XF-103战斗机

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XF-103战斗机是共和飞机公司美国空军设计的一架高速,高空拦截机,他的设计要求来自于空军搜集到苏联即将大量服役的新型轰炸机形成的威胁。以当时服役的F-86DF-89以及F-94来看,他们仅有次音速的飞行性能将无法应付这些利用高空高速优势直奔美国本土的轰炸机。

XF-103的设计计划一般又被称为1954拦截机,因为美国空军希望可以在1954年进入服役阶段。

XF-130战斗机全尺寸模型。照片来自美国空军博物馆(National Museum of the United States Air Force)
XF-103艺术概念图

历史[编辑]

二次世界大战之后军用飞机,尤其是战斗机的设计与构造愈来愈复杂,无论是机身结构,发动机,航电系统与武器系统等等,都无法继续视作是能够独立设计的单一系统,而必须考虑到与其他系统之间相互依靠与相容。美国空军在这时候提出武器系统(Weapon System)的设计概念,这个概念将整架飞机的所有次系统在设计阶段就开始整合的工作,XF-103设计案也正好运用上这项新概念,整架飞机包含全天候搜索与射控雷达空对空导弹,整合在适合超音速飞行的机体之内。

1950年10月休斯公司取得航电系统的合约,机体的部分则在当年6月由空军提出需求,次年1月一共有6家公司提出9项不同的设计案,其中光是共和飞机公司就提出三份。1951年7月,美国空军宣布由康维尔洛克西德公司与共和公司取得先期发展合约。这三家公司将会提出他们的模型,交由军方评估最后的获胜者。然而稍后美国空军觉得让三家公司同时进行耗资甚巨,因此将洛克西德公司在这一阶段剔除。

系统配置[编辑]

共和公司的设计案参考他们在1948年提出的一架全天候,高高度防御战斗机设计,新飞机预估可以在24240米(80000英尺)高度达到4马赫(4160公里/时)飞行速度。因为飞行速度非常高,全机身将以钛合金为主要材料以抵抗高速飞行下产生的高温。达成预估飞行性能的关键来自于即为复杂的动力系统。在起飞、降落与速度较低的飞行范围内,XF-103由一具莱特公司生产的XJ67-W-3涡轮发动机推动,这颗发动机是由英国授权生产的奥林帕斯发动机(Olympus),具有6810公斤(15000磅)最大军用推力与9988公斤(22000磅)最大后燃推力。当飞行速度进一步提高的时候,另外一颗XRJ55-W-1冲压发动机将加入和XJ67一起工作,其中XRJ55可以提供额外8535.2公斤(18800磅)的推力,两颗发动机需要的空气由同一条大型进气道负责供应。

为了降低阻力以及避免任何气流干扰,机身外型非常平滑,几乎不能有任何突起,包括传统座舱罩。飞行员坐在机身内部,仅有两扇位于侧面的窗户提供朝外的视野,前方式也只能依靠潜望镜代替一般的设计。翼展相当短的机翼平面为三角翼形,不过XF-103具有水平安定面,因此不能归类为一般的三角翼设计。机腹下方有一块可以在地面时折叠的垂直安定面。

在武器方面,XF-103能够在机身两侧武器舱内携带6枚GAR-3导弹与36枚无导引火箭,空对空导弹由装在机鼻的雷达控制。

失败[编辑]

设计阶段预估XF-103的起飞重量为18160公斤(40000磅),所牵涉的材料、生产方式与各项系统即使到了20世纪末尾依旧是极大的挑战。

共和公司于1953年3月完成全尺寸模型并交给美国空军审查,1954年6月军方授与3架原型机生产合约,可是生产的过程相当缓慢,许多问题有待克服,尤其是在钛合金的施工程序上面。由于设计目标与风险相当的大,预期在1954年服役的计划已经是不可能实现,而一再出现的问题以及预算超支,使得原型机生产计划降为只有一架,除此之外,莱特公司的XJ67发动机也遭遇一连串的耽误而最终遭到取消的命运,终于在1957年8月美国空军取消这项发展计划。

与共和公司同时竞争的康维尔公司以失败的XF-92A战斗机为蓝本,放大之后提出的拦截机设计被美国空军接受并且进入量产,这也就是后来的F-102战斗机

设计特点[编辑]

XF-103主要的设计要求之一是超过两马赫的高速飞行,因此机身外型极为流线,没有任何传统飞机突起的部分,包括座舱罩在内。飞行员坐在机身内,无法直接看到前方,仅有两侧各有一扇小窗户能够观察外界的状况。

机翼为中单翼,包括水平与垂直安定面在内,翼面外型都是三角翼形,水平尾翼位于垂直安定面的根部下方,比主翼略低的高度,以避开主翼后缘气流对控制与稳定性的影响。

进气口位于机腹,大约与机翼的位置相当。进气口的外型为长方形,下缘向前突出,使得正面与迎风方向有一个斜角。这个突出的下唇也是产生斜震波,将进入进气口的气流减速的结构。

内置弹舱位于机身两侧,与进气口错开,避免任何火箭或者是导弹发射的废气器入进气道导致发动机运作不顺或者是熄火的危险。

XF-103的的设计只有进行到全尺寸模型阶段,许多高速飞行下可能出现的问题与严重性都无法得知。