Armstrong

源于德國技術

飛機的可變后掠翼師法自然，就像鳥兒在滑翔或減速時會伸展翅膀，在加速時會收緊翅膀那樣。但要想在金屬飛機上使用機械裝置來模仿鳥兒的翅膀變形很困難，這花了飛機設計師們幾十年的時間。和很多其他航空技術一樣，可變后掠翼技術也源自德國——它們都是上世紀40年代梅塞施密特P.1101的后裔。

德國人制造的P.1101原型機是航空史上第一架可變幾何外形機翼的噴氣式戰(zhàn)斗機。1945年5月，一隊美國步兵在阿爾卑斯山腳下的上阿默高小鎮(zhèn)的一個秘密研究實驗室中發(fā)現(xiàn)了P.1101，該機的機翼可在地面設置成三種后掠角度，以便在風洞中研究后掠角與阻力和速度的關系，但沒來得及試飛戰(zhàn)爭就結束了。

P.1101給美國人留下了深刻印象。羅伯特·伍茲是軍事情報部門的指揮官，他評估了該機并找到設計飛機的德國專家，把他們和P.1101一起送到美國。很快伍茲成為貝爾飛機公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席設計師。

伍茲向貝爾管理層游說了P.1101的設計優(yōu)點，在他的努力之下，貝爾制造的X-5驗證機在1951年首飛。X-5實際上就是P.1101的翻版，兩架X-5甚至直接使用了從德國原型機上拆下的部件。X-5被用來研究可變后掠翼的氣動性能，但與德國原型機不同的是能在飛行中改變后掠角度，成為第一架真正的可變后掠翼飛機，并成為F-14的直系祖先。

貝爾的工程師們發(fā)現(xiàn)X-5的機翼從20度后掠角變化到60度時，會同時導致重心和升力中心的變化，在后掠角變化時需要前移整個機翼才能保持穩(wěn)定。為此設計師們在機身內安裝了導軌，可讓機翼整體前移69厘米。X-5在飛行中把機翼完全收起只需要20秒，在電動系統(tǒng)故障時還能手搖改變機翼后掠角。

但X-5在機翼大后掠狀態(tài)時變得很不穩(wěn)定，而且無法從尾旋中改出，這讓X-5變得臭名昭著。1953年美國空軍的雷蒙德·波普森駕駛X-5在尾旋中撞向地面時，機翼就位于60度后掠。由于種種難以解決的技術問題，美國直到30年后才開始研制實用化的可變后掠翼飛機，這就是通用動力的F-111“土豚”戰(zhàn)斗轟炸機。而F-111項目的經驗也將幫助格魯曼制造出F-14戰(zhàn)斗機。

美國海軍在上世紀60年代想要一種全能艦載戰(zhàn)斗機，既要很高的亞聲速巡航效率，還要很好的高亞聲速空戰(zhàn)機動性，在最大速度不低于2馬赫的同時還要具備很好的低速飛行性能。考慮了這些要求后，格魯曼航空航天公司交給他們一個答案，這就是F-14“雄貓”戰(zhàn)斗機——一架在飛行中能根據速度要求改變機翼后掠角的戰(zhàn)斗機。

克里斯·克拉克曾在美國海軍航空系統(tǒng)司令部第23 試飛與評估中隊擔任“雄貓”項目首席測試工程師，他回憶道：“這架飛機非常復雜，不過格魯曼并沒制作模型或模擬器來輔助設計，許多數(shù)據是靠計算尺和在紙面計算出來的。”“雄貓”的機翼可在20到68度后掠角間變化，相應翼展是從19.50米到11.58米，機載標準中央大氣數(shù)據計算機（SCADC）根據高度和馬赫數(shù)自動確定最合適的后掠角。F-14是北約唯一一種能全自動改變機翼后掠角的飛機，“狂風”不是，B-1B也不是，當然“雄貓”飛行員在SCADC出故障時也能手動操作機翼?！靶圬垺钡拿總葯C翼都由一個單獨的液壓動作筒驅動，每秒變化8度，一個中空的鋁合金聯(lián)通軸將左右動作筒齒輪箱聯(lián)接起來以確保兩側機翼同步收放。海軍航空系統(tǒng)司令部的人說F-14在30年的服役中只發(fā)生過兩次聯(lián)通軸失效的事故，并且都安全著陸。

整個機翼安裝在一個被稱為翼盒的鈦結構上，翼盒幾乎橫跨整個機身，兩端是安裝機翼的軸承。當機翼收起時，后緣約25%的面積會被整流罩覆蓋，目的是使機翼和機身間平滑過渡。此外在整流罩后方還有帆布充氣袋來填充機翼下表面的空隙，在機翼展開時鼓起的充氣袋還能填補整流罩后方的落差，保證氣流通順。每側機翼動作筒都由一個單獨的液壓馬達驅動，與人們認為的相反，F(xiàn)-14在飛行中展開機翼所需的動力比收起時所需的更小。展開時液壓馬達驅動動作筒的流量是55升/分，只需用到一個固定排量泵，收起時需要約兩倍的流量，并且需要用到一個可變排量泵。這是因為機翼轉軸離壓力中心的距離使展開比收起容易。

