F-4幽灵II战斗机查看源代码讨论查看历史
F-4鬼怪II(McDonnell Douglas F-4 Phantom II)是一种纵列双座双发全天候远程超音速截击机/战斗轰炸机,最初是由美国麦克唐纳飞行器公司[1] 为美国海军研制的。由于受到当时美国国防部长期望海空军采用共通机体的压力,美国空军在1961年同意测试之后与美国海军陆战队和美国海军同时采用,成为美国少见同时在海空军服役的战斗机。越南战争期间,F-4除了作为海空军的主要的制空战斗机以外,也在对地攻击、战术侦察与压制敌方防空系统等任务方面也发挥了很大作用。
F-4是美国重新采用个位数字编号的战斗机首型,一改早期2-3位数字编号的单引擎轻型战斗机事故率高的特点,转向双引擎重型战斗机路线,虽然仍采用与F-104相同的故障率较高的J-79引擎,但其双引擎设计很大程度降低了事故率;同时提高了负载力,可实现当时部分取代易被击落的轰炸机的多用途要求,成为美国海军首选;亦为美国空军在符合自己要求的战机(F-15)出现前的过渡期接受。于1960年服役,1970和1980年代成为美国空中力量的主力,并成为下一代战斗机的样板,如空军的F-15“鹰”式战斗机,海军的F-14“雄猫”式战斗机,海军和海军陆战队的F/A-18“大黄蜂”式战斗攻击机。(F-16是在战斗机黑手党推动下的另类产物)。
美国空军使用的F-4G 野鼬机与RF-4C侦察机参加了波斯湾战争,稍后于1996年退役,一部分F-4在退役之后改装为QF-4无人靶机。
F-4的生产从1958年一直到持续到1981年,总产量5,195架,在西方战斗机中仅次于F-86“军刀”式战斗机(产量约10,000架)。
概述
F-4“鬼怪 II”式战斗机原本是为美国海军设计的舰载防空战斗机,于1960年开始服役。到1963年,美国空军也装备了这种飞机,并把它当作战斗攻击机使用。在1981年关闭生产线前,F-4共生产了5,195架。该机是到2009年为止产量最大的美国超音速军用飞机(F-16仍在生产,产量能否超过F-4还不得而知)。在它的后继机种F-15“鹰”式战斗机投产之际,F-4成为持续生产时间最长的战斗机:长达24年。F-4所采用的创新技术包括先进脉冲都普勒雷达,机身骨架中大量使用钛。
尽管有较大的尺寸和重达27,000千克的最大起飞重量,F-4的最大飞行速度可达2.23马赫,海平面爬升率达到210米/秒。F-4在服役后1959-1962年之间创造了15项飞行世界纪录,包括绝对速度纪录(2,585.086千米/小时)和绝对飞行高度纪录(30,040米)。这些纪录直到1975年F-15“鹰”式战斗机开始刷新后,仍有五项未被打破。
F-4有9个外挂架,最大外挂重量达8,480千克,可以挂载的武器包括空对空导弹,空对地导弹、制导、非制导和核炸弹等。美国海军当时服役的F-8“十字军”战斗机设计上用于近距格斗空战。按照拦截机要求设计的F-4跟当时所有的拦截机一样,强调远程拦截能力,而忽视近距格斗空战的要求,因此没有安装空用机炮。在卷入近距格斗时,F-4的雷达官或武器官或,通常称为“后座者”或“后排者”)目视或操作雷达搜索敌方战斗机。到越南战争末期,F-4已经成为美国海军和空军的主力战机。
F-4在美国及其盟友的广泛装备,成为冷战的标志之一。F-4参加了越南战争和中东战争,美国宣称F-4在东南亚取得了277场空战的胜利,对地攻击的次数更是不计其数。以色列宣称在历次中东战争中,参战的F-4取得了击落敌机116架的战绩。伊朗宣称在两伊战争期间,F-4共击落84次各型伊拉克飞机。
美军的F-4飞行员中涌现出一批王牌飞行员。越南战争期间的王牌飞行员(击落5架以上敌机)包括:空军的一名F-4驾驶员和两名F-4武器官,海军的一名F-4驾驶员和一名雷达官。F-4后来被改装为侦察和电子战飞机,用于执行对敌防空压制(SEAD)任务,美国空军的F-4G野鼬鼠和国民航空警卫队的RF-4C参加了1991年的海湾战争。
F-4还是唯一一种同时被美军两支飞行表演队选为表演机型的飞机。美国空军的“雷鸟”飞行表演队和美国海军的“蓝天使”飞行表演队在1969年分别换装F-4E和F-4J。F-4在“雷鸟”飞行表演队中服役了五年 ,在“蓝天使”飞行表演队中服役了六年。
F-4的基本性能(2倍马赫极速、大航程、大载弹量)一直影响到美国的下一代战斗机。美国空军后来用F-15“鹰”和F-16“战隼”战斗机替代了F-4;美国海军则换装F-14“雄猫”战斗机和F/A-18“大黄蜂”战斗攻击机,F/A-18的设计几乎完全继承了F-4“同时兼顾空战和对地攻击”的思想。
研制
起源
1952年,麦克唐纳飞行器公司首席执行官詹姆斯·S·麦克唐纳指派首席空气动力学家戴维·刘易斯出任早期研发部经理。虽然当时没有军用飞机竞标项目,早期研发部经过分析后认为:海军将需要一种全新的机种——战斗攻击机。
