-1954年
- 服役时间:1954年
- 国家:美国
- 研製单位:北美航空公司
- 建造数量:1110架
- 服役情况:退役
- 机型:舰载亚音速喷气式战斗机
- 首飞时间:1946年9月11日
发展沿革
研製背景
1944年末期,美国海军宣布了新型舰载战斗机的採购项目。麦克唐纳飞机公司研製的FD-1鬼怪式战斗机获得了该项目的早期契约。第二步计画契约则是在麦克唐纳公司的XF2D-1女妖、共和飞机公司的XF6U-1海盗和北美飞机公司的NA-134三者中竞争产生。NA-134方案同时被美国海空军看好,但空军要求NA-134改用后掠翼以提高飞行速度,海军则要求舰载飞机的低速操纵性而坚持採用平直翼。在这种情况下,NA-134被分为空军的XF-86和海军的NA-135两个分支继续发展,而XP-86最后发展成为F-86战斗机。
1945年1月1日,美国海军与北美公司签订了3架NA-135原型机的製造契约,并给予其XFJ-1的正式编号。原型机XFJ-1的机体已经在1946年1月完成,9月11日,由试飞员华莱士·里恩驾驶XFJ-1完成了第一次飞行。1947年9月,XFJ-1完成了全部厂家测试。经过军方的多方面试验和改进,公司编号为NA-141的生产型飞机FJ-1与1947年10月5日交付马里兰州帕图克森河海军试验中心。最后评估试验后,FJ-1在11月15日正式交付海军航空兵部队使用。
1948年初期,FJ-1正式得到了绰号,“Fury(狂怒)”。儘管起初FJ-1的订量是100架,但1948年4月30日停产时只有30架的产量,此时,F-86A还没有交付空军。儘管FJ-1性能优良,但它还是不能完全适应舰载的条件,特别是起落架强度不够造成了严重的事故。1949年5月,新型F9F-3黑豹战斗机取代了FJ-1,退出一线的FJ-1交给了海军航空兵预备役部队使用。
韩战中,中朝空军的米格-15战斗机给美军造成了巨大的震撼,海军的F9F黑豹和F2H女妖舰载机更不是米格-15的对手,海军立即提出了舰载后掠翼战斗机的计画,而当时最简单的解决方案就是研製空军F-86战斗机的海军型号。
建造沿革
FJ-2
1951年1月30日,北美公司启动NA-181计画,开始对F-86海军型号的初期研究,採用与其相同的机头进气、单发单座、后掠下单翼、后掠全动平尾和后掠垂尾等设计,发动机也是艾利逊J47喷气机。
1951年2月6日,北美公司提出进行正式的生产计画,2月10日海军宣布订购300架NA-181,稍后调整为200架,海军序列号是131927至132126,将在哥伦布市的新工厂製造,那里也是空军F-86F的生产基地。NA-181基本上是F-86E 的海军改型,和FJ-1几乎没有什幺关係,但是海军决定新机编号为FJ-2,绰号仍为“狂怒”,以表示这是FJ-1的后续机种。后掠翼战斗机的坚定支持者VF-51中队的指挥官Pete Aurand 被海军指定为FJ-2项目的负责人。
1951年3月8日,海军订购了三架XFJ-2原型机,在北美公司洛杉矶工厂生产,因为哥伦布市的工厂还不具备生产条件,这批原型机的公司代号是NA-179,海军序列号是 133754至133756。这是个不寻常的编号,因为通常原型机的号码要领先于量产型。头两架原型机基本就是F-86E-10的海军版,装备了V型的着陆钩,弹射器挂点以及加长的前起落架(加大起飞的迎角),但是这两架飞机没有摺叠机翼也没有武器,主要是用来进行飞行测试。第三架原型机(133756)装备了四门柯尔特MK12型20毫米机炮,每门备弹150发。这架原型机装的是F-86E的起落架,没有任何可供在航母上起降的设备,被北美公司称为NA-181,海军方面称为XFJ-2B(B代表特殊武器)。三架原型机都安装J47-GE-13喷气发动机,都採用F-86E-10-NA 的全动平尾,都喷成海军兰,这是当时海军飞机的标準色。
