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雄猫的故事

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TOP GUN

    1986年,派拉蒙电影公司(Paramount)推出影片《壮志凌云》(TOP GUN),相信情节各位已经耳熟能详了。片中大量空战实拍镜头奠定了其最佳空战影片的地位至今不可动摇。汤姆.克鲁斯(Tom Cruise)扮演年轻莽撞的尖子飞行员与他的座机——F-14"雄猫"一起成为军机迷永远津津乐道的话题。

  由于该片是作为征兵宣传片拍摄而获得的军方的大力协助,美国海军提供了 VF-1VF-51VF-111VF-114VF-213 五个中队的现役 F-14 8 名现役飞行员参与航拍,另外作为 F-14 对手的 A-4 F-5(片中的 MiG-28)则来自米拉马航空站(NAS MIRAMAR)的 TOP GUN 学校,飞行员都是该校教官。突击者号(USS RANGER CV-61)、企业号(USS ENTERPRISE CVN-65)、卡尔.文森号(USS CARL VINSON CVN-70)航母也在片中露了面。

  为了获得震撼性的空战场景,摄制组乘坐一架利尔喷气(Lear Jet)跟随海军机群拍摄,该机安装了 6 台摄影机以拍摄不同角度的画面,一开始使用宽荧幕摄影机,但是摄影机镜头无法承受飞机机动 G 力而折断,只能转用 35mm 普通摄影机。当时 F-14 每小时的飞行成本高昂,仅航空油料一项就达 7,000 美元,但在军方的大力支持下一切都不成问题。

影片里 F-14 "MiG-28" 在缠斗

  在拍摄此片的过程中,除了巨额的耗费外,还损失了一架F-14与一名飞行员,1985 9 16 日特技飞行员阿特.斯科尔(Art Scholl)在拍摄 F-14 进入尾旋时没有能够改出,机毁人亡。后来重拍的镜头中(古斯之死那幕)只能用模型代替,这下变成是假戏真做了。另外提一下,原来剧本安排古斯死于着舰事故,但在海军的坚持下改成了训练事故。

Art Scholl

  《壮志凌云》是军事电影题材中难得一见的大手笔,恐怕以后不会再有如此玩命的制作了。片中一个半小时精彩激烈的空战镜头无疑对军机迷有着致命的吸引力,而我们中的许多人也是从这部影片开始成为线条优美的雄猫战斗机的忠实拥趸……

 

身世之谜

  1911 年美国海军航空兵成立之初,航母编队的防空任务就交由专门的舰载战斗机承担。从那时起,美国舰载战斗机中的大部分都是由格鲁曼飞机工程公司(Grumman Aircraft Engineering Co.)生产的。

  格鲁曼公司成立于 1928 12 6 日,当时总资本 6 4 千美元,创始人包括 勒罗伊.兰德尔.格鲁曼(Leroy Randle Grumman)和另五个航空工程师与投资商。他们的早期设计极富创新精神,包括第一架起落架可收放的军用飞机和第一架具有可收放起落架的军用水陆两栖飞机。格鲁曼公司的另一个创新设计——折叠翼,能大幅缩短飞机停机翼展,使航母能装载更多的飞机。由于这些技术优势,自 30 年代起格鲁曼公司就成为美国海军的一线飞机供应商。二战爆发后,格鲁曼公司全力转向战时生产。整个二战期间,美国共生产了 31,376 架格鲁曼战机,其中格鲁曼自己生产了 17,537 架,通用汽车东部飞机分部(General Motors Eastern Aircraft Division)按照许可证生产了 13,803 架,包括 FM-1F4F-4)、FM-2F4F-8)、TBM 330 J2F-3“鸭子水上飞机。

  战后格鲁曼专注于喷气式飞机的研究。格鲁曼的航空工程师从梅赛施密特 P.1101 喷气式战斗机上获益良多,P.1101 是半铝木结构(非承力的机身部分及机翼结构为木制),机身下部安装容克斯 Jumo004B 轴流喷气发动机。为了研究最佳机翼后掠角,P.1101 采用了可变后掠上单翼——在地面可以手动调节机翼后掠角,从 35 ~45 度。

