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X實驗戰機點將錄第13章:XF-91/XF-91A

作者:浦木│2016-11-19 23:27:39│贊助:12│人氣:280
共和公司Republic的XF-91/91A和YF-91閃雷式攔截機

在二次大戰結束之後,美空軍物資供應司令部取消了許多戰機研發計畫案。不過,有些重要性較高的計畫案卻得以倖免於此次大規模的裁減行動。其中一項戰機案稱為秘密專案MX909,它是專門為保衛美國領空而設計出一種快速、且能飛得高的日間戰鬥攔截機,它必須能迎戰敵方可能製造出的任何一種快速高空轟炸機。為此,美軍在1945年12月對飛機工業界發出招標通告。通告的附件是其作戰需求明細如下:為時25.5分鐘含數種飛行階段的作戰航程、2.5分鐘達到47,500呎高度、爬升率為每分鐘19,000呎、15分鐘的巡航指示空速可達486海浬、3分鐘空戰時間平均空速為688海哩、5分鐘内可由47,500呎下降至落地。有了如此明確的作戰需求概念,參與的廠商皆傾向於安裝雙噴射火箭式推動系統,主要是他們認為既不受限於研發時間,就必需使飛機設計工程合乎時代潮流。

共和公司的設計工程組由首席工程師亞歷山大•卡特維里領導,他們提出了Model AP-31型體。這個獨特的機種特色是:使用一具有後燃器之Model T6-190奇異公司軸流式J47型渦輪噴射發動機,可產生5,200磅推力、以及一具寇帝斯公司XLR27-CW-1火箭發動機,可產生8,400磅推力,當做它的雙推進系統。

(奇異公司的J47型渦輪噴射發動機)

外形獨特的AP-31也運用了後掠式機翼的造型,利於其高攻角之超越與落地之操作。它那獨特的機翼是根部較窄,由內往外方向的加寬。此種設計目的,是降低一般傳統內寬外細形的機翼所造成的失速速度。此外,由於機翼尖比根部實厚,故主起落架使改成為向外側收入機翼裡。

1946年5月29日,共和公司的XP-84閃雷式進行首次試飛。三個月後,共和公司接獲一份編號為AC-14583的合約,訂購兩架試驗型AP-31飛機,編號為XP-91,此外尚包括工程資料與設計圖、風洞測試模型機、一個靜態測試機體。這2架飛機後來成為共和公司的第一架後斜機翼型飛機。約13個月後,第1架XP-91擊敗了YF-84F(早期為YF-96A)之競爭,而進入試飛階段。

(XF-91機翼呈現外寬內窄的獨特造型)

1948年6月11日,由驅逐機名稱改為戰鬥機名稱的第1架XF-91,在1949年2月24日自長島的伐明戴爾出廠。由於火箭式發動機未完成,XF-91第一架僅用單具J47-GE-7渦輪噴射發動機進行一連串的高低速滑行測試。共和公司首席試飛員卡爾•貝林格負責執行此任務。

1949年3月31日至4月3日,2架費查公司的C-82郵船式與1架波音公司的同溫層式運輸機,運送XF-91至慕洛克基地作試飛前的整備。首次試飛於1949年5月9日舉行,因為其優異的性能表現,貝林格在空中操作它足足40分鐘之久,超出原定的15分鐘試飛時間(當時一般的首次試飛時間)。如同其名般,閃雷式戰機給貝林格極深刻的印象。

當共和公司等待火箭式發動機的完成期間,兩架XF-91同時進行其他數種實驗,這包括應用一具產生7,500磅推力具後燃器之J47-GE-17型渦輪噴射發動機、裝配V型雙尾翼、在機鼻的發動機進氣口上方裝設雷達組件、並將機尾延伸加長以利高速飛行方向的操控。

(左邊XF-91一號機安裝了機鼻雷達、右邊的XF-91二號機安裝了V型垂直尾翼)

試飛後的總結相當肯定XF-91內細外寬的機翼表現,確實如共和公司聲稱,可有效的減低失速機率,由根部逐漸往外加寬的機翼前緣加裝的前緣襟翼,讓它可以低於當代的任何噴射機種的速度飛行。因此,特殊的機翼設計提供了XF-91在高速與低速兩方面飛行的優點。此外,機翼與機身連接處的超薄材質有強化氣流減低阻力作用,並使此處空氣流量更順暢。

