作者 armstrong 版权所有
tomcat521.com 经授权转载 文字、图片与原文略有出入


 

雄猫的故事

返回索引页


猫之利爪

  F-14 的机头微微下倾,有利于飞行员的视界。座舱前后纵列布置,飞行员在前,雷达截获官(RIO-Radar Intercept Officer)在后,机背以小角度向后延伸,然后再和主机身平行融合。机身两侧进气,采用当时流行的斜切矩形进气口二元进气道以提高大迎角性能。从侧面看,F-14 的机身好像是一个拉直了的 S 字,再加上独特的翼套与可后掠变翼构成了其主要外形。

F-14 的上表面有着复杂的曲面外形

  为了尽可能降低重量,F-14 大量采用使用新型材料,机体结构中有 25% 的钛合金、15% 的钢、36% 的铝合金、还有 4% 的非金属材料和 20% 的复合材料。由于采用了可变后掠翼,雄猫载机背部有着结构复杂的箱形结构——翼盒。翼盒两端容纳可变翼翼根转轴,此部分是可变翼设计飞机的重点,也是飞机死重的来源。为了使翼盒重量尽可轻而又不应影响强度,格鲁曼采用高强度轻重量的钛合金来制造,由于钛合金使用常规方法无法焊接,为此还发展了真空电子束焊接技术。除了承力外,翼盒也构成了一个整体油箱。雄猫的雷达罩与与机腹蒙皮处使用了复合材料,水平尾翼结构上首次采用硼纤维/环氧基复合材料,有更大的抗疲劳强度。

正在做解体维护的 F-14,可变翼转轴就连接在翼盒两端

  F-14 的机翼可以说由两部分组成,一部分是固定的翼套,容纳整个翼箱结构,翼套后缘设置了柔性整流板,在翼套后的机身上部安装了充气袋结构(机翼展开时,充气袋会膨胀填补机翼留下的空间,减少阻力),这样在主翼后掠变化时始终保持与机身之间的密封性与流线性过渡。原型机翼套背部有着 4 个翼刀,在生产型上则变成了更象是加强筋的 4 个突起。另一部分是可动的主翼,前后缘有全翼展的前缘缝翼与后缘襟翼,前缘缝翼在一般情况下时下偏角度 7 度,起降时为 17 度;后缘襟翼分成三段,最大下偏角度 35 度,最内侧的一段襟翼只能在起降时操作。低于音速时,外侧的两段襟翼可以作下偏 10 度(不能上偏)的动作,辅助横滚。在主翼全后掠时,襟翼被锁定不能动作。低速最小后掠时,在飞控系统的操作下,襟翼与缝翼自动配合动作改变机翼弯度,获得最大的增升效果。机翼上下蒙皮使用钛合金,以承受机翼后掠变化时产生的巨大应力。

F-14有着全翼展的前缘缝翼与后缘襟翼,另外注意翼套后缘的柔性整流板与后方的充气

  雄猫战斗机没有副翼,低速时飞机的横向滚转主要由翼面扰流板实现,高速主翼全后掠时则依靠平尾差动。扰流板分为 4 段安装在主翼上表面,后缘襟翼之前。滚转控制模式必须要在亚音速、主翼后掠角低于 55 度时才能使用,此时一侧扰流板抬起,减小机翼升力,使飞机向该侧倾斜。扰流板还用于着舰进场阶段的直接升力控制,飞行员可以通过油门杆上的控制开关,使扰流板作 7 度的收放动作,F-14 可以在不改变姿态的情况下改变高度。在着舰后扰流板自动抬起至 55 度,破坏翼面升力并可作为减速板。如果着舰时机尾的减速板没有打开,则扰流板被禁止使用,以免影响飞机姿态。