1951年12月27日,编号最大的XFJ-2B在试飞员鲍伯·胡佛的驾驶下首先试飞成功,之后这架飞机前往加州进行武器试验。1952年2月14日,第一架XFJ-2原型机首飞,1952年6,7,12月,海军分别接收了三架原型机。
1952年12月,XFJ-2在“珊瑚海”号航空母舰上进行了舰载试验,儘管XFJ-2的低速操纵性能不佳、起落架和尾钩的强度不足,但由于形势紧迫,海军还是决定订购300架生产型的FJ-2。随着韩战的结束,FJ-2的订购量最后缩减到了200架,但北美飞机公司忙于为空军生产F-86F,到1953年底,只向海军交付了25架FJ-2,第200架FJ-2直到1954年9月才交到海军手里。FJ-2的命运也不比FJ-1,海军虽然订购了很多的FJ-2,但他们更偏爱由F9F改装成的F9F-6美洲狮后掠翼战斗机,所以绝大部分FJ-2由海军陆战队使用。
1953年至1954年,初步的稳定性和操作测试在131932号FJ-2上进行,机鼻上装了一根测试桿,上面有大气压力感测器和侧滑角感测器,这架飞机被赋予新编号YFJ-2,进行了频繁的试飞。结果证实 YFJ-2 是个稳定有效的设计平台,但必须由经验丰富的飞行员驾驶。起降品质令人满意,但在纵向稳定性和操作性方面还有些问题。在跨音速期间方向舵会发出恼人的噪音。
美国试图把取消了前缘缝翼的6-3机翼安装在FJ-2 上,此举虽然提高了高速性能,但是着陆速度增大和更差的低速操作性使得它更不适合作为舰载机。在一项加装翼刀的试验中,改装后的飞机在失速前会突然进入无预警的滚转偏航,这可是舰载机绝对不能忍受的毛病。
1954年在另一项加装翼刀的试验中虽然解决了失速预警的问题,但是还不能令人满意,同时在滑翔过程中会出现严重的偏航。1954年10月的一次翼刀试验终于取得了满意的结果,这个布局提供了足够的失速预警,但由于时间关係FJ-2没能用上它,这项新成果后来被 FJ-3採纳。
FJ-3
1952年3月,在研製XFJ-2的同时,北美公司感到这种飞机仍然有潜力可挖。于是开发出安装怀特J65-W-2发动机(这是英国 Armstrong-Siddeley公司的蓝宝石发动机的美国版),大推力发动机使新飞机的性能有很大的提升潜力,公司编号NA-194。
1952年4月18日,海军签署了购买389架NA-194的契约,由哥伦布工厂完成这批订货,海军赋予新飞机FJ-3的编号,绰号仍是狂怒,序列号是135774-136162。为了给FJ-3提供一个测试平台,第五架 FJ-2(131931)安装了J65发动机,这个计画代号 NA-196。
1953年7月3日,NA-196的试验机首飞成功。1953年12月,第一架正式的FJ-3(135774)于1953年12月11完成出厂试飞,1954年初交付海军使用。生产型的飞机换装了J65-W-4发动机,推力仍然是3500千克。
1954年3月15日,由于海军比较满意,北美公司获得第二份FJ-3 契约,公司内部代号NA-215,契约要求生产214架,但不久就削减到69架。
1954年7月,北美公司交付了24架FJ-3,这种飞机也开始在马里兰州Patuxent的海军飞行测试中心进行前期测试。按照当时的标準FJ-3还算是合格的,虽然还有点小毛病没解决。试飞中135785 号飞机在空中吸入异物而发生爆炸,135786 号飞机的驾驶员迷航,耗尽燃油后在Patuxent 河上迫降。
1954年9月,海军驻扎在佛罗里达Jacksonville的VF-173中队成为第一个装备FJ-3的单位。从1950年代中期开始,美国发展了一套透镜系统引导飞行员着舰,取代了以往的人工引导。
1954年11月,北美公司的第二份FJ-3契约又增加了80架FJ-3M,加上之前的69架,最后的生产数量是149架,序列号分别是139210至139178和141364至141443。