  P.1101 原型机从未升上天空,1945 4 29 日,美军占领了德国南方巴伐利亚山区奥伯摩根(Oberammergan)的梅赛施密特秘密研究设施,获得了 P.11011V1 原型机和部分研究资料。最初没人对这种飞机感兴趣,直到贝尔飞机公司的罗伯特.伍德(Robert Wood)说服贝尔和 NACANational Advisory Committeeon Aeronautics——国家航空咨询委员会-NASA 的前身)对 P.1101 作进一步的研究。1948 8 P.1101 V1 运抵纽约州水牛城(Baffalo)的贝尔飞机工厂。但是经过三年多的破坏,P.11011 原型机已无法修复。贝尔以该机为基础设计了贝尔 X-5 研究机,安装一具艾利森(AllisonJ-35 喷气发动机。1951 6 20 X-5 开始试飞。与 P.1101 不同的是,X-5 的机翼后掠在飞行中可作 20 ~60 度的变化。X-5项目为 NACA 提供了大量可变后掠翼的气动数据和设计经验。


Bell X-5

  格鲁曼的工程师认为可变后掠翼非常适用于舰载战斗机,高速飞行时用大后掠角,阻力小,加速性好;低速时使用小后掠角,机翼展弦比大,航母起降安全。他们的第一个可变翼设计是 XF10F-1 美洲虎(Jaguar),飞行中机翼后掠角可在 13.5~42.5 度中变化。在当时来说 XF10F-1 属于重型战斗机,重量 15 吨,机翼最小后掠时翼展 15.26 米,安装两具加力推力 5,262 千克的威斯汀豪斯(WestinghouseJ40-WE-8 涡喷发动机,极速 1162 公里/小时。1953 5 19 XF10F-1 首飞。该机并没有进入批量生产,在制造了几架原型机后项目被取消。

  1962 年起,F-4 鬼怪II成为美国海军标准舰队防空战斗机,配备先进的 AIM-7 麻雀半主动雷达制导导弹,续航时间 3 小时。但是在六十年代后,苏联海军逐渐拥有了远洋作业能力,并且部署了相当数量的陆基远程轰炸机,其配备的反舰导弹对美航母编队构成很大威胁。美国海军希望 F-4 能担负起拦截苏联远程轰炸机的重任,在其未发射反舰导弹之前就给与击落,并且能够使用空空导弹击落已经发射的反舰导弹。这项任务对刚服役的 F-4 来讲非常的不容易。

美国海军 F-4J

  另一方面在导弹万能的错误导向之下,F-4 没有安装传统的机炮,缺乏最后的攻击手段。日后的越南空战中 F-4 在遭遇北越的 MiG-17 MiG-19 后就显得一筹莫展。这些都促使美国海军开始寻求新一代的舰载战斗机,而同时美国空军也开始考虑 F-105 的后继机种,于是国防部长麦克纳马拉(Robert McNamara)将海空军的需求合二为一。两军种的新机计划被称为 TFX(实验性战术战斗机——Tactical Fighter Experimental),并被赋予编号 F-111F-111 主要有两种型别,通用动力(General Dynamics)负责研制空军型 F-111A,格鲁曼公司作为通用动力的子承包商负责研制海军型 F-111B。但是两军种之间性能需求差异太大,格鲁曼的 F-111B 很快遇到结构超重问题,当其最大弹射起飞重量达到 35 吨时(上限 28 吨),格鲁曼知道海军将不会接受这架飞机了。(飞行员和测试人员也不喜欢这种笨重的舰载战斗机,称之为海猪——Sea Pig)。1965 5 月,美国国会终止了 F-111B 计划,F-111A 则继续发展成空军的重型攻击机。

