论文网首页|会计论文|管理论文|计算机论文|医药学|经济学论文|法学论文|社会学论文|文学论文|教育论文|理学论文|工学论文|艺术论文|哲学论文|文化论文|外语论文|论文格式
中国论文网

用户注册

设为首页

您现在的位置: 中国论文网 >> 艺术论文 >> 声学论文 >> 正文 会员中心
 艺术理论论文   影视论文   音乐论文   美术论文   声学论文
失落的三倍音速之梦

失落的三倍音速之梦

上世纪50年代,有论文联盟http://那么一段时间看上去所有类型的飞机——战斗机、轰炸机、客机,甚至可能还包括通用航空都将在不久的将来实现3倍音速飞行。当然,3倍音速远比当初看起来难实现的多。在所有的设计方案中,一种截击机看似将从增加的速度中获益最大,使之能在敌方轰炸机达到目标空域之前便将其击毁。因此,美国空军对3倍音速截击机进行了艰难的探索。
  远程实验截击机
  f-108的研制要追溯到1952年,时任东北空军司令部指挥官李曼·p·惠腾中将提出研制一种远程截击机。惠腾认为,可以利用即将投入使用的半主动地面防空系统(sage)网络争取到的预警时间,在来袭轰炸机威胁到美国和加拿大之前对其发动攻击。在惠腾看来,适合的平台是一种以12枚空空导弹为武器的改进型波音b-47“同温层喷气”轰炸机。
  但这个方案远未进入研制阶段,一系列古怪的信件、研究方案和反对方案就接踵而至,它们当中有被称为“三角蝎”的诺斯罗普f-89的三角翼改型,以及麦克唐纳“巫毒”的一种衍生型,它最终演变为f-101b。值得注意的是,尽管速度超过马赫3的共和xf-103已经获得研制拨款,但似乎没人将其视为有力竞争者。虽然局面颇为混乱,空军司令部还是于1955年7月20日批准研制一种新型远程截击机。
  作为回应,114号作战需求文件(gor-114)于1955年10月发布,旨在研制远程实验截击机(lri-x)。Www.11665.COm根据文件要求,这种飞机应拥有18000米的实用升限,在12000米高度飞行速度达1.7马赫,作战半径1800公里,配置两名机组人员,至少安装两台发动机,配一部能在100公里距离上探测到b-47轰炸机大小目标的综合火控系统,以及每次出击能击落3架轰炸机。1955年10月11日,包含按各自提出的设计制作木质模型的研究合同被交给洛克希德、北美和诺斯罗普公司。模型审查过后,一家制造商将被淘汰出局,另外两家公司将制造原型机进行对比试飞。
  到了1956年初,各公司已经完成初期研究,空军对结果进行了评估。尽管制定了原始计划,但资金的缩水迫使空军在开始制作模型前就直接选出一家制造商。资源选择委员会认为,北美公司的na-236设计最具发展潜力。该公司提出的是一种真正的马赫3+先进飞机,它主要由不锈钢蜂窝蒙皮包裹钛合金内部结构制成。
  与此同时,防空司令部(adc)却要求五角大楼取消远程截击机项目,代之以一种作战半径630公里的新式中程战机。随着这个新想法的提出,北美的中标方案遭冻结。当adc引入一种以洛克希德f-104“星战士”为蓝本的轻型截击机后,情况变得愈发复杂起来。现在看来,无论是中程还是远程截击机,都可能会靠边站。1956年5月9日,五角大楼以这样一种武器暴露出通用性和吸引力方面的问题为由,正式取消了远程截击机项目。
  由于究竟需要何种类型的截击机整件事仍是悬而未决,adc在1956年夏季提出一套新的要求。该司令部这次想要一种速度达2.5马赫的飞机,能飞抵21000米高度,作战半径540千米,由一名飞行员驾驶,使用一部取自康威尔f-102b(f-106)的改进型mx-1179火控系统。值得注意的是,虽然这款飞机被称为“远程”截击机,但其作战半径还不及前述“中程”飞机的要求。
  在一片混乱中,五角大楼确定原来的远程截击机才是空军在近期真正需要的飞机,它应该装备新式火控系统和先进的空空导弹。这项决定得到了由阿尔伯特·博伊德中将牵头的一个特别“将军委员会”的批准。委员会在结论中称“一种双座有人驾驶截击机,能达到3倍音速的速度、超过21000米的飞行高度及作战半径1600千米……对美国的防卫体系而言是必不可少的。”
  f-108的诞生
  按照这一指导方针,五角大楼于1957年4月11日重新启动远程截击机项目。这次没有征求新的方案,而是重新确认了先前lri-x的竞标结果。1957年6月,北美公司获得了一份制造两架f-108截击机原型机的合约,这也是武器系统202a(ws-202a)的一部分。北美公司为新项目分配了na-257的代号,但飞机实际上与早先的na-236毫无二致。空军另外还订购了31架yf-108,并宣称需要480架量产型飞机。
  xf-108的设计空重22吨,最大起飞重量45吨。飞机长25.4米,三角形机翼翼展16米,前缘后掠53.5°,机翼面积130平方米。一对翼展6米的大型鸭翼位于前部座舱正上方。垂直安定面由一个大型中置背部垂尾,位于机翼中段、向机翼上下表面伸出的小型垂直安定面,以及机身下方的一个大型腹鳍组成。两名机组人员一前一后坐在两个独立弹射座舱内。3枚gar-x导弹挂装在一个旋转发射器上,在新式休斯xy-1火控系统引导下,通过机身底部的舱门射出。
  2台通用电气j93·ge-1涡喷发动机各可提供100千牛的最大推力,无加力推力63千牛。总计7100加仑的燃料收纳在2个机翼油箱和5个机身油箱内。飞机起飞滑行距离930米,飞抵12000米高度耗时6.2分钟,作战半径预计180千米,最高速度为21840米高度上的3187.3千米/小时。
  1958年春,空军询问了用普拉特-惠特尼jt9-5a(j58)发动机取代原拟采用的通用电气j93的可行性。其作战半径将随之提升7千米,但截击任务半径将从1578千米下滑至1476千米;最大起飞重量将从45吨小幅下降,其他性能保持不变。研究表明,换发非但不会带来性能方面的显著提升,反而会导致ws-201a项目出现“重大延误”。但这看起来并不是一个问题,j58至少等到1959年3月才会作为替换发动机上机。这项工作进展至完成两种发动机安装图纸,分别用于j58和j93。此外,人们还担心飞机的着陆滑行距离——尤其是在北极地区的基地,于是北美建议在每台发动机上安装反推力装置,其制动性能要优于减速

