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【艦これ】「飛行鬆餅」XF5U的故事

作者:ivon852│2020-05-01 15:24:27│巴幣:560│人氣:2047
C2的推特帳號在前幾天轉發了自衛隊的新聞,美軍公布了UFO影像,自衛隊也應制定對策才是(新聞)。用中國那邊的說法就是,田中可能連夜叫小黑屋的畫師馬上生一架XF5U Flying Pancake的立繪出來。
蛤,制空只有12?給美國航母裝備的話對空+3,火力還另外+3。



XF5U-1是否真的是出現太晚,是可惜的傑作機?可以參考知乎的討論。

還有容我抱怨,一開始Google到的都是內容農場抄來的文章,我很angry中文圈都被這些網站糟蹋。

*經 鷹犬 提醒,對空制空理解錯誤,刪除錯誤論述。
*經 時空風 提醒,改正薄餅為鬆餅。

前身: Vought V-173 "Zimmer Skimmer"

XF5U的前身是1939年開發的沃特 V-173「飛行鬆餅」,也就是設計海盜式的那家公司。不過要注意V-173才是叫"Flying Pancake",XF5U-1則是"Flying Flapjack"。

實機飛行影片:


設計師Charles H. Zimmerman在沃特公司一直以來都有許多奇思妙想的設計,圓盤式的構型也是他的作品之一,是為概念驗證機。

在此之前他提出的飛機設計多次被NACA和軍方回絕,這次他是先製作了一台電力驅動的樣機V-162,成功引起海軍的興趣。


按照他的構想,全翼型的機身可以在低速下起降,還能維持卓越的高速性能。1942年11月23日首飛,到1943年間試飛了190餘次,有民眾還以為看到飛碟。



V-173安裝的是二具大陸A80引擎,出力80hp。後來還加上垂直尾翼,而由於起落架很長,該機在地面上時角度非常大。
在地面上時飛行員要從機身下部進入座艙,不過上下都有玻璃可看到外部,最初的設計還打算要飛行員用趴的。最高時速222km/h,無任何武裝。



來看看試飛員怎麼說。

在康乃狄克州的斯特拉特福德鎮,這裡開始她的處女航。
試飛員Boone T. Guyton對測試很感興趣,當在地面上滑行試驗幾週後他就興奮地跳上V-173。

「第一次試飛是我一生中當職業飛行員以來最有趣的一件事。」
「就像足球頭盔一樣,我扣上頭盔的帶子。確認引擎和操作系統後,我開始從跑道上滑動。Zimmerman在跑道上向我揮舞著雙手,然後走向救援墜機卡車的位置,觀看試飛過程。」

「我迎著風起飛,看到警察和警衛在附近停車圍觀的民眾之間穿梭,沒收他們手上的照相機,掛在籬笆上的小孩被拖了回去。起飛到一半時,那個我撞到幾百次的地面突起進入我的視線令人很不爽。而跑道另一頭卡車上的觀測員則緊盯著我的飛行狀況。」

「這種構造的飛機,地面效應會很強。在到達效應消失的高度時,我馬上感到操縱變得十分沉重,這樣要飛回去降落會成問題,我已能預見在長島海灣水面降落的模樣。」



儘管他已有墜機的預想,他卻想到Zimmerman努力十幾年才取得了NACA、錢斯沃特和海軍人士的支持這架高速、短距離起降的飛機設計。

「我立即想到正站在跑道上的Zimmerman,現在正是他長久努力以來最興奮的一刻,他傾注了所有心力在這個計劃上。」

他雙手緊握3050磅重的操縱桿,使勁地推了之後,飛機成功飛到300英尺,沒有掉到海裡,機鼻仍指向天空。他慢慢地的偏航,方向舵反應良好,引擎接近全部出力。
「隨後飛機慢慢地飛回機場,我情不自禁的想大喊『Charlie,她飛起來了!』」

