美军截击机的马赫3征程

美军截击机的马赫3征程


速度就是生命,曾是战斗机飞行员的口头禅。在上世纪50年代后期航空科技迅速发展的时代,速度是飞行员的最高信仰。此时的航空技术让飞机的速度从活塞螺旋桨时代的六七百公里/小时飙升到火箭推进的马赫3——这一巨大的速度跨越用了仅仅10年。1949年,美国空军发布招标要求,开发一种能够拦截苏联新型洲际轰炸机(美国认为苏联马上就会装备这种厉害的东西)的先进截击机。这一计划被称为“1954截击机计划”——1954年是该机计划服役的年份。此时美国空军意识到一个问题:先进喷气式截击机复杂程度远超过当年的活塞飞机,这使得过去各个承包商分头研制机体和分系统,在期待它们能良好匹配的做法已经不切实际,空军首先引进了“武器系统”概念,要求被选定的承包商主导负责整个项目的技术研制。总承包商牵头抓总,分承包商协同跟进的工程管理方式由此奠定了基础。

这项招标要求的结果是,共和飞机公司开始设计飞行速度马赫3的超牛神器——XF-103。虽然XF-103没能赢下竞标,但空军却被它的速度前景打动,认为这一项目应该继续。XF-103最为特别之处在于它使用了当时算是科幻级的双循环推进系统:能在涡喷发动机和冲压发动机两种模式之间切换!莱特航空公司XJ67涡喷发动机和XRJ55加力单元串联组合,这意味着速度超过马赫3时,XJ67可以关闭,动力系统就成了纯冲压发动机。共和公司宣称XF-103巡航速度超过马赫3,但航空器材司令部组织的独立评估认为其实只有马赫2.5。


F-103全尺寸金属模型


XF-103最为特别之处在于它使用了当时算是科幻级的双循环推进系统:能在涡喷发动机和冲压发动机两种模式之间切换!莱特航空公司XJ67涡喷发动机和XRJ55加力单元串联组合,这意味着速度超过马赫3时,XJ67可以关闭,动力系统就成了纯冲压发动机。

1953年3月,空军检查了XF-103全尺寸金属模型。这架科幻小说中才会有的古怪飞机拥有全埋式座舱盖,高速状态下飞行员需要通过可收放潜望镜观察前方,它也是世界上第一种使用逃生舱来为飞行员提供高速弹射环境下的保护的飞机。XF-103还是第一种机体大量采用钛合金以抵御高速气动加热。修斯公司GAR-1“隼”式导弹和“巨鼠”折叠翼航空火箭则被内藏在机腹和侧面的武器舱内。

1955年,XF-103遭遇了严重的困难,空军原本不高的先进截击机计划优先级导致研制资金不足,而当时研制团队选用的XJ67-XRJ55双循环推进系统又增加了整个工程的复杂性。最早计划的MA-1火控系统被换成了ASG-18雷达和GAR-9远程导弹,后者需要重新修改前机身设计。1955年末,防空司令部发布了114号通用作战需求书,要求开发马赫3的远程截击机,这项计划被称作LRI-X。新的LRI-X合同要求开发两架远程高性能原型机,后续将有31架预生产型和480架量产型订单。新飞机要求采用双人机组,配备两台发动机。至此XF-103计划开始缩水,到1957年协议中只剩下一架原型机,作为LRI-X所需新型雷达和导弹的测试平台,但当年8月工程进展仍十分缓慢,最终空军决定取消整个XF-103及其配套动力系统计划。


艺术家笔下的想象画:3架F-103紧急起飞,前往美国海岸附近执行截击任务。

北美航空公司在1957年6月赢得LRI-X竞标,空军将新机定名为F-108A。北美还期望同时拿下空军新型先进轰炸机竞标,考虑到已经有参加XB-70项目的竞标方案,北美打算在截击机和轰炸机之间分享某些技术和部件——这是个明智的考量。可以分享的部分包括通用电气J93发动机(当时尚在研制)以及安全逃生系统。新飞机还将采用休斯ASG-18雷达和GAR-9导弹,具备空中受油能力。其实仔细看看F-108A,我们会突然明白为啥它长得多少和XB-70有点儿“连相”,特别是机翼外段。

1959年1月军方审查了XF-108的模型,希望该机可以在1961年3月实现首飞。当时北美公司宣称F-108飞行速度可达马赫3,机内燃油情况下作战半径1000海里,作战高度超过77000英尺,极限高度100000英尺。F-108A将安装两台通用电气J93发动机,与XB-70使用的动力系统类似。1959年上半年,F-108的设计方案经过修改,调整了前机身长度,垂尾尺寸和机翼反角。