VF-74 "恶魔"中队 的 F-14B可以看到机翼表面抬起的扰流板

  F-14 主翼由中央空气数据计算机(CADC-Center Air Data Computer)控制在飞行中可以做 20~68 度的后掠角变化。主翼最大变后掠速度是每秒 7.5 度,由翼根的液压动作筒控制。为了降低重量及简化结构,F-14 没有采用类似 F-111A 的翼下转动挂架,而在翼套外侧安装了巨大的多重挂架,并且在机腹下设置挂载点。可变翼的设计虽然加重了结构重量,但是得到了突出的短距起降性能,F-14A 陆地起飞滑跑距离小于 304 米,着陆速度 248 公里/小时,着陆距离距离小于 609 米。

  为了平衡超音速飞行时和主翼后掠时产生的升力中心后移现象,在 F-14A 的翼套前缘设置了可收放的扇翼,当 F-14A 速度在 1.4 马赫以上时,扇翼自动伸出;在 1.4 马赫下,飞行员可以手动操作收放。在亚音速时,扇翼被锁定。扇翼以液压控制,最大伸展速度每秒 10.5 度,最大伸出角度 15 度。另外在 F-14A 进行俯冲轰炸时,也可以伸出。扇翼仅在 F-14A 上存在, 在F-14B F-14D 超级雄猫上,由于改进了飞控计算机而去掉了扇翼。

飞行中的 VF-51 "呼啸鹰" 中队 F-14A,扇翼升出状态

  雄猫采用了差动式全动平尾,除了一般的升降舵功能外,在主翼后掠角大于 50 度时充当副翼,控制横滚运动。主翼后掠角度小于 50 度时,则与扰流板一起控制滚转。F-14 的双垂直尾翼略向外倾的,提高了高攻角时的方向安定性,减少了机身乱流的影响。另外还提高了抗损性,在一个发动机熄火或失去一侧垂尾时任能提供足够的控制力。另外发动机短舱下还设置了两个腹鳍。

  F-14 的后机身扁平,两具发动机舱分的很开,纵向是翼状升力剖面,这样后机身也能产生部分升力。F-14 是首次应用此种设计,并被日后的 Su-27MiG-29 所效仿。机身底部设置了 4 个麻雀导弹半埋挂架(前两个并列,后两个串列设置),大大降低巡航阻力。为了能承受着舰的巨大冲击,雄猫的起落架特别粗壮。前起落架双轮设计,带有新式的弹射钩,向后收入机身;主起落架向前收起,主轮转 90 度收入翼套,机轮采用充有氮气的无内胎轮胎,并采用固特异(Goodyear)的碳刹车盘。机尾下安装着舰钩,着舰钩两侧是减速板,下机身有两片,上机身一片。

F-14 扁平的后机身也能产生升力

  F-14 有两种副油箱可供选择,一种是容量 1,022 升的常规型,一种是 1,011 升带稳定翼的。其中 1,022 升副油箱可以挂载在所有型号雄猫两侧进气道的下方,也就是现在通常见到的式样。带稳定翼的副油箱由于在接近音速时产生振颤已被弃置。

早期型副油箱

  雄猫装备有多种电子对抗装置,例如 AN/ALE-39 箔条/曳光弹发射器,位置在后机尾着舰钩左侧,可以发射常规的箔条、曳光弹以及专门对付 E/G/I 波段的干扰弹药。F-14 尾部有两个发射器位置,一前一后排列,但通常只安装一个。

一架 VF-31 中队早期 F-14A 尾下的 AN/ALE-39 箔条/曳光弹发射器

  F-14 武器系统的核心是 AWG-9 雷达火控系统。AWG-9 虽源自 F-111B,除了基本架构类似外,改进了许多:体积由 0.8 立方米缩小到 0.78 立方米,重量由 800 千克减到 560 千克,同时追踪目标数由 18 个增至 24 个。AWG-9 天线直径 91.4 厘米,最大发射功率 10.2 千瓦,天线扫描角度两侧各为 65 度,每次作完整的扫描需要按从上至下从左至右的顺序各扫 8 次,共耗时 13 秒。AWG-9 窄范围最大有效搜索距离达 315 公里,可以同时跟踪 24 个目标并引导六枚不死鸟导弹打击其中的六个目标。

