XF-108“轻剑”过于超前的3马赫截击机 配备旋转式导弹发射架

在上世纪50年代的所有飞机项目中,毫无疑问,最令人印象深刻的项目之一,就是北美XF-108“轻剑(Rapier)”。
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这是一款全天候截击机,配备两台通用电气J93加力涡轮喷气发动机,最高速度超过3马赫。这种发动机就是XB-70“女武神”战略轰炸机的动力来源,那是北美研制的另一款速度超过3马赫的机型。XF-108与XB-70具有一些相似的外观设计,某些组件的设计看起来风格接近,也许最新颖的特征就是独特的机舱内部的旋转式导弹发射架。
本文为美国“The Drive”网站“战争地带(War Zone)”专栏发表的分析文章,作者Thomas Newdick,本人翻译并编辑给大家分享。
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XF-108“轻剑”结构示意图。
旋转式导弹发射架现在是美国战略轰炸机弹舱内的标准配置,但从未有任何美国战斗机采用这样的设计。虽然已经有一些巧妙的设计,可以将武器弹药装入战斗机的弹舱,并且今天仍在研制该领域的新技术,但旋转式导弹发射架更多地是配备空地导弹,而非空空导弹。
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XF-108“轻剑”最终概念图。
1955年底,美国防空司令部发布了通用操作要求(GOR)114后,XF-108的研制工作就开始了,并在1959年1月向空军提交了全尺寸模型。网友@clemente3000发布的照片引起笔者的注意,显然这是来自XF-108全尺寸模型的弹舱特写。
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XF-108旋转式导弹挂架,挂载GAR-9空空导弹。
这张照片显示了这架喷气式截击机的武器挂载方案是多么的简洁,而现实却非常残酷,“轻剑”计划在1959年底就被终止。弹舱内的T形挂架上挂载了三枚GAR-9远程空空导弹,充分利用XF-108巨大的发动机与进气口之间,在机身下部相对较窄的弹舱。T形挂架会旋转式,一侧的舱门被旋转到机舱内部,待发导弹出现在舱口位置,这就意味着没有舱门会干扰机腹部位的气流。
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F-101B弹舱设置。
麦克唐纳F-101B“巫毒(Voodoo)”就采用了一种类似的导弹挂架,同样是一个旋转设计,一面有三枚“猎鹰”空空导弹,另一面还有三枚。不过打开弹舱以后,三枚导弹都暴露在气流中。相比之下,XF-108“轻剑”的导弹则是依次暴露在机腹下方。
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1958年,美国空军文件中以插图的形式,展示了规划中的F-108A截击机的布局,其中就显示了弹舱的位置。
F-108的主要任务就是在苏联空军携带核武器的战略轰炸机,距离美国领土太近之前击落它们,预计“轻剑”将以3马赫的速度在21000米高度巡航,并可以跃升到30000米高空。F-108使用ZIP燃料,这种燃料产生的能量比普通喷气式发动机使用的航空煤油要大得多。每台发动机将产生大约13.6吨的推力,略高于今天F-15EX采用的F100-PW-229涡轮风扇发动机。
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XF-108全尺寸木制模型,采用双座设计,前座为飞行员,后座为雷达操作员。后舱盖只有两侧的透明舱口避免外界光线干扰,这种设计在米格-31截击机上同样可以看到。
XF-108专为高空高速飞行进行了优化,这些性能就意味着一个先决条件——必须使用机内弹舱携带武器。这不仅仅是为了确保较低的空气阻力,而且因为高速飞行的动力加热过程,可能会导致任何外挂弹药失去效果。
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XF-108全尺寸木制模型中的前座舱仪表盘。
XF-108计划使用GAR-9远程空空导弹,这是休斯“猎鹰”家族的新乘员,比以前的型号大得多,长度超过3.6米。相比之下,当时美军装备的GAR-1D和GAR-3A长度分别为1.8米和2.1米。GAR-9是专门为远程拦截实验(LRI-X)项目研制的,XF-108于1957年被选为获胜方案,击败了竞争对手共和XF-103。
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XF-108全尺寸木制模型中的后座舱仪表盘。
最初美国空军计划为GAR-9配备常规或核战斗部,射程可达160千米以上,使用半主动雷达制导方式,作战过程由XF-108搭载的AN/ASG-18火控系统控制。由于GAR-9在设计过程中增加了弹径和重量,导致XF-108的弹舱不得不进行修改,但目前尚不清楚旋转机构是否因此进行过改进。
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XF-108全尺寸木制模型展示的AN/ASG-18火控系统。
尽管研制工作进展顺利,但在1959年底XF-108项目被取消,尽管可以达到设计指标,但美国空军并未获得维持该项目所需的资金。此外,由于洲际弹道导弹(ICBM)已经变成更严重的威胁,因此苏联轰炸机的威胁程度开始变弱。相反,康维尔F-106“三角标枪(Delta Darts)”将承担保护北美大陆免遭苏联轰炸机攻击的任务,直至上世纪80年代,F-106的任务都完成得很好。
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北美公司绘制的F-108服役想象图。
类似的命运同样降临到XF-70战略轰炸机身上,1961年“女武神”项目被取消,当时还没有任何样机进行试飞。XB-70项目终止的原因很多,包括苏联防空导弹系统的快速发展,这将使它处于危险当中,同时美国已经研制了更便宜的、可以携带核弹头的洲际弹道导弹。
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即将挂载到洛克希德YF-12A截击机弹舱内的AIM-47远程空空导弹。
尽管XF-108项目终止了,GAR-9导弹的研制工作仍在继续,1963年被重新命名为AIM-47。美国空军计划将它配备给洛克希德YF-12A截击机,该机是A-12侦察机的截击机版本。不过,YF-12A在进行了几次成功试射之后,该项目也被取消了。
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挂载六枚AIM-54“不死鸟(Phoenix)”远程空空导弹的F-14“雄猫(Tomcat)”重型战斗机。
此后,AIM-47和AN/ASG-18分别成为AIM-54空空导弹、AN/AWG-9雷达的技术基础,而它们又成为F-14“雄猫”重型舰载机的重要组成部分。F-14和AIM-54在很大程度上确保了美国海军航母战斗群在冷战时期的防空需要。
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XF-108全尺寸木制模型。
虽然XF-108的技术成为日后美军重要的财富,但美国空军注定永远不会拥有3马赫的高速战机,更不用说配备旋转式导弹发射架的先进战机了。