1941年,英国格洛斯特E.28 / 39完成首飞,喷气式战机从概念越来越接近实用化引起了美国军方的注意,轴心国势力正猛,获悉德国喷气机研发项目的美国军方寻找破局之法,不能在这场航空新技术变革中落人身后。
T-33教练机
格洛斯特E.28 / 39完成首飞后,陆航阿诺德将军安排将英国喷气机用W.1X发动机与发动机研发团队一起送往美国,并携带在W.1X基础上更进一步的W.2B发动机的图纸;抵达美国后由通用电气进行仿制生产,通用电气生产的IA发动机次年成为美国第一台喷气式发动机,通用电气在IA基础上研发出J-31发动机,成为美国第一款大规模生产的喷气式发动机。
J-31发动机
美国通过问英国要走捷径搞定了发动机,那么飞机呢?在美国陆航与通用电气签订自产W.1X发动机生产合同之后的第二天,陆航便找到了贝尔公司,希望贝尔为这款发动机来设计一款喷气式战斗机。这家贝尔公司在1960年因为经营不善被德事隆收购,成为今天的贝尔直升机公司;在二战期间他们主要生产固定翼飞机。
贝尔比较成功的机型只有P-39战斗机,贝尔耗费一年生产出3架XP-59A原型测试机,测试结果让军方大失所望,和同期的喷气机一样,XP-59A的发动机响应性和可靠性很差,侧向稳定性不足,滚转性能远远低于预期,而且最大速度只有665 km / h,面对高性能螺旋桨战斗机并没有多大速度优势,反而在格斗性能和经济性可靠性上远不如后者;鸡肋的P-59最终只生产了66架。
鸡肋P-59战斗机
早期喷气机有着发动机短命、可靠性差、造价高昂、飞行员训练周期长等诸多缺点,不过一快遮百丑,面对梦幻的速度优势,美英德都对喷气式战机抱有最大的期待。被贝尔P-59伤了心的陆航决定向其他飞机制造企业寻求解决方案。
来自Me-262的紧迫感,流星诞生1943年春天,盟军情报部门发现了处于试飞阶段的四架喷气版Me 262;美英紧迫感大为提升,美国国内放弃先仿造英国发动机再设计飞机的规划,希望洛克希德能在最短时间内拿出一款使用英国发动机的美国飞机。六月,凯利·约翰逊提交设计草案,并承诺该原型机在半年内制造完毕进行测试,型号定为XP-80A。
洛克希德P-80战斗机结构图
1943年的洛克希德和其他企业一样,开足马力生产各型飞机,高峰期产量达到每天生产28架;拿到喷气式战斗机设计合同的凯利约翰逊只好在洛克希德各个项目组中挖人,集结起23名工程师和103名车间机械工人组成的团队,这就是臭鼬工厂的初创团队了。
因为保密需求,XP-80A战斗机的设计室必须远离工人众多的生产车间,于是在厂区偏僻的B-1风洞旁用马戏团用的大帐篷和装发动机板条箱搭起一个棚屋进行P-80战斗机的设计;而126人的设计团队,只有5个人知道自己参与的是最新型喷气式战斗机项目。
设计团队与生产车间直接对接,一旦完成部分设计,就亲自前往生产车间将图纸移交给负责这一部分工作的工人手中。在项目正式开始的19天后完成了对XP-80A的详细设计,并制作了全尺寸的木制模型;83天后,原型机机翼和机身制造完成准备进行总装;130天后,完成了整机所有静态测试,然后拆解通过铁路运送到空军测试中心进行测试;第139天,在测试中心装上哈尔福德H.IB发动机进行了测试;第143天XP-80A完成首飞;比陆航提出的180天期限提前37天完成。
设计团队尽量简化XP-80A的结构以缩短制造时间,全部设计图纸仅700张,一架飞机的生产时间仅是双身恶魔P-38战斗机的三分之一。
从此时起臭鼬团队以高效率著称,总是在最短的时间内拿出满足甲方要求的飞机,P- 80非常赶工,不过在后世看来P-80是非常成功的,一出生就各项性能就走在同行前列,在二战中诞生服役到了1974年。
