截击机史话 美空01 1945年的两个招标
1947年8月3日的莫斯科航空节上,3架“B-29”从低空飞过。二战后期,曾有3架完整的B-29在执行完对日轰炸任务时因故障紧急降落在苏联,并被苏联扣留。因此在场的西方观察员认为这不过是那3架B-29而已,苏联的军事实力并没有太多提升。
然而当一架明显和B-29有诸多相同之处的图-70客机紧随三架“B-29”飞过时,大跌眼镜的西方观察员这才意识到苏联一定是已经成功仿制了B-29战略轰炸机!
美国人不得不面对这样一个痛苦的事实——二战中即能成群结队火烧东京又能单枪匹马投掷核弹的B-29(苏联仿制型号为图-4)也有可能往自家头顶扔炸弹了。

1945年6月22日,苏联正式启动对B-29的仿制工程。斯大林要求这架新型轰炸机应当是B-29的精确复制品,因为他很清楚即使是一次让步也会导致一系列的修改,并拖慢复制B-29的过程。当然图波列夫并没有严格按照字面上的意义接受任务,图-4在许多地方都与B-29有差别。这一方面是因为实际测绘仿制中发现了很多问题,其中之一是美苏两国使用的计量单位不一样——美国是英制而苏联是公制。这个从数据上说可以简单换算,但飞机的生产需要用到的工具工装等,就没那么简单了。B-29的铝合金蒙皮厚度为1/16英寸,按公制算是1.5875毫米,这可要了图波列夫的老命,因为苏联当时无法制造出这么厚的铝板——不是造不了这么薄,而是没法造出这样有零有整的规格,用1.6毫米厚的会超重、用1.5毫米的强度又不够,最后图波列夫只好在不同位置使用了厚度0.8—1.8mm不等的铝板才总算解决了问题。其他区别还包括没有仿制发动机而是采用了苏联自行研制的发动机以及将原有的12.7mm机枪替换成23mm航炮等。
曾经的德国日本为了拦截B-29使尽了浑身解数,现在美国也不得不步其后尘——此时的美国空军主力夜间战斗机仍然是二战后期服役的P-61,并不能保证对图-4轰炸机进行有效拦截。
不过实际上早在1945年3月23日,美国陆航就发布了下一代夜间战斗机的招标计划用以取代被陆航认为过时的P-61,相应的技术需求包括最大飞行速度至少达到850km/h,能够在12分钟之内爬升到1万米,最大升限不低于10668米等。
这些指标是螺旋桨飞机望尘莫及的。参与竞标的厂商中,道格拉斯的方案是XF3D-1“空中骑士”舰载夜间战斗机的陆基型。寇蒂斯的XP-87“黑鹰”在翼下吊挂两组共四台喷气发动机,而诺斯罗普的XP-89飞行性能更优异,也最具发展潜力。1948年,诺斯罗普方案胜出,F-89“蝎子”由此诞生。

1948年8月16日XF-89进行了首飞。F-89的机翼为小展弦比薄型平直翼,这种机翼可在不牺牲良好的低速稳定性前提下获得相对较高的速度。上翘的尾部和低垂的机头也为该机赢得了"蝎子"的绰号。经过改进后的YF-89于1950年6月27日成功试飞。YF-89A安装有AN/APG-33雷达和休斯E-1火控系统。发动机为两台带加力燃烧室的J35-A-12发动机。武器为安装在机头的6门固定式20mm机炮。早期的F-89A/B遭遇了一系列问题,进行了大量改进的F-89C仍是问题多多。F-89C于1951年9月18日完成首飞,但由于受到发动机和机翼结构问题的困扰,F-89C直到1954年才形成战斗力。F-89A/B/C的武器只有机炮。
然而对于对图-4威胁始料未及的美军而言,还没首飞的F-89自然是远水解不了近渴,为了应付这种尴尬局面,美军一是要求竞标厂商加快原型机的研制,二是1948年初开始用F-82F“双野马”螺旋桨夜间战斗机替换P-61,三是在1948年要求洛克希德公司将现役的TF-80C教练机改装成全天候战斗机。洛克希德成功完成了任务,1949年4月16日,F-94原型机首飞,1950年5月开始服役。

