F8F“熊猫”战斗轰炸机

4407

1943年太平洋战争,格鲁曼的F6F“地狱猫”大量装备美国海军,从而一举扭转了装备上的劣势,前线战斗机飞行员重获信心,准备用六挺12.7毫米机枪的密集火力来撕裂骄狂的零式。

海军和格鲁曼都认识到:尽管F6F满足了一时之需,但如果战争持续,海军还需要一种性能更好的舰载战斗机来取代“地狱猫”。此时海军手头已经有两种舰载战斗机方案:波音的XF8B-1和寇蒂斯的XF14C-1。波音XF8B-1是战斗轰炸机,体积重量惊人;寇蒂斯XF14C-1性能尚可,但没有采用海军最钟爱的空冷星型发动机。格鲁曼公司还没有提交竞争方案,但他们相信“地狱猫”后继机还是要由格鲁曼来制造!

1943年格鲁曼试飞员鲍勃·霍尔(BobHall)奉命前往英国评估一架缴获的福克·沃尔夫190战斗机。这种强悍的德国轻型战斗机给他留下了深刻印象,试飞一结束,他就匆忙回国向罗伊·格鲁曼(LeroyGrumman,格鲁曼总裁及创始人)递交了评估报告。

1943年7月28日,罗伊.格鲁曼在给首席设计师比尔·舒温德(BillSchwendler)的备忘录上,概述了设计指标。(格鲁曼第58号设计)

舒温德和他领导的设计小组立即按备忘录展开了工作。第58号设计将采用2,100马力的普拉特-惠特尼R-2800“双黄蜂”星型发动机,气动布局类似F6F,并沿用了“地狱猫”的NACA230翼型,并且第一次在海军战斗机上采用气泡座舱盖设计,给予飞行员极佳的全向视界。

F8F熊猫舰载战斗机诞生

美国海军采纳了格鲁曼第58号设计,在1943年11月29日签定了购买两架XF8F-1原型机的合约。格鲁曼成立了格鲁曼试验车间,以破纪录的速度制造出两架原型机。1944年8月21日第一架原型机在试验车间完工,这架飞机是全金属承力蒙皮,半硬壳式机身结构。制造中广泛使用了平头铆钉和点焊工艺,并辅以大厚度302W铝合金蒙皮,使XF8F-1原型机成为美国二战制造的战斗机中表面最光滑的飞机。

为了轻量化,设计小组花了大力气来减重,但同时没忘了为飞行员座舱、发动机和滑油散热器提供了装甲,否则就要成了零战第二了。但是减重的代价是内部油箱容积限制在了606升。XF8F-1的起落架舱门、襟翼、滑油散热器放气门和机炮装弹器都是液压驱动的,尾钩和机翼折叠装置由手动操作,发动机罩鳃片是电动控制闭合。方向舵、升降舵和副翼等控制翼面表面蒙布,都具有配平调整片。格鲁曼建议内部军械配置是4挺12.7mm白朗宁机枪,每侧机翼的主起落架与折叠翼之间安装两挺。海军想要第一架XF8F-1安装己投产的普拉特-惠特尼R-2800-22W两速增压发动机,第2架安装新的“E”系列R-2800-30W变速增压发动机。但由于-30W的延迟供应,两架XF8F-1都安装了-22W发动机,驱动一副直径3.84米的航空产品公司A642-G1型4叶恒速螺旋桨。

由于采用大型螺旋桨,这就决定了主起落架支柱必须加长以防止桨尖触地。为了在增加起落架长度的同时不增加机翼起落架舱所占空间,设计师在起落架支柱顶端增加了一段铰接枢轴。起落架放下时,枢轴也放下起到增加起落架总体长度的作用,起落架向机翼内侧收起时,枢轴则向外侧收起,与起落架支柱折叠一起收入机翼内。