P-80战斗机三视图
P-80战斗机的主要特点是将发动机安装在驾驶舱后面的机身中,机翼上不用像英国格洛斯特流星和ME-262那样安装大型的发动机舱,增加阻力;布置在机身两侧的进气道较Me-262离地间隙更高,受跑道异物的威胁要小很多。
英国格洛斯特流星战斗机
发动机喷口位于机身的最后端,使得飞机底部阻力急剧减小;使得成为当时第一款首飞速度就超过800km/h的喷气式战斗机。首次在机翼上采用了新型层流轮廓,进一步提高了高速性能。
在1943年末的测试中,P-80满足了美国陆航的所有期望,仿佛是初代喷气机都要遭受的魔咒,美国的喷气机也因为发动机的问题迟迟无法量产,德国喷气机是因为缺乏稀有金属,可用的发动机迟迟无法量产,而P-80使用的英国喷气发动机遭遇到了工厂的产能不足,XP-80A只好等待通用电气的J-33早日投产。
44年下旬J-33终于投产,同期进入陆航试用;因为喷气机飞行员训练周期更长,且在保密上的顾虑,美国流星与英国流星在45年都未进过德国领空,因为当时的技术装备已经不需要喷气机的加入。
挑战梦幻的速度1000km/h当P-38惊艳亮相时,为了和它的速度匹配得到个"闪电"的称号,而P-80也得到了"流星"的美称,当然今天洛克希德将F-35称为闪电就远不如七八十年前的老前辈们那样务实了~
战后美国人继续改进P-80,得益于跨音速空气动力学领域的理论研究和实验,飞机设计师获得了诸如空气可压缩性和激波等现象的基本信息,这些现象会让高速飞行的飞机产生波阻。事实证明,空气阻力在很大程度上取决于机翼的相对厚度,战后的一段时间里,飞机设计师们将注意力放在如何降低机翼厚度上,产生了飞行棺材F-104机翼可以削土豆的笑话。
通用电气J-33发动机
为了提高飞机的极速,P-80换装功率更大的J-33-A-21发动机,推力达到20千牛,由于采用注水技术,可以将其短暂提高到24千牛。
1946年英国流星F.4打破速度记录达到每小时991公里,美国人就试图打破速度记录,改出实验性的XP-80B,在实验飞行中速度接近1000 km / h时,飞行员控制副翼偏转会造成机翼气流紊乱产生抖振,从此飞行员被禁止超过960 km / h的速度飞行。
XP-80B卸下了所有武器,并且发动机的进气口进行修型改进;机翼替换为弦长较大的新翼,机翼面积的增加、相对厚度的减小;更名为P-80R与F-84并行进行了实验性高速飞行,外号"赛车手"。
不过,发动机的问题和进气口的振动使军方无法在P-80R上获得理想的效果,46年一直未能超过1000km/h,一起测试的F-84的情况并没有更好。46年在9月份,P-80R创下了983公里/小时的全美速度记录。
1947年春,军方为P-80R换装最新的通用电气J-33-23发动机。新发动机使得流星创造了新的世界纪录,首次正式克服了1000公里/小时的这条梦幻般的速度门槛。
1947年6月19日,P-80R进行了四次速度测试,从三公里的跑道上空通场,平均速度达到1003.6 km / h,一起测试的F-84将极速定格在了1001km/h。
长寿的流星P-80流星的名字确实很短寿,现实却截然相反,该机型无疑是一个长寿家族,作为初代喷气式战斗机它们服役到了七十年代;战后在测试速度极限的同时,洛克希德继续深挖P-80平台潜力,拉长机身衍生出T-33型教练机,制造的6557架T-33教练机被20多个国家采购使用,最后一架在2017年才退休,至今也有一些私人收藏的流星老而弥坚地飞行在天空上。
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