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格鲁曼“猫”族战斗机全纪录(五):首款喷气式F9F“黑豹”

 q1338 2020-01-26

引言

F9F战斗机也是格鲁曼“猫”族战斗机中的一员,同时也是格鲁曼公司研制的首款喷气式战斗机。格鲁曼的前几个“猫”族战斗机,都是活塞式战斗机,包括F4F“野猫”、F6F“地狱猫”、F7F“虎猫”、F8F“熊猫”等。到了1940年代后期,随着喷气式飞机的兴起,格鲁曼公司也开始研制喷气式战斗机,第一个量产型号就是F9F“黑豹”战斗机

需要说明的是,在F9F战斗机发展过程中,根据型号的不同,分别被称为“黑豹”战斗机和“美洲狮”战斗机。F9F“黑豹”战斗机通常是指F9F的早期型号,包括F9F-2、F9F-3、F9F-4、F9F-5等,采用的是平直机翼。F9F“美洲狮”战斗机主要是指F9F的后期型号,包括F9F-6、F9F-7、F9F-8等(也称F-9系列),采用的是后掠翼。本文主要介绍的是F9F“黑豹”战斗机,F9F“美洲狮”战斗机将另外撰文讲述。

一、F9F“黑豹”战斗机的研制过程:格鲁曼公司的第一款喷气式战斗机

在喷气式战斗机的萌芽时期,格鲁曼公司就对这种新飞机产生了兴趣,于1940年代中期进行了一定预研究。但此时格鲁曼公司忙于活塞式战斗机的研制和改进,对喷气式战斗机并不太重视。美国海军对喷气式飞机也很感兴趣,在1943年就获得了多架P-59战斗机,用于测试和培养飞行员。1945年6月,美国海军招标一款高性能夜间战斗机,要求采用并列双座设计,搭载一名飞行员和一名雷达操作员,夜间作战半径大于350英里,高空最大速度不低于475英里/小时,对武器等其他方面也做了具体要求。

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道格拉斯的XF3D-1

针对美国海军对喷气式战斗机的招标,多家航空公司提交了竞标方案。到了1946年4月,只剩下格鲁曼公司的G-75方案和道格拉斯的F3D方案。G-75方案计划搭载4台西屋J30喷气发动机,采用的仍是传统的机身结构布局,没有跳出活塞式飞机的桎梏。为了保险起见,美国海军在采购XF3D-1的同时,还订购了2架G-75原型机作为备选机型,被命名为XF9F-1。虽然提交了G-75方案,但格鲁曼公司深知它不是一款合格的飞机,存在很多难以改正的缺陷,于是开始设计G-79方案。

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G-79方案原型机XF9F-2

G-79方案并不是为了应对美国海军对夜间战斗机的招标,它是一款昼间战斗机。G-79采用单座设计,没有配备夜间作战设备。1946年6月,美国海军决定放弃XF9F-1原型机。此时G-79方案让美国海军眼前一亮,于是在7月份采购了3架G-79原型机,被称为XF9F-2。经过论证之后,XF9F-2原型机决定只搭载一台发动机。1947年10月,第一架XF9F-2原型机出厂,并于11月21日进行了首飞。

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XF9F-2选择了劳斯莱斯的Nene发动机

值得一提的是,在发动机的选择上,XF9F-2原型机进行了仔细考量。当时英国在喷气式发动机方面的技术要领先于美国,劳斯莱斯Nene发动机的性能要优于Allison的J33和西屋的J34发动机。所以格鲁曼公司决定选择英国Nene发动机作为前2架XF9F-2原型机的动力,该发动机由普惠公司授权生产,美国版被命名为J42-P-4。第三架原型机搭载的是Allison的J33发动机,被称为XF9F-3

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XF9F-2原型机

搭载J42发动机的第一架XF9F-2原型机,外观非常光滑,机尾高高翘起,在试飞中表现出了较高的飞行性能。它可以在2分半内到达20000英尺(6096米)的高度,并以573英里(约922千米)每小时的速度飞行,最高海平面速度达到了600英里(约965.6千米)每小时。不过在飞行测试中,XF9F-2原型机存在明显的偏航现象(第二架原型机在模拟着舰时机身被尾钩扯掉而坠毁),而且机翼和机身内部没有足够的空间搭载燃料。

