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星式战斗机

  • 中文名称  : 星式战斗机

  • 英文名称  : F-104 Starfighter

  • 国    家: 美国

  • 设计公司  : 洛克希德公司

目录
  • 1“星”式战斗机
  • 2发展历史
  • 3设计
  • 4实战
  • 5生产次型

      “星”式战斗机

      F-104是世界上第一架拥有两倍音速速度的战机,并在1960年代长期保持升速、航高(10万英尺)的纪录。除了美国使用以外,也外销到许多国家,并且成为北约会员国的主要战术核子武器投射力量。F-104因为强调高速飞行的性能,外型非常特别,拥有“有人导弹”的昵称,美国总计生产了2,580架各型F-104战机。目前最后一个使用国家意大利已经将所有的F-104S退出现役,结束星式战斗机超过50年的生涯。

      发展历史

      1954年2月7日,第一架XF-104(生产序号:53-7786)原型机出厂。在2月24至25日间,该机在严格的保安措施下被运往爱德华空军基地。洛克希德的试飞员A·W·托尼·勒维尔担任首席试飞员。同年2月27日,XF-104开始滑行试验;28日,XF-104在高速滑行过程中发生跳跃,短暂离地,高度达到5英尺。是年3月4日,XF-104进行了首次试飞。但起飞后起落架出故障,无法收起,该机低速飞行了20分钟后返航。洛克希德工程师进行了现场抢修,没找到问题所在。次日XF-104再次升空,起落架依然收不起来,经仔细检查后才发现原来是液压作动系统失压。此后3周内爱德华空军基地地区天气恶劣,XF-104被迫停止试飞。直至3月26日,XF-104才重新升空,在起落架收起状态下完成了第3、4次试飞。试飞中发现,XF-104原来的偏航阻尼器效率很低,使得机头在飞行中发生不稳定的左右偏摆现象。后来通过改进方向舵定中装置加以解决。
      此时,由于J79发动机研制进度滞后,XF-104需装备盖瑞特公司研制的无后燃器的J65-B-3涡轮喷气发动机,为此XF-104的后机身和进气口进行了重大修改,以适应这种推力较小的发动机,这时XF-104的进气口并未装备激波锥。由于推力限制,XF-104最初的速度远未达到设计指标,其平飞速度甚至未能突破音障,只能在小角度俯冲时达到1马赫。唯一的优点是跨音速时飞机表现稳定,没有出现颤振等一系列问题。1954年7月,加装后燃器的J65-W-7发动机获准投入使用,替换了原来的J65-B-3。该发动机的军用推力为3,538千克,后燃推力为4,627千克,已经远优于J65-B-3。换装J65-W-7后,XF-104最大平飞速度可以轻易超过音速,在12,500米左右高空可以达到1.49马赫,俯冲时最大速度可以达到1.6马赫,急跃升时可以爬升到16,764米。1955年3月15日,该机由洛克希德试飞员J·雷·格岱驾驶,在18,288米高空达到1.79马赫, 这是XF-104所达到的最大平飞速度。
      1954年10月5日,装备J65-W-7的第二架XF-104(53-7787)首次试飞。该机被用作武器试验平台,因此装备了20毫米M61A1火神机炮,以及AN/ASG-14T-1火控系统。在最初的对空火力测试中,M61A1机炮表现良好。在12月17日,当时,XF-104正在进行射击试验,M61A1突然炸膛,紧接着J65发动机转速急剧变化,处于极度不稳定状态。经验丰富的首席试飞员托尼·勒维尔立刻关闭发动机,进行空滑迫降,最后在罗杰斯干湖上成功着陆。事后调查发现,一发20毫米炮弹在膛内爆炸,碎片飞出来击穿中机身油箱。燃油喷到炮舱内,并从舱门缝隙漏到左侧进气道内,使得发动机由于严重富油而熄火。在这件事当中,勒维尔能安全脱险。(tTCX.neT)
      在1955年4月14日,当时R·菲斯·索曼正驾驶2号机在15,240米高空进行机炮射击试验。机炮在射击时发生故障,产生严重振动,撞松了飞机腹部的弹射舱门,导致座舱急速失压。索曼的抗G衣因此迅速膨胀起来,挡住了他的视线。他立刻想到12月勒维尔的那次事故,认为自己也遇到了同样的事件,在没有选择下跳伞。然而他事后发现,他本来可以挽救这架飞机的:飞机本身没有严重问题,只要降到低空,抗G衣自然也收缩下来,视线也不会受阻了。由于这次事故,洛克希德损失了仅有的武器试验平台,不得不改装一架F-94星火截击机用来应急。
      1955年12月,XF-104的1号机交付美国空军。在1957年7月11日坠毁,该机正在为一架F-104A伴随护航,却遇到尾翼颤振问题。由于严重颤振,整个尾翼结构被破坏,从机身上脱落,试飞员比尔·派克被迫跳伞。至此,XF-104原型机全部损失。

