您现在的位置:博拉社区 / 博客 / 博客报 / 博拉军事焦点吧

怪胎中的怪胎:螺旋桨-喷气混合动力战斗机

2008-05-12 23:12

怪胎中的怪胎:螺旋桨-喷气混合动力战斗机

查看更多精彩图片
康维尔 XP-81

  1943 年 3 月,联合飞机公司(Consolidated Aircraft Corporation)和伏尔提飞机公司(Vultee Aircraft Incorporated)合并组成了联合-伏尔提飞机公司。人们通常把新公司简称为康维尔,但其实 Convair 这个名字直到 1954 年才被正式注册为商标。XP-81 混合动力远程护航战斗机是康维尔最早的作品之一,它诞生于喷气时代的黎明,还保留着许多旧时的痕迹,其中最显眼的莫过于机头的 1 副 4 叶螺旋桨。由于早期的涡轮喷气发动机油耗惊人,使得飞机的续航时间和航程都受到很大限制,所以采用螺旋桨-喷气混合动力,既发挥涡喷发动机在提升速度、爬升率等方面的优势,又利用技术成熟的活塞发动机(或者油耗相对较小的涡轮螺旋桨发动机)来获得较大的航程,就自然而然被认为是一个“两全其美”的解决方案。

查看更多精彩图片
通用电气 T31 涡桨发动机

  1943 年,美国陆军航空队考虑到太平洋战场的需要,提出要研制一种涡桨-喷气混合动力的远程护航战斗机,并把它的航程指标设定在 2,000 千米,最大速度则要在 800 千米/小时以上。伏尔提的首席设计师查尔斯??R??“杰克”??埃尔文和首席试飞员弗兰克??W??戴维斯在与陆军航空队充分沟通后,提出了公司编号 Model 102 的设计方案。这是一架全金属结构、悬臂式下单翼战斗机,采用平直翼和前三点式起落架;机头装有 1 台通用电气 TG-100(后改称 XT31)涡桨发动机,排气口位于腹部;机身后段装有 1 台艾利逊 J33-A-5 涡喷发动机(推力 1,700 千克),由位于机身中段背部两侧的进气道供气。

查看更多精彩图片
XP-81 线图,左侧中间是安装“梅林”发动机时的机鼻外形

  1944 年 1 月 5 日,康维尔开始对 Model 102 进行细化设计。2 月 11 日,他们得到了军方订购 2 架原型机的合同。原型机编号 XP-81,序列号分别是 44-91000 和 44-91001。不久之后,陆军航空队又追加订购了 13 架预生产型 YP-81。与原型机相比,YP-81 将使用重量更轻、功率更大的 TG-110 涡桨发动机;机翼向后移动约 25 厘米;并计划安装 6 挺 12.7 毫米机枪或 6 门 20 毫米机炮,还能在翼下挂架携带 2 枚 726 千克炸弹。

  到第一架 XP-81(44-91000)已接近下线试飞之时,TG-100 还在饱受各种问题困扰,进度严重滞后。无奈之下,康维尔从一架 P-51D“野马”那儿借来一整套帕卡德 V-1650-7“梅林”活塞式发动机系统装在 44-91000 身上,从而使得它能够于 1945 年 2 月 11 日在莫洛克干湖(即后来的爱德华兹空军基地)进行首次试飞。XP-81 在试飞中表现出优异的操纵性能,但方向稳定性不佳,为此康维尔给 44-91000 的垂尾加长了约 38 厘米,并加装了一块不大的腹鳍。第二架原型机则在出厂前就安装了椭圆形的垂尾延长段和较长的腹鳍。

查看更多精彩图片
44-91000 安装“梅林”活塞式发动机进行了首飞

  44-91000 只进行了大约 10 个小时的试飞,就被送回康维尔的“伏尔提场”接受发动机改装。就在改装期间,它的命运发生了逆转。先是随着美军攻占关岛、塞班岛等岛屿,逐渐逼近日本本土,军方对远程护航战斗机的需求已不再迫切,13 架预生产型 YP-81 的合同于是被取消。接着,对日战争很快结束,XP-81 的前途变得更加黯淡。12 月 21 日,装上了 XT31-GE-1 涡桨发动机的 XP-81 进行了首次飞行。试飞结果令人非常失望:原以为 XT31 能提供 2,300 有效马力,排气口还能产生额外的 270 千克推力,结果实际的功率却只有 1,650 轴马力,比“梅林”大不了多少。这导致改装后的 XP-81 性能没有任何明显的提升。而同时,螺旋桨颤振、漏油等问题却相继暴露出来。

查看更多精彩图片
44-91000 安装了 XT31-GE-1 涡桨发动机后,性能没有任何明显的提升

查看更多精彩图片

查看更多精彩图片
试飞中的 44-91000

  失去需求和发展前景的 XP-81 项目在 1947 年 5 月 9 日被正式终止。次年,两架原型机的编号改为 ZXF-81,Z 字头表示它们处于“试验平台”状态。1949 年,它们身上的有用部件被全部拆除,剩下的空壳曾长期存放在爱德华兹空军基地的试飞博物馆内,直到后来被送往莱特-帕特森空军基地的美国空军博物馆。它们将在那里修复后对公众展出。

