F-91
美國共和飛機公司設計的近程單座單發輕型截擊戰鬥機
共和XF-91 Thunderceptor(原為XP-91)是美國共和飛機公司設計的近程單座單發輕型截擊戰鬥機。他們擬將小型液體火箭發動機作為空戰中臨時衝刺時的輔助動力源。而一台渦噴發動機,則是它的基本巡航推進裝置。是混合推進攔截機。
該飛機將使用噴氣發動機用於大多數飛行,並且一組四個小火箭發動機用於在爬升和攔截期間增加推力。由於當代噴氣發動機的快速增長的性能,該設計在完成時已基本上過時,並且僅建造了兩個原型。其中一個是第一個美國戰鬥機超過馬赫1級飛行。
Thunderceptor的獨特特徵是其不尋常的倒錐形翼,其中翼弦長度從翼根到翼尖增加,與傳統的翼掃設計相反。這是一個嘗試來解決增長的問題,一個潛在致命的現象,困擾著早期的高速模型。Thunderceptor的設計意味著整個機翼平穩地停止,更像一個直翼設計。
採用飛機頭進氣方式的XF-91,一眼看上去就象是一架試驗用的飛機。因為,它安裝有一對造型反叛的倒梯形機翼,因此其翼根弦長明顯短於翼尖弦長,加上翼尖又挑著一對872公升的流線型副油箱,所以看上去這副好似“舞著水袖”的機翼就像隨時會被折斷一樣。然而最讓人驚嘆的還在後頭:它的機翼安裝角甚至可以按照需要,在飛行中隨時進行調節,使飛機低速起降時的“升阻比”較平時更高一些。而且,串列式的雙輪胎起落架做得教窄,很適應其薄型機翼。因此,XF-91的設計不可謂不前衛。
在1949年5月9日的試飛中,它使用的是24.1千牛推力的J47-GE-3渦噴發動機。但在5個月後,發動機裝上了加力燃燒室。而且在尾噴口的上下方增設了四台推力6.7千牛的XLR-11-RM-9型火箭發動機。在火箭發動機的幫助下,XF-91實現了美國除試驗機以外、戰鬥機在水平飛行中的第一次超音速。可惜的是,和其他不成功的型號一樣,XF-91也僅僅是獲得了兩架原型機的合約。可想而知,失敗原因在於採用了過多的超前設計。
在XP-84的發展過程中,共和飛機公司在亞歷山大·卡特韋利的指導下研究了向戰鬥機安裝火箭。該公司受到德國戰時飛機的啟發:火箭動力Messerschmitt我163和實驗火箭增壓渦輪噴氣Messerschmitt Me 262CHeimatschützer(家庭保護)系列攔截器原型。
F-91
Thunderceptor設計是基於最初的Republic F-84 Thunderjet的兩次掃掠修改之一,另一個是之後開發的Republic F-84F Thunderstreak。該時代的大多數掃掠機翼設計的嚴重問題是在低速度和高攻角下的危險性能。機翼上的停滯氣流傾向於朝向翼尖“滑動”,這使得它們在機翼的其餘部分之前失速。在這種情況下,電梯的中心將相對於質心快速向前移動,使得機頭向上俯仰並且導致更大的攻角或者在極端情況下飛機的端部翻轉。在這個制度下的飛機常常會失速並撞毀,而北美F-100超級軍刀的這種意外事件導致了“Saber舞蹈”。最著名的事件是在1956年1月10日加利福尼亞州愛德華茲空軍基地試圖緊急著陸期間失去了F-100C超級軍刀,這是由一個無關的測試的電影攝影機捕獲的。飛行員試圖保持控制,當他騎飛行信封的刀刃,但在一個翼上掉下來,擊中地面並爆炸致命的結果。
Thunderceptor最著名的設計功能旨在解決這個問題。翼被構建為具有比根部顯著更多的弦(從前緣到后緣的距離),從而允許它們產生更多的升力。這整齊地解決了Saber舞蹈的問題,通過將尖端的點延遲到整個翅膀的點。這種設計的副作用是,尖端具有更多的內部空間,因此起落架被安裝成向外縮回,其中輪子位於翼尖中,對於每個主齒輪支柱使用兩個較小的串聯布置的輪,而不是一個較大的一個。另一種設計變化是能夠改變機翼作為一個整體的入射角度,在起飛和著陸期間使其傾斜以用於低速操作,然後對其進行“調平”以用於高速飛行和巡航。這允許機身在著陸時保持接近水平,大大提高能見度。
第一個原型機在1949年5月9日進行了第一次飛行,在1951年12月打破了音速。後來改用一個小型天線罩進行炮擊測距(雖然不是第二個原型的“全”雷達天線)。第二個原型包括完整的天線罩和下巴安裝的入口,但在其他方面類似。隨著噴氣和火箭運行,飛機可以達到1.71馬赫。兩個原型在五年內完成192次測試飛行。
第二個原型,46-681,在1951年夏天從愛德華茲空軍基地起飛時發動機故障。共和試驗飛行員卡爾·貝林格從飛機逃脫,正如尾翼融化了-總飛行時間只有90秒。當消防設備到達時,駕駛7英里穿過干湖床,尾部已經減少到灰燼。46-681然後裝上“V”或“蝴蝶”尾,並用這種結構進行飛行試驗。它後來在愛德華茲空軍基地作為一個碰撞機組訓練模擬器使用,然後報廢。
作為攔截器,Thunderceptor很快就被其他公司的設計所掩蓋,但像Thunderceptor一樣,這些都不會投入生產。美國空軍決定等待所需的短暫時間,以引進作為1954年攔截項目的一部分而創建的更新和更有能力的設計。 Thunderceptor像該時代的其他攔截器設計一樣,具有極短的飛行時間,大約25分鐘,使得它們幾乎無法用於保護像美國一樣大的地區。1954年的設計超越了XF-91的速度,射程,飛行時間,以及包括雷達和夜間和全天候操作所需的火控系統。專用戰鬥機型攔截機的時代已經結束。
F-91一般特性
乘員:1
長度:43英尺3英寸(9.52米)
翼展:31英尺3英寸(13.18米)
高度:18英尺1英寸(5.51米)
翼面積:320平方英尺(29.73平方米)
空重:14,140磅(6,410公斤)
裝載重量:18,600磅(8,400公斤)
最大起飛重量:28,300磅(12,840公斤)
F-91發動機
1×General Electric J47-GE-7(後來的GE-17)軸流渦輪噴氣發動機,5,200lbf(30,6kN);后燃燒6,900磅
4×反應電動機XLR11-RM-9火箭,每個1,500磅(7kN)
F-91性能
最大速度:984mph(1,584km/h)
航程:1,170英里(1,880公里)
實用升限:50,000至55,000英尺(15,200至16,800米)
爬升速度:47,500英尺,2.5分鐘(14,500米)
翼載荷:58.12lb/ft²(283kg/平方米)
推力/重量(射流):0.60
F-91武器
槍:4×20毫米(.79英寸)大炮