1953年起,麦克唐纳飞行器公司开始修改“魔鬼”舰载战斗机的设计,以期获得更大的载弹量和更好的性能。一系列改进方案包括在飞机上安装一台怀特J67发动机、或两台怀特J65发动机、或两台通用电气J79发动机。经过计算,安装J79发动机后可获得马赫1.97的极速。1953年12月19日,麦克唐纳向美国海军提出了“超魔鬼”战斗机方案,该机采用了独特的模块化设计,根据任务需要搭载单人或双人座舱,以及不同的机头模块,包括雷达、照相机、四门20mm(.79英寸)机炮、56枚折叠翼无控航空火箭弹,机翼和机身下设9个外挂点。美国海军对此表现出浓厚的兴趣,并订购了一架这种F3H-G/H战斗机的全尺寸模型。但是当时的海军也认为,即将投入服役的“老虎”和F-8“十字军”战斗机已经满足了超音速舰载战斗机的需求。
海军要求麦克唐纳将他们的设计修改为一种全天候战斗轰炸机,配备11个武器外挂点。1954年10月18日,麦克唐纳飞行器公司收到了制造两架YAH-1原型机的意向书。1955年5月26日,四名到访公司的海军军官用一个小时的时间向公司阐述了全新的设计要求:因为海军已经有A-4“天鹰”攻击机担任对地攻击任务,F-8“十字军”战斗机担任制空任务,所以麦克唐纳的新型飞机定位为一种全天候舰载截击机。飞行员从一人增加到两人,后座的武器官将负责操作机载雷达。
XF4H-1原型机
XF4H-1的设计要求为携带4枚AIM-7“麻雀”雷达制导中程空对空飞弹,装两台J79-GE-8发动机。这种发动机还装备在F-101“魔术师”战斗机上,它较小的体积能增加机内燃油携带量,并通过固定几何式进气道工作。机翼设计成45°的后掠翼,还安装了吹气襟翼以改善飞机在低速下的操作性。
风洞测试表明,原有的翼型会出现侧面不稳定的情况,有必要把机翼上反角增加5°。然而,这样修改设计意味著要重新设计机身中段的钛质骨架结构,因此麦克唐纳的工程师采取了一种新方法:把机翼尖端部分弯曲12°,恰好等效于将整个机翼弯曲5°。机翼尖端的犬齿前缘结构也改善了飞机在大迎角时的可操作性。全动式水平尾翼的下反角定为23°,以提高飞机在大迎角时的可操作性,同时避免水平尾翼受到发动机的气流冲击。同时,飞机进气道增加一块可动面板,以调节超音速飞行时进入发动机的气流。机头安装AN/APQ-50型雷达,该机从而获得全天候截击能力。机头部分加长20英寸(50釐米)以增加起飞时的迎角。
命名
曾经有提案建议将F4H命名为“撒旦”或“密特拉”(古波斯的光明之神)。最后该机被赋予的名称是较少争议的“鬼怪II”,“鬼怪”之称在之前已经被用来命名麦克唐纳研制的另一种喷气式战斗机FH-1。美国空军曾打算将该机编号为F-110A“幽灵”并作为世纪系列战机(The Century Series)之延续,但由于美国国防部于1962年9月18日开始实施采用1962美国三军航空器命名系统而作罢。
试飞
1955年7月25日,美国海军订购了两架实验型的XF4H-1和五架预生产型的YF4H-1。原型机于1958年5月27日首次试飞,飞行员是罗伯特·C·利特。首飞中由于液压系统的问题,使得起落架未能正常收起,但后续飞行中这一问题没有再出现。在检查了最初几次试飞的数据后,工程师对进气道进行了重新设计,包括在进气道增加小型引气口。该机和XF8U-3“十字军III”的竞争也是如火如荼。1958年12月17日,美国海军宣布F4H获胜,主要考虑是F4H的双座设计有利于减轻飞行员的负担。由于J79-GE-8发动机未能按时交货,首批量产的F-4安装的是J79-GE-2和J79-GE-2A发动机,使用后燃器时单台推力为71.8千牛。1959年,F-4开始进行航母实用性评估。1960年2月15日,该机在美国海军独立号航空母舰上完成了第一次舰上起降。
量产
在量产阶段的初期,F-4的雷达被更换成更大的AN/APQ-72型,机头雷达罩变得更大,因此重新设计了座舱盖,增大了驾驶员的视野,减少后座舱的幽闭感。鬼怪式还有多种改进型,详细介绍参见接下来的衍生型号部分。
美国空军是在国防部长罗伯特·麦克纳马拉要求美军装备一种三军通用战斗机的压力下接收F-4的。在F-4击败了F-106“三角标枪”赢得了“高速行动”之后,美国空军在1962年1月向海军借用了两架F-4B,暂时命名为F-110A“幽灵”,随后空军提出发展一种适合空军的鬼怪式衍生型号。和海军强调截击性能不同的是,空军更希望鬼怪式能成为一种战斗轰炸机。1962年9月18日,麦克纳马拉下令统一鬼怪式的编号,F-4的海军型命名为F-4B,空军型为F-4C。首架空军型的鬼怪式于1963年5月27日首飞,在第一次飞行中就突破了两倍音速。
美国本土的F-4生产线一直运作到1979年,一共建造了5,195架(麦克唐纳生产了5,057架,日本三菱生产了138架)。该机因此成为史上建造数目第二的美国军用喷气式飞机,占据产量第一名的是F-86“佩刀”式战斗机。美国空军共接收了2,874架F-4,海军和海军陆战队接收了1,264架,其余的出口到其他国家。在美国本土制造的最后一批F-4出口到了土耳其,最后制造的一批F-4是由日本三菱重工集团制造的F-4EJ。截至2008年,全世界仍有631架F-4在多个国家的空军服役,一批F-4在改装成无人驾驶飞机后,继续在美军中服役。