在降落時他注意到了特別的現象,Guyton像操作直升機一樣垂直下降,再用四分之三的馬力維持機鼻的角度。
「在降落的最後幾英尺飛機下降突然變快,我仍緊握操縱桿,過程我很害怕又雀躍。V-173前進了約50英尺,降落速度大約是50mph。這時我便知曉,這架飛機充分展示了設計師的理念,能夠垂直起飛和降落。」
Guyton從鬆餅的機腹下艙門爬下來,Zimmerman和地勤一齊慶祝13分鐘的首飛成功。



Guyton要用雙手才能拉動操縱桿的問題很快就解決了,Zimmerman修改了螺旋槳的角度和稍微改進引擎的性能,整體表現獲得提升,還在「飛行尾翼」加上調整片。
試飛了40至50次後,應沃特公司的要求在翼端加上穩定襟翼(stabilizing flap)。Guyton回憶:
「動力不足或失去動力的情況下,我難以將機尾朝下,我稱此現象為地面效應。在大約離地10英尺的時候,機緣安裝的襟翼會自動張開,可以有效抵銷一部分力量。但我的印象中並不是很完美。在火炬(flare)著陸時機鼻會朝下,降低出力此問題會更明顯。」

Guyton希望改進駕駛座艙的舒適度,此外駕駛桿因為沒有額外動力導致很難操作。座艙視野很差,得一直把身體靠向前才能認清方向,他還因此腰酸背痛。座艙幾乎與翼端前沿貼齊。而機身下部用來確認起飛和降落狀況的玻璃,Guyton認為根本沒用,得頻繁的一直查看下方。
連續54次的飛行中,因為螺旋槳與機身結構的共振導致駕駛艙一直有震動問題,Zimmerman在螺旋槳上加裝減震器解決。後來生產較重的XF5U-1時沒有遇到此問題,但是卻發展出使用鉸接的螺旋槳,避免高攻角時氣流不對稱的情況發生。機輪的煞車僅用於地面滑行和煞停之用,但是不利於地上機動。

進入機艙要搭梯子。


Guyton在首飛後做出總結:
「這是一次滿意的體驗。作為一名飛行員,引擎全開,機鼻朝向最高,在各個偏航軸上都能有效控制飛機,沒有失速。」
他把操縱桿推到底,升降舵全開,飛機以45度角爬升,縱向橫向都能操作自如。
「在試飛過程中,我們都沒辦法讓這架飛機完全失速或進入尾旋。在急轉彎時飛機的速度會驟降。我認為這個特點可以讓這架飛機在狗鬥中成為難纏的對手。」
「首次飛行時,因為引擎的低出力,飛機速度達不到水平飛行姿態。施加在操控桿上的力度之大,使我擔憂能不能轉彎並飛回機場降落。我親切的稱呼它為Zimmer Skimmer——飛起來很有趣,但是感覺不愉快。」
「除了機動和俯衝,在低速、機鼻朝上的姿態時,桿力都十分沉重,控制面的回應很緩慢。飛行時的視野很有限,每次飛完後我都覺得我在鍛鍊我自己的眼力。在降落時機鼻會有往下的傾向。」
「這是一架非常特別的飛機。驚險的降落,緩慢的轉圈後操控起來仍沒有任何異狀。降落時需施加力氣。作為一名前海軍飛行員,我便希望能在驅逐艦或戰艦的吊臂上停放這架時速500mph的飛機。」


Guyton試飛了13次之後,在試飛F4U時墜機導致重傷。Richard Burroughs接手繼續測試。第34次由Charles A. Lindbergh負責,之後還有其他海軍飛行員參與,例如指揮官Ramsey、Booth和後來當上美國聯邦航空總署總裁的中尉Najeeb E. Halaby。其他公司參與試飛的則有William B. Boothby、C. L. Sharp和W. H. B. Millar。

因為這塊鬆餅的重量輕,飛行速度又慢,造成了一些小麻煩。有一次迫降在斯特拉特福德Mill河旁邊的的高爾夫球場,因為這是最高機密,在護衛嚴密看守下,軍方連夜把她拖回機場。