针对试飞中暴露出的缺陷,格鲁曼公司对XF9F-2原型机进行了改进,不仅扩大了垂直尾翼和方向舵的面积,还为XF9F-2配备了永久性安装的翼尖油箱,首次测试于1948年2月进行。这不仅增加了XF9F-2的载油量,还意外提高了战斗机的滚转速度。1948年11月,首架生产型F9F-2“黑豹”战斗机首飞,成为当时最耀眼的喷气式战斗机。

二、F9F“黑豹”战斗机的技术特点:采用英国劳斯莱斯发动机

F9F“黑豹”战斗机的结构布局主要是围绕其深管状机身设计的,包括座舱、涡轮喷气式发动机、油箱和航电设备等。它的座舱位于机身正前方,有一个前挡风玻璃和一个大面积可后向滑动的座舱罩,使飞行员拥有较佳的视野。后期生产的“黑豹”战斗机配备了马丁·贝克弹射座椅,座舱罩有快速抛离装置。发动机通过三角形侧进气道吸气,通过尾部的一个单环排气。主翼附属物在机身两侧较低位置,进气道延伸构成翼根。F9F“黑豹”战斗机采用平直机翼,可以沿着进气道的铰链部分向上折叠。

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F9F-2“黑豹”战斗机

在动力系统方面,早期生产的F9F-2“黑豹”战斗机搭载的是普惠公司授权生产的J42-P-4发动机,最大推力为5000磅。随后格鲁曼公司要求英国劳斯莱斯改进了Nene发动机,引进版本被命名为J42-P-6发动机,最大推力增加到5750磅。后来生产的F9F-2“黑豹”战斗机又换装了J42-P-8发动机,推力保持不变。J42发动机采用单级离心压气机,包含9个燃烧室和单级轴流式涡轮。

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F9F-2“黑豹”战斗机的速度有了大幅增加

F9F-2“黑豹”战斗机的长度为11.55米,翼展11.6米,折叠时为7.16米。它的空重为4220千克,最大起飞重量为8842千克,在海平面时的最大飞行速度为925千米/小时,爬升速度为30.48米/秒,有效升限13594米。由于安装了翼尖油箱,“黑豹”战斗机的航程得到大幅增加,最大可达2177千米。

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F9F-2“黑豹”战斗机的机炮

在武器装备方面,F9F-2“黑豹”战斗机安装了4门20毫米自动加农炮,在机头上装有4个弹箱,每个填装190发弹药,总计760发弹药。该型战斗机配备了液压补弹装置,以及Mk 6火控系统Mk 8光学瞄准具。它的每侧机翼下各有4个挂载点,可携带炸弹、火箭和油箱等。最内侧的2个挂点为Mk-51型挂架,可挂载454公斤炸弹,或者568升的副油箱。其他6个挂架较小,可挂载113公斤炸弹或6个5英寸火箭。

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航母上的F9F-2“黑豹”战斗机

作为格鲁曼公司研制的第一款喷气式战斗机,F9F-2“黑豹”战斗机的总体性能无疑是十分先进的,特别是和其他活塞式战斗机相比,无论是飞行速度还是机动能力,“黑豹”战斗机都处于领先水平。当然,作为一款新研制的战斗机,F9F-2仍有很多不成熟的地方,甚至还存在一些缺陷。于是,格鲁曼公司很快对它进行了改进升级,推出了多个后续机型。

三、F9F“黑豹”战斗机的主要型号:从F9F-2发展到F9F-5

在G-79方案上,共生产了3架原型机,其中前2架是XF9F-2,第三架是XF9F-3。它们之间的区别是前者搭载的是J42-P-4发动机,也就是英国劳斯莱斯的Nene发动机,XF9F-3搭载的是Allison的J33发动机。在XF9F-2基础上诞生了“黑豹”战斗机的首个生产型号F9F-2,在XF9F-3基础上诞生了F9F-3战斗机。

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F9F-2B战斗机安装了炸弹和火箭挂架

F9F-2战斗机搭载的是J42系列发动机,产生了2个衍生型号,分别是F9F-2B和F9F-2P。F9F-2B安装了炸弹和火箭挂架,可用于地面攻击。后来大部分F9F-2战斗机都升级到了F9F-2B版本,所以取消了这个名称,统一称为F9F-2。F9F-2B由普惠J42-P-8涡轮喷气发动机提供动力,最高时速877千米,最大航程2177千米,爬升速度为每分钟1567米。F9F-2P是一种专用的摄影侦察飞机,取消了武器装备,配备了照相设备,是出于战争需要而改装的。