1955年12月,第二批的第一架交付,1956年2月,最后一架依据第一份FJ-3契约製造的飞机下线,一共生产了389架,序列号135774至136162,1956年8月,第二批的最后一架FJ-3M下线,生产总量达到了538架。
FJ-3部分还在左翼上装了空中受油管,由AJ-2萨维奇攻击机改装的加油机供油。FJ-3也可以和其他战术飞机进行伙伴加油,比如A4D-2“天鹰”。这一改进使得FJ-3的作战半径从1038千米增加到1990千米。有几架FJ-3在1957-60年间被改装成遥控平台。遥控制导沃特公司“狮子座”飞弹的改型为FJ-3D,遥控F9F-6K靶机的改型为FJ-3D2。
FJ-4
1953年6月,北美公司又开始研製新的FJ-4,当时北美公司代号是NA-208,先期製造2架原型机,NA-209则是生产型的代号。海军要求FJ-4 的最大速度达到0.95 马赫,战斗升限15000 米,这些指标如果不使用带加力发动机是不可能达到的。
1953年10月16日,海军签署了定购132架FJ-4的契约。1954年6月26日追加45架。原型机编号139279、139280,生产型编号139281至139323、139424至139530。
1954年10月28日,第一架FJ-4首飞,和FJ-3一样。FJ-4 在机头处装了装甲,这挤占了装弹药的空间。
1954年,海军的NA-209项目增加了25架FJ-4B的订货,序列号139531至139555。FJ-4B是FJ-4的对地攻击型号,生产数量比FJ-4还大。它在概念上很像F-86H,不过二者并没有什幺承继关係。1954年11月2日再次增加46 架FJ-4B的订货,代号NA-229,序列号141444至141489,生产于1957年8月结束。
1955年,完成了17架FJ-4,1956年生产了113架。1956年12月4日,第一架FJ-4B首飞,1957年3月,第一个契约规定的152架FJ-4全部生产完毕。部分FJ-4改装为巡航飞弹的遥控机,编号改为FJ-4D。
1956年4月5日签订的NA-244契约定购了184架FJ-4B,不久削减为151架,序列号143493至143643。这批飞机于1957年7月至1958年5月间交付,至此FJ-4B共生产222架。
1957年4月,“狂怒”的另外一种发展型FJ-4F出现。1955年8月开始的NA-234计画就是它的前身,后来又发展到NA-248。这个计画準备在第2和第4架FJ-4上安装Rocketdyne 公司的AR-1火箭助推器,推力为2300 千克,该助推器使用过氧化氢和JP-4煤油作燃料。FJ-4F进行过带鼻锥和不带鼻锥的飞行试验,并用特殊的锥型整流罩覆盖原来的机头进气口,成为FJ-4F火箭战斗机。FJ-4F计画用于拦截前苏联的图-16或米亚-4轰炸机,试验中曾达到M1.41速度和21640米高度的非官方纪录,但后来美国人发现自己高估了苏联轰炸机的性能,FJ-4F也就被放弃了。
FJ-5
北美公司还曾研究FJ-5战斗机,试图与F9F-9虎式战斗机竞争。该机造型奇特,进气口在飞行员座舱的后上方,类似F-107,但最终没有造出实机。
服役历程
1954年1月,驻扎在北加州Cherry Point的海军陆战队VMF-122中队接收了第一架改装FJ-2,它们的大部分时光是在陆地度过的,只在1955年搭载于“珊瑚海”号航母。当时大多数舰载机是蓝色的,但陆战队飞机都是无涂装的银色。在太平洋沿岸VMF-235中队首先接收了FJ-2,取代了老迈的F4U-4“海盗”。VMF-235中队使用FJ-2 在“汉考克”号航母上进行了弹射试验,有254架次的各种飞机曾经用过这艘航母的C-11弹射器,这箇中队还有四架加强了着陆钩缓冲器,改进了起落架支柱的FJ-2,但是这些改进并不成功。此外,海军陆战队还有VMF-122/232/312/235/224/451中队装备了FJ-2。
