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X實驗戰機點將錄第3章:XP-80/YP-80A Shooting Star

作者:浦木│2015-03-11 16:41:35│巴幣:12│人氣:499
洛克希德飛機公司的XP-80/-80A、YP-80A、
XFP-80/-80A、XP-80B Shooting Star流星式

當貝爾飛機公司決定不再繼續從事他們原先提議的Model 29單發動機型Airacomet X-59B的硏發計畫時,美國空軍便將這工程交給位於加州的洛克希德飛機公司。事實上,自1942年起,洛克希德飛機公司一直努力的想將他們自行硏發的噴射戰鬥機設計案Model L-133與渦輪噴射發動機設計案Model L-1000推銷給美國空軍。

由於貝爾公司的XP/YP-59A與奇異公司的Model I-A發動機硏發工作已經進行到相當成熟的階段,所以美國空軍並未考慮洛克希德所推銷的L-133噴射戰鬥機與L-1000渦輪噴射發動機。此外,後者的硏發工作勢必是一個全新的開始,也是美空軍所考量的因素。

無論如何,貝爾飛機公司退出了XP-59的硏發工程。如果當時洛克希德飛機公司願意接棒的話,他們可以接到一份合約,內容是:製造一種安裝英國德哈維蘭H-1B Goblin渦輪噴射發動機的攔截機。洛克希德飛機公司馬上接受這挑戰,同時將他們自己研發的L-133戰鬥機與L-1000渦輪噴射發動機等設計研發案束之高閣。然而,洛克希德公司早期投注於L-133與L-1000的硏發努力上,顯現出豐富的創造發明能力,使美國空軍樂意與其合作。在二者通力合作之下,於是產生了洛克希德公司代表性飛機:F-80流星式戰鬥機。

(德哈維蘭H-1B Goblin渦輪噴射發動機)

1943年6月17日,洛克希德公司工程師克萊倫斯‧強生在佛羅里達州的艾格林機場看到P-38閃電式新型機的試飛時,同時也是他首次看到貝爾公司的XP-59 Airacomets安裝噴射發動機在美國飛行。此時萊特基地的羅斯上校吿訴強生有關於加州慕洛克基地XP/YP-59A試飛狀況,其成效令人失望,原因是奇異公司的Model I-A發動機使XP/YP-59A的速度比P-38更慢,如此一來貝爾公司的飛機完全無法與德國的戰機較量。
※Clarence L. "Kelly" Johnson克萊倫斯‧凱利‧強生是洛克希德乃至於整個美國航太界極具知名的飛機工程師,其經手的設計計畫有P-38、P-80、F-104、U-2及SR-71等。

(美國航太界一代宗師凱利‧強生)

羅斯上校問強生說:「你不是曾經想為美軍製造飛機嗎?利用英國答應提供的德哈維蘭公司發動機為美軍製造一架戰鬥機呢?」。強生熱心的立即回答說:「我只需要發動機的規格就足夠。」隨後強生搭飛機回到加州。在回程中,他利用信封背面及雜誌邊緣空白部份,計算出一些數據並畫出飛機的雛型。在6月18日下機當天,他隨即向洛克希德公司的總裁羅伯特‧葛羅斯與總工程師霍爾‧伊伯德提出報吿:「萊特基地要我們提出一個安裝英國製的發動機的製造機計畫,我已經畫好簡圖,也做了些統計。我想達到他們180天的交機期應不成問題。你們看呢?」

接著是一連串密集的討論和硏究。這突如奇來的消息將所付的高級工程師們弄的人仰馬翻,每個人都忙於繪製噴射戰鬥機的設計圖型。因為對他們而言,這不單純是一個機會;利用英製的發動機為美國製造一架噴射戰鬥機,這或許是一項榮譽,不過換個角度而言,它也是一個機會。但是180天的交機期真是太難了,因就所知沒有任何一家公司,可以在一年內完成飛機的設計及原型機的製造工作,更遑論六個月不到的時限。另外,由螺旋槳飛機改型為噴射機在當時是一個很大的轉變。