F-94的第一批生产型是F-94A,它是第一种装备发动机加力燃烧室的生产型战机,同时也是美国空军的第一种喷气式全天候战斗机。F-94A/B装备了E-1火控系统,由于机头空间被AN/APG-33雷达占据,原来F-80机头的六挺勃朗宁M3型12.7毫米机枪减少到4挺。同时F-94的发动机更换为带加力的J33-A-33发动机。F-94B作为夜间护航战斗机参与了朝鲜战争。1953年1月30日夜,一架F-94B在执行B-29轰炸机夜间护航任务时,利用机载雷达发现并成功击落了一架拉-9战斗机。这是美国空军喷气式战斗机首次在夜战中击落目标的记录。3月10日夜,F-94B首次在夜间击落米格-15战斗机。5月30日2时,志愿军空军一架昼间型米格-15在夜间击落了一架F-94B。
伴随着人类进入喷气时代,截击机的发展也有了新的方向,其中之一就是实现超音速。早在1945年8月,美国陆航就开始招标超音速昼间截击机,要求飞机能够在25.5分钟内完成一次截击任务:2.5分钟内爬升至14500米高度(相当于爬升率97m/s),以900km/h的速度巡航15分钟,以1270km/h的速度作战3分钟,最后5分钟完成从14500米高度下降并着陆的过程。为了实现超音速和惊人的爬升率指标,参与竞标的康维尔XP-92和共和XP-91都采用了涡喷+火箭组合动力。XP-92有着极其独特的外形——战斗机的激波锥是座舱,飞行员的四周全是进气道。机翼是大角度后掠的三角翼,垂直尾翼长度很长。

二战期间的德国诞生了一架三角翼技术验证机DM-1。该机的气动布局即使在今天看来也是相当新颖的——无尾三角飞翼,机翼前缘后掠角达 60°,机身背部布置有一个大型垂直安定面(其根弦长度几乎相当于机身长度的90%),飞行员座舱就设置在垂直安定面根部。康维尔在初期方案风洞实验不理想后根据DM-1实物和所能搜集到的有关三角翼气动特性的资料,对45~70°后掠的三角翼进行了一系列研究,最终提出了这样一个堪比二战德国末日截击机的崭新方案。
对于这样惊世骇俗的设计,美国陆航心里直犯嘀咕,于是在1946年11月授权康维尔公司先建造一架不是那么激进的三角翼技术验证机。1948年,XF-92战斗机的采购计划被取消,但三角翼技术验证机被保留,并获得了XF-92A的编号。

1948年9月18日,XF-92A首飞,但即使更换了几次发动机,XF-92A的最大飞行速度依然没有超过0.95马赫。1951年康维尔公司在换了几台推力在两吨上下的发动机之后,痛下决心将一台推力为3.3吨的J33-A-29发动机装到了XF-92A上面,但是,更换发动机所带来的效果远没有康维尔设计师们想的那么高,因为使用J33-A-29发动机的XF-92A的最大飞行速度依旧只有0.95马赫,只不过XF-92A飞到0.95马赫的加速时间会短很多。忍无可忍的康维尔公司换上了推力为3.7吨的J33-A-16,但却依旧无法冲破音障的囚笼。1953年10月14日XF-92A坠毁,宣告了F-92战斗机计划的彻底终结,XF-92最终止步于全尺寸模型,XF-92A作为验证三角翼技术是否可行和战斗机能否突破音速的试验机也并没能够完成任务。
1949年5月9日,赢得竞标的共和XF-91完成首飞,不过此时的XF-91只安装了涡喷发动机。1952年12月9日,安装涡喷+火箭双发动机的XF-91进行了试飞,在开动火箭发动机后,XF-91的飞行速度达到了1.07马赫。

XF-91的机身和F-84相仿,有些部件甚至完全相同,但机翼却是全新设计,而且是非常独特的设计——XF-91的机翼第一眼看上去像是装反了——翼尖比翼根还厚、还宽。这样的设计可以增加外翼段升力,减小飞机在低速或高迎角状态下翼尖失速的可能,同时也能降低机翼机身结合部的气动阻力。同时XF-91的机翼是可变安装角的,可以在飞行中调整安装角,以适应起飞降落和高速飞行时的不同气动要求。