夭折的 F-111B“海猪

  F-111B 项目夭折后,格鲁曼自费进行替代方案的前期研究。经过研究 6,000 种以上的设计方案后,303 方案脱颖而出。303 方案继承了 F-111B 的一些特点,包括可变后掠翼、休斯(Hughes,现并入雷声 Raytheon 公司)的 AWG-9 雷达火控系统和 AIM-54 不死鸟(Phoenix)导弹以及普惠(Pratt&WhitneyTF30-P-1 涡扇发动机。格鲁曼的前期研究并没有白做,经历过 F-111B 的失败后,美国海军认识到只有通过单独招标才能获得符合需要的防空战斗机。1967 7 月,美国海军向各大公司发出了 VFXVF-VESSEL FIGHTER-舰载战斗机)的招标。1968 2 月格鲁曼公司的 303 E 方案中标并获得制造 6 架原型机/预生产型的合同,新机军用编号是 F-14

部分 303 方案的设计

   

左:沃特(Vought)公司为竞争 VFX 而提出的模型,机腹下挂载两枚 AIM-54 导弹    右:北美(North American)的方案

  303 方案的第一个构型是 303-60,具有发动机-进气道短舱和高置的可变翼。随后又提出了 7 种不同的构型,其中 303C 超音速作战升限较低;303D 纵向稳定性不足;303F 是唯一的固定翼设计,但为获得和可变翼相同的起降升力,翼面积大幅增加,重量也随之增加;303G 是简化减重设计,不能发射 AIM-54,但航程/机动性能却增加有限;最中选的是 303E 构型。

格鲁曼的 303B 构型木模,单垂尾,双折叠腹鳍

  1969 3 月,303E 作了一次重大的更动。虽然 303E 原先采用的单垂尾和两片可向外折叠的腹鳍在风洞实验中证明能提供足够的方向安定性,但来自海军的意见则是由于 303E 发动机间隔较远,一但一台发动机熄火,单垂尾很难保持航向。因此格鲁曼最后采用双垂尾设计,并且考虑到航母甲板的可操作性而采用两片较小的固定式腹鳍,F-14 的气动外形最终确定下来。

艺术家笔下的 303E 构型,已经采用了双垂尾设计

  在 F-14 的早期发展中,美国海军的两位将军托马斯.摩尔(Thomas Moorer)海军上将和托马斯.康纳利(Thomas F. Connolly)海军中将是该计划的坚定的支持者。有人为了讨好这两位海军中的决策人物,从两位将军的托马斯中提取“TOM”加上格鲁曼传统的猫科动物“CAT”构成“TOMCAT”作为新机绰号,其他人也确实觉得两位将军当之无愧,所以 F-14 便有了雄猫的响亮绰号。(感谢 Shornet 提供)

   

左:Admiral Thomas Moorer   右:VAdm. Thomas F. Connolly

  格鲁曼先期制造的 6 F-14 原型机/预生产型海军序列号(BuNo)从 157980~157985,在获得合同 21 个月之后,1970 12 21 日首架原型机 XF-14ABuNo 157980)进行了首次飞行。首次飞行短暂而顺利,但是在第二次飞行中,由于主液压系统与第二套备用液压系统同时故障,飞机坠毁在跑道尽头,两名飞行员在不到百米的低空弹射逃生(下载事故录象,RM文件)。在首架原型机损失后,美国海军又追加了 6 架预生产型飞机,序列号从 157986~157991。这样格鲁曼公司共生产了 12 架原型/预生产型 F-14A,其中第 12 架(BuNo 157991)替代坠毁的 XF-14A 继续进行测试,后来改成 F-14 单座高速研究机,后又在 NASA 进行过大迎角飞行研究和尾旋改出研究。第 10 架在马里兰州做飞行表演练习中坠毁。

坠毁前的 XF-14ABuNo 157980,可以看到尾部正在释放燃油。
注意其翼套整流板与后期型也不相同

  F-14A 原型机安装了两具最大加力推力 9,480 千克的普惠 TF30-P-12 涡扇发动机,在机翼最大后掠 68 度时,最大速度 2.4 马赫。原型机机长 18.89 米,机高 4.88 米,机翼最小后掠时翼展 19.54 米,最大后掠时 11.65 米。在地面机翼最大后掠可以达到 75 度,翼展减小至 10.15 米,与平尾翼展(9.97 米)差不多,节省甲板占用面积。原型机空重 18 吨,最大弹射起飞重量 32.6 吨。

正在舰上测试的 F-14 预生产型机,机鼻下安装红外搜索吊舱

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