      设计

      (WUQi.TtCX.net)

      特点

      (tTCX.neT)
      美国飞行员在经历朝鲜战争后,普遍认为新战机应重点突出轻巧、高爬升率及高速性能。因此,F-104设计时将重点放在高空高速及高爬升率,而牺牲续航力和水平机动性。F-104本来用于替换空军的F-100战机,因此需要担当制空战机及战斗轰炸机的角色。但由于其研发进度滞后及其挂载能力有限,后被改为防空截击机,以填补F-106服役前的空档。因其续航力非常有限,防空司令部起初并不十分接受F-104,但由于其爬升性能着实优秀,最终还是接收了F-104武器大全
      F-104采用正常布局,单发单座,两侧半圆带调节锥进气道,机翼为带大下反角的小展弦比梯形翼,高平尾布局(亦称T形尾翼布局)。为了减低超音速阻力,机翼的相对厚度很小,只有3.36%(后期机种增厚)。在美国电影“星战F-104”(原文THE STARFIGHTERS)中,则有以F-104机翼切割纸张之画面。为了使机翼轻簿而具备足够的结构强度,整个机翼是由实心钢板铣削而成的。为了减小跨音速阻力,其机身细长,并具备符合跨音速面积率的蜂腰设计。为了抑制飞机在俯仰轴和航向轴产生耦合动作(荷兰滚)的趋势,机翼采用了高达10度的下反角以提升其滚转稳定性。

      襟翼

      (WuQI.tTCx.nEt)
      为了提升垂直机动性及高速性能,该机的翼载很高。为了降低起降速度,F-104还采用了附面层控制技术(亦称“吹气襟翼”),从而成为世界上第一架采用这种技术的战斗机。常规襟翼放下后,在其上表面会产生紊流,从而导致襟翼效率下降。F-104则从引擎第17级压气机处引气至襟翼、机翼结合部,当襟翼放下至15度时,引气系统开始工作,当襟翼达到45度最大偏度时,引气系统也处于全开状态。高压气流从襟翼铰链线处的狭缝沿襟翼上表面喷出,为当地附面层补充能量,减小了由于附面层分离而导致的紊流,从而提高了襟翼效率,F-104的失速速度因此减小了15节。全展向前缘襟翼和后缘襟翼联动,用于飞机起降和低速机动。副翼比较特别,只能单向偏转,并且受后缘襟翼影响,当后缘襟翼处于全放下位置时,副翼只能达到最大偏角的65%。

      实战

      越战

      美国空军只有F-104C/D曾经投入越战,越战期间并未与米格机发生任何空战,不过仍有8架在战斗中损失,另有6架因意外失事损毁。(WUQi.TtCX.net)
      1965年4月美国空军派遣了一个中队25架F-104C前往东南亚。往后8个月的驻防期间,来自加州乔治基地的479战术战斗机联队下辖的三个中队轮调到南越的岘港。
      F-104C最初是担任B-52轰炸北越时的米格机战斗空中巡逻任务(MiGCAP),不过没有战果,后来改为在树梢高度飞行的空中密接支援攻击任务。这段期间479联队的三个中队共出动2269架次,累积8820飞行时数,并曾创下一个月内每架战机70小时的出勤率。
      在对地支援任务期间,美军共有三架F-104C被北越地面防空炮火击落。另外有两架因夜间在空中相撞而坠毁。
      1965年9月20日夜间,由史密斯少校(Philip W. Smith)所驾驶的一架F-104C在东京湾执行米格机战斗空中巡逻时,因为导航系统故障而偏离航向,最后迷航至海南岛上空被中国人民解放军空军部队的歼六击落。
      1965年12月479联队即调回美国本土。
      1966年3月,其中一个中队又重返南越,并隶属美国第七航空军之下。
      美军F-104C共执行3506架次的对地任务,累积1706个飞行时数。
      越战为美国空军的F-104唯一参与的战争

      印巴战争

      1965年印度与巴基斯坦发生战争冲突,于1965年9月6日,印度的MiG-21曾与巴基斯坦的F-104交战,印军MiG-21成功击落四架巴军F-104,造成西欧与远东的F-104使用国极大震撼;自此之后,东德、中华人民共和国、伊拉克、朝鲜、埃及、叙利亚也配备了MiG-21,更使得西德、台湾地区和日本配备的F-104,台湾地区、韩国、伊朗配备的F-5以及日本、西德、韩国、伊朗与以色列配备的F-4对MiG-21感到芒刺在背。

