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YF-17戰斗機
來源:互聯網

諾斯羅普·格魯門公司YF-17戰斗機(代號:眼鏡蛇,英語:Northrop YF-17 Cobra)是一款輕量級原型戰斗機,由美國諾斯羅普航空航天公司設計,用于美國空軍輕型戰斗機(LWF)技術評估計劃。LWF的發起是因為許多戰斗機團體成員認為像F-15戰斗機鷹這樣的飛機對于許多戰斗角色來說太大且昂貴。盡管YF-17在輕型戰斗機(LWF)技術評估計劃中失去了與F-16戰斗機戰斗獵鷹的競爭,但它最終被選為新的海軍戰斗機攻擊試驗(VFAX)計劃。 以放大形式呈現,美國海軍美國海軍陸戰隊采用F/A-18大黃蜂(波音公司F/A-18E/FF/A-18E/F超級大黃蜂式打擊戰斗機)取代A-7海盜II和F-4幽靈II戰斗機幽靈二,補充較昂貴的F-14戰斗機。這一設計被認為是一個小而輕的戰斗機,其尺寸和重量類似于原來的F-15戰斗機。YF-17戰斗機因其翼前緣延伸面(LERx)的曲率和大小而獲得了眼鏡蛇(Cobra)的綽號。

發展沿革

競標輕型

YF-17由于翼前緣延伸面(LERx)的曲線與大小的關系,使得YF-17獲得眼鏡蛇屬的昵稱。1965年諾斯羅普·格魯門公司以該公司非常成功的F-5A戰斗機為基礎進行新型輕型戰斗機設計,預估性能將會超越F-5戰斗機/F,這個計劃的內部編號為P-530。1971年1月美國空軍提出輕型戰斗機(LWF)需求案,對于飛機的性能要求包括高推重比,結構重量低于9000公斤(20000磅),以及具備優良的運動能力。媲美1967年蘇聯公開具有3馬赫飛行能力的米格-25戰斗機的性能優勢并未在這項專案中強調,反而將性能重心放在空戰較有可能發生的9090(30000英尺)到12120米(40000英尺)高度與0.6至1.6馬赫速度之間,以及飛機的回轉率,加速和航程等方面。此外基于越南戰爭時蘇聯戰斗機體型較小的經驗,LWF也對機型大小有所要求。

LWF設計案還有三項要求:

廠商的設計案需要著重在現今的技術上。

廠商需要降低研發與生產階段的風險與不確定因素。

設計本身需要提供多項技術上搭配的選項,以應付未來的硬件需求。

諾斯羅普·格魯門公司于1972年將P-530設計加以改良,原先多用途的設計轉變為強調對空任務,編號也改為P-600。此時諾斯羅普已經投入大約2千萬美金到這個計劃里面,超過60萬人工時的工程研發以及4000小時次音速,穿音速和超音速風洞測試,使得P-600在競標時成為驗證最久的一款設計。其他參加的公司包括波音公司通用動力、LTV和洛克西德等。同年3月,波音的908-909型設計脫穎而出成為第一選擇,P-600與通用動力的401型列為第二順位。1972年4月,負責評選的單位決定由P-600與401型兩款設計進入下一階段的研發。兩家公司分別獲得空軍的經費建造兩架原型機,編號分別是YF-17與F-16戰斗機。第一架YF-17于1974年4月4日出廠,6月9日進行第一次試飛。6月11日,YF-17創下美國第一種平飛時不需要后燃器就可以超音速飛機的戰斗機紀錄。第二架原型機于8月21日首次試飛。

這兩架飛機一共進行288次的飛行測試,累積345.5飛行小時,其中13小時為超音速飛行時數。測試過程中曾經在50節空速下達到63度攻角,于40度攻角下達到36度測滑角。并且曾經在7小時內飛行7次,平均每兩次飛行之間的整備時間為15分鐘。

經過半年多的試飛與比較之后,1975年1月美國空軍正式宣布由F-16戰斗機獲勝,成為空軍和歐洲四國準備取代F-104戰斗機的型號。此時YF-17的歷史看起來是到此為止。

多用途型

自從海軍取消F-111戰斗轟炸機B而改為F-14戰斗機之后,研發與生產的過程遭遇相當多的困難,延誤和成本超支,國會議員要求國防部尋求其他的方案,海軍首先提出簡化版的F-14,但是兩次都被打回票,副國防部長William Clements甚至威脅:不要再拿F-14出來。海軍其他考慮的方案還包括改良自空軍的F-15戰斗機,然而本身已經是重型戰斗機的F-15再加上起降航艦的必要改裝,對于成本和重量絕對是雪上加霜。因此,國防部同意讓海軍提出VFAX的研究案,其中V代表固定翼,F代表戰斗機,A代表強擊機,X代表試驗型,也就是說,這一是項研究多用途艦載機的案子。

1974年8月,美國參議院和眾議院的軍事委員會都同意撥款3千萬美金給海軍進行VFAX的研究案,可是到了預算委員會審查的時候,參議院只同意編列2千萬美金,可是眾議院全部否決這項預算案。由于參眾兩院無法達成決議,因此兩院的委員會展開協調,結果是國會同意撥款2千萬美金給海軍,但是這筆經費必須使用于來自空軍的輕型戰斗機與空戰戰斗機(Air Combat Fighter)的技術與硬件,同時,這項計劃將改為海軍空戰戰斗機(海軍 Air Combat Fighter),采用輕型戰斗機競標者的其中一款,修改為適合航艦操作。后續的預算申請要看海軍是否能夠自空軍的候選者中選擇其一。

