XF-103战斗机是美国共和飞机公司在20世纪50年代初为
美国空军设计的一款高速、高空拦截机。该战斗机的设计要求来自于美国空军对
苏联即将大量服役的新型
战略轰炸机形成的威胁。XF-103战斗机的飞行速度目标为3
马赫(约3700千米/小时),这在当时的F-86D、
F-89战斗机和
F-94战斗机的次音速飞行性能无法应对的情况下,对于拦截利用高空高速优势直奔
美国本土的轰炸机至关重要。
XF-103战斗机的研制工作于1951年1月启动,1953年3月完成全尺寸样机,1954年6月获得军方3架原型机生产合同。然而,由于研制进程缓慢,1957年8月21日,
美国空军取消了XF-103战斗机项目。尽管XF-103战斗机的设计计划一般被称为1954拦截机,因为美国空军希望在1954年进入服役阶段,但实际上,该项目从未进入生产阶段。
正文
XF-103战斗机
以当时服役的F-86D、
F-89战斗机以及F-94来看,他们仅有次
音速的飞行性能将
无法应付这些利用高空高速优势直奔
美国本土的
战略轰炸机。
XF-103的设计计划一般又被称为1954拦截机,因为美国空军希望可以在1954年进入服役阶段。
基本介绍
名称:F-103战斗机
研制单位:共和航空公司
造价:
现状:研制计划取消,未研制出原型机
一、概述:
1949年,
美国空军需要一种先进的超音速
截击机,新项目一开始被称作1954年截击机。空军于1950年6月18日提出要求,截至1951年1月竞标结束,共和公司提交了AP-57方案。1951年9月11日,共和公司的设计获得通过,编号XF-103。经过空中器材司令部评估,该型飞机的最高速度达3
马赫。
XF-103采用三角形上单翼,前缘后掠角55度,机翼安装角是可变的。水平尾翼采用三角形布局,其前缘后掠角为60度。起落架为三点式,可以收入机身。
发动机采用怀特公司的加力式XJ-67-W-1。采用两维式进气道,涡喷发动机的推力在高马赫数条件下是有限的,使进气口的温度以达到容许的标准。采用加力燃烧室,确保推力使飞机的速度达2马赫以上。
大多数电子和控制系统倍于雷达装备附近的一个舱内。XF-130计划装备6枚MX-904“鹰”
导弹和36枚2.75英寸的巨鼠FFA火箭。导弹发射系统比较复杂,使用6个单独的导轨和作动筒。
美国空军于1957年8月21日取消了XF-103的发展合同,当时XF-103还处于模型阶段。
二、性能指标
外形尺寸:翼展10.93米,机长24.98米,机高5.59米。
重量数据。超过18160公斤。
性能数据:最大平飞速度M3,实用升限24400米,作战速度(22875米)2.2
马赫,作战半径724公里。乘员1名。
三、结构特点:
F-103机身细长,座舱与机身一体化,是整体式逃离救生舱,并有潜望镜用于观察前方,机身由钢与钛制成,采用
三角翼飞机,向后倾斜55度,水平尾翼也为三角形,后掠60度。
F-103使用了
莱特公司带加力燃烧室的XJ-67-W-1涡喷发动机和一个
冲压喷气发动机。由于涡喷
发动机的涡轮入口温度限制了高马赫数时发动机的推力,因此F-103利用冲压发动机来满足对推力的要求。当空气经过引擎压缩机和涡轮的时候使用加力燃烧室作为冲压发动机的燃烧室,这样使得可用推力增加到两
马赫以上。
F-103的燃油装在5个压力燃料电池内,但是燃料电池没有自我封闭装置或者装甲保护。
四、武器控制与电子系统:
F-103的
导弹发射系统是一个由六个独立的轨道和可以自动工作的圆筒组成的复杂系统。武器系统尤其是导弹装载于非常接近进气口的机身中部。nosepackage
大部分电子和
火控系统都安装于一个靠近雷达设备的独立舱内。这使检查雷达变得很困难,如果要想检查到所有设备又不使用梯子的话就必须把整个天线罩挪开。这就限制了测试设备的使用和对设备进行小调整。所有固定件集中部分都可以跟雷达天线一起移到可以分离的前部重新安置或者大修。
F-103的电气系统包括一个24-28伏的直流系统和一个三相四线208伏400转的交流系统。
历史
二次世界大战之后
军用飞机,尤其是战斗机的设计与构造愈来愈复杂,无论是机身结构,
发动机,航电系统与武器系统等等,都无法继续视作是能够独立设计的单一系统,而必须考虑到与其他系统之间相互依靠与相容。