XF8F的轮距很宽,这有助于起飞时抵消大型螺旋桨的扭矩,另一方面还具有良好的地面操控性。

XF8F的另一项创设计是采用了“安全翼尖”。如果有哪个鲁莽的飞行员做出一个超出设计极限(9G以上)的高G动作,长1米的翼尖部分就会在预制折断点处断裂,结果翼展缩短,由于杠杆原理机翼更加结实,防止整个机翼出现结构性损伤,而后者往往会导致灾难性后果。安全翼尖的断裂处很平整,飞出的翼尖有足够的距离避开平尾。失去翼尖后的飞机还保留了近一半的副翼,可以提供足够的横向控制,无论是失去一侧或双侧翼尖后,XF8F都可以安全着陆。

1944年8月21日,鲍勃·霍尔驾驶XF8F-1原型机(BuNo90460)首飞,但升空后霍尔感觉飞机响应迟缓,像一个醉汉,于是很快就降落了。格鲁曼工程师沃尔特·斯科特(WalterScott)很快就确定了问题所在:由于原型机滑油散热器安装在机翼根部,排气口设在机翼上表面,排出的热气流破坏了机翼上表面的气流,同时造成尾翼的紊流,导致操控特性不佳,其实只要将排气口移至机翼下表面就 可以解决此问题。修改完成后,霍尔再一次试飞,这回他真正“榨出了她的性能”,霍尔确信格鲁曼的XF8F-1将会在竞争中获胜。

在初期的试飞中这架原型机就飞出了682公里/小时的极速和1 463米/分的爬升率,而这还是在使用代用引擎的情况下取得的。第2架XF8F-1在1944年12月2日加入试飞工作,于是第一架XF8F-1得以飞往弗吉尼亚州兰利(Langley)机场,在NACAAmes风洞进行风洞试验,但不幸的是原型机在1945年3月风洞试验完毕后,返回格鲁曼纽约总部贝瑟特(Bethpage)时坠毁。

第2架原型机的试飞进展顺利,1944年6月海军决定将XF8F-1投入量产,首批订单23架。考虑到格鲁曼战斗机都是以猫科动物来命名,海军将F8F的绰号定为“熊猫”(Bearcat,与“地狱猫”的Hellcat一样,也有一个引申义:勇士),第2笔订单2000架F8F-1。

但是根据格鲁曼的生产计划,F6F-5的生产要持续到1946年1月,然后才能全速生产F8F。为了增大格鲁曼的产量,海军要求格鲁曼授权转包商通用汽车东部飞机分部来帮助生产“熊猫”。二战中生产了77%的复仇者鱼雷轰炸机和79%的“野猫”战斗机。

1945年2月5日格鲁曼与通用签订了转包合约,在生产FM-2“野猫”战斗机的通用汽车新泽西州林登(Linden)工厂生产1876架F3M-1“熊猫”战斗机。但到二战结束时东部飞机仍在为生产F3M-1准备工装设备,1945年8月合约被撤销。

适应测试

在完成了两架XF8F-1之后,格鲁曼试验车间又接着生产了首批23架F8F-1生产型中的第一架(BuNo90437),于 1944年12月31日下线。剩余飞机将在工厂主生产线生产。这23架F8F-1连同两架原型机的序列号从Buno90437~BuNo90461,最后的90460和90461保留给XF8F原型机。

F8F-1在几处地方与原型机不同:为了增进方向稳定性,垂尾前缘增加了背鳍,平尾翼展增加30厘米以加强纵向稳定性。因为R-2800-30W引擎迟迟不能交货,F8F-1的动力装置是2,100马力(喷水加力2,400马力)的R-2800-34W。

F8F-1在一些细节之处进行了调整,加快起落架收起的速度。F8F的起落架收起动作比较独特,先收左起落架再收右起落架。在海军增加航程和续航力的要求下,格鲁曼在在座舱地板下方的空间增加了一个油箱,载油量增加到了693升。

第2架F8F-1(BuNo90438)成为测试机,1945年2月间在贝瑟特进行了多种外挂物的试验。这架飞机在机腹中线和机翼下安装了3个Mk-51炸弹挂架,其中机翼挂架覆以流线型导流罩。