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F9F-3战斗机比F9F-2战斗机提前交付

F9F-3战斗机起初搭载的是Allison J33-A-8涡轮喷气发动机,后来全部换装了普惠J42发动机。它的原型机是XF9F-3,于1948年8月16日首飞。F9F-3战斗机总共生产了大约54架,从1949年5月开始交付。因为J42发动机迟迟未能交付,F9F-3战斗机成为了第一款服役的“黑豹”战斗机,比F9F-2还要早。从1949年10月开始,F9F-3战斗机陆续换装J42发动机。

XF9F-4是F9F-4的原型机,由一架F9F-2改装而来,机身有所加长,可携带更多的燃料。XF9F-4原型机于1950年7月首飞,使用的仍是J33发动机,推力增加到了6950磅。

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F9F-4战斗机

F9F-4是一款改进型“黑豹”战斗机,最初搭载J33-A-16发动机,后期换装为J48发动机。F9F-4的机身延长了48厘米,增强了横向稳定性,油箱容量增加到3797公升,空重增加到4556千克,最高时速提高到954千米。F9F-4的翼根进气口外侧加装了整流板,降低了起飞和降落时的失速速度。F9F-4从1951年后期开始全面生产,总共制造了108架

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F9F-5战斗机的挂架负载有所增加

F9F-5是随着F9F-4一起研制的改进版“黑豹”战斗机,搭载的是普惠J48-P-6发动机,最大推力7000磅,使最高时速增加到972千米。F9F-5使用了重型外翼段挂架,能携带907公斤炸弹或6枚12.7厘米火箭,具有强大的地面攻击能力。F9F-5战斗机从1950年开始交付,到1952年12月生产结束时,总共制造了616架,是生产数量最多的“黑豹”战斗机。F9F-5还有多种衍生版本,包括F9F-5P、F9F-5K和F9F-5KD等。

F9F-5P是一种摄影侦察型飞机,没有搭载武器,机头加长了31厘米,安装了照相机,共改装了36架。

在F9F-5战斗机之后,格鲁曼公司还推出了后掠翼的F9F系列战斗机,被称为“美洲狮”战斗机,以区别于采用平直翼的“黑豹”战斗机。

四、F9F“黑豹”战斗机的服役表现:一次空战击落4架米格-15

F9F“黑豹”战斗机服役后,很快就投入了战斗。1950年7月3日,美国海军“福吉谷”号航母上的一架F9F“黑豹”战斗机,击落了一架Yak-9战斗机,取得了“黑豹”战斗机的第一个击落战果。1950年11月9日,“黑豹”战斗机第一次击落米格-15战斗机,后者也是一款喷气式战斗机,性能非常优秀。在整个战争期间,F9F“黑豹”战斗机总共击落了7架米格-15,其中5架都是由罗伊斯·威廉姆斯中尉击落的。

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美军航母上的F9F“黑豹”战斗机

罗伊斯·威廉姆斯是美国海军“奥里斯卡尼”号航母上VF-781战斗机中队的飞行员,他驾驶一架F9F-5“黑豹”战斗机,主要执行空中拦截和近距离空中支援任务。其实在战争中,“黑豹”战斗机很少与米格-15战斗机接触,大部分时候执行的都是对地攻击任务。1952年11月18日,罗伊斯和其他3名飞行员一起驾驶4架“黑豹”战斗机执行轰炸任务,完成第一次攻击后安全返回后,他们又进行了第二次起飞,罗伊斯担任4架飞机的第二级指挥官。在飞行了1.5个小时后,无线电报告说,一架飞机正朝着航母特遣编队方向飞行,于是他们被要求去拦截来袭的飞机,在万米高空中,罗伊斯发现了7架米格-15战斗机。

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罗伊斯·威廉姆斯

此时美军飞机的燃油已经不多,机长艾尔伍德报告说,燃油泵报警灯亮着。作战信息中心指示“黑豹”战斗机返回航母,于是2架飞机返航,只剩下罗伊斯和他的僚机。在距离CTF 45英里处,米格战机直接从上空飞过,并立即左转,好像要返回。罗伊斯于是也向左转,紧跟着7架米格-15战机。之后米格战斗机突然转向2架F9F-5战斗机,分成两组,一组4架,一组3架,急速俯冲而来。罗伊斯驾驶F9F-5战斗机迎头而上,跟着僚机飞行,使用20毫米机炮击落了一架尾随的米格-15战机。