F-111的機翼轉軸太靠內側，產生了過多的跨聲速和超聲速配平阻力，所以“雄貓”設計師們就不能重復這樣的錯誤了。

海軍航空系統(tǒng)司令部評估過“雄貓”的空氣動力學專家湯姆·勞倫斯說：“當時海軍強調高空機動性，如果機翼轉軸靠近機身的話，機翼后掠角變化時壓力中心的偏移幅度就相當大?！?，這會讓飛機像X-5那樣不穩(wěn)定。設計師把F-14的機翼轉軸盡量外移，最后距機身中線達2.72米，結果縮短了可變翼部分的長度，降低了壓力中心的偏移幅度。

隨著技術的進步，格魯曼在保持設計不變的情況下，為后期型“雄貓”的機翼換上了能更好地承受熱量和壓力的復合材料。此時F-14的任務也從攔截蘇聯(lián)超聲速轟炸機變?yōu)閷Φ毓?，“雄貓”開始顯出老態(tài)。海軍航空系統(tǒng)司令部的前“雄貓”飛行員和現(xiàn)F/A-18“大黃蜂”項目經理唐·加迪斯上尉說：“上世紀60年代我們的確需要可變翼飛機，而現(xiàn)在我們已經學會如何優(yōu)化設計固定式機翼，使飛機能更好地完成任務?！?/p>

湯姆的貓

當那些美國海軍的頂級飛行員駕駛著“雄貓”飛行時，他們可能不知道心愛戰(zhàn)機名字的來歷。F-14和前輩F4F“野貓”、F6F“地獄貓”、F7F“虎貓”、F8F“熊貓”、F10F“美洲豹”、F11F“虎”的貓科動物命名傳統(tǒng)有些不同，其綽號“雄貓”（Tomcat）實際上來自于一位海軍中將。由于美國海軍正史沒有記載此事，所以知道“雄貓”來歷的人不多。

托馬斯·康諾利是圣保羅土著，在洛杉磯長大，英文中托馬斯（Thomas）簡稱湯姆（Tom）。湯姆從美國海軍學院畢業(yè)前已經是位優(yōu)秀體操運動員，在1932年奧運會上奪取了爬繩項目銅牌。二戰(zhàn)爆發(fā)時他獲得了麻省理工學院航空工程碩士學位。

湯姆在戰(zhàn)時指揮一支裝備了40架陸基轟炸機的中隊，戰(zhàn)后他沿著通向四星上將的道路青云直上：先是成為一名試飛員，然后在馬里蘭州帕塔克森河航空站建立了精英試飛員訓練中心，隨后湯姆指揮過兩艘航母、一個航母戰(zhàn)斗群、整個太平洋航空??聯(lián)隊，最后進入五角大樓，1966年升任負責航空的海軍作戰(zhàn)副參謀長，軍銜三星中將，距離四星上將僅一步之遙。

當時的國防部長是有著“神童”之稱的羅伯特·S·麥克納馬拉，他被肯尼迪從福特汽車公司挖到五角大樓。麥克納馬拉在裝備研制上奉行通用主義來降低成本，麥克納馬拉要求美國空軍和海軍共同裝備可變后掠翼的F-111戰(zhàn)斗機。

從理論上講通用政策并沒有問題，但對于美國海軍來說，空軍對戰(zhàn)斗轟炸機的要求和自己對艦隊截擊機的要求完全是南轅北轍。海軍飛行員和航空專家都認為F-111B不穩(wěn)定、超重、推力不足，但是麥克納馬拉并不理會海軍的擔憂。海軍的高級軍官們在五角大樓的壓力下也三緘其口，不敢把自己的反對意見公之于眾。

參議院武裝部隊委員會主席約翰·斯坦尼斯為此召開了一次聽證會，海軍部長率領一隊人馬參加會議，康諾利中將也在其中。根據當時康諾利的副官杰拉爾德·E.·米勒回憶，斯坦尼斯很同情海軍的處境，但海軍部長保羅·R·伊格內修斯按照五角大樓的指示在每一個技術問題上都抹漿糊。最后斯坦尼斯對海軍也不抱什么希望，因為他沒有聽到明確的批評聲音。

無奈之下斯坦尼斯單獨詢問海軍航空兵專家康諾利中將，他的問題非常尖銳，并且直接提出需要中將的個人意見。米勒對那一幕記憶猶新，康諾利咽了口唾沫后說到：“看在上帝的份上，這架飛機已經無可救藥了?！?/p>

把海軍從F-111B“海豬”災難中拯救出來后，康諾利全身心地投入到了F-14的設計和研制工作中，成為事實上的項目經理。不過，F(xiàn)-111B海軍型與康諾利四星上將的夢想一起終結了。湯姆在1971年退役，依舊是三星中將。但他獲得了為F-14命名的不朽榮譽，海軍為了紀念康諾利中將的貢獻，把F-14稱為“湯姆的貓”，最后正式定為“雄貓”（Tomcat）。

責任編輯：王鑫邦