中线挂架可以挂载如下外挂:Mk-4379升副油箱,Mk-5568升副油箱,227千克炸弹,454千克炸弹。翼下挂架每个最大可以承受454千克外挂,可以是Mk-4379升副油箱,227千克或454千克炸弹,Mk-1机枪吊舱(内有两挺12.7毫米机枪)或两枚Mk-311.75英寸“小蒂姆”大型火箭弹。BuNo90438试飞表明两侧机翼外挂要对称。

从第4架F8F-1(BuNo90440)开始在每侧机翼挂架外侧增加了两个Mk-9火箭发射架,可以发射3英寸AR(空射)火箭,5英寸AR火箭(将5英寸火箭的弹头与3英寸火箭的箭 体结合而成)或5英寸HVAR(高速空射)火箭。

1945年2月17日“熊猫”开始了上舰试验, 罗伯特·M·艾尔德(RobertM.Elder)海军上校驾驶“熊猫”在“军马”号航母(USSCHARGER)上进行航母适应性测试。

F8F-1顺利通过航母适应性测试,表现出良好的着舰、起飞和甲板操控特性,为在包括小型护航航母在内的所有级别的美国航母上服役扫清了障碍。

1945年5月海军颁布了50-45号技术说明,制定了“熊猫”的飞行操作规程。在说明中唯一被禁止的机动动作是长时间倒飞螺旋,“熊猫”的杆力在较宽的速度范围内都很轻且均衡,突然的满杆持续横滚速度上限可达375节(692公里/小时),起落架放下的最大允许速度175节(322 公里/小时),襟翼放下最大允许速度规定为220节。“熊猫”的加速性很好,说明中特别警告飞行员在起飞时尽快收起起落架,否则很容易超过起落架放下最大允许速度,导致起落架损坏。

说明还强调要注意不要处于“熊猫”的速度包线边缘。像“熊猫”这样的高性能螺旋桨飞机,会在此速度下遭遇 危险的空气压缩现象。“熊猫”在高速俯冲中将会遭遇压缩现象的第一个警告:抖振,好在“熊猫”的机体坚固,经受得住。但如果没有立即减速,飞机将开始摇摆并有自动俯冲趋势,此时的速度约是0.76马赫。这是最后一次警告,如果没有立即减小油门并放下俯冲恢复襟翼(轮舱后的一小片减速板),飞机将翻转并进入不可恢复的俯冲,一头栽向地面。

“熊猫”采用了无隔框的气泡座舱盖,如果飞行员着舰失败,飞机倒扣在甲板上,气泡座舱盖无法支撑飞机重量,会危及飞行员生命。为此格鲁曼在飞行员座椅装甲背板后增加了防滚杆,飞机地面失事倒扣后避免压到飞行员。格鲁曼还生产了改装套件供海军维修人员为早期生产的F8F加装防滚杆。

生不逢时

最后10架F8F-1(BuNo90450~90459)加入驻北岛海军航空站(NASNorthIsland)和圣罗莎海军辅助航空站(NAASSantaRosa)的VF-18和VF-19中队,以加快转换训练。海军急切希望新战斗机尽快投入作战。

VF-19中队1944年末在加州圣罗莎海军辅助航空站重组,指挥官J·G·史密斯海军少校。VF-19此前配属“列克星敦”号航母,装备F6F“地狱猫”。重组后的中队保留了一些老飞行员,其中之一是驾驶“地狱猫”获得12个战绩的王牌比尔·梅森(BillMasoner),但更多的是刚从训练基地毕业的年轻海军少尉。

1945年初VF-19中队维护人员进驻格鲁曼贝瑟特工厂学习“熊猫”的维护,4月25名飞行员来到贝瑟特进行“熊猫”的转换训练。完成训练后,他们直接驾驶新出厂的F8F-1转场到圣罗莎开始了强化训练。训练进展顺利,仅遇到了一些机械和液压方面的小问题,没有发现F8F-1有什么重大缺陷。