在試飛時曾實施幾次失速測試,例如在飛機的首次試航,機翼的前緣片是向下延伸出來的,當時失速的速度甚低,使得緊跟於後的隨件觀察機F-86無法配合而不得不衝至前方。由副翼面控制失速的效果奇佳,這完全歸功於內細外寬的機翼材質與造型。因最初的設計是要使用雙推力系統,所以XF-91一直等候寇帝斯火箭發動機的問世。不過,因研發產生的問題無法克服,迫使共和取消使用此火箭發動機。然後針對此MX-909秘密計畫案,遂選用代用品為雷克森廠4燃燒室6,000磅(每室1,500磅)XLR11-RM-9型火箭發動機。此外,也將J47-9型安裝上,隨後換用-13型,最後安裝的是有後燃器之-17型推力為7,500磅。

XF-91第1架與第2架依賴單發動機斷斷續續試飛了3年。1952年11月,XLR11-RM-9火箭發動機終於送達,並安裝於XF-91第一架機身。在實施一連串的地面引擎測試後它準備試飛了。

(安裝4燃燒室XLR11-RM-9型火箭發動機的XF-91)

1952年12月9日,共和公司試飛員羅素•羅斯駕駛雙發動機的XF-91進行試飛。他起飛後爬升到35,000呎的高度改平飛加速。開始時,羅斯先使用J47後燃器,將油門推放到最大時再開動火箭發動機達到最大推力,使飛機由原來的600哩/小時的平飛空速,頓時如雷電般的迅速輕易的飛超過音速達到1.07馬赫。因為這項記錄,它成了第1架非X型(試驗型)的超音速戰機。爾後,連續進行了數次高速的試飛,結果相當成功。至於它的武器系統,以一架生產線上的F-91閃雷式而言,唯一的武備是直徑2.75吋的不同種類的無導引可折式飛機火箭(Unguarded Folding-Fin Aircraft Rocket,FFAR),掛於機腹的伸縮式發射架,共可攜帶24枚"威力鼠式"火箭。此外,它還配備一部休斯公司的E-9型雷達與火力控制系統。計畫中的極速是在50,000呎高度的1.5馬赫。後續火力支援方面,機翼下方火箭萊艙亦可攜帶48枚FFAR"威力鼠式"火箭(機翼每邊各24枚)。為了延續其閃雷式計畫,共和公司再提出研製一架XF-91B建議。XF-91B配備休斯公司的MG-3型雷達與火力控制系統,武器方面有4挺位於機鼻的20mm機砲、24枚位於機腹的FFAR、4枚裝掛於機翼下方之空對空導引飛彈(休斯公司GAR-1D型,後來改型號為AIM-4)。此機型的設計,仍保持它原有的內細外寬的機翼,特殊的是發動機進氣口改在翼根參加後期的攔截戰機計畫案。

最後,共和公司為協助開發的高科技,擔誤了閃雷式飛機計畫案,並使其變得落伍。當飛機試飛成功並達到滿意程度時,飛機不幸被汰除。合約尚未簽發之前,F-91案已被取消了。

XF-91的規格:    
  種類     單座攔截機  
  發動機  
  1具奇異J47-GE-17(Model TG-190D)渦輪噴射發動機
  1具雷克森廠XLR11-RM-9型火箭式發動機
  推力  
  7,500磅(有後燃器)
  6,000磅(火箭推力)
  翼展     30呎3吋  
  翼面積     320平方呎
  機身長度     43呎3吋
  機身高度     18呎1吋  
  空重     14,200磅  
  最大起飛重量     28,300磅
  最大速度     1.5馬赫
  巡航速度     600哩/小時
  爬升率     19,000呎/分鐘
  航程     1,200英哩
  固定武裝     4門20mm機砲

XF-91/-91A的生產情況:
  型別     序列號碼     備考  
  XF-91   46-680   陳列於美空軍博物館
  XF-91A
  46-681
  損毀而廢棄

來源:X-Fighters:USAF Experimental and Prototype Fighters,XP-59 to YF-23
作者:Steve Pace
圖片:網路蒐集
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引用網址:https://home.gamer.com.tw/TrackBack.php?sn=3390300
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