FJ-3曾在以下单位服役,是当时美国海军的主力舰载战斗机。
单位 | 机型 | 中队 |
大西洋舰队 | FJ-3 | VF-3,VF-33,VMF-122,VMF-313 |
FJ-3M | VA-172,VF-12,VF-62,VF-73,VF-84,VF-173,VMF-334 | |
太平洋舰队 | FJ-3 | VF-24,VF-91,VF-154,VF-191,VF-211 |
FJ-3M | VF-21,VF-51,VF-121,VF-142,VF-143,VF-211,VMF-235 |
第一个装备FJ-4的是海军陆战队的VMF-451。VA-126担负训练任务,驻扎在迈阿密。FJ-4B的第一次巡逻任务是由“大黄蜂”号上的VA-214执行的。最后一次行动由“汉科克”号航母上的 VA-216于1962年完成。在那以后倖存的FJ-4和FJ-4B被储藏起来。
单位 | 机型 | 中队 |
海军陆战队 | FJ-4 | VMF-232,VMF-235,VMF-451 |
太平洋海军陆战队 | FJ-4B | VMA-212,VMA-214,VMA-223 |
海军 | FJ-4 | VA-126 |
太平洋海军 | FJ-4B | VA-55,VA-56,VA-63,VA-116(VA-144),VA-126,VA-146,VA-151,VA-192(VA-216),VA-212,VA-214 |
1962年10月1日,美国海空军飞行器编号统一后,FJ-1和FJ-2早已退出军队,没有被赋予新编号,FJ-3改为F-1C,FJ-3D飞弹遥控机改为MF-3C,作为靶机遥控平台的FJ-3D和FJ-3D2被称为DF-1C和DF-1D,FJ-3M改为F-1D,FJ-4改为F-1E,FJ-4B改为AF-1E。FJ系列的产量为1112架,其中只有FJ-4B于1962年参加了对寮国的空袭,并且有1架被高射炮严重击伤后报废,这可算是美国海军在南亚地区损失的第一架飞机。
1962年底,所有FJ系列飞机均转入预备役,并在20世纪60年代中期全部退役。
技术特点
机型结构
FJ-2
FJ-2是海军型F-86,採用了摺叠机翼,装备了全套海军专用设备,包括弹射挂点,着陆钩。轮子直径比空军“佩刀”加大8英寸,起落架支柱也得到加强,座舱盖进行了修改。
FJ-3
FJ-3在测试中技术人员发现J65如果要达到预想的推力就必须配合更大的进气口。所以FJ-3的进气口比FJ-2 要大,不过前缘缝翼,液压驱动的全动平尾和副翼被保留下来,在座椅靠背和仪錶板前面都有装甲防护。1955年7月1日美国海军放弃了从韩战起一直沿用的蓝色涂装,FJ-3改用上灰下白的涂装。早期的FJ-3有前缘缝翼,后期的FJ-3延长的机翼前缘安装了翼刀后就把它取消了。机翼面积从26.77增加到28.11平方米,增加的体积使FJ-3多携带了470升燃油,许多早期的FJ-3也作了这样的改进。
FJ-4
FJ-4的设计初衷是用于空战,捎带有点对地攻击能力,定位为一种远程的战斗攻击机,是狂怒系列中改动最大的型号,机身显得更肥硕,座舱和垂直尾翼都明显加高,机身背脊连线着座舱和垂尾,机翼翼型修改,相对厚度降低到6%,外翼可以向上摺叠,翼上有翼刀。FJ-4在机头处装了装甲,这挤占了装弹药的空间。
FJ-4的机翼厚度薄了大约6%,但面积更大,达31.50平方米。翼展增加两英尺,翼根长度增加但后掠角保持35度不变,机翼下反角4度,半翼展处设定副翼(早期佩刀和狂怒的的控制面都在机翼外侧),蒙皮由铝製成。早期“狂怒”和“佩刀”的前缘缝翼是根据空气压力自动伸缩的,伸出的部分可以增加升力和改善低速操作性。而后期“狂怒”(FJ-3 初期型)的缝翼和副翼之间依靠机械连线,只有在副翼放下的时候缝翼才可以伸出。