1943年6月3日,因引擎發生氣鎖問題,所以在長島海灣的Lordship海灘迫降。為避免撞上曬日光浴的民眾,飛行員Burroughts在沙灘上將其翻轉過來。隨後在向右偏轉並翻過來的機身下發現了海灘巾。
這次事故中螺旋槳葉片斷了二片,Lindbergh和Zimmerman目睹該機從視線中消失並衝向海灘。自那時起Lindbergh就拒飛這架飛機了。
Zimmerman回憶道:「他很擔心若飛機翻覆,駕駛艙被壓碎,他就會被困在裡面。飛機的確是翻覆了,可是駕駛艙沒事。Burroughts挖掉一些沙子後爬了出來。」Lindy後來向Zimmerman表示:「我已經準備好了,我可以操控這架飛機了。」之後這架機體被拖回工廠修理。

最後一個重大的事件是在1947年錢斯沃特30週年飛行秀上的表演。再次由Guyton操縱。在大熱天的跑道上難以達到起飛速度,之後撞向跑道盡頭的高壓電線。




進展到XF5U-1

1941年9月,海軍要求沃特建造二架VS-315,就是後來的XF5U-1。一架用作飛行測試,另一架在實驗室測試數據。海軍要求使用旋翼(flapping)或者鉸鏈螺旋槳。


1944年7月15日海軍提出合約。但是XF5U之後只在地面測試,沒有飛行的機會,因為螺旋槳會有嚴重的向右偏轉問題。還有測試這個項目太燒錢,海軍比較想把錢花在研製噴射引擎上,儘管渦輪噴射引擎也有變速箱的問題存在。

XF5U-1一開始安裝的是類似F4U-4的漢彌爾頓標準螺旋槳。推測只是用來在地面滑行以及測試齒輪用,不太可能用於其他用途。可是讓人疑惑的是,XF5U-1二個螺旋槳旋轉方向是不同的,這些F4U-4的葉片方向卻仍是同一邊。而左邊的螺旋槳,漢彌爾頓的標誌在後面,所以有可能是把螺旋槳直接翻轉過來,這樣就可以在引擎低轉速下做些調整。

正在測試引擎的XF5U-1。

Zimmerman發覺要使用旋翼才能解決在高攻角飛行時,因非對稱氣流造成的震動和抵抗翼載荷,Zimmerman一時卡關。「那時差點就要放棄這個計畫了。但是在努力幾週後我想到使用兩組旋轉的螺旋槳,類似貝爾公司的直升機旋翼,一個在前一個在後,構成4葉螺旋槳。」



XF5U-1最大的改變是換裝二個1350馬力的 P & W R-2000-7引擎。沃特公司推算的飛行速度是在40~425mph之間,注水加力為20mph~460mph。使用燃氣渦輪引擎則為0~550mph。
機內油箱261加侖,比原型機V-173的20加侖多出不少,飛行距離推測有1000英里。V-173空重14450磅,靜風時需要200英尺起飛。XF5U-1起飛距離則是721英尺。在地面時XF5U-1在地面上的角度相較於V-173減少了5度,只有18度。


XF5U-1的武裝預定為在引擎和駕駛艙之間安裝6門.50機槍或4門20mm機砲,還能掛載1000磅炸彈或副油箱。不過造出來之後卻沒有實際裝上。

1943年6月8日的木製模型,沒有螺旋槳的那個部位是引擎。在引擎與座艙之間的一排洞就是安裝武器的位置。


根據美國國家航空博物館館長所說,這架飛機可以在25節逆風下起飛,還可以從船艦的甲板上直接飛起來。這不就是海軍要的嗎,不止能配給航母,小型船隻也有裝載艦載機的可能性。

XF5U的引擎結構,螺旋槳要用很長的轉軸連接。

完整剖面圖(圖自1973年6月<Air Enthusiast>雜誌)


機身上發現的標誌,一隻兔巴哥坐在魔毯上吃紅蘿蔔。


二架飛機的末路

XF5U奇特的造型讓海軍很心動,類似直升機的短距離起降似乎有運用在驅逐艦上的可能,不過在解決一些技術問題的過程中二戰就結束了,戰後軍費裁減以及噴射引擎的出現導致XF5U連飛行都沒有就在1947年被廢棄了。

