瞬間飛到1.05馬赫後卻慢不下來？美國大三角翼先驅者小傳

懸掛滑翔空軍戰鬥機塞繆爾·蘭利火箭轟炸機技術德國西屋公司航空洛克希德法國設計克勞德·香農築壘地域 2019-06-15

提起美國空軍的三角翼戰機，可能大多數人的腦海中都會浮現出如康維爾公司所生產的F-102/106那猶如白天鵝一樣優雅的身影，或是疾如閃電的B-58“盜賊”轟炸機，亦或是世界上第一架超音速水上戰鬥機F2Y等等，他們共同構成了龐大的康維爾三角翼戰機家族。然而，在這些光鮮的身影背後，卻隱藏著一款並不知名的三角翼戰機。它就是我們今天要介紹的主角——康維爾XP-92。

▲康維爾XP-92A的側視圖

如果要先了解XP-92最初的來源，我們還要追溯到納粹德國時期。在納粹德國即將戰敗的1944年末，著名的Me-163火箭動力截擊機的設計師亞歷山大·利佩什博士提出了一款能夠極速達到2馬赫以上的戰鬥機的設計方案，其就是著名的P.13a項目。受限於德國當時的資源短缺與盟軍轟炸所帶來的巨大破壞，P.13a項目從來都沒有離開過繪圖板。德國戰敗之後，其包括研究滑翔機DM1在內的技術資料被盟軍所繳獲。其對康維爾早期的設計有著巨大的影響。

▲現存於博物館的利佩什P.13a的模型

1945年8月，即將更名為美國空軍的美國陸軍航空兵提出了一項超音速截擊機的建議，該截擊機的速度可達1100公里/小時，在四分鐘內達到15,000米的高度。幾家公司作出了迴應，其中包括聯合-伏爾提公司，也就是日後的康維爾公司。它於1945年10月13日提交了自己的設計。這種設計的特點是採用了掠翼和v形尾翼，以及一個強大的推進系統。除了導管火箭，四枚1200磅推力(5.3 kN)的火箭和西屋公司生產的1560磅推力(6.9 kN) 的19XB渦輪噴氣發動機被安置在排氣噴嘴上。聯合-伏爾提公司在1946年5月接受了一項提議，在美國空軍祕密項目MX-813下，提出了一種衝壓噴氣發動機飛機的設計方案，其具有45°掠翼。然而，風洞試驗表明了該設計存在著一些問題。回到德國的繳獲資料這邊。在美國國家航空諮詢委員會的蘭利研究中心，DM1的厚截面機翼被發現在跨音速下將會產生相當大的阻力，隨後為了探索這些問題進行了一系列實驗，蘭利考慮了兩個研究方向：在機翼前緣增加了鋒利的鰭，垂尾的尺寸明顯縮小、變薄、並向後移動。這在垂尾前留下了相當大的空間，人們決定在那裡安裝了一個傳統的駕駛艙。在這些試驗中，人們注意到機翼在高攻角下產生大渦流的趨勢，但直到許多年後才認識到這一現象的重要性。

▲DM1滑翔機現存的機體

蘭利將三角翼的設計傳遞給了康維爾的設計師：聖地亞哥分部助理總工程師阿道夫•伯斯坦和空氣動力學研究主管拉爾夫•希克。兩人一開始都對三角翼持懷疑態度，但希克飛到賴特-帕特森空軍基地與利皮斯奇會面，然後返回康威爾的唐尼工廠，最終確信這是正確的道路。康維爾的混合推進系統需要一個非常大的進氣道，它不僅為噴氣發動機提供了空氣，還增加了火箭的推力。卻使得傳統的駕駛艙無處安放。如果駕駛艙放置在正常位置，它將會深入到進氣道的深處。為了解決這個問題，研究小組對設計進行了修改，採用了類似於法國驗證機勒杜克 0.10和米爾斯 M.52的設計，將駕駛艙置於進氣道中心的圓柱形機身中。動力由西屋J30發動機和6個8.9千牛推力的液體燃料火箭提供。該設計在1946年被提交給美國空軍，並被作為XP-92進行發展。

▲XP-92的最初設計，注意進氣道中央的駕駛艙

為了取得更多的關於三角翼佈局的飛行數據，康維爾建議建造一個更小的原型機，即7002型，美國空軍在1946年11月接受了此設計。該設計與蘭利後來對DM1的修改非常相似，使用更小的垂尾、更薄的機翼和一個傳統的駕駛艙。主要的不同之處在於，為了給發動機提供空間，機身向後拉伸，形成了傳統的機身形狀。為了節省開發時間和資金，原型機的許多部件是直接從其他飛機上取下來的：主起落架來自於北美FJ-1憤怒，機輪來自於貝爾P-63眼鏡蛇王，發動機和液壓裝置取自於洛克希德P-80流星,彈射座椅等來自於被取消的康維爾XP-81項目，而方向舵踏板來自於BT-13教練機。1947年夏天，機身被轉移到康維爾在聖地亞哥的工廠，並在秋季完成。到12月，它在沒有發動機的情況下被運往美國國家航空諮詢委員會的艾姆斯航空實驗室進行風洞測試。測試完成後，機身返回聖地亞哥，在那裡安裝了一個艾里森J33-A-21發動機。

▲XP-92A使用的艾里森J33發動機

當飛機準備測試時，康維爾卻接到了P-92項目被取消的消息。康維爾決定將測試飛機重新指定為XP-92A。1948年4月，XF-92A被運送到慕洛克幹湖(此地後來成為愛德華斯空軍基地)。早期的測試僅限於滑行，儘管1948年6月9日進行了一次短暫的起降。XF-92A的第一次飛行是在1948年9月18日，由康維爾試飛員埃利斯·D“山姆”·香農駕駛。1948年12月21日，比爾·馬丁開始為該公司測試飛機。經過47次飛行，總飛行時長20小時33分鐘。飛機在1949年8月26日被移交給美國空軍，測試任務分配給了弗蘭克·埃文斯特和查克·耶格爾。

▲著名試飛員查克·耶格爾，此君不僅是美國空軍王牌飛行員，也是駕駛飛機超音速的第一人

耶格爾是1949年10月13日第一個駕駛XF-92A的空軍飛行員。在他的第二次飛行中，他以4G的過載半滾倒轉進入俯衝，在短時間內達到了1.05馬赫的速度。當飛機接近著陸時，他不斷地把機頭拉得越來越高，以減慢前進速度，避免第一次嘗試時出現的問題。令人驚訝的是，飛機根本不會失速;他能夠繼續抬起機頭，直到飛機傾斜到45度，以108公里/小時、160公里/小時的速度降落。1951年，XF-92A改進型採用安裝有加力燃燒室的艾里森J33-A-29發動機。然而，性能幾乎沒有改善。此外，由於這臺發動機有維修問題，在接下來的19個月裡只進行了21次飛行。最後一個發動機的變化是換裝了艾里森的J33-A-16發動機。

▲飛行中的XF-92A

1953年4月9日，斯科特·克羅斯菲爾德代表美國國家航空諮詢委員會開始了一系列測試飛行。這些測試顯示，在高速轉彎過程中會出現劇烈的上升趨勢，通常高達6G，有一次是8G。增加翼柵在一定程度上緩解了這個問題。到1953年10月14日，克羅斯菲爾德駕駛XF-92A進行了25次飛行。在這架飛機最後一次飛行時，由於克羅斯菲爾德在湖床上迫降，飛機的前起落架折斷，最終被迫退役。迫降現場，可以看到飛機的前起落架已經完全斷掉了。