「滾回繪圖板」航空史上那些被淘汰的方案184-洛克希德噴氣起源

nordland 發佈 2024-04-27T08:36:30.706097+00:00

動力: 2 × Lockheed L-1000 axial-flow turbojets , 5,100 lbf thrust each。

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40年代黑科技

1939年底,歐洲和亞洲戰雲密布,留給美國置身事外的時間,看起來越來越少了。1939年11月27日,美國陸軍航空兵宣布了R-40C 需求競標,旨在1941年建造與當時歐洲新型號戰鬥機性能相當的高性能戰鬥機。@nordland 今日頭條 原創首發

陸航的規格要求整理為需求XC-622:

  • 單引擎,單座,在20,000英尺時最高時速至少為425英里/小時,足以隨意攻擊或離開戰鬥區域。
  • 七分鐘爬升到20,000英尺
  • 良好的飛行員能見度
  • 四門槍武器
  • 足夠的機動性
  • 一個半小時的續航時間
  • 最初提出了2,000馬力,24缸「H」液冷普惠X-1800-A3G發動機

在這個時候,洛克希德飛機公司認為追平歐洲的優勢無法給美國帶來安全,陸航需要一種激進的「黑科技」來生產一種在當時看起來「根本不同」的飛機。這種飛機將在速度和高度方面對當時的活塞戰鬥機具有絕對優勢,這是任何其他國家都無法觸及的。

鴨式布局

1939年-1940年,洛克希德公司由工程師克拉倫斯·L·「凱利」·詹森,威利斯·霍金斯和霍爾·L·希巴德針對XC-622設計了許多「紙面方案」。總體方案被命名為L-133,各種設計使用「-」和數字標記在後面。和他們的競爭對手一樣,凱利在很多方案中都採用了鴨式布局。

縱觀航空歷史,鴨翼或「尾部前置」類型的設計一直都沒有中斷,第一架鴨式飛機其實也是第一架現代飛機,即萊特兄弟的飛行者1號。但是在隨後的發展中,鴨式布局反而被「邊緣化」了,作為傳統「發動機前置」配置的替代方案。然而,儘管設計師有創造力,但製造商並不喜歡將鴨式布局推向大規模生產。

當第二次世界大戰期間設計的戰鬥機速度越來越快,由於接近跨音速,開始面臨嚴重的空氣動力學問題時,設計師再次嘗試使用鴨式布局來解決這些問題,通過後置發動機和主翼消除了螺旋槳渦流對飛機阻力的影響。通過這種不算新的布局,還可以將機翼安裝在重心後面來減少壓縮抖動的問題。鴨式布局迎來第一次復興,英國邁爾斯公司建造並飛行了M.35和M.39B原型機,作為M.39轟炸機的技術演示機。

鴨式布局的L-133採用雙垂尾,後置發動機,鴨翼位於座艙下方,凱利的野心不止於此,他還準備在L-133項目上引入劃時代的噴氣動力技術,後置的發動機可以很方便的更換為噴氣動力。

噴氣動力

工程師內森·普萊斯(Nathan Price)是一位才華橫溢的人,他在1933年就開發了一種蒸汽輪機,這種發動機驅動螺旋槳為Travelair雙翼飛機提供動力和飛行。隨後輾轉多家公司參與引擎設計,他和同事們繼續開發燃氣輪機的概念,最終設計了一台燃氣渦輪噴氣推進發動機。此時正好需要一個機身來檢驗這種全新動力。

在整個第二次世界大戰期間,噴氣動力戰鬥機的發展有可能在戰爭的空戰中帶來決定性的優勢,只有德國和英國在戰爭結束前服役了噴氣式戰鬥機,但它們在因為服役太晚和數量太少而無法發揮作用。如果美國能夠在此時投入噴氣式競爭,將很有可能在戰爭結束前完成。


