#航空创作计划##航空历史上的今天##每天认识一件兵器# 1947年3月17日,美国沃特公司的XF5U战斗机项目被终止。
1941年末,沃特V-173低展弦比飞翼飞机成功完成风洞试验后,美国海军要求沃特公司设计一款类似设计的战斗机。查尔斯·H·齐默尔曼早在1940年就开始着手此类设计。他和沃特公司的团队迅速完成了为海军设计的VS-315战斗机方案。1942年9月17日,在V-173试飞之前,海军就发出了一份意向书,订购了两架VS-315战斗机,编号为XF5U-1。其中一架是静态测试机,另一架是飞行测试机。
沃特XF5U飞机由刚性铝制机身和金属蒙皮组成。金属覆层轻巧坚固,由两层薄铝板中间夹一层轻木粘合而成。XF5U的基本结构与V-173相同,但重量更重,结构也更复杂。
XF5U的整个圆盘状机身提供升力。该机翼展较短,翼尖装有大型反向旋转螺旋桨。机尾有两个垂直尾翼,其间设有两片稳定襟翼。当飞机接近地面时,气流作用于弹簧式支柱,自动将稳定襟翼向上偏转,使气流从飞机下方排出。稳定襟翼增强了飞机着陆时的操控性。XF5U两侧装有液压助力的全动式副翼(副翼和升降舵的组合)。这些副翼的前缘是直的,而不是V-173副翼的后掠式前缘。每个副翼的前缘前方都伸出两个大型配重块。
齐默尔曼最初提议飞行员采用俯卧姿势,但最终选择了传统的坐姿。飞行员位于机翼前缘前方,并被气泡式座舱盖包裹。该机原本计划配备弹射座椅,但XF5U-1原型机没有安装弹射座椅。进入座舱需要通过一系列位于机尾的嵌入式台阶。XF5U的亚克力机头内装有机炮摄像机,并预留了着陆灯和进近灯的安装位置。
该飞机的起落架为全收放式,包括双轮尾轮。主起落架轮距为4.9米。外侧起落架舱门上的一个小凸起遮盖了外侧的双轮主起落架。较长的起落架使飞机的离地角达到18.7度。飞机的主起落架上可以安装弹射器索具,以便从航空母舰上进行弹射起飞。在航母上着陆时,XF5U的上表面会展开一个阻拦钩,悬挂在飞机尾部上方。XF5U的武器装备包括六挺.50口径机枪——驾驶舱两侧各三挺——每挺机枪备弹400发。下方的四挺机枪可以与20毫米机炮互换,但目前尚未找到与机炮配套的机枪弹药。飞机下方有两个外挂点,每个外挂点可挂载一枚454公斤炸弹。原型机上没有安装任何武器。
最初,XF5U计划采用两台14缸、功率为1600马力的普惠R-2000-2发动机。但普惠公司停止了R-2发动机的研发,因此在1945年用功率为1350马力的R-2000-7发动机取而代之。发动机被埋在机身内部,由发动机驱动的冷却风扇通过飞机前缘的进气口吸入空气。冷却空气出口襟翼位于上下机身发动机舱上。中间冷却器空气的出口襟翼则位于每个发动机舱上侧更靠后的位置。
发动机动力通过一套复杂的轴系和直角齿轮传动装置传递至螺旋桨。两速减速齿轮在起飞时提供0.403的减速比,在巡航和高速飞行时提供0.177的减速比。在最大起飞功率下,发动机转速为2700转/分(1350马力/1077千瓦),此时螺旋桨转速为1088转/分。在最大巡航功率下,发动机转速为2350转/分(735马力/548千瓦),此时螺旋桨转速为416转/分。
动力横轴安装在发动机前端的变速箱之间。一旦发生发动机故障,故障发动机将自动脱离离合器,横轴会将正常运转发动机的动力分配至两个螺旋桨。启动时,两台发动机与螺旋桨驱动装置脱离离合器。离合器采用液压接合,液压压力损失会导致离合器分离。两台发动机由同一油门杆控制,除启动外,不能独立操作。
到1943年11月,V-173的持续飞行测试表明,XF5U需要特殊的铰接式(或扑动式)螺旋桨。螺旋桨铰接装置被集成到轮毂中,方法是将一对双叶螺旋桨置于另一对双叶螺旋桨的前方。额外的空间为10度的铰接角度和螺旋桨控制连杆提供了所需的空间。当一对螺旋桨中的一片桨叶向前铰接时,另一片桨叶则向后移动。为了减轻载荷并最大限度地减少振动,螺旋桨轮毂机构使得桨叶的桨距角在桨叶向前铰接时减小,在桨叶向后移动时增大。XF5U的宽弦螺旋桨直径为4.9米,由沃特公司制造,采用浸渍塑料的普雷格伍德木材制成。螺旋桨的表面处理包括黑色桨套、木纹桨叶和黄色桨尖。螺旋桨的桨距由一个控制杆控制,无法独立调节;所有桨叶的桨距同时改变。如果两台发动机都失效,螺旋桨会自动顺桨。特制螺旋桨的制造被延误,为了进行地面测试,临时安装了F4U-4海盗式战斗机的螺旋桨。
XF5U的翼展为23英尺7.1米,机身宽度(从一侧机翼到另一侧机翼)为9.9米,每侧机翼的翼展约2.5米。飞机长8.7米,高4.5米。XF5U预计在无逆风情况下起飞距离为216米,在56公里/小时的逆风情况下起飞距离为91米。该机设计的最高速度为684公里/小时,最低飞行速度为64公里/小时。 XF5U的初始爬升率为15.2米/秒,升限为9,754米。位于机身中部的单个油箱可装载988升燃油。内部燃油使XF5U的航程达到961公里,但如果在飞机挂点上加装两个568升的副油箱,航程可增加到1,854公里。XF5U的空重为6,600公斤,最大重量为8,581公斤。
1943年6月,海军对XF5U的木制模型进行了检查。当时,该模型配备的是与V-173所使用的螺旋桨非常相似的窄型三叶螺旋桨。XF5U复杂的系统和非传统的布局延误了其建造进度,而二战期间其他更重要的任务更是进一步阻碍了其进展。1945年8月20日,该飞机正式下线,并安装了F4U-4螺旋桨。飞机进行了一些地面滑行测试,但更严格的测试必须等到沃特公司在1946年末完成特制铰接式螺旋桨的制造后才能进行。
该飞机于1947年2月3日开始滑行测试,但很快人们就对XF5U的螺旋桨驱动系统产生了担忧。沃特公司的首席试飞员布恩·T·盖顿至少进行了一次短距离的滑行,但并未进行任何正式的试飞。XF5U-1 在地面滑行过程中出现了严重的振动问题。试飞员和沃特公司都认为,对于这种配备未经检验的变速箱和螺旋桨的新型飞机而言,唯一合适的试飞地点是加利福尼亚州的爱德华兹空军基地。由于XF5U的结构,它无法拆卸,而且体积过大,无法通过公路运输。唯一的选择是通过巴拿马运河将XF5U运往加利福尼亚。面对高昂的运输费用、对XF5U的需求迫切度降低、螺旋桨驱动系统可靠性的疑问以及喷气式飞机的出现,海军于1947年3月17日取消了所有后续的XF5U项目活动。
用于飞行测试的XF5U(编号33958)在项目取消后不久就被拆解机砸毁。XF5U的刚性机身承受住了最初的冲击,但飞机已无法挽救,残骸被当作废铁出售。第二架XF5U(编号33959)则在静态测试中损毁。
齐默尔曼的飞机在研发过程中曾有过几个绰号,例如“齐默尔滑翔机”、“飞行薄饼”和“飞行煎饼”。令人遗憾的是,这款如此接近试飞阶段的创新型飞机最终未能进行试飞。