不過葛羅斯卻很肯定的說道:「好!凱利,這件事全交給你,我們會盡一切來支援你。」因此,流星式戰鬥機的傳奇過程便開始了。6月24日,即強生在佛羅里達州與羅斯上校談話一週後,他在萊特基地對空軍裝備司令部展示了硏製案中單發動機噴射攔截機的圖形以及數頁的規格細節。同時在他老闆葛羅斯先前的允諾支持下,強生對美國陸軍航空部答覆道:「我們會在180天內完工交貨。」,亨利‧阿諾德將軍問道:「問題是這180天從那天算起?」,強生說:「你說那天便從那天算起!...嗯~就從我們拿到官方需求計畫書那天算起吧!」強生緊跟著說。阿諾德將軍說:「那麼你們得趕快開始吧,我們會在今天下午完成需求計畫書,今天就算是第一天!」。

因此,需求計畫書上的日期為1943年6月24日。並命名為「MX-409機密企劃案」。因列為機密,故增加了如期交機的困難度,因為飛機的每一個製程,都必需被嚴密的保護著。根據計畫書,美國軍方向洛克希德公司定了3架L-140的飛機,型號為XP-80,合約號碼為AC-40680。

回到加州後伊伯德和強生集合了26位航空工程師以及105位技師開始了硏製XP-80機之工程。唐‧帕瑪和雷斯頓被任命為強生的專案助理工程師。實驗工程組主管雅特‧維瑞克在當時兼任技工組長。在第一次的會議裡,首席工程師強生律定專案的工作進度是一週6天,1天10小時,週日休息。
(XP-80參與設計人員簽名圖)

計畫進行時,強生不時的提醒他的工人,必須遵守周日休息的規定。因為有些人已經開始生病,事實上曾有一天,罹病率到達讓人無法接受的25%到30%。於是強生對他的部屬說:「你們週日回到廠裡工作,非但破壞了計畫的規定;還無法充分休息,你們自然會生病。下回再被我看到週日工作的人,我會送他回去B-17工廠。」。然而,他從未查任何人,但是在週末晚上至週一早上之間,許多工作都被莫名奇妙的完成了。
※當時洛克希德Vega廠正代工生產波音的B-17F及B-17G,合計2,750架。

1943年11月初,第1架XP-80被命名為「Lulu-Belle露露貝里」,在夜間被秘密地運往加州的慕洛克空軍基地。第139天,英國的Goblin發動機安裝上飛機。第143天,即11月15日,美國軍方接收了這架飛機並準備試飛,洛克希德公司的首席試飛員米洛‧伯前完成第二天早上首航之準備。目前為止,每件事都進行的非常順利。

(Lulu-Belle露露貝里)

在15日的深夜,迪哈維蘭公司的發動機專家必斯妥為H.1 Goblin發動機進行試飛前最後一次的試車,當發動機運轉至最高轉速時,XP-80的兩側進氣道突同時塌陷而破裂,必斯妥沒來得及關掉發動機,進氣道的碎片已被發動機吸入,並發出一聲可怕的劇響後停止運轉。發動機所受到的損害已無法修復,而要使「露露貝里」飛上藍天,只有等英國再運送另一具發動機了。

在發動機進氣道修復後,一具新的Goblin發動機重新安裝並試車,而XP-80新的試飛日期是1944年1月8日,已比原定的時程晚了54天。起飛前,強生以鼓勵口吻向試飛員說:「米洛!好好的試飛她,看她是淑女還是巫婆。假如有任何狀況,馬上飛回來。把她交給你了,好好對待她」。

沒過多久,「露露貝里」起飛了,伯前先操作一個爬升轉彎,XP-80的機翼顫動一下,他立刻放下機頭準備落地。著陸後,強生問伯前:「有甚麼困難?」,伯回答:「也許是過度小心。」,接著又說「她的副翼有點奇怪,太敏感了!」。強生說:「你有15比1的致動率和一架熱門的飛機,當然敏感了。你也許是操作過量了!」。「也許吧!」伯前同意他的說法。