      生产次型

      F-104A/NF-104A/QF-104A

      1956年3月2日,美国空军向洛克希德首次订下了15架F-104A的订单。F-104的机体结构加强,以使得飞机最大可用超载达到7.33G。原来在YF-104A上属于试验性质的单腹鳍成为标准设计,用于改善飞机高速航向稳定性。原来属于过渡性质的AN/ASG-14T-1火控系统仍然保留,但后来第10批次改进为AN/ASG-14T-2火控系统。由于附面层控制系统效果显著,使得F-104A尽管重量增大不少,而着陆速度只比早期原型机增大5%。机上还装有自动俯仰控制系统:当飞机接近失速时,系统会令操纵杆产生振动,警告飞行员;如果飞行员无视警告,继续保持原来的飞行状态,该系统会自动推杆,迫使飞机低头以免失速。天天查询武器大全
      美国加利福尼亚州哈密尔顿空军基地的第83战斗截击机中队是第一个装备F-104A的部队,该部于1958年1月26日开始换装F-104A,并于2月20日形成初始作战能力。美国防空司令部所属的第56中队、第337中队、第538中队也相继装备。
      1958年12月,最后一架F-104A交付美国防空司令部,总数7批共153架F-104A全部交付完毕,加上17架最后升级到F-104A标准的YF-104A,也才170架,远少于当初计划生产的722架。F-104A未能满足防空司令部的要求,F-104A原本就是设计作为昼间近程制空战斗机,由此提出的各项指标、技术要求和截击机并不完全一致,但短航程限制了该机在的阿拉斯加部署的能力。5个装备F-104A的中队均未部署到阿拉斯加,而那里恰恰是北美空防的第一线。此外,原来的昼间作战用途使得F-104A不具备全天候作战能力,也无法与北美防空体系的半自动地面引导拦截系统(SAGE)相容。因此,F-104A在防空司令部所能发挥的作用极其有限,到1960年底就退役了,被道格拉斯的F-101B巫毒和康维尔F-106A三角标枪全天候截击机所取代。
      1963年,3架美国空军退役封存的F-104A(56-756,56-760,56-762)被重新启封,改装为训练太空人使用的教练机,其型号改为NF-104A。NF-104A所有武器系统全部拆除,原来的垂尾被后来F-104G所用的大型垂尾代替。翼展增大到7.60米。在机头、机尾及翼尖加装了过氧化氢燃料箱,为在垂尾根部加装的LR121/AR-2-NA-1辅助火箭发动机(推力达2,722千克)提供燃料。这种火箭发动机推力可以在1,361~2,722千克之间调节,燃烧时间达105秒。1963年10月1日,第一架NF-104A交付使用。另两架也在一个月内交付。它们的使用者是位于爱德华兹空军基地的航天研究飞行员学校,当时该校负责人正是首次突破音障的查尔斯·E·耶格尔上校。1963年12月6日,第一架NF-104A创造了一项非官方世界飞行高度纪录——36,229米。当时这一纪录的官方数字是34,695米,由米格-21原型机之一E-66创造的。后来,R·W·史密斯驾驶这架NF-104A飞到了36,820米的高度。同年12月10日,NF-104A 2号机由耶格尔上校驾驶时,在31,699米高度失控,飞机进入平尾旋无法改出而坠毁。耶格尔在3,000米高空跳伞,面部被弹射座椅的火箭发动机严重烧伤,但总算得以幸存。调查结果显示,飞机由于迎角过大,平尾又难以给予响应——T形尾翼布局和菱形翼型组合的缺点在此暴露无疑——导致飞机进入平尾旋而坠毁。但过大的迎角并不是耶格尔造成的,当时他正关闭J79发动机,准备用火箭发动机驱动进行大角度爬升。但J79关车后产生严重的陀螺效应,导致飞机迎角急速增大,平尾又无法抑制,最终进入尾旋。1971年6月,第3架NF-104A由霍华德·C·汤普森上尉驾驶时,由于尾部火箭发动机爆炸,导致飞机严重受损。迫降成功后发现,火箭发动机和半个方向舵都已经炸飞了。由于训练计划即将结束,NF-104A 3号机已无修复价值,该机就此退役。
      1960年,随着F-104A从防空司令部退役,24架YF-104A和F-104A被改装成无线电遥控靶机,型号改为QF-104A。该机全部喷上红色条纹,交付佛罗里达州埃格林空军基地的3205靶机中队使用。和大部分改造的靶机一样,QF-104A仍保留了载人飞行能力,但也可以由地面遥控飞行。后来这批飞机大部分在导弹试验中被击毁

      F-104B

      (TtcX.nET)
      F-104B是专门用于F-104A改装训练的双座教练型,洛克希德设计代号为283-93-03。B型的座舱加长,以容纳第二个座位,其座舱盖改为向左侧开启,且增加一套操纵系统,两套操纵系统都具有全部控制能力。同时,为了给第二个作为提供空间,原来的M61A1航炮被取消,内部布置重新调整,部分航电设备有所移动。机内的内部载油量由3,395升减少到2,763升,而机载武器只有两枚AIM-9B响尾蛇导弹,不过保留了早期A型的AN/ASG-14T-1火控系统。该机垂尾面积加大,以保证足够的航向稳定性,且前起落架再次改为向后收起。WUqi.TtCx.net天天查询编辑