基本介紹
- 中文名：XF-103戰鬥機
- 外文名：XF-103 Fighter
- 設計公司：共和飛機公司
- 類型：高速，高空攔截機
- 重量數據：超過18160公斤
- 設計者：Alexander Aviation
- 項目耗資：104000000美元
- 國家：美國
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發展沿革
1949年，美國空軍需要一種先進的超音速截擊機，新項目一開始被稱作1954年截擊機。空軍於1950年6月18日提出要求，截至1951年1月競標結束，共和公司提交了AP-57方案。1951年9月11日，共和公司的設計獲得通過，編號XF-103。經過空中器材司令部評估，該型飛機的最高速度達3馬赫。XF-103採用三角形上單翼，前緣後掠角55度，機翼安裝角是可變的。水平尾翼採用三角形布局，其前緣後掠角為60度。起落架為三點式，可以收入機身。發動機採用懷特公司的加力式XJ-67-W-1。採用兩維式進氣道，渦噴發動機的推力在高馬赫數條件下是有限的，使進氣口的溫度以達到容許的標準。採用加力燃燒室，確保推力使飛機的速度達2馬赫以上。
美國XF-103戰鬥機
美國XF-103戰鬥機大多數電子和控制系統倍於雷達裝備附近的一個艙內。XF-130計畫裝備6枚MX-904“鷹”飛彈和36枚2.75英寸的巨鼠FFA火箭。飛彈發射系統比較複雜，使用6個單獨的導軌和作動筒。
美國空軍於1957年8月21日取消了XF-103的發展契約，當時XF-103還處於模型階段。
歷史沿革
二次世界大戰之後軍用飛機，尤其是戰鬥機的設計與構造愈來愈複雜，無論是機身結構，發動機，航電系統與武器系統等等，都無法繼續視作是能夠獨立設計的單一系統，而必須考慮到與其他系統之間相互依靠與相容。美國空軍在這時候提出武器系統（WeaponSystem）的設計概念，這個概念將整架飛機的所有次系統在設計階段就開始整合的工作，XF-103設計案也正好運用上這項新概念，整架飛機包含全天候搜尋與射控雷達，空對空飛彈，整合在適合超音速飛行的機體之內。 1950年10月休斯公司取得航電系統的契約，機體的部分則在當年6月由空軍提出需求，次年1月一共有6家公司提出9項不同的設計案，其中光是共和飛機公司就提出三份。1951年7月，美國空軍宣布由康維爾飛機公司、洛克西德公司與共和公司取得先期發展契約。這三家公司將會提出他們的模型，交由軍方評估最後的獲勝者。然而稍後美國空軍覺得讓三家公司同時進行耗資甚巨，因此將洛克西德公司在這一階段剔除。
XF-103戰鬥機
XF-103戰鬥機技術特點
結構特點
XF-103機身細長，座艙與機身一體化，是整體式逃離救生艙，並有潛 望鏡用於觀察前方，機身由鋼與鈦製成，採用三角翼，向後傾斜55度，水平尾翼也為三角形，後掠60度。
XF-103戰鬥機
XF-103戰鬥機XF-103使用了萊特公司帶加力燃燒室的XJ-67-W-1渦噴發動機和一個衝壓發動機。由於渦噴發動機的渦輪入口溫度限制了高馬赫數時發動機的推力，因此XF-103利用衝壓發動機來滿足對推力的要求。當空氣經過引擎壓縮機和渦輪的時候使用加力燃燒室作為衝壓發動機的燃燒室，這樣使得可用推力增加到兩馬赫以上。
XF-103的燃油裝在5個壓力燃料電池內，但是燃料電池沒有自我封閉裝置或者裝甲保護。
系統配置
共和公司的設計案參考他們在1948年提出的一架全天候，高高度防禦
XF-103戰鬥機
XF-103戰鬥機戰鬥機設計，新飛機預估可以在24240米（80000英尺）高度達到4馬赫（4160公里/時）飛行速度。因為飛行速度非常高，全機身將以鈦合金為主要材料以抵抗高速飛行下產生的高溫。達成預估飛行性能的關鍵來自於即為複雜的動力系統。在起飛、降落與速度較低的飛行範圍內，XF-103由一具萊特公司生產的XJ67-W-3渦輪發動機推動，這顆發動機是由英國授權生產的奧林帕斯發動機（Olympus），具有6810公斤（15000磅）最大軍用推力與9988公斤（22000磅）最大後燃推力。當飛行速度進一步提高的時候，另外一顆XRJ55-W-1衝壓發動機將加入和XJ67一起工作，其中XRJ55可以提供額外8535.2公斤（18800磅）的推力，兩顆發動機需要的空氣由同一條大型進氣道負責供應。 為了降低阻力以及避免任何氣流干擾，機身外型非常平滑，幾乎不能有任何突起，包括傳統座艙罩。飛行員坐在機身內部，僅有兩扇位於側面的窗戶提供朝外的視野，前方式也只能依靠潛望鏡代替一般的設計。翼展相當短的機翼平面為三角翼形，不過XF-103具有水平安定面，因此不能歸類為一般的三角翼設計。機腹下方有一塊可以在地面時摺疊的垂直安定面。
在武器方面，XF-103能夠在機身兩側武器艙內攜帶6枚GAR-3飛彈與36枚無導引火箭，空對空飛彈由裝在機鼻的雷達控制。
設計失敗
設計階段預估XF-103的起飛重量為18160公斤（40000磅），所牽涉的材料、生產方式與各項系統即使到了20世紀末尾依舊是極大的挑戰。