普萊斯於1941年前往洛克希德飛機公司擔任通用電氣XP-49渦輪增壓器安裝顧問。在那裡,他遇到了「凱利」詹森,普萊斯向詹森介紹了燃氣輪機概念。詹森正在研究一種高速飛機設計,這似乎與普萊斯的發動機自然契合,洛克希德資助了發動機開發,命名為L-1000。洛克希德L-133飛機和L-1000發動機就這樣誕生了。凱利很容易將L-1000發動機融入L-133方案,由於預期推力不夠,需要安裝兩台。

L-133

1942年,修改後的L-133是一架鴨式單座飛機,原設計的雙垂尾被單垂尾取代。L-133的主翼形狀與洛克希德P-38閃電的外翼部分基本相同。

L-133能夠在50,000英尺高空達到0.94馬赫速度。由兩台L-1000軸流式噴氣發動機提供動力,發動機從機頭的橢圓形進氣口進氣。它的長度為 48 英尺 4 英寸,跨度為 46 英尺 8 英寸。武器計劃是四門集中在機頭的 20 毫米機炮。

除了速度之外,其他獨特的概念還有翼身融合的機身設計、增強升力的開槽襟翼、邊界層控制系統和反作用推力滾動控制。

遺產

1942年3月30日,洛克希德正式將L-133-02-01提交給美國空軍審議。由兩台L-1000渦輪噴氣發動機提供動力,帶有未來主義的鴨翼設計,預計單座戰鬥機在水平飛行中最高時速為612英里/小時(985公里/小時),但射程僅為310英里(500公里)。

在許多方面,L-133遠遠領先於時代,但是美國陸軍航空隊非但沒有留下深刻的印象,反而被嚇壞了。它告訴洛克希德停止浪費時間並建造更多的P-38閃電戰鬥機。在這個時期,由於缺乏經驗,美國軍事規劃者仍然認為防禦飛機將在10000英尺的高度與來襲的轟炸機作戰,並且不需要以超過400英里/小時的速度行駛。

洛克希德當時並不知道陸航了解英德在噴氣發動機方面的進展,並試圖主導美國這種發動機的整體發展。此後,洛克希德工程副總裁H.P Hibbard只是批准了這個項目,因為他覺得他的公司將獨開發這種600英里/小時的飛機。

1943年6月,加利福尼亞州伯班克,在正式獲得了陸航噴氣項目需求以後,詹森領導他的工程師團隊,從L-133設計中獲得了足夠的經驗,僅用了143天就開發出美國陸軍航空隊的第一架實用的噴氣式戰鬥機P-80「流星」。這個工程師團體構成了後來稱為「臭鼬工廠」的洛克希德高級研發部的起步班底。雖然在戰爭結束後才服役,P-80「流星」仍然是美國第一架大規模服役的噴氣式戰鬥機。

P-80不如L-133先進。由於美國空軍沒有批准L-133項目,用於L-1000發動機在開發過程中長期停頓。因此,P-80最方便的發動機選擇是基於英國離心式壓縮機設計的艾里遜J33。P-80是一種廉價的單引擎飛機,採用傳統的機翼和尾翼設計,沒有使用L-133的翼身融合和鴨翼布局,似乎也是來自L-133被否決的經驗。

L-133的另一個遺產是L-1000發動機,洛克希德雖然放棄了開發測試,但允許梅納斯科發動機製造公司繼續開發,最終誕生了XJ-37噴氣式發動機,這種引擎在萊特航空公司建造到1950年。@nordland 今日頭條 原創首發

技術參數

  • 機組: 1
  • 長: 48 ft 4 in (14.73 m)
  • 翼展: 46 ft 8 in (14.22 m)
  • 機翼面積: 325 sq ft (30.194 m2)
  • 動力: 2 × Lockheed L-1000 axial-flow turbojets , 5,100 lbf (23 kN) thrust each
  • 最大速度: 625 mph (985 km/h, 543 kn)
  • 武器:4 × 20mm nose-mounted cannon
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