美国空军在这时候提出武器系统(WeaponSystem)的设计概念,这个概念将整架飞机的所有次系统在设计阶段就开始整合的工作,XF-103设计案也正好运用上这项新概念,整架飞机包含全天候搜索与射控雷达,
空空导弹,整合在适合
超音速飞机的机体之内。
1950年10月
休斯飞机公司取得航电系统的合约,机体的部分则在当年6月由空军提出需求,次年1月一共有6家公司提出9项不同的设计案,其中光是共和飞机公司就提出三份。1951年7月,
美国空军宣布由康维尔
萨博集团、
洛克希德·马丁公司与共和公司取得先期发展合约。这三家公司将会提出他们的模型,交由军方评估最后的获胜者。然而稍后美国空军觉得让三家公司同时进行耗资甚巨,因此将洛克西德公司在这一阶段剔除。
系统配置
共和公司的设计案参考他们在1948年提出的一架全天候,高高度防御战斗机设计,新飞机预估可以在24240米(80000英尺)高度达到4
马赫(4160公里/时)飞行速度。因为飞行速度非常高,全机身将以
钛合金为主要材料以抵抗高速飞行下产生的高温。达成预估飞行性能的关键来自于即为复杂的动力系统。在起飞、降落与速度较低的飞行范围内,XF-103由一具
莱特公司生产的XJ67-W-3涡轮
发动机推动,这颗发动机是由
英国授权生产的奥林帕斯发动机(Olympus),具有6810公斤(15000磅)最大军用推力与9988公斤(22000磅)最大后燃推力。当飞行速度进一步提高的时候,另外一颗XRJ55-W-1
冲压喷气发动机将加入和XJ67一起工作,其中XRJ55可以提供额外8535.2公斤(18800磅)的推力,两颗发动机需要的空气由同一条大型进气道负责供应。
为了降低阻力以及避免任何气流干扰,机身外型非常平滑,几乎不能有任何突起,包括传统座舱罩。飞行员坐在机身内部,仅有两扇位于侧面的窗户提供朝外的视野,前方式也只能依靠潜望镜代替一般的设计。翼展相当短的机翼平面为
三角翼飞机形,不过XF-103具有水平安定面,因此不能归类为一般的三角翼设计。机腹下方有一块可以在地面时折叠的垂直安定面。
在武器方面,XF-103能够在机身两侧武器舱内携带6枚GAR-3
导弹与36枚无导引火箭,
空空导弹由装在机鼻的雷达控制。
失败
设计阶段预估XF-103的起飞重量为18160公斤(40000磅),所牵涉的材料、生产方式与各项系统即使到了20世纪末尾依旧是极大的挑战。
共和公司于1953年3月完成全尺寸模型并交给
美国空军审查,1954年6月军方授与3架原型机生产合约,可是生产的过程相当缓慢,许多问题有待克服,尤其是在
钛合金的施工程序上面。由于设计目标与风险相当的大,预期在1954年服役的计划已经是不可能实现,而一再出现的问题以及预算超支,使得原型机生产计划降为只有一架,除此之外,
莱特公司的XJ67
发动机也遭遇一连串的耽误而最终遭到取消的命运,终于在1957年8月美国空军取消这项发展计划。
与共和公司同时竞争的康维尔公司以失败的
XF-92A战斗机为蓝本,放大之后提出的拦截机设计被
美国空军接受并且进入量产,这也就是后来的
F-102战斗机。
设计特点
XF-103主要的设计要求之一是超过两
马赫的高速飞行,因此机身外型极为流线,没有任何传统飞机突起的部分,包括座舱罩在内。飞行员坐在机身内,无法直接看到前方,仅有两侧各有一扇小窗户能够观察外界的状况。
机翼为中单翼,包括水平与垂直安定面在内,翼面外型都是
三角翼飞机形,水平尾翼位于垂直安定面的根部下方,比主翼略低的高度,以避开主翼后缘气流对控制与稳定性的影响。
进气口位于机腹,大约与机翼的位置相当。进气口的外型为长方形,下缘向前突出,使得正面与迎风方向有一个斜角。这个突出的下唇也是产生斜震波,将进入进气口的气流减速的结构。
内置弹舱位于机身两侧,与进气口错开,避免任何火箭或者是
导弹发射的废气器入进气道导致
发动机运作不顺或者是熄火的危险。
XF-103的的设计只有进行到全尺寸模型阶段,许多高速飞行下可能出现的问题与严重性都无法得知。
参考资料:http://www.defence.org
.cn/article-1-61596
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参考资料
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