「露露貝里」再度開車起飛,這回XP-80像支箭快速的升空,伯前低空飛過場面後爬升,即不見蹤影。之後他從高空快速地飛回,速度太快以致沒人查覺他已進場,直到發動機聲響在頭頂爆開時,飛機才被發覺。伯前在郊外空域測試整個副翼轉動行程。飛行結束之後,伯前發表心得說:「你不需刻意去操作她,你只要輕碰她,她就會飛到你想去的地方」。一大群觀看試飛的的美國航空軍官,對於此次XP-80的演練既感高興又感驚奇。他們表示出對P-80機迫切的需求。

英國製的H.1 Goblin發動機更名為J36型,並由美國自行製造。然而它是一種無法快速量產的發動機。無疑地,這已帶給美國軍方與洛克希德公司一項嚴重的難題。奇異公司已經在加速硏製新型渦輪噴射發動機編號Model I-40/J33型。此型發動機比Goblin稍大,推力也多了1,300磅,但是它只能裝配在稍大於改良之機身體積。因此,航空部詢問洛克希德公司能否克服此間題,強生的答覆是肯定的。

為了配合J33-GE-11發動機之安裝,第2與第3架XP-80機身與發動機重新設計後再製造。而這兩架XP-80也被洛克希德公司賦與新編號L-141或稱XP-80A。合約照舊,只修改內容。令人難以置信的是,強生的工作人員竟然在132天內完成第1架XP-80A,且在第139天作了試飛。

1944年3月10日,洛克希德公司的首席試飛員安東尼‧拉維爾在慕洛克基地,首次試飛了XP-80A。因為灰色機體使它在天空飛翔時,會有似乎消失的現象,而使該機得到「灰鬼」的名稱。它與兄弟機XP-80比較起來,重了約一噸,但性能卻出色多了。當然,這歸功於所安裝之J33型發動機,推力為3,735磅,比原先輸出推力僅2,460磅之Goblin發動機還多出1,000餘磅之推力。
※而美國空軍第二架暱稱為「灰鬼」的戰鬥機卻是相差46年於1990年出廠的YF-23二號機。
(安裝J33發動機的XP-80)

此時,美國軍方完全被說服了,1944年3月10日,美軍方即採購了13架YP-80A作為測試型飛機(合約編號為AC-2393)。隨後不久,不到一個月之內的4月4日,又追加採購量產型1,000架P-80A(合約編號為AC-2527)。

1941年,東尼‧拉維爾進入洛克希德公司成為一名試飛工程師。由於他以空中特技飛行著名,使得他在1974年退休前,擁有首席試飛員與試飛中心主任兩個頭銜。終止飛行生涯時,他在洛克希德公司服務了33年,已執行了24,000次飛行任務,累積飛行時數達10,000小時。作者曾訪問過這位飛行奇才,安裝H.1 Goblin發動機的XP-80與安裝J33型發動機的XP-80A,其間是否有極大的不同?拉維爾答道:
「因為J33型發動機的硏發成功,使得XP-80A比XP-80多了至少1,500磅的推力。事實上,這多出來的推力就相當於原先兩倍之剩餘推力。飛航時速增加了約60哩,爬升率增加了50%。XP-80A機身還較XP-80重了約2,000磅!,就我的記憶所及,這飛機較大,能攜帶更多的燃料;它還有副油箱,能攜帶各類型的武器。XP-80時速能達到500哩/時,而XP-80A在未完成所有試飛,時速已超越560哩/時,甚至於580哩/時」。拉維爾試飛過所有各種流星式戰鬥機及其的衍生機種,對於此機型的成功,他有極大的功勞。

1945年3月20日,第1架XP-80A因熄火而墜毀,試飛員拉維爾彈射跳傘成功,但仍因跌落於硬地面,而造成背部嚴重受傷。第2架XP-80A在駕駛座後面加了一個觀察工程師的座位。這架飛機設計作為安裝西屋公司24C-4或J34型軸流式渦輪噴射發動機之測試機種。24C-4型發動機後來成為洛克希德公司XP/XF-90戰鬥機的主要動力,設計概念便是由此硏發而來。
(安裝西屋公司J34型軸流式渦輪噴射發動機的XP-80A)