中队顺利完成了所有阶段的战斗机训练课目,包括空空和空地枪炮射击,下滑和俯冲轰炸,以及火箭攻击等。1945年7月25至27日中队通过了“塔坎尼斯湾”号航母(USSTAKANISBAYCVE-89)的舰载资格认证。1945年8月1日VF-19中队宣布具备作战能力并进驻加州阿拉米达航空站(NASAlameda),配属于“兰利”号航母(CVL-27)。1945年8月16日“兰利”搭载F8F-1启程前往太平洋战区,就传来了日本投降的消息,“熊猫”还是没有赶上战争的尾巴,只能在下一场战争作谢幕演出了。

VF-18是第2个“熊猫”中队,此前在“无畏”号航母(USSINTREPID)上服役。1944年11月25日在冲绳“无畏”号遭两架神风自杀飞机袭击,导致失去战斗力达两个月之久。失去母舰的VF-18回到了北岛航空站进行重组,指挥官是E·J·墨菲(E.J.Murphy)海军少校,作战指挥军官是海军的二号王牌塞西尔·E·哈里斯(CecilE.Harris)海军上尉。中队在北岛接收了“熊猫”后,立即开始训练以尽快重返战场。1945年5月,形成战斗力的VF-18中队登上了“突击者”号航母(USSRANGER,CV-4),但已经没有机会重返战场。

二战结束后两周,“突击者”号在圣迭戈港搭载新组建的第18舰载航空大队启航,通过巴拿马运河,穿越飓风,抵达墨西哥湾,参加在新奥尔良举办的盛大海军节庆典。VF-18的“熊猫”在密西西比河口起飞,转场至新奥尔良航空站。鲍勃·戴维斯(BobDavis)海军上校(当时的上尉)当时是VF-18的执行官,他这样回忆起在新奥尔良参加庆典的日子:

“我们没有时间去参加城市的奢侈款待,一直在紧张训练准备航展日的低空编队飞行。在新奥尔良北部有一个陆军的P-51机场,在每天的训练中我们都能碰到P-51,毛头小伙子们碰到一起免不了争强斗胜一番,结果没有一架P-51我们不能在空中格斗击败……连续4天。唯一遗憾的是我们没能在他们机场塔楼旁作一个胜利横滚,但陆军的家伙肯定知道我们想这么干!”

航展日上,VF-18的“熊猫”们编队在运河街上空61米高度以超过644公里/小时速度掠过,中队飞行员称之为“合法的低空蛮飞”。海军节庆典结束后,“突击者”号又将VF-18送往佛罗里达州彭沙科拉(Pensacola),参加当地的另一场航展。

一系列的庆典活动结束后,疲惫的“突击者”号航母驶向费城海军船坞大修。1945年11月17日,最后一架“熊猫”从“突击者”号的甲板起飞前往中队的新基地:佛吉尼亚州诺福克航空站(NASNorfolk)。

“熊猫”新中队的成立也遭受战后大裁军的影响,海军中越来越多的飞行员和航空机械师退役另谋出路。但不管怎样到1946年11月,有9个舰载战斗机中队换装了F8F-1。此时所有中队的番号根据新命名体系进行了更改,VF-18变更为VF-18A,字母“A”表示该中队配属攻击航母,而字母“L”表示独立级轻型航母。

1945年12月,人们的注意力都集中到了对“熊猫”的争议和误会上,F8F发生了一次重大坠机事故,调查结果归 咎于一侧安全翼尖的折断。但是服役测试中已经验证了在失去一侧翼尖后“熊猫”还具有操控能力,一些海军飞行员在飞行中也遇到了失去了一侧甚至两侧翼尖的情况,但都安全着陆。本杰明·桑德森(BenjaminSanderson)海军少尉在一次轰炸训练中,对格丁纳斯岛(Gardiners)附近的一个目标进行了几乎垂直的俯冲轰炸,在305米高度拉起后左翼尖折断。当时他感觉有些不对劲,飞机需要偏转右侧副翼才能保持平衡,于是才发现了左翼尖已不知何时折断了。他低头一看,加速度计显示刚才拉起时达到了11G!。他在失去了左翼翼尖和一半的副翼后,还是设法返回罗德岛查尔斯顿航空站(NASCharlestown)。另一位VF-61的飞行员在一次高速火箭俯冲攻击完成后,拉起时两侧翼尖都折断,他还是能够改出俯冲,并报告还有足够的副翼控制能力,然后安全降落在航母上。