查看更多精彩图片
第二架原型机 44-91001,具有加高的椭圆形垂尾翼尖和长条形腹鳍

性能数据:

  翼展 15.39 米,机长 13.67 米,机高 4.27 米,机翼面积 39.48 米??;空重 5,786 千克,最大起飞重量 12,701 千克;6,096 米高度最大速度 816 千米/小时,巡航速度 443 千米/小时,初始爬升率 1,402 米/分钟,实用升限 10,820 米,航程 4,023 千米。


贝尔 XP-83

  早期喷气式战斗机的最大毛病就是发动机耗油率极高,使得飞机的续航时间和航程都远不如同期的活塞式战斗机。为解决这个问题,美国人曾试过多种办法,贝尔 XP-83 就是其中一种思路的代表。

查看更多精彩图片
XP-83 44-84990 机体肥硕,简直就是一个飞行油箱

  1944 年 3 月 29 日,贝尔从美国陆军航空队获得一份意向性合同,受命研发远程护航战斗机 XP-83。恰好该公司从 1943 年 3 月开始就在研制一种公司编号 Model 40 的截击机,此时就把它拿来作为研发 XP-83 的基础。Model 40 的总体布局与贝尔早些时候生产的 P-59A 相似,2 台通用电气 I-40(后来改称 J33-GE-5,单台推力 1,633 千克)涡轮喷气发动机安装在翼根下的短舱内,短舱和机身相连。这种布局有两个好处:一是 2 台发动机与机身纵轴相隔不远,在 1 台发动机出现故障的情况下,不会产生很大的偏转力矩;二是发动机占用的机身空间较少,使机身可以容纳更多的燃油和武器。Model 40 采用全金属半硬壳结构,机身庞大而浑圆,内部载油量高达 4,359 升。仅靠内部燃油,它的航程就能达到 2,543 千米,如果再携带 2 个 948 升的副油箱,航程就能延伸至 3,540 千米。Model 40 的机载武器是机头的 6 挺 12.7 毫米机枪,每挺备弹 300 发。不过由于机身空间宽裕,贝尔曾一度考虑为它安装 4 门 20 毫米或 37 毫米机炮,甚至是 20 挺 12.7 毫米机枪,如果这得以实现的话,XP-83 无疑将成为当时火力最凶猛的战机之一。

查看更多精彩图片

查看更多精彩图片
1945 年,XP-83 44-84990  在莱特机场上空试飞

  1944 年 7 月 21 日,陆军航空队正式订购了 2 架原型机(序列号 44-84990 和 44-84991)。合同签订后仅 7 个月,贝尔的首席试飞员杰克??伍拉姆斯就在 1945 年 2 月 25 日驾驶 44-84990 进行了首次飞行。在试飞过程中,除动力不足和稳定性欠佳外,XP-83 还遭遇到另一个意想不到的麻烦:因为发动机尾喷管离机身太近,喷出的尾焰对后机身构成了严重威胁,在地面滑行时,还得靠消防车在一旁给机身喷水降温。贝尔后来将发动机尾喷管改为略微向外倾斜,解决了这个问题。10 月 19 日,44-84991 也进行了首飞。它的机头比第一架原型机略长,以容纳 6 挺 15.2 毫米 T17E3 机枪。加强火力的初衷是想在对日两栖作战时派上用场,但到 44-84991 首飞时,战争都已经结束有两个多月了。

查看更多精彩图片

查看更多精彩图片
XP-83 在地面滑行时,尾喷管离机身太近,喷出的尾焰对后机身构成了严重威胁

  由于机身庞大而动力不足,XP-83 的性能令人非常失望。除航程外,它和当时已经投产的洛克希德 P-80“流星”相比,没有任何明显优势。因此,陆军航空队最后没有订购生产型就终止了这个项目。

  项目终止后,XP-83 原型机被用作其他研发项目的试验平台。44-84990 参加了一个冲压发动机试验项目,在翼下加装了 2 台冲压发动机,并在飞行员身后增设了 1 名工程师的座位。1946 年 9 月 14 日,试验刚刚开始没多久,1 台冲压发动机就在空中起火,火势随后又蔓延到了机翼。在没有弹射座椅的情况下,飞行员查尔姆斯??古德林和工程师查尔斯??费成功地跳伞脱险,飞机坠毁。另一架原型机 44-84991 则在 1947 年被拆毁。

性能数据:

  翼展 16.15 米,机长 13.72 米,机高 4.27 米,机翼面积 40.04 米??;空重 6,398 千克,正常起飞重量 10,927 千克,最大起飞重量 12,474 千克;4,773 米高度最大平飞速度 840 千米/小时,初始爬升率 2,134 米/分钟,实用升限 13,716 米,带副油箱时最大航程 3,540 千米。

原文地址


2008-05-12 23:12 | 举报 | 收藏 | 回复