笫1架XP-80,「露露貝里」曾轉往第412戰鬥機大隊作密集性試飛評估。之後再送回加州慕洛克基地。1946年11月8日,在它成功地完成為期34個月的飛行任務後,便存於國家航太博物館。今日,這架美國航空史上的第二架噴射飛機,永遠地被陳列在首府華盛頓的國家航太博物館裡。

(陳展在華盛頓的國家航太博物館裡的露露貝里)

然而,洛克希德公司的流星式戰鬥機的成功得之不易。第3架YP-80A首次飛行時便墜毀,洛克希德最受敬仰的首席試飛員米洛‧伯前喪生。肇事原因是起飛後不久YP-80A的燃油系統便失效。這個悲劇迫使洛克希德的工程師們設計出一套緊急備用燃油系統。這項補救措失雖然有其效果,但是美國二次大戰中的空戰王牌理查‧邦恩少校仍因忘記打開備用燃油系統而殉職。當時,他飛的是一架早期製造的P-80A,它的發動機在起飛之後不久便失效。
※Richard Ira "Dick" Bong理查‧邦恩少校為美軍頭號空戰王牌,擊墜數40架。

總計有9架YP-80A飛機,分別送往美國本土及歐陸美軍單位作為飛行員訓練以及其它測試需求。第5架YP-80A在英國被勞斯萊斯公司改裝,以測試其R.B.41 Nene 1渦輪發動機。第2架YP-80A在組裝線上就被修改為偵照用途的原型機,型號為XFP-80A。至於第1架YP-80A則是送往加州美國海軍航空實驗室加裝特殊設備之後,在海軍基地實施一連串高速俯衝飛行測試。

同時,美軍將原來採購的1,000架P-80A追加至2,500架。但是大戰結束之後,這3,500架的訂單銳減為917架,且分別製造成下列各機型:P-80A、FP-80A及P-80B。

洛克希德公司將第9架P-80A改裝為XP-80B的原型機。這些修改為安裝1具奇異公司製造能產生4,000磅推力的J33-A-17型發動機以及一個較薄的機翼。在1946年,XP-80B做了首次試飛後,它旋即被改裝為XP-80R,稱為Racey瑞西。目的是用來打破英國於1946年9月7日所創的世界飛行記錄:615.8哩/時。

瑞西的進氣口為經海軍實驗室改良為的另一種符合氣動力特性之造型,並且保留原來的J33-A-17型發動機,座艙罩高度較低以減低阻力、且機身噴漆為銀光色,機鼻修改得更圓。這些外形修改都只為了在1946年10月刷新世界記錄,可惜並未成功。飛機再度送進工廠做作其它的改良。洛克希德公司與美軍將XP-80R作進一步的改良。修改後的XP-80R:有個較大口徑的發動機進氣道系統、機翼前緣較尖削、翼尖較短小以減輕阻力,另外安裝了一具艾利森公司Model 400改良型發動機,可產生4,600磅的推力。

(外型更為洗鍊的XP-80R Racey瑞西)

1947年6月19日,愛伯特‧鮑伊上校(後來成為空軍裝備令部的試飛組組長)駕駛XP-80R低空飛過慕洛克空軍基地•他在定時器上做了四次記錄,每個方向兩次,平均時速為623.738哩/時。此刻,美國奪回了世界飛行速度記錄保持者。如今,這架XP-80R Racey飛機陳列於俄亥俄州萊特‧派特森空軍基地的空軍博物館裡。

先前所提洛克希德公司將第2架YP-80A加裝了一個相機於機鼻中,改造為照相偵察機。傳統的編號F是代表照相,所以XF-14為此機的型號。隨後,又以FP代表偵照任務機。在1944年12月6日夜裡,第一架XF-14因與B-25轟炸機相撞,機毀人亡。它的型號後來改為XFP-80。
(機身編號44-8501的XFP-80)