FJ-4的尾翼部分几乎是重新设计的,水平尾翼没有上反角并且翼展更小后掠角更大。机翼的厚度更薄并在半翼展处设有控制面。尾翼部分是作为一个整体进行动作的,升降舵和水平尾翼机械连线可以获得更好的高速可控性。FJ-4的垂直尾翼比“狂怒”的早期型号要高,而且在后端的中间位置设有燃油排泄口。这个口只用来防止加油过量,和翼尖的放油口不是一回事。升降舵设在排泄口下面,长度只占垂尾的一半,而早期型则占到全部。起落装置也是全新设计,支柱长度从2.74米增加到 3.53 米,起落架重新设计以便收回后有足够的外挂空间。
FJ-4B在副翼的前方设定了一组扰流片,用于在低空大速度飞行时增加可控性。B型在靠近尾部的机身下增加了一对减速板,这对减速板和副翼后下方安装的主减速板是联动的,它们可以在低空轰炸时用于减速。不过增加一对减速板的首要目的是降低着舰速度并使复飞变得更容易。更好的减速能力使飞机可以在更高的发动机转速下着陆,这样着舰失败后的风险可以减少。后面的一对减速板在起落架放下时会自动收起以避免着舰时碰伤。所有四片减速板都由油门桿上的一个按钮控制。FJ-4B原来的标準弹射座椅被马丁贝克座椅取代,提高了低空弹射的安全性。
动力系统
FJ-2生产型採用推力2720千克的J47-GE-2发动机,这款发动机实际是J47-GE-27的海军型,这也使得FJ-2的推力达到F-86F的水平。
FJ-3放大了进气口、配备了更大功率的J65-W-4发动机,因而更适合舰载使用。J65的推力达到3538千克,比FJ-2使用的 J47-GE-2大很多,大推力发动机使新飞机的性能有很大的提升潜力。FJ-3 的发动机一直存在一些问题。比如它的发动机润滑系统如果出现故障,将会导致飞机在弹射时发动机抱轴,飞机将失去动力坠入大海。FJ-3的发动机有熄火的倾向,当然和同时期的喷气战斗机相比不算严重。J65发动机偶尔会发生结局悲惨的发动机叶片故障,脱落的叶片会刺穿发动机和机身,酿成重大事故。为了解决这个问题不得不更换了新的叶片。
FJ-4由于气动性能的提高,重量增加,使用了3500千克推力的J65-W-16A发动机,飞行性能并未没有降低。FJ-4比FJ-3的最大改进在于增加了50%机内载油量。为了多带油,在发动机底下设计了一个油箱,这就必须对机体重新设计,编号在139303之后的FJ-4在左翼下安装了固定式加油探桿。座舱盖后面增加了一条背脊,一直延伸到垂尾,看起来像是F-84F背上那个“乌龟壳”。所有FJ-4B在左翼下都安装了固定空中加油桿,正好在机翼摺叠处的内侧。通过加油桿FJ-4B不仅可以补充内部燃油还可以补充副油箱的燃油。FJ-4B在服役期间,有些取消了左侧的两门机炮以安装一套备份发电机。这套备份系统是在主发电机失效时使用的,如果仅仅依靠电池的话飞机只能为仪表供电几分钟。
机载武器
FJ-2装备了四门柯尔特MK12型20毫米机炮,每门备弹150发。
FJ-3的武器还是四门20毫米机炮,备弹量648发。FJ-3从136118 号机开始机翼下多了四个挂架,内侧可以挂227千克炸弹或者火箭发射器,中间的挂架可以携带454千克炸弹或“响尾蛇”飞弹。1956年开始携带“响尾蛇”飞弹,大约有80架作了这种改装,它们被命名为FJ-3M。
FJ-4基本武器是装在机头的四门20毫米机炮,翼下有4个挂架,并且都可以挂带响尾蛇飞弹,最大可携带1361千克炸弹/火箭弹/飞弹。但为了减轻重量,FJ-4的4门20毫米航炮总共只有576发炮弹的储备。