之后罗伊斯的僚机被迫返航,只剩下罗伊斯一架“黑豹”战斗机,而此时还有6架米格-15战机,多次向他发起攻击。罗伊斯向每一架在射程范围内的米格-15战机开火,经过一番空中格斗,他又击落了3架米格-15战机。而他的F9F-5“黑豹”战斗机也被一枚37毫米口径炮弹击中,飞机严重受损,方向舵失去控制。罗伊斯只能驾驶冒着烟的“黑豹”战斗机返航,在经过己方战舰时,他甚至被当成敌机,遇到了零星开火。最后,罗伊斯成功返回航母。此次交战,罗伊斯·威廉姆斯共击落4架米格-15战机,他驾驶的“黑豹”战斗机被炮弹或弹片击中了263次

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编队飞行中的“黑豹”战斗机

除了罗伊斯·威廉姆斯取得了令人不可思议的战果外,“黑豹”战斗机并没有太多击落战果。F9F“黑豹”战斗机在美国海军服役到1958年,一些F9F-5被改造成F9F-5KD飞机,一直使用到1960年代。F9F“黑豹”战斗机还被蓝天使特技飞行表演队采用,是该队使用的第一种喷气式飞机,从1951年开始,到1954年退役。在1958年,阿根廷海军购买了28架“黑豹”战斗机,被用作陆基攻击机使用。除此之外,“黑豹”战斗机没有出口到其他国家。一些“黑豹”战斗机被飞行爱好者收藏,直到1996年仍在飞行。各种型号的F9F“黑豹”战斗机加在一起,共生产了1300多架。

结语

作为格鲁曼公司“猫”族战斗机中的第一款喷气式战斗机,F9F“黑豹”战斗机具有承前启后的开创性意义。在它之前,格鲁曼研制的都是活塞式战斗机,从它开始,格鲁曼公司开始步入喷气式战斗机时代。“黑豹”战斗机虽然不如“野猫”、“地狱猫”等战斗机出名,也没有取得它们那样的辉煌战果,但在美国舰载机发展史上,F9F仍是一款绕不过去的经典战机。

格鲁曼“猫”族战斗机全纪录(五):首款喷气式F9F“黑豹”

F9F“黑豹”战斗机

第一,F9F“黑豹”战斗机诞生于喷气式飞机的初始发展期,它的出现促进了美国喷气式战斗机特别是喷气式舰载机的发展。在F9F战机诞生前后,美国海军研制了多款喷气式战机,比如FH-1战斗机、FJ-1战斗机、F2H舰载机等。和以上这些喷气式战斗机一样,F9F战斗机也是一款舰载机,这是“猫”族战斗机的一贯特点。F9F“黑豹”战斗机的出现,壮大了美军喷气式舰载机的队伍,成为了一款十分优秀的舰载战斗机。另外它的生产数量高达1300多架,是当时生产数量最多的喷气式战斗机之一。F9F“黑豹”战斗机的批量服役和参战,表明美国海军步入了喷气式舰载机时代

格鲁曼“猫”族战斗机全纪录(五):首款喷气式F9F“黑豹”

F9F“黑豹”战斗机在投弹

第二,F9F“黑豹”战斗机的作战用途更加宽泛,从单一的空战型飞机向多用途化战机转变,改变了传统舰载战斗机的定位。早期的舰载机分类比较明确,有专门的的战斗机,也有专门的鱼雷攻击机和俯冲轰炸机等,它们携带不同的武器用来执行不同的任务。虽然从F6F“地狱猫”战斗机开始,在机翼下方和机腹增加武器挂架的设计变得普及开来,但是在实战中,“地狱猫”战机的主要任务依然是拦截和击落敌机。和传统舰载战斗机不同的是,F9F“黑豹”战斗机的作战用途变得更加宽泛,携带的炸弹和火箭等武器真正发挥了作用,开始在战场上大量执行对地攻击任务,同时也保留了较强的空战能力,显露出了多用途化舰载战斗机的端倪

格鲁曼“猫”族战斗机全纪录(五):首款喷气式F9F“黑豹”

“黑豹”战斗机和“美洲狮”战斗机

总的来看,在1950年代初喷气式战机纷纷登场的时期,F9F“黑豹”战斗机在众多优秀喷气式战斗机中并不太引人注意。然而事实证明,它确实是一款可靠的喷气式舰载战斗机。F9F“黑豹”战斗机拥有喷气式飞机的优点,同时继承了格鲁曼公司“猫“族战斗机坚固的机身结构,在战场上表现出了非凡的多任务执行能力。在F9F“黑豹”战斗机之后,格鲁曼公司又推出了后掠翼的F9F“美洲狮”战斗机,延续着“猫”族战斗机的传奇。

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