谈及垂直起降战斗机,人们很容易联想到F-35B、AV-8“鹞II”、雅克-141等机型。实际上,早在鹞式证明了垂直起降平台效能的近20年前,美国海军就开始尝试用另一种方法在没有跑道的情况下部署战斗机。
内华达试验场
二战结束后,美国深知无法长久保持核垄断地位。1949年8月29日,现今哈萨克斯坦境内的塞米巴拉金斯克试验场发生核爆炸。此次试爆开启了一个大国军事竞争的新时代。短短数年时间里,美苏核武器的储备量加起来达到了7万枚。在确保相互毁灭的前提下,整个世界处于一种极度脆弱的平衡之中。双方为了领土和声望剑拔弩张,真正的问题不再是“核战争是否会爆发”,而是“什么时候爆发”。
美国军方高层必须考虑,如何在首轮核攻击过后继续战斗并最终获胜。二战期间,航空基础设施呈现爆炸式发展,欧洲、太平洋等地出现大量起降跑道。一旦爆发新的冲突,这些跑道将为美国及其盟友向苏联领土投射重型轰炸机提供便利,也因此它们势必成为苏联首要攻击目标。于是,许多军用飞机开发项目中出现了垂直起降(VTOL)概念,美国军方需要一种不依赖跑道起飞和降落的新型战斗机。上世纪50年代,美国空军资助了加拿大VZ-9“阿芙罗飞车”项目。与此同时,美国海军收到了洛克希德公司和康维尔公司提交的方案。
洛克希德XFV“三文鱼”
对于美国海军来说,垂直起降平台将赋予其从非航空母舰上发射拦截战斗机的能力。如有必要,美国海军甚至考虑在大战爆发时从商船上发射垂直起降战斗机。
1951年6月,洛克希德公司被授予了XFV-1试验机制造合同。这架原型战斗机拥有传统的机翼以及经过强化的X形尾翼,一台5850马力的涡轮螺旋桨发动机驱动一对三叶反向旋转的螺旋桨,这让战斗机看起来像是直升机和螺旋桨战斗机的杂交体。最不同寻常之处在于,它被设计成用机尾起飞和降落,机头则笔直指向空中。
机头冲天的XFV试验机
洛克希德公司邀请了著名的凯利·约翰逊来设计XFV,后者当时已完成美国首架大量生产和服役的喷气战斗机P-80“流星”的研发。作为一名传奇的飞机设计师,凯利·约翰逊主导了U-2侦察机、SR-71“黑鸟”和F-117“夜鹰”等多个军用飞机项目。
XFV-1从未完成过一次垂直起降
为了进行常规起降测试,XFV-1安装了一套颇为笨拙的起落装置,包括下方尾翼的两个机轮。1953年12月,XFV-1由试飞员赫尔曼·萨尔蒙驾驶在地面滑行测试时短暂地“弹跳”升空。不到一年之后,即1954年6月,该机第一次真正飞上了天空。
XFV-1原型机垂直展示
不幸的是,原型机上安装的艾利逊YT40-A-6涡轮螺旋桨发动机不够强大,无法支撑实际的垂直起飞或降落操作要求。洛克希德计划采用即将推出的(更强大的)艾利逊T54发动机,该发动机将产生7100马力的功率,但是由于发动机的发展问题,XFV从未换装新的动力装置。
博物馆陈列的XFV-1
XFV-1原型机总计进行了32次短暂飞行,甚至设法在短时间内将机头向上悬停,但从未完成过一次垂直起飞或降落。
康维尔XFY“弹簧高跷”
康维尔在垂直起飞和着陆方面的做法与洛克希德有很多相似之处。与XFV一样,康维尔的XFY“弹簧高跷”被设计为机尾竖立,利用一对三叶反向旋转螺旋桨像直升机一样起飞。一旦升空,飞机就会重新调整方向,像传统的螺旋桨飞机一样向前飞行。
试飞员要想进入驾驶舱并不容易
单就目的而言,XFY“弹簧高跷”比洛克希德的方案更成功。首次户外试飞始于1954年8月,此后不久飞机又进行了70次垂直起飞和着陆演示。同年11月,在康维尔技术团队和试飞员詹姆斯·科尔曼的合作下,XFY-1首次完成了从垂直飞行到水平飞行的过渡。为了使过渡更加容易,驾驶舱内的飞行员座位被安装在平衡架上,该平衡架在垂直飞行模式下将飞行员定向为45度,水平飞行时将飞行员定向为90度。
身子前倾的XFY-1试飞员
尽管前期测试取得了成功,但随后的测试飞行也暴露出竖立垂直起降战斗机的先天缺陷。在飞行过程中,XFY-1并没有减速板或扰流板以便在高速飞行后减速,而更麻烦的是该机异常困难的着陆方式。飞行员不得不扭转身子向下看,将机身调整为垂直姿态缓慢着陆。最后,技术团队为XFY-1安装了一套低功率雷达系统,通过一系列灯光帮助飞行员测量飞机高度,但着陆依旧存在很大的风险。很快美国海军就意识到将这种战斗机部署在非载机舰上的计划行不通,因为只有技术最高超的飞行员才有可能驾驶飞机着陆。
垂直升空的XFY-1试验机
此外,竖立垂直起降战斗机的性能也无法满足作战需求。当时喷气式战斗机的最高速度可达2马赫,而美国海军测试的螺旋桨驱动垂直起降战斗机甚至无法突破音障。最终,这一概念被摒弃了。到了1956年底,洛克希德XFV“三文鱼”和康维尔XFY“弹簧高跷”都被送进博物馆展示。
最终,美国海军为固定翼和后掠翼舰载战斗机项目投入大量资金,如F-9F“豹”、F-14“雄猫”和F/A-18“大黄蜂”等。然而,垂直或短距起飞战斗机依旧进入了美国军方的武器库中。美国海军陆战队从1971年开始使用AV-8A鹞式战斗机,如今正在尝试在两栖攻击舰上发射联合攻击战斗机的短距起飞、垂直着陆变体F-35B。