转贴于论文联盟 http://

伞。
  武器系统论文联盟http://
  雷达和导弹的模型审查于1958年4月15至17日在加州culver市的休斯工厂进行,随后xy-1被命名为an/asg.18,gar-x成为gar-9。与此同时,空军决定由休斯负责提供一种红外搜索与追踪(irst)系统,它拥有70×140°的视界和1°的角度分辨率。
  asg-18使用了美国研制的第一种脉冲多普勒雷达。在大约21千米的高度上,这套系统应能发射导弹打击“在海平面至30千米高度夜间飞行的任何目标”。火控系统围绕着一具1米直径的天线而研制,能在任何高度上探测到至少333千米之外b-47轰炸机大小的目标。该雷达具有上视或下视作战能力,但受制于计算机有限的功率,一次只能扫描一个目标。雷达由41个独立单元构成,重量近0.95吨,占据了f-108机鼻的大部分空间。
  irst应能在13716米高度探测至少63千米外机尾方向的b-47尺寸目标。在轰炸机的迎头方向上,探测距离应为18千米。一架以3倍音速速度飞行的轰炸机——因蒙皮与空气摩擦产生的热量而将变成显眼的目标,应在任何方向上在138公里距离上被探测到。此外,这使北美相信必须减小b-70的红外信号特征,因为该公司已经了解到苏联已在他们所有的截击机上都安装了irst系统。
  irst最初设置在一对位于两侧机翼翼根前缘、紧邻进气口的0.18米的半球形整流罩内。风洞测试显示,这个装置产生的阻力将导致航程减少54千米。一套经过改进的设备使用位于机翼前缘同一位置上的一对0.15米椭圆形整流罩。此举将航程损失减小至数公里,同时能在不增加机械复杂性的情况下提供合理的视界。
  按最初的设想,gar-9将由一台航空喷气一通用xm-59固体火箭发动机推动,射程180千米,最高速度6马赫。导弹先按预先设定的程序在自动驾驶仪控制下飞行117千米,再以半主动雷达制导(sarh)方式锁定68千米距离外雷达截面积32平方米的目标。根据1958年年底的预测,导弹导引头能锁定113千米外雷达截面积9平方米的目标,性能的改善主要得益于信号-杂波比例算法的更改。
  出于现存文件没有言明的原因,空军对sarh导引头和gar-9的开发进展感到不快。由此带来的后果是开发一种“双模式”导弹,它以sarh模式(取代预设程序的自动驾驶仪)引导导弹进行初始阶段飞行,而后由红外制导接手完成末段制导。
  与sarh型一样,这种双模式导弹也拥有一个尾翼控制系统,其气动控制面以“间隙”布局铰接安装在压力中心附近,控制导弹在高空的机动动作。两种型号的导弹均长3.8米,翼展0.8米,但双模式型的弹体直径加大0.05米(0.39米和0.34米),发射前重量增加1.44吨(0.45吨和0.37吨)。两种导弹结构相同——不锈钢半硬壳弹体加固体锻造镁合金弹翼。
  到1958年年末,航空喷气一通用发动机的研制陷入困境。在初期测试中,发动机因在燃料输送过程中“燃料没能与氧化剂混合而产生污点和闪光”而表现不佳。1959年5月的环境测试显示,发动机在高温环境中存在爆裂的危险。久治不愈的顽疾导致休斯最终放弃了航空喷气一通用发动机,最后实际制造gar-9时改用洛克希德研制的固体燃料火箭发动机。
  发展演变
