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不得泄密:YF-12A一种三马赫截击机

发布日期:2021-12-14 15:34   来源:未知   阅读:

  莆田新十大富豪:6人坐拥780亿三棵树洪杰领衔美柚创始 2021-11-30。20世纪50年代后期,为了给研制中的北美F-108“轻剑”截击机提供导弹和火控系统(FCS),美国空军颁布了一纸招标书,最后休斯公司的方案获胜。这种所谓的改进型有人截击机(IMI)能飞到3马赫,而休斯ASG-18脉冲多普勒雷达系统和并行发展的休斯GAR-9导弹将使该机具有对迎头目标的下视/下射能力。

  20世纪50年代后期,为了给研制中的北美F-108“轻剑”截击机提供导弹和火控系统(FCS),美国空军颁布了一纸招标书,最后休斯公司的方案获胜。这种所谓的改进型有人截击机(IMI)能飞到3马赫,而休斯ASG-18脉冲多普勒雷达系统和并行发展的休斯GAR-9导弹将使该机具有对迎头目标的下视/下射能力。

  此外,这套系统还将把机载单脉冲截击系统的最大作用距离从当时的64公里大大扩展为195公里。

  随着F-108和火控系统研制向前进展,美国空军把康维尔YB-58A“盗贼”(55-665)轰炸机借给休斯公司作为系统试验台。该机飞抵休斯在加州卡尔弗城的主工厂进行导弹和火控系统的改装,前后花了差不多一年时间。在改装飞机的同时,休斯的工程师们使用高速摄影技术和一个2.7米深、填满缓冲泡沫的深坑在地面分析371千克重GAR-9导弹的分离和俯仰特性。GAR-9导弹通过两个推进器与载机分离,头尾各装一个。发射时,这些推进器推动导弹与挂架分离并下落至远离飞机的安全距离,然后火箭发动机点火,推动GAR-9前飞。

  导弹和火控系统的研制进展顺利。1961年,休斯公司任命詹姆斯·“吉姆”·埃斯罕作为YB-58 ASG-18/GAR-9项目的试飞员,此外还提供了数名火控操作员(FCO),其中两人将在试飞中坐在B-58的后座上,他们的任务是发射GAR-9导弹并监控整个系统。

  AN/ASG-18雷达具有一条高平均功耗的行波管发射机链路,所以需要用液冷的方式来散热。发射机链路中有两个串联的行波管放大器,其增益和模拟电路用于产生和处理连贯的高脉冲重复频率(PRF)波形。

  整个系统还包括用于导航和攻击的固态数字计算机、内置测试(BIT)电路、综合控制和显示系统以及能和雷达交联的红外(IR)搜索和跟踪设备。

  红外系统的有效作用距离取决于背景辐射强度和大气透过率。所有早期红外系统都使用工作在2.0-2.5微米波长的无冷却硫化铅传感器单元,识别能力低下。

  因此,休斯公司继续完善红外系统,并最终研制出液氩冷却的锑化铟长波传感器单元。该传感器工作在3-5微米波长范围,分辨率大为提高。安装在YB-58和YF-12A的红外系统又经过又一轮改进,使用液氮冷却的硒化铅传感器,但由于F-108和YF-12A项目都很短命,休斯公司并未来得及在试飞中对红外系统进行广泛测试。

  YB-58改装完成后,前往加州爱德华兹空军基地承包商区的休斯基地展开试飞。尽管F-108项目在1959年9月23日被取消,美国国防部还是决定让发展顺利的休斯雷达和导弹项目独立发展下去,休斯公司也很快等到了新的装机对象。

  1960年3月16-17日,洛克希德公司的传奇设计师克拉伦斯·“凯利”·约翰逊与美国空军系统司令部的哈尔·埃斯特斯上将和负责研发规划的空军秘书考特兰·帕金斯博士碰了头。

  由于“凯利”为中央情报局(CIA)研制的A-12项目获得了开门红,所有受此鼓舞,“凯利”在会上提出可以为美国空军研制一种A-12的远程截击型——AF-12。两位美国空军高管对“凯利”的提议表示出高度兴趣,并命令俄亥俄州赖特-帕特森空军基地的马丁·德姆勒上将就此概念进行进一步讨论和分析。

  ▲与YF-12A 60-6396合影的传奇飞机设计师克拉伦斯·“凯利”·约翰逊

  1960年10月下旬,洛克希德公司收到了一份价值100万美元的初步合同,启动A-12截击型初步设计工作。美国空军在合同中规定该机必须安装休斯ASG-18火控系统和GAR-9导弹。该项目保密代号被定为“凯德洛克”(Kedlock)的,约翰逊任命罗斯·丹尼尔为项目工程师,并把A-12订单中的第11架飞机指定为AF-12原型机。