由于上述的附加條件,海軍無法自由選擇廠商與設計案,而必須自競標輕型戰斗機的兩種設計中選出一種加以修改,但是,國會并未要求海軍必須和空軍選擇相同的設計。

起死回生

艦載機許多設計與陸上操作的飛機不同,因此海軍要求參加輕型戰斗機競標的兩家公司必須和有相關經驗的公司合作,諾斯羅普·格魯門公司選擇麥道公司通用動力則是挑上LTV公司。盡管外型相似,YF-17自這個階段開始逐漸轉變成為后來的F/A-18。

1975年5月海軍決定生產F/A-18,麥克唐納-道格拉斯公司為海軍版的主承包商,諾斯羅普·格魯門公司是副承包商,同時期諾斯羅普也在發展陸基版F-18L,期望爭取外銷訂單和成為主要的生產廠商。然而事與愿違,所有的國外客戶都指定使用美國軍方的型號,也就是海軍版,導致諾斯羅普·格魯門公司失去對整架飛機的生產主導權。盡管兩方對簿公堂,諾斯羅普的眼鏡蛇只能成為麥克唐納-道格拉斯公司大黃蜂F-14戰斗機共同擔任美蘇冷戰結束前美國海軍最新的艦載機,大幅改良型F/A-18E/F超級大黃蜂式打擊戰斗機進而取代雄貓成為2006年以后唯一的海軍戰斗與強擊機

終曲

在試飛計劃結束之后,第一架原型機曾經在美國國家航空航天局位于愛德華空軍基地的戴頓飛行研究中心擔任海軍的阻力測試飛行研究。這架原型機于加利福尼亞州西方飛行博物館展示,第二架原型機陳列于佛羅里達州美國海軍航空博物館。

技術特點

結構設計

YF-17為半硬殼,中單翼,雙垂直尾翼設計,兩個半圓形固定進氣口位于機翼前緣的下方。垂直尾翼向外側傾斜約18度。全動水平控制面位于尾部,垂直尾翼的后方。

YF-17的機翼設計和F-5戰斗機接近,但是面積更大。1/4弦線處的后掠角是20度,機翼后緣與機身中線成垂直,最初P-530的機翼為高單翼,經過不斷測試的結果而變成最后的中單翼的位置。機翼上的控制面包括前緣襟翼,后緣由內側襟翼與外側副翼共同組成。

機翼前緣內側與機身接合處向前延伸出翼前緣延伸面(Leading Edge Root Extenstion,LERX),延伸的范圍一直到座艙罩前方。LERX在高攻角下提供YF-17極高的穩定性與失速后的控制能力,這一點在輕型戰斗機計劃試飛過程中得到證實,一位海軍飛行員"MuG" McKeown飛過其中一架原型機之后表示YF-17沒有任何失去控制的傾向。除此之外,LERX還能夠在高攻角下為整體升力多加上50%,并且使進入進氣道的氣流更平順,減少發動機熄火的可能。

LERX與機身之間有一道狹長開口,當超音速飛行時將進氣道前累積的多于氣流排出,低速高攻角下則用以排除邊界層氣流。這個延伸面還曾經延伸到機鼻的位置,但是在YF-17的原型機上并未采用。

P-530最初沿用F-5E的單垂直尾翼設計,經過測試之后發現在高攻角下的控制力不足,而將設計改為兩片大小約為原先一半的雙垂直尾翼設計,1969年這兩面垂直尾翼面積加大,并且往前移動到與機翼的后緣接觸的位置上。YF-17的設計上將原先外傾45度改為18度,再度加大面積,同時還將水平控制面往尾部的移動。

P-503最初和F-16戰斗機類似,采用先天靜不穩定設計,但是諾斯羅普·格魯門公司在競標輕型戰斗機計劃階段,認為當時的線傳飛控系統還不夠成熟,因此改為傳統的靜穩定設計,但是這項改變并未讓YF-17在運動性能上與YF-16有明顯差距。

動力系統

YF-17使用兩具通用動力YJ101雙軸渦輪風扇發動機,這個發動機的核心來自于B-1轟炸機使用的F101渦輪扇發動機,具有10級壓縮段與25比1的壓縮比。旁通比為0.25,可是旁通氣流在這一款發動機的作用上僅是用作冷卻,沒有產生推力的作用,因此常被稱作是漏氣的渦輪發動機

武器系統

雖然僅僅是作為技術驗證的原型機,但YF-17翼端兩側可以攜帶一枚AIM-9響尾蛇導彈,計劃中的設備還包括雷達與AIM-7麻雀導彈。此外在機鼻上方裝有一門20毫米M61火神式機炮

性能數據

乘員:1人

長度:17米

翼展:10.5米

高度:5米

機翼面積:350平方英尺

空重:9,500千克

最大起飛重量:13,900千克

最大飛行速度:2.0 馬赫(1,320 英里/小時,高度 40,000 英尺)

實用升限:60,000 英尺

航程:4,810千米

發動機:兩臺YJ101-通用電氣100渦輪風扇發動機

單臺加力推力:15,000 磅(6803.8千克

推重比:0.98(加力推力/最大起飛重量)

武器:兩側翼尖各可攜帶 1 枚 AIM-9響尾蛇導彈AIM-9空空導彈,4 個翼下掛架和一個機腹中心線掛架,并有1門20毫米M61A1航空機炮

服役事件

一共只有兩架原型機生產,沒有任何一架進入量產與服役階段。

參考資料 >

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