准备接受空军检查的北美公司F-108A木制模型。


F-108A使用两台通用电气J93发动机,与XB-70轰炸机的动力系统类似。

远程截击机的初期研制进展顺利,空军也很支持,但先进高速飞机烧钱的速度也超快,项目投资快速增加。为此美国空军专门组织对F-108与康维尔B-58截击机概念和B-70轰炸机的截击型I-70进行了比较论证,结果证明F-108(1959年5月被命名为“轻剑”)具备相当的实用价值。但尽管取得了进展,F-108项目快速增长的预算却最终导致了该项目的取消:空军实在争取不到足够的资金继续该项目,1959年9月被迫取消F-108项目。


艺术家笔下的F-108A飞行图景

砍掉F-108之后,空军仍然继续发展休斯ASG-18雷达和GAR-9导弹系统。1958年10月起,康维尔获得了空军协议,要求改进两架B-58“盗贼”轰炸机,为其安装新型雷达和导弹武器,后来又调整为只改造一架——还是因为缺钱。改造后的B-58机头加长了近2米(7英尺),也因此得到“休斯-史努比”的绰号。1962年3月,B-58首次发射GAR-9,导弹在15海里外的QF-80靶机2米距离上爆炸;8月第二次实验中,导弹擦到了QF-80的边儿。


B-58也曾经被空军用来改造成截击版

空军心里一直对马赫3级截击机念念不忘,洛克希德“臭鼬工厂”掌门人凯利·约翰逊看到了其中蕴藏的机会。他在中央情报局特种侦察机A-12的基础上,提出了一种截击机改型,内部命名为AF-12。1960年10月,空军与洛克希德签署了100万美元协议,根据协议,洛克希德公司将为A-12安装ASG-18雷达和GAR-9导弹,这要求增加一名机组成员,改进机首设计,增加下机身内置武器舱。风洞试验表明这样改进后的飞机航向安定性恶化,为此洛克希德又给A-12每个发动机短舱下增加了小型腹鳍,后机身下增设了大型折叠腹鳍。


这张难得的照片清楚展示了洛克希德YF-12A的主要改进内容——安装当时颇为先进的ASG-18雷达。

1963年8月7日,改进后的A-12首次飞行。1964年2月29日,约翰逊总统宣布该项目存在,他说,“美国成功研制发展了试验飞机A-11,这种飞机试验中实现了2000英里/小时的持续飞行速度和70000英尺的飞行高度”。A-11的代号是美国政府有意的误导做法,其实当时这架飞机已经有了正式代号YF-12A。不久,3架YF-12抵达爱德华兹空军基地,试飞工作取得较快进展,1965年1月9日,YF-12首次实现了马赫3.23的最大设计速度,3月18日首次试射YAIM-47(GAR-9的新代号)导弹,导弹成功命中了36英里外飞行的Q-2C“火蜂”靶机,末端接近目标的速度高达2000英里/小时。


进行完试飞后停放在滑行道上的第二架YF-12A。请注意打开的腹部武器舱盖。

1965年5月1日,首架和第3架YF-12A承担了给美国航空科技争面子的工作——打破了多项国际航联(FAI)C-1级(喷气动力陆基飞机)飞机飞行记录,实现包括80257英尺持续飞行高度和2070.1英里/小时的闭合航线飞行速度。


第3架YF-12A及其侧面的休斯AIM-47空空导弹,爱德华兹空军基地。前机身标注的3个“黑鸟”剪影标志表示它在1965年5月创造的飞行高度和速度世界纪录。


试飞中的YF-12A正在接近KC-135加油机。照片清楚显示了飞机头锥和前机身的变化。

1965年3月到1966年9月间,YF-12先后进行了7次AIM-47导弹试射,其中只有一次因为陀螺仪故障脱靶,1966年9月21日最后一次试射中,YF-12A在75000英尺高度以马赫3.2高速飞行,而QB-47靶机飞行高度仅为500英尺,这是一次典型的下视下射攻击,结果导弹成功撕掉了靶机1米长的一段左侧水平尾翼。高性能的背后是高成本,尽管空军在1965年为工程化研制生产型F-12B增加了50万美元预算,但却发现对于整个项目仍然是杯水车薪。即便是开发成功,恐怕也难以大量采购装备。最终空军只能再下杀心,在1968年1月终止了项目。最终,美国空军的确造出了马赫3截击机,但是一共只造了3架,而且还是原型机阶段。作为截击机的眼睛,休斯ASG-18是当时最厉害的军用机载雷达,虽然没能用在美军恋恋不舍的超高速截击机上,但它的改进型后来被成功接盘:用在了著名的F-14“雄猫”战斗机上,即与“不死鸟”导弹搭档使用的AWG-9雷达。

第一架YF-12A的后机身后来被用来制造唯一一架SR-71C教练机,这架飞机现在犹他州希尔航空博物馆展出;第3架YF-12A在1971年7月24日一次事故中损毁;第2架YF-12A也是唯一存世的一架,如今是美国空军博物馆研究与发展专题展厅的展品。


第3架YF-12A从爱德华兹空军基地起飞,1965年。下机身的白色十字标志用于创纪录飞行时观测设备跟踪飞机。