FJ-4B型的变化主要是增加了外挂武器的能力,达到2700千克,翼下6个挂架,最多可以挂四个副油箱(每个 8327 升)。FJ-4B还可以发射马丁公司的ASM-N-7“小斗犬”空对地飞弹(AGM-12B),这种3.35米长的飞弹装备的是固体火箭发动机,全重260千克,战斗部重113千克,最大速度约1.7马赫,有效射程超过 6.5 千米。FJ-4B 机翼下可以挂5枚这种飞弹,在右翼内侧挂架带一个制导吊舱,FJ-4B通常在略微俯冲的情况下发射AGM-12B,飞行员此时要把準星压在攻击目标上,同时用一根小操作桿遥控飞弹。飞弹尾部有一个发光点便于飞行员目视跟蹤飞弹,飞行员的指令通过无线电信号传给飞弹,飞弹再根据指令作相应的动作。
航电系统
FJ-2瞄準具是MK16MOD2,还装了AN/APG-30测距雷达。FJ-4还在机鼻上方装有雷达测距瞄準仪,用于计算迎头角。
FJ-4B装备了 LABS 低空轰炸系统(Low Altitude Bombing System ),左翼中部能够携带核武器,由于 LABS挤占了雷达测距仪的空间,该设备被取消。
性能数据
机体参数 | FJ-1 | FJ-2 | FJ-3 | FJ-4 |
---|---|---|---|---|
乘员 | 1 | 1 | 1 | 1 |
长度 | 10.48米 | 11.45米 | 11.45米 | 11.07-11.09米 |
翼展 | 11.63米 | 11.31米 | 11.31米 | 11.91米 |
宽度(机翼摺叠) | / | 6.89米 | 6.86米 | 8.38米 |
高度 | 4.52米 | 4.14米 4.78米(机翼摺叠) | 4.14米 4.8米(机翼摺叠) | 3.99-4.24米 4.8米(机翼摺叠) |
机翼面积 | / | / | / | / |
空重 | 4010千克 | 5355千克 | 5355千克 | 5992千克 |
使用重量 | 6854千克 | 8525千克 | 7800千克 | 9130千克 |
最大起飞重量 | / | / | / | 10750千克 |
动力装置 | 1台J35-A-2,推力1814千克 | 1台J47-GE-2,推力2700千克 | 1台J65-W-4,推力3500千克 | 1台J65-W-16A发动机,推力3500千克 |
最大时速 | 880千米 | 970千米 | 1000千米 | 1088-1015千米 |
实用升限 | 9753米 | 12700米 | 14900米 | 14270米 |
航程(带副油箱) | 2400千米 | 1595千米 | 1595千米 | 2390-3232千米 |
最大续航力 | / | / | / | / |
作战半径 | / | / | / | / |
起飞距离 | / | / | / | |
爬升率(海面) | 1005米/分 | 2200米/分 | 2580米/分 | 2300米/分 |
翼载荷 | / | / | / | / |
推重比 | / | / | / | / |
服役动态
1955年5月8日,FJ-3在CVA-20“本宁顿”号航母首次着舰上实现了第一次甲板着陆。
1955年8月22日,Robert D. Dose驾驶FJ-3降落在“本宁顿”号航母上,这是历史上第一次依靠透镜引导的降落。
1956年1月4日,VF-21的指挥官Ralph L.Werner驾驶FJ-3降落在“福莱斯特”号航母上,这是战后建造的第一级大型航母。
总体评价
FJ-3儘管有发动机方面的问题,还是很受飞行员的欢迎。VF-154中队指挥官J. J. Boydston就很欣赏FJ-3。VF-142的James Powell上尉也飞过F9F-6,感觉FJ-3比F9F-6快上许多,FJ-3可以击败当时服役的任何飞机,除了F-86H。
美国海军“狂怒”系列的最后一款是FJ-4,有资料称这是“佩刀”系列和“狂怒”系列当中性能最好的型号。FJ-4乍看像是早期“佩刀”的改进型,但细究起来其实和“佩刀”有很多不同。