  1960年12月,洛克希德在“臭鼬工厂”组建了“凯德洛克”的设计团队。为了保密,该团队与A-12“牛车”团队互相不接触,独立工作。

  把侦察机改为截击机涉及大量设计修改,主要集中在A-12第715机身站位(FS)之前的前机身位置,该站位也就是前后机身的交界处。

  ▲YF-12的设计更改主要集中在A-12第715机身站位(FS)之前的前机身位置

  AF-12与A-12在外观上的变化包括:在A-12的“Q舱”(照相系统舱)位置增加第二个座舱;机头安装了一个可容纳1.02米雷达天线的大型天线罩;前机身两侧增加了四个武器舱,其中右前方弹舱用于容纳火控系统设备,所以只能在其他三个弹舱各安装一枚GAR-9导弹。

  1961年1月23-24日,研制团队和美国空军武器系统项目组在加州伯班克举行了首次会议,军方认真听取了“臭鼬工厂”关于该机的设计和发展理念。

  研制工作看上去一切顺利,但是在6月,风洞测试显示新的圆锥机鼻和抬高的后座舱使飞机出现了严重的方向稳定性问题。为了解决这一问题,只能对后机身进行额外修改。设计团队在两个发动机舱下方各增加一片固定腹鳍,并在机身下方中线位置增加一个大型折叠腹鳍,可随起落架收放而展开和折叠,说白了就是腹鳍在起落架收回时展开,在起落架放下时折叠。

  YB-58的试飞员埃斯罕也被吸收进“凯德洛克”项目,成为首席试飞员,不过他同时还继续为休斯飞YB-58/ASG-18测试机。在通过了复杂的保密审查后,埃斯罕获准进入伯班克“臭鼬工厂”与工程师接触,并在AF-12模型中熟悉该机座舱和特殊设备。

  1962年8月2日,美国空军增加了项目资金,把AF-12原型机一口气增加到3架,都来自原先的A-12订单。此时第一架原型机正在“臭鼬工厂”中制造,洛克希德代号“货品1001”,空军序列号60-6934。随着第一架原型机在1962年12月到来年春天的这段时间里逐渐成形,“牛车”和“凯德洛克”两个项目都需要一个保密的试飞场地了,特别是“凯德洛克”即将首飞。加州爱德华兹空军基地是个不错的选择,但是组装完毕的“货品1001”却被拆解装车运到内华达州51区。

  原型机在测试阶段使用了YF-12A的编号,该机长31米,高5.6米,翼展17米,翼面积149平方米。机翼前缘后掠角的61.25°,没有上下反角,安装角1°2。

  “货品1001”的空重是27547千克,而规定空重是26953千克,该机的最大起飞重量是57606千克,而规定重量是56468千克,都超重了。YF-12A采用前三点式起落架,主轴距11.5米,重心范围在16%-29%平均气动弦(MAC)之间,过载限制-1-+3.6g。有趣的是,YF-12A的最大允许空速和其最大设计速度相同,都是450节等效空速(KEAS)。

  在A-12/YF-12/SR-71项目中,速度限制都用等效空速来表示(等效空速是修正了安装误差和仪表误差以及空气压缩性影响后的空速指示器读数,一般远小于真实空速)。飞机在任何时候都不能超过当前状态下的最大允许速度,否则会导致结构损坏。此外,YF-12A还被禁止做尾旋和任何滚转速率超过120°/秒的机动、起飞仰角不能超过14°,否则发动机舱腹鳍会擦地。

  “货品1001”到达51区后,人们花了几个星期时间进行重新组装,给它装上两台普惠J58发动机后进行了接近起飞速度的高滑测试。

  ▲为了保密,A-12、YF-12A、SR-71都是这样使用卡车运到51区首飞的

  1963年8月7日,埃斯罕驾驶60-6934完成了首飞,后来他谦虚地把这次首飞描述为一次典型的产品测试飞行。在首飞中,A-12侦察机的首席试飞员——娄·沙尔克驾驶F-104“星式战斗机”进行了伴飞。

  约翰逊后来在他的AF-12日志中写道:“这是我参加过的项目中,第一种火控系统还在研制阶段就首飞了的飞机。”

  出色地完成首飞后,人们并不急于把YF-12A推进到3.2马赫的设计速度,因为此时“牛车”已经拓展了全部包线。工程师们把时间花在了把火控系统集成及测试惯导系统上。

  ▲因为此时“牛车”已经拓展了全部包线。工程师们把时间花在了把火控系统集成及测试惯导系统上

  随着“牛车”在51区进入全面试飞,频繁的测试和训练架次使A-12被越来越多的局外人目击到,其中目击最多的是客机机组。

  这就不可避免地带来了“牛车”项目还能被隐藏多久的问题。1963年11月29日,在肯尼迪总统遇刺后一周,新总统林登·约翰逊召开了国家安全委员会会议,这次会议的主要问题是如何面对“牛车”的技术胜利。

  会议决定让项目继续保密到1964年大选。但很快,由于共和党指责在支持新型军用飞机研制方面做得很差劲,所以约翰逊总统决定提前公开这个“黑”项目。并命令幕僚们做好准备。

  “凯利”·约翰逊也被要求参加声明的草拟工作,他建议在声明中使用“A-11”这个编号,改编号曾被用于已被抛弃的“牛车”反雷达改型。1964年2月29日,约翰逊总统宣布了“牛车”的存在,并在发言中使用了“凯利”·约翰逊推荐的“A-11”编号。