  到了1958年10月,f-108取得了相当大的进展,最为显眼的变化当属取消了用于改善低速失速特性、降低配平阻力和减小进气口前方机身附面层的鸭翼。两侧机翼上方的垂直安定面也被取消,相当的面积增加在机翼下方的垂直安定面上。此举改善了飞机的操纵特性和高攻角与低速时的方向稳定性。机翼本身形状变化不大,翼展17米,面积173平方米,前缘后掠58°。
  机身略有加长(27米),总载油量增至7200加仑,这主要是因为7个油箱中的两个装设在加大的机身内所致。其最大起飞重量为46吨,作战半径估计为1800千米,最高速度预计仍为22千米高度的3098千米/时。在内载80%燃料的情况下,机体能承受3~5.33g的过载,这是当时美国空军战斗机的标准。1958年末,空军决定在基本布局中增加空中加油装置,在紧接着座舱后方的机身上方加装一个标准受油口。
  1958年11月19日,f-108的服役日期因预算问题而推迟到1963年年中。刚过了一个月后的12月30日,原型机的数量从31架减至20架,首飞日期后推3个月延至1961年4月,项目终结的大幕就此拉开。
  经过改进的f-108布局为拥有一具长27米的机身,“曲折箭头形”的机翼翼展17.5米,机翼面积173平方米。机翼基本设计不变,只有冀尖有所加长,并带有几度的下反角,以“改善更高升力系数下的稳定性”。一个容易被忽视的变化是,为降低跨音速阻力而让机翼前缘略有扭转。单片式背部垂直安定面现在变为全动式,只有前面一小片被固定住,与xb-70的最终设计十分相似。交接线向前倾斜。固定式下部安定面仍装在翼展一半处的机翼下方,和后机身外侧的角落里。动力由2台j93-ge-1发动机提供,但其现在的加力推力为109.8千牛,无加力推力75.5千牛;飞机空重增至23吨,最大起飞重量46吨。不过,j93-ge-1很快就被最大推力l 17.6千牛、正常推力78.4千牛的j93-ge-3r型取代。这些发动机最终加装了期待已久的反推力装置,令每台发动机增重0.16吨。这种发动机的基本布局与xb一70a最后用上的发动机相同,只是多了反推力装置。
  1959年1月26日起,f-108模型接受了为期一周的审查。北美公司报告称,前5架飞机将用金属机鼻锥取代复合材料制品,并且为安装3.7米长的飞行测试探杆而不配备火控系统。首飞有望在1961年3月实现,空军仍宣称需要480架飞机。
  拜显而易见的研发进展所赐,远程截击机项目于1959年初争取到了支持,但研发成果却被持续恶化的资金问题所掩盖。防空司令部反对继续推迟服役日期(ie如他们反对前面的推迟一样),空军科学委员会也对项目表示支持。参谋长联席会议对f-108及其竞争者作了评估,其中包括一种b-58截击机型的构想,结果证实了f-108的价值。需要指出的是,b-70轰炸机的子系统是f-108项目的受益者,即便是f-108被取消,这些资金也不会打水漂。但政客们似乎对此并不在意,尽管开发工作仍在继续——至少当时如此。
  f-108于1959年5月15日被命名为“轻剑”,沿袭了北美用“剑”为战斗机命名的传统。经过修改的飞机布局于6月12日出台,其基本外形变化不大,但很多细节得到了修正。机翼前缘从较圆的形状变为“尖”翼型。新一轮风洞测试发现了方向稳定性问题,为修正这一问题又作了一些改动,机翼下方的垂直转贴于论文联盟 http://