复杂的 AWG-9 雷达火控系统

  AWG-9 的操作由后座的雷达截获官负责,后座没有飞行操控装置,所以雷达截获官只需专心操作火控系统。后座仪表板上有两具阴极射线显示器,分别显示 AWG-9 的详细资料与战术资料。其中详细资料显示器是圆形,显示原始的目标资料;战术资料显示器为方形,在圆形显示器上方则,提供经过计算机分析、处理和计算过的资料,包括敌我识别、电脑标出的目标威胁程度等,只要目标一进入不死鸟导弹的射程,显示器就会将该目标符号闪烁,以提醒雷达截获官注意。战术资料显示器还可以显示通过数据链获得的其他目标。

F-14A 后座舱,注意圆形的详细资料显示器与上面的战术资料显示器

  雄猫机体在座舱下的机身中安装一门通用电气公司(General Electric20mm M61 火神Vulcan)机炮,最大射速 6,000 /分,备弹 675 发,供弹鼓设置在座舱下的机身中,弹药通过柔性传送带传送至机炮。空空导弹包括 3 种:AIM-54AIM-7AIM-9。其中 AIM-54 不死鸟空空导弹是与 AWG-9 武器系统的一部分,除了 F-14AIM-54 没有使用在任何其他飞机上。凭借 AIM-54,雄猫战斗机可以击落 185 公里外的目标,符合美国海军舰队防空的要求。

M61 火神(Vulcan)机炮

  休斯研制的 AIM-54 是一种主动雷达制导的远程空空导弹,目前有 AIM-54A/B/C 三个型号。1972 4 28 日,AIM-54A 进行首次实弹试射,击中了 116 公里外的目标。1973 11 22 日,一架 F-14 在加州莫古岬航空站(NAS Point Mugu)以时速 0.78 马赫,高度 7,600 米,38 秒内发射了六枚不死鸟导弹,攻击六个无人靶机,其中除了两枚导弹未击中目标外,其余四枚均告命中 (有一架靶机故障令导弹失去目标)。在其他的测试中,不死鸟导弹还命中过模拟高空高速入侵的 MiG-25 Tu-26 逆火的靶机。这些测试证明了 AIM-54 的可靠性与精确度。1975 1 28 日,AIM-54A 获准服役,开始担负舰队防空重任,其面对的不仅是苏军飞机,还有其发射的反舰导弹。

太平洋导弹测试中心的 F-14A 正在试射 AIM-54

  AIM-54 全长 3.96 米,弹径 0.38 米,翼展 0.914 米,总重 443 斤,战斗部 60 千克。最大高空速度 5 马赫,最大过载 17 G。不死鸟在发射后要经过三个阶段,一是惯性制导阶段,导弹依靠惯导系统向目标大至方位飞去;二是半主动制导阶段,载机的 AWG-9 雷达为导弹提供目标照射使导弹发现目标,如果同时有多枚导弹,则为每个导弹轮流照射;最后不死鸟主动雷达自己发现目标,完成攻击。不死鸟主动雷达的有效距离则为 18.5 公里,而最大射程为 185 公里,所以 F-14 不能实现发射后不管。F-14 最多可挂载 6 AIM-54 导弹,在机腹下需要加装 4 个不死鸟挂架挂载 4 枚,翼套挂架下可挂载两枚。在 F-14 更多地执行对地任务后,不死鸟挂架可以通过转换挂架来挂载重磅激光制导炸弹。

AIM-54C 训练弹(蓝色标志带,如果黄色带就是实弹)

  AIM-54B 简化了生产工艺,AIM-54C 1986 年开始服役的现代化型,其所使用的电子设备由原来的模拟式改成了数字式,并应用大规模集成电路,提高可靠性与抗干扰能力,所有不死鸟导弹一共生产总数 2,500 枚。

返回索引页

 


----------- 同好赐言 万分感激 -----------