  “美国研制一种先进的喷气式试验机——A-11已经获得成功。该机在21300米以上的高空以每小时超过3200公里的速度作了长时间试飞。

  该型号从1958年开始研制……加州伯班克的洛克希德飞机公司是该机的制造者。该机的J-58型发动机,为联合飞机公司的普惠分部设计和制造。A-11的试验性火控及空对空导弹系统由休斯飞机公司研制。

  由于这种研制工作对美国的国家安全具有长远的重要意义,A-11的详细性能严格保密。所有与此项目有关的个人接到指令,不得泄密……。”

  为了让更可信并把公众的注意力从中情局的A-12“牛车”项目上转移开,“凯德洛克”项目在总统上电视前的几小时在“白色世界”中稍稍露了一小脸。两架YF-12A原型机,60-6934和60-6935在沙尔克和鲍勃·吉利兰的驾驶下从51区转场到爱德华兹空军基地(吉利兰后来成为SR-71的首席试飞员)。

  ▲沙尔克还记得那群人目瞪口呆地看着两架外表圆滑的奇怪飞机滑向指定机库。要知道除了几位沙漠居民和客机机组外,YF-12A此前从未被项目之外的人看见过

  两架飞机在降落时只被几十名碰巧在周六上午工作的维修人员看见。沙尔克还记得那群人目瞪口呆地看着两架外表圆滑的奇怪飞机滑向指定机库。要知道除了几位沙漠居民和客机机组外,YF-12A此前从未被项目之外的人看见过,

  沙尔克继续说:“我们这次低调的转场在飞机掉头进机库时闹了一个大乌龙,我们在机库大门前做了180°掉头,以便让拖车把飞机倒退入机库,但发动机尾气触发了机库消防阀。这些阀门很大,和航母机库甲板的消防阀差不多,在沙漠中可没机会看见这么多的水从机库顶部倾盆而下。”

  几星期后,这两架YF-12A完成了必要的重新布线也飞到爱德华兹。三架原型机在爱德华兹就位后,参加“凯德洛克”项目的人数激增,其中很多是从空军系统司令部(AFSC)和防空司令部(ADC)抽调来的人。直到1965年中期,这支测试团队才被正式命名为“SR-71/YF-12测试部队”。

  由于多数专家都留在了51区为A-12工作,所以测试团队在新基地的工作可谓磕磕绊绊。尽管如此,等YF-12A 60-6934装上了一套全新的电控进气道系统,能在飞行中可靠控制进气流量后,埃斯罕驾驶该机在短短三个月就完成YF-12的包线扩展项目。

  1965年4月,埃斯罕飞了一些包线验证架次为美国空军机组的YF-12A破纪录飞行开路。1965年5月1日,YF-12A创造了一系列速度和高度纪录,而这一天正好是中情局飞行员弗朗西斯·加里·鲍尔斯的U-2被苏联SA-2导弹击落五周年的日子。YF-12A送我破纪录飞行提醒苏联:美国仍然在军备竞赛中占据上风。

  ▲放下起落架,收起中线A速度和高度世界纪录(全部在1965年5月1日创造):

  虽然生产型飞机将能在弹舱挂载3枚AIM-47,但装满试验仪器的原型机从来没有装满过导弹

  在第一次导弹分离试验中,机载摄像机显示导弹分离姿态异常,如果发动机点火的线导弹就很可能撞到前机身底部。经过调整后,后续测试一切顺利。最终,YF-12A共在测试中发射了12枚实弹,其中7次由埃斯罕驾驶,其余的是美国空军机组。

  F-12B的另一大重要亮点就是速度,它比康维尔F-106快得多,后者在拦截苏联亚音速轰炸机时从起飞到发射导弹所需的时间是F-12B的两倍,拦截超音速轰炸机时则是4倍。尽管所有人都看好F-12B,但当时的国防部长罗伯特·麦克纳马拉力挺F-106X方案(后被F-15“鹰”式战斗机项目吸收),仅仅因为有份国家情报评估报告说F-106X是对付苏联轰炸机威胁的最符合成本效益的解决方案。

  于是,麦克纳马拉在三年中的三个不同场合否决了美国空军要求国会拨款9000万美元启动F-12B生产的提案。1966年7月,“凯利”·约翰逊被指示终止YF-12试飞。形势随后继续恶化,1966年8月5日,约翰逊在他的日志中写道:“我们已经撤出了半数YF-12A试验人员,只维持封存飞机或把它送回伯班克的基本人手,这个项目快完蛋了。”

  最终,“臭鼬工厂”在1968年1月5日收到美国空军终止F-12B项目的正式通知,YF-12A项目也在2月1日被正式终结。就在4天前,美国空军命令洛克希德销毁A-12/F-12/SR-71的所有工装,大型夹具被切断作为废品出售。约翰逊在日志中写道:“从现在起的十年内,这个国家将会对停产这一系列3马赫飞机的决定感到非常遗憾。”

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