另一架同性質之XF-14A的測試用照相偵察機XFP-80A由另一架P-80A硏發而成。它裝配較佳的照相電池與較易操作的相機。另一機型ERF-80A則改裝自萊特基地的偵照中心,它具有相機拆裝皆易的優點。其ERF則分別代表了:Exempt除役、Reconnaissance偵察、Fighter戰鬥機。

為了延續P-80機的生產,洛克希德公司推出了D型與E型機。D型於1948年7月提出,特點是安裝有8,200磅推力的艾利森公司的J33-A-29型附後燃器渦輪發動機,不過此提案未被採納。而E型的特色有後掠角度的機翼與尾翼,然提案亦未被接受。

當洛克希德公司在1943完成XP-80時,它萬萬想不到此機種是如此的多產,非但產生了流星式戰鬥機的A、B與C型,還發展出空軍及海軍第一架教練機T-33和T-1以及後續的F-94。這些機型本身都是成功的飛機。整體而言,自XP-80衍生出的飛機型共有9,292架。

XP-80的規格:          
  種類     單座攔截機  
  發動機     一具de Havilland德哈維蘭公司的Model H.1-A Goblin無後燃器  
  推力     2,460磅  
  翼展     37呎  
  翼面積     240平方呎  
  機身長度     32呎10吋  
  機身高度     10呎3吋  
  空重     6,287磅  
  最大起飛重量     8,620磅  
  最大速度     502哩/小時  
  巡航速度     400哩/小時  
  爬升率     3,000呎/分鐘  
  航程     600哩  
  固定武裝     6挺12.7mm機槍  

XP-80A的規格:
  種類     單座攔截機  
  發動機     1具奇異公司Model I-40 / J33-GE-11,無後燃器  
  推力     3,750磅  
  翼展     39呎  
  翼面積     238平方呎  
  機身長度     34呎9吋  
  機身高度     11呎3吋  
  空重     7,227磅  
  最大起飛重量     9,600磅  
  最大速度     561哩/小時  
  巡航速度     450哩/小時  
  爬升率     3,550呎/分鐘  
  航程     600哩  
  固定武裝     6挺12.7mm機槍  
  備註     YP-80AXP-80A二者的差異不大,前者機身較長1呎。二者皆安裝奇異公司J33-GE-11發動機。  

XP-80B的規格:
  種類     單座攔截機  
  發動機     1具奇異公司J33-A-21無後燃器  
  推力     8,230磅  
  翼展     38呎10.5吋  
  翼面積     238平方呎  
  機身長度     34呎6吋  
  機身高度     11呎4吋  
  空重     8,230磅  
  最大起飛重量     9,600磅  
  最大速度     580哩/小時  
  巡航速度     400哩/小時  
  爬升率     6,350呎/分鐘  
  航程     1,200哩  
  固定武裝     6挺12.7mm機槍  

XP-80/80A、YP-80A、XFP-80/80A、XP-80B生產情況:
  型別     序列號碼     備考  
  XP-80     42-83020     陳列於華盛頓航太博物館  
  XP-80A     42-83021     於1945年3月20日墜毀  
       42-83022     改良為安裝西屋公司J34型之渦輪發動機試驗機  
  YP-80A     42-83024     改裝為XFP-80機  
     42-83025     失事墜毀,試飛員米洛‧伯前殉職  
       42-83026       
     42-83027     送往英國勞斯萊斯廠測試安裝R.B.41 Nene 1發動機  
     42-83028       
       42-83029     
     42-83030     
     42-83031     
     42-83032     
       42-83033       
     42-83034     
     42-83035       
  XFP-80A     42-83024     YP-80A-2與XF-14的前身  
       44-85201     第10架P-80A-1的前身。  
  XP-80B     44-85200     第9架P-80A-1的前身,之後改裝為XP-80R Racey。如今陳列於俄亥俄州達頓市的美國空軍博物館。  

來源:X-Fighters:USAF Experimental and Prototype Fighters,XP-59 to YF-23
作者:Steve Pace
圖片:網路蒐集
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