共和公司於1953年3月完成全尺寸模型並交給美國空軍審查，1954年6月軍方授與3架原型機生產契約，可是生產的過程相當緩慢，許多問題有待克服，尤其是在鈦合金的施工程式上面。由於設計目標與風險相當的大，預期在1954年服役的計畫已經是不可能實現，而一再出現的問題以及預算超支，使得原型機生產計畫降為只有一架，除此之外，萊特公司的XJ67發動機也遭遇一連串的耽誤而最終遭到取消的命運，終於在1957年8月美國空軍取消這項發展計畫。
與共和公司同時競爭的康維爾公司以失敗的XF-92A戰鬥機為藍本，放大之後提出的攔截機設計被美國空軍接受並且進入量產，這也就是後來的F-102戰鬥機。
設計特點
XF-103主要的設計要求之一是超過兩馬赫的高速飛行，因此機身外型極為流線，沒有任何傳統飛機突起的部分，包括座艙罩在內。飛行員坐在機身內，無法直接看到前方，僅有兩側各有一扇小窗戶能夠觀察外界的狀況。
機翼為中單翼，包括水平與垂直安定面在內，翼面外型都是三角翼形，水平尾翼位於垂直安定面的根部下方，比主翼略低的高度，以避開主翼後緣氣流對控制與穩定性的影響。
進氣口位於機腹，大約與機翼的位置相當。進氣口的外型為長方形，下緣向前突出，使得正面與迎風方向有一個斜角。這個突出的下唇也是產生斜震波，將進入進氣口的氣流減速的結構。
內置彈艙位於機身兩側，與進氣口錯開，避免任何火箭或者是飛彈發射的廢氣器入進氣道導致發動機運作不順或者是熄火的危險。
XF-103的的設計只有進行到全尺寸模型階段，許多高速飛行下可能出現的問題與嚴重性都無法得知。
機翼和控制
所有的控制表面都是純三角翼。主翼以55度掃掠，並且可以圍繞翼梁旋轉以提供可變的入射。對於起飛和著陸，機翼向上傾斜以增加攻角，同時保持機身幾乎水平。機身的長度使得難以通過向上傾斜整個飛行器來實現相同的目的，這將需要在起落架上非常長的延伸。該系統還允許機身以各種速度平坦地飛行到氣流，從而將修剪角度設定為獨立於整個飛行器。這減小了縱傾阻力，從而提高了航程。
機翼分裂在跨度的三分之二左右。該線以外的部分能夠獨立於機翼的其餘部分旋轉。這些可移動部分起大型副翼的作用，或稱為共和國稱他們為恐龍。為了保持樞軸點前面和後面的表面積有點相似，分割線更靠近樞軸前面的機身。大型常規襟翼從機身跑到機翼。在從翼根出口的約1/3處可獲得滴罐的硬點。
水平穩定器看起來尺寸過小，並安裝在機翼的線下方。較大的垂直翅片由用於高速穩定性的腹鰭補充。這個翅片向後摺疊，從後面看，在起飛和著陸期間避免撞擊地面。兩個花瓣型空氣制動器直接安裝在水平表面後面，以大約45°角向上開口並進入水平表面和垂直表面之間的間隙。制動降落傘的規定在模型或各種藝術品上並不明顯，雖然這是該時代的飛機的常見附加物。
機身
機身是完全光滑的，具有高細度比，用於在超音速下的低阻力。 該設計是在發現區域規則之前開發的，並且不顯示在1952年以後主要開發的飛機的任何蜂鳴。機身輪廓主要是圓柱形的，但是混合到圍繞翼根開始的進氣中， 通過中間的圓形，矩形輪廓，然後在發動機噴嘴處再次返回到純圓柱形狀。
機電武器
飛機的整個鼻子部被大型休斯雷達集所占據，當時它提供了長的探測範圍。 引導和消防控制由為所有WS-201設計開發的相同MX-1179包提供。 休斯贏得了他們的休斯MA-1消防系統的契約，該系統正在開發中。 武器在位於駕駛艙後面的機身側面的艙內進行，通過向上翻轉而打開，從而將飛彈旋轉離開其艙。 它配備了六個GAR-1 / GAR-3獵鷹（當時稱為MX-904），可能安排三或四個每個GAR-1和GAR-3，成對發射（每個雷達和紅外 引導）以提高命中的幾率。 XF-103還配備了36個2.75英寸的“Mighty Mouse”FFAR。
XF-103戰鬥機
XF-103戰鬥機性能數據
一般特性
乘員：一個飛行員
長度：77英尺（23.5米）
翼展：34英尺5英寸（10.5米）
高度：16英尺7英寸（5.1米）
翼面積：401平方英尺（37.2平方米）
空重：24,949磅（11,317公斤）
裝載重量：38,505磅（17,466公斤）
最大起飛重量：42,664磅（19,443公斤）
發動機
1×Wright XJ67-W-3渦輪噴氣發動機，15,000 lbf（66.7 kN）
1×Wright XRJ55-W-1衝壓噴嘴，18,800 lbf（83.6 kN）
性能
最大速度：馬赫數3（作為渦輪噴氣發動機）/馬赫數5（僅限衝壓噴氣發動機）
實用升限：80,000英尺+（24,390米+）
爬升速率：19,000英尺/分鐘（5,800米/分鐘）
翼載荷：96 lb / ft 2（470kg / m 2）
推力/重量（噴射）：0.57：1（僅加力燃燒器）; 0.95：1（後燃器和衝壓噴氣發動機）
作戰半徑：245英里（394公里）
空載航程：1,545英里（2,486公里）
武器
36 2.75英寸（70毫米）FFAR火箭
6 GAR-1 / GAR-3 AIM-4 Falcon
4 GAR-1 / GAR-3 AIM-4獵鷹飛彈
2核尖端空對空飛彈