海軍終止合約後要製造這二架飛機的Lee C. Stetson自己親手銷毀他的作品。拆除引擎和儀器後,大鐵球砸向機體,來回幾次之後,閃亮的機身便成為了一地的廢鋁,測試數據也跟著毀損。
之後工人再把框架繼續拆解。同時,海軍向沃特公司要求歸還價值6000美元,用來製造變速箱軸承的純銀,工程師們和守衛一同在大雪覆蓋的廢料堆裡翻找。最終沃特公司賠錢給軍方,並把廢料和治具賣給當地的回收業者。
回收業者想把找到的純銀賣給珠寶商,結果對方報警找FBI來,沃特公司還為此出席並擔保他可以合法持有這些純銀。

安裝旋翼螺旋槳的XF5U-1。黑色部分是工作區域,用來保護金屬表面。



塗裝彩色照。

圖源


至於原型機V-173,在參加完航空秀之後先是回到了斯特拉特福德鎮,海軍之後批准將全尺寸、重量輕的V-173運到維吉尼亞州諾福克的海軍航空站,在大雪中用拖車拖拉機載到拖船上花二天才抵達諾福克。
垂直尾翼和「飛行尾翼」被拆除後運到史密森尼美國藝術博物館在馬里蘭州Silver Hill的倉庫裡保存。

博物館裡的V-173(維基百科)


1960年代,美國國家航空太空博物館從海軍那裡將這架V-173移到復原設施。航空歷史學家Jay Miller在1970年代拍攝了復原設施裡的V-173。2002年,一名沃特公司的行政人員收到他的通知,看到這架飛機仍處於待復原狀態。於是隔年將其運到沃特公司在達拉斯附近的大草原設施,在那裡由沃特飛機資產基金會(Vought Aircraft Heritage Foundation)負責修復。修復過程很繁複,老兵在處理手縫部分的時候一直被針扎到,還有人說機身上下都是他的DNA,此外還須重新連接飛機襟翼的操縱鋼索。
2012年3月,修復好的機體由卡車載到飛行者先驅博物館,在那裡展示10年。


於是,15年來Zimmerman夢想和沃特公司的財務及技術支援,在成功前夕功敗垂成。他將繼續在之後的作品如XC-142A和XV-15延續「飛行鬆餅」的設計精神。


而大洋彼岸,德國人也搞過類似的Sack AS-6,不過沒有投產(維基百科)。



  • 參考資料&主要圖源
Chance Vought V-173/XF5U-1 (Naval Fighters), Art Schoeni, 1992

美國海軍研究所
Air & Space雜誌
Old Machine Press




引用網址:https://home.gamer.com.tw/TrackBack.php?sn=4767536
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留言共 5 篇留言

皮克西斯.日進
真可惜啊...沒有留下XF5U本身...

05-01 15:34

幽影
https://i.imgur.com/rWS1Zd0.jpg

在下有拿到『XF5U』,壽飛行隊手遊也有出這架,而且還是看起來很美味(?)的塗裝,請看:

https://i.imgur.com/LGWAEw6.jpg

https://i.imgur.com/4x3xJgq.jpg

https://i.imgur.com/8NwwffS.jpg

https://i.imgur.com/GrXo3Fx.jpg

https://i.imgur.com/e0ULeuY.jpg

05-01 22:50

ivon852
壽飛行隊的塗裝這個真的是名符其實了05-03 01:34
檸檬貓
XDD 你的名字叫飛行鬆餅 就把你油成鬆餅吧

05-02 00:08

the 猴猴
500kph...+13不過分

05-02 01:01

白日夢境
這種構型因為螺旋槳後面就是機翼,所以只要螺旋槳有動,機翼就有氣流,即使低速下也幾乎不會失速。其他傳統的活塞螺旋槳飛機,螺旋槳只提供動力,機翼的氣流來自飛機移動的氣流

05-02 12:11

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