09.16 世界上哪款战斗机最好看?-小编心中最帅战机F-14雄猫式战斗机

曾几何时,一部阿汤哥的《壮志凌云》让全世界为之疯狂,该片上映后缔造了1亿7千6百万美元的美国国内票房与3亿5千3百万美元的全球票房成绩,被誉为是自《火狐狸》(Firefox)之后,最成功的一部空战电影。其中阿汤哥驾驶的F-14更是让小编进一步感受到了F-14的魅力。

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壮志凌云海报

F-14雄猫式战斗机F-14 "Tomcat" Fighter)是美国海军曾使用的一款超音速空优及长程拦截用舰载战斗机。采双引擎、可变后掠翼与双尾翼、双座配置,由格魯門(Grumman)公司承包开发制造,专门负责以航空母舰为中心的舰队防卫任务。首架F-14于1970年试飞,1974年正式服役,以取代F-4鬼怪式战机作为美国航空母舰舰队的防卫。F-14在服役后期曾追加低空导航暨夜间红外线标定䇲舱,具备有基本的精确对地攻击能力。F-14在美国海军服役32年后,于2006年9月22日正式退役,由F/A-18E/F超级大黄蜂式打击战斗机所取代。

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经典的骷髅涂装VF-84中队F-14

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F-14雄猫战机

设计

F-14的设计定位为制空战机及海军长程拦截机,为使驾驶者有良好视野,其驾驶舱罩为泡型舱罩设计,驾驶舱有两个座位,前者为驾驶员,后者为雷达拦截官(RIO-Radar Intercept Officer)。机翼为可变后掠翼设计,机翼后掠角度可随飞行速度改变,以使在任何速度机翼的升力及阻力都能做到最优化。

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可变后掠翼是F-14的一大特点,在高速时,主翼完全后掠而成三角翼状

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在低速时,主翼伸展,使得F-14在各种高度、速度都有最佳的升阻比。

两具引擎分别置于机身左右两侧的独立机舱,各离机身1-3呎远。机身由驾驶舱往后渐修薄,在两引擎之间形成一扁平机体,这个扁平机体形成了机翼以外的另一升力体,产生额外升力,占整体升力的40%-60%(视机翼后掠角而定),当中容纳了油箱、航空相关装置(例如可变后掠翼的机械)及飞控系统。此扁平机体下方可以挂载各式各样的武器或其他装备,基本的包括AIM-54、AIM-7及AIM-9导弹,而内置武器为一具20mm M61火神式机炮置于左侧。

机身与机翼

F-14机身为三胴机体结构,两个引擎分别置于驾驶舱两侧后方的独立舱体内,与驾驶舱相隔数吋之远,驾驶舱往后渐修薄,在两引擎之间成一扁平状机身把两引擎相连,此段机身容纳了油箱、电子、飞控系统,与及可变后掠翼的机械结构。这种气动布局与把引擎喷嘴紧密靠近相比有较低的气动阻力,因为两喷嘴过于紧密会气流交互干涉而扁平的机身也成了机翼以外的升力体,为战机带来额外的升力,降低了翼负荷,大为提升了转向能力,前苏联的Su-27系列也使用类似设计。

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F-14的机翼后掠角度可以由20°(完全伸展)至68°之间变动,最大变动速度为每秒7°后掠角由机上的飞行电脑(Central Air Data Computer - CADC)自动控制(必要时也可由飞行员直接控制),使机翼在任何高度与速度下都能达到最佳的升阻比,使得F-14有惊人的高速及转向性能。停泊时,机翼后掠角可增至75°,与水平尾翼(升降舵)部分重叠,以节省航空母舰上的宝贵空间。在紧急情况下,机翼后掠角68°或不对称也能在航母升降。