安定面被加大,前缘后掠角有所减小、向前延伸,而且向机翼下方延伸加长,从而使垂尾面积从原来的7.3平方米加大到8.2平方论文联盟http://米。垂尾的铰接线再次发生变化,这次与机身保持倾斜。机翼获得了40的上反角,以为加大的翼下垂直安定面提供足够的离地问隙。机身项目的固定式尾鳍面积加大,而且在机轮放下时,它们的面积从每片1平方米增加至3.4平方米。
  前机身作了减小机身弧度的轻微改良。这一举措减小了超音速阻力,令航程小有增加,能抵消重量增加对航程产生的负面影响。该机现有的空重为23吨,最大起飞重量47吨,由2台带反推力装置的j93-ge-3ar负责提供动力,机翼内的4个油箱和5个机身油箱向它们供应7100加仑的jp-6燃料,其最大推力127.4千牛,正常推力93.1千牛。据估计,飞机每飞行1小时需要3 6小时的维护时间。
  然而,项目开支最终令所有的技术进步化为乌有。1959年6月,f-108的最高产量将被削减,8月21日项目被列为“最严格的紧缩”种类,多种不同名目推迟、技术变化、生产效率及其他问题也被考虑。但这些已经无关紧要了,因为空军已经拿不出钱将项目继续下去了。最终,f-108于1959年9月23日被正式取消。
  “轻剑”的遗产
  不过,五角大楼仍继续进行着asg-18火控系统和gar-9导弹的研发。1958年10月17日,康威尔获得了一笔改造2架b-58a(55-6600和55-665)和为测试asg-18及gar-9制造3具特殊布局吊舱的合同。资金的短缺导致合同被缩减为制造1架b-58a(55-665)和2具吊舱。首个吊舱于1959年5月28日完工,第二具完成于1959年7月5日——每个吊舱都拥有用于挂载1枚gar-9导弹的大型内置弹舱,一套氟利昂制冷系统、无线电设备及追踪闪光弹。
  从1959年2月23日起,这架b-58的前机身接受了大幅度的改造,以容纳asg-18雷达及其1米直径的天线。新的机鼻锥加长近0.17米,直径也有少许增加,令飞机获得了“史努比”的绰号。改装后的b-58于1960年3月11日实现首飞,但飞机出现的问题导致火控系统无法使用。3月22日,在经过维修后,b-58完成了1小时40分钟的飞行,asg-18工作了50分钟。
  1961年8月,首枚gar-9在地面进行了试射,来检验洛克希德火箭发动机的性能。至1962年1月已经完成了3次非制导地面测试,1月15日的首次制导测试中,导弹飞至一架4.千米高度飞行的af-80靶机16.7米范围内。1962年5月25日,“史努比”进行了gar-9的首次空中发射,导弹从距离b-58约27公里的一架qf-80身边1.8米处掠过。类似的测试在1962年8月7日又进行了一次,导弹与qf-80擦身而过。
  原来的0.17米直径irst传感器也被装上了b-58测试平台,它们在前机身两侧各装一台。其安装的位置与它们后来在洛克希德yf-12a上的位置基本相同。选用它们而没有采用更新(也更灵敏)的0.15米椭圆形产品,仅仅是因为它们已经完成,而且为测试做好了准备。
  空军仍希望能装备一款3倍音速的截击机,因此决定让3架凯利·约翰逊那富有传奇色彩的“黑鸟”截击机型用上asg-18和gar-9。休斯于1961年年末为yf-12完成了首套asg-18系统。gar-9于1962年改名aim-47,最终生产了80枚。到了1963年年末,yf-12a已经具备了发射aim-47的能力。“史努比”在1964年2月完成了最后一次导弹发射,之后asg一18被拆下来支援yf-12a项目。“史努比”很快被转移到爱德华兹空军基地照相靶场,至今仍被丢弃在那里。
  yf-12项目连同asg-18和aim-49于1969年2月1日一道被取消。空军最终得到了令人难以企及的3倍音速截击机,但总共只制造了3架。但无论如何,休斯从asg-18中获得的大量技术后在设计格鲁曼f-14“雄猫”上的an/awg-9时派上了用场,aim-47也成了aim-54“不死鸟”导弹的研发基础。转贴于论文联盟 http://
  • 上一篇艺术论文:
  • 下一篇艺术论文:
  •  作者:佚名 [标签: 失落 倍音 倍音 倍音 倍音 失落 光速 ]
    姓 名: *
    E-mail:
    评 分: 1分 2分 3分 4分 5分
    评论内容:
    发表评论请遵守中国各项有关法律法规,评论内容只代表网友个人观点,与本网站立场无关。
    激发幼儿音乐学习兴趣的三种途径
    关于胡风1954年的三篇影评
    谈电视电影 长生殿 的三度创作  剪辑
    电子琴教学中的三个 学会 
    图形创意的三大表现手段的探讨
    民间理念的流变与当代文学中的三种民间美学…
    中国绘画中的政治主题——“中国绘画的三种…
    论影响合唱风格的三种因素
    试论古筝演奏的三个要素
    中国电影史上的三次产业发展时期
    解析《投名状》的三重建构
    论电视新闻真实性的三个层次
    | 设为首页 | 加入收藏 | 联系我们 | 网站地图 | 手机版 | 论文发表

    Copyright 2006-2013 © 毕业论文网 All rights reserved 

     [中国免费论文网]  版权所有