调查结果建议格鲁曼修改设计,在翼尖增加爆炸装置。当一侧翼尖折断时,另一侧翼尖也被炸断以保持飞机的平衡。1947年考虑到爆炸装置弊大于利,海军航空局颁布第90号更动,责令所有单位拆除爆炸装置并加强翼尖。所有F8F在下一次大修中用铆钉加强了翼尖预制断裂点,失去了安全翼尖的功能。此后所有新生产的“熊猫”机翼都经过了加强,取消了安全翼尖。

按照海军规定,“熊猫”起飞时需要弹射,但实际上是多此一举。曾有飞行员在遇到弹射器故障,驾机自行起飞的例子。海军曾专门进行了测试,发现无论在处于怎样的甲板风之下,“熊猫”都可以在甲板上滑跑起飞,所需距离甚至少于弹射起飞!。霍华德·帕卡德(HowardPackard)海军中校有在3艘航母上驾驶F8F-1的经验,起飞时没有使用过一次弹射器。

“熊猫”也装备了遍布美国的海军航空站后备中队。这些中队接收的是全新的F8F,而不是通常一线中队的“二手货”。堪萨斯奥拉西航空站(NASOlathe)的VF-882在1947~1951年间装备了F8F-1,在F9F-2“黑豹”(Panther)服役后,他们的“熊猫”移交给法国空军,1951年期间被用于越南战事。最后一架“熊猫”于1955年从后备 中队退役,结束了“熊猫”在美国的服役生涯。

“熊猫”飞行员无一例外地对F8F的性能交口称赞。戈登·E·法堡(GordonE.Firebaugh)海军上校1946~1947年间服役于VF-5A,他是这样评价“熊猫”的:

“我想这是我飞过的最棒的飞机。这架飞机能够做到格鲁曼所承诺的一切。我手下有超过一打总飞行时间低于400小时的菜鸟飞行员,我们在进行了一次持续4个月的巡航中并没有碰到麻烦……这是对F8F-1质量的证明。”

上面提到的那位不用弹射起飞的霍华德·帕卡德中校曾在中途岛战役中飞F4F-4“野猫”,后来在VF-9A飞“熊猫”。他的F8F-1飞行时数540小时,并在3艘航母上进行了75次着舰。在他20年的海军飞行员生涯中,霍华德飞过12种战斗机,从F4B-4双翼机到F-86“佩刀”(作为美国空军交换飞行员时)。他的确有资格将“熊猫”与其他飞机进行比较,他这样回忆飞“熊猫”的感受:

“这是少数几种让我享受到很多飞行乐趣并留下美好回忆的飞机,“熊猫”非常擅于特技飞行。判断一架战斗机性能的两个关键指标是翼载和动力载荷,“熊猫”有着让人惊叹的187.5千克/平方米和1.72千克/马力。”

阿诺德·M·格莱奈特(ArnoldM.Granat)海军中校,曾在VF-3飞过F8F-1,这样评价“熊猫”的性能:

“熊猫”是一种操纵响应非常快的飞机,着舰进场时就特别需要精细的控制动作来防止动作过大。如果着舰失败重飞时需要柔和控制油门,猛推节流阀控制会导致扭矩过大,飞机滚转。加速能力是“熊猫”的著名标志,从静止到3,048米高度的爬升速度纪录保持了多年,甚至比一些喷气机还快。从7,620米高度开始的俯冲需要小心使用动力,在俯冲中许多“熊猫”飞行员甚至很接近音速,可以打败耶格尔了。”