机翼前后都有襟翼,在低速时,例如降落,可以下打以增加升力。每机翼上有4片扰流板,控制扰流板打开的数目就能在不影响俯仰角不变的情况下控制升力,在航母降落时,飞行员就能保持对飞行甲板的视线下精确控制飞机的高度及下降速度,以使飞机在甲板上的适当位置着陆,格魯門称这控制方式为"直接升力控制"(Direct lift control - DLC)。

两引擎前方、进气道外则各有一翼套,可变后掠翼的转动点就在翼套内,使得转动点远离机身纵轴,目的是为了减少因可变后掠翼改变后掠角而引起的升力重心位置变动,由于三胴机体的两引擎相隔较远,相比同时期的F-111,F-14机翼转动点离机身较远,因此升力重心的移动更少。机翼固定于两个翼梁,各置于一长6.7m、横跨机身的箱型结构的两端,箱型结构内建了油箱,以钛合金制成,轻而强度高,但加工困难且成本高,格魯門在生产时使用了电子束焊接技术[4]由于可变掠翼转动的需要,当机翼由完全后掠转至伸展时,原先后掠时机翼所在位置就留下了缝隙,这个缝隙会由可以缩胀的气袋封密填补,以免缝隙产生气动阻力,而气袋缩胀所需的高压气体则由引擎提供。

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F-14在两引擎之间有一扁平状机身、常被昵称为“pancake”(薄烤饼)。

两翼套的前侧位置设有可收纳和张开的小三角前翼,作用可以让升力重心前移,目的是扺消机翼后掠时导致的升力重心后移及超音速飞行时产生的机首下压的现象。当主翼伸展至后掠角小于35时前翼会被禁止张开,以避免升力重心过度前移而导致不稳定在M1.4以上会自动伸出,这使F-14在M2下仍可以有7.5g的机动性,但后来为了简化维修而取消了此功能。就算前翼收起,翼套本身也对F-14的飞行性能有所帮助,除了提供升力外,翼套的后略角较大,形成了像双三角翼或LEX的作用,在较大攻角时(16°— 25°)会产生边缘涡流,流经主翼上方时令升力提升最多达40%,并在攻角达至90°也不失速。而机翼上的襟翼也可在机动时下打,除增加升力外也在主翼上方产生低压吸引机首产生的涡流远离垂直尾翼,使垂直尾翼在高攻角时也能发挥较大的作用,保持机身的横向稳定性。以上使F-14有相当的高攻角性能,在小于38°攻角可完全受控,而瞬间则可以拉大到65°。

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F-14翼套附近的近照,主翼完全伸展,翼套后的气袋(黑色部分)充气填补了主翼伸展后留下来的缝隙。

三胴机体减少了气动阻力、可变后掠翼优化了在任何环境下的升阻比、加上扁平机体产生相当的额外升力(特别是当主翼收入至最大后掠角时,超过60%的升力由机身产生),F-14的敏捷性远比预期为佳。但由于可变后掠翼的翼轴在机动时会承受极其强大的应力,F-14的机动最大只可有7.5g。

F-14的水平尾翼可以在+15°至-35°之间差动或连动,负责控制升降及与扰流板一起充当副翼的功能,当主翼后掠角小于50°时,侧滚是由扰流板及水平尾翼一起负责,大于50°时就由水平尾翼负责。

F-14的原设计只有一片垂直尾翼,在引擎舱下方设有可收折的腹鳍,以增加在超音速飞行时的稳定性,但经风洞测试后改为后果更佳的双垂直尾翼,外倾5°,置于两引擎舱的上方,只保留细小的外倾腹鳍,以平衡垂直尾翼所产生的阻力,并简化为固定式。与单一垂直尾翼相比,双垂直尾翼可以在保有同样操纵性下有较低的高度,较适合航舰的操作环境。

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由于机翼后掠角是可变的,机翼下的挂架不可能以固定方式装在机翼下,不然武器的指向就不能与机首指向一致,若要挂架随后掠角变动作对应的调整,机械上就变得复杂,重量、可靠性及成本都有影响,幸而F-14的扁平机体及翼套提供了足够的位置给武器挂架,格魯門于是将所有挂架都设置于扁平机体及翼套。引擎舱下也可以各加装外部油箱。

引擎

F-14A使用两具普拉特·惠特尼(Pratt & Whitney)生产的TF30低旁通比涡轮风扇引擎。TF30是美国第一部涡轮风扇引擎,使用于当时的F-111、A-7。TF30是当时海军无可选择下的“临时性”决定,TF30的性能并不符合F-14的设计要求(F-14设计推重比为1),用上了TF30的F-14推重比与F-4一样,只是F-14优异的气动性能使F-14比F-4有更高的爬升率。

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F-14A 采用2具P&W TF-30-P-414A引擎

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F-14A+和D改采用2具GE F-110-GE-400引擎

航电与飞控

F-14的驾驶舱内配置两位飞行员,其中前座为驾驶员,后座则是雷达拦截官(RIO),驾驶员座设有抬头显示器(HUD),由于研发年份较早,在F-14A、B型上并无多功能显示器(MFD - Multi function display)的配置,一直到之后的F-14D才开始配置。

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F-14A的前座仪表配置(1984年)

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F-14D的仪表配置,增加多功能显示器(Multi Function Display, MFD)的使

武器

基本武器为内置于机身左则座舱下方的一门20毫米口径M61A1火神机炮。F-14的炮弹供应系统与其他战斗机稍有不同的地方是,使用完毕的弹壳会被送回到弹药鼓中,不会排放到机身外,原因是机炮位于进气口的前方,抛弃的弹壳有可能被吸入而损伤引擎。备有藏弹量676发,射速可选每分钟4000或6000发。由使用了几何可变翼,翼下挂架需要配合机翼的角度变化而旋转,所以F-14的机翼并无挂架,武器挂架置于机身多处:

  • 扁平的机身下方、机腹位置,分前后两排共有4个武器挂架;此处可以携带炸弹,空对空导弹,干扰与侦查荚舱等。

  • 两翼套下也有一武器挂架,可以使用双联装挂架携带两枚空对空导弹,一枚导弹与一具火箭夹囊,或者是一枚导弹与低空夜间标定暨导航荚舱(LANTRIN)。当F-14携带6枚AIM-54不死鸟导弹时,其中两枚是装在这个位置。

  • 两边进气道下方各一处:此处专门携带副油箱。最初是设计用来携带不死鸟导弹,可是基于与地面的空间过小而改到翼套的位置。

可挂载的武器包括AIM-54不死鸟长程空对空导弹,AIM-7麻雀半主动雷达导引中程空对空导弹,AIM-9响尾蛇红外线导引短程空对空导弹。

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发射不死鸟导弹

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挂上六枚AIM-54不死鸟导弹的F-14

技术资料(F-14D)

一般规格

  • 乘员: 2 (机师与雷达拦截官—RIO)

  • 长度: 62 英尺 9 英寸(19.1 m)

  • 翼展: 31 英尺(9.45 m)

  • 展开 64呎1吋(19.54 m)

  • 收折 38呎2吋(11.65 m)

  • 高度: 16 英尺(4.88 m)

  • 翼面积: 565 平方英尺(54.5 m²)

  • 翼型: NACA 64A209.65 mod root, 62A298.91 mod tip

  • 空重: 43,735磅(19,838 kg)

  • 一般起飞重量: 61,000 磅(27,700 kg)

  • 最大起飞重量: 74,350 磅(33,720 kg)

  • 引擎: 两俱 Gneral Electric F110-GE-400 afterburnign turbofans

  • 军用推力 16,610 磅 (73.9 kN) (每俱)

  • 最大推力 30,200 磅 (134kN) (每俱)

  • 最大载油量: 内部油箱16,200磅

飞行性能

  • 最大速度:

    2.34 马赫( 1,544 英里/时)(2,485 km/h )(高空)

  • 作战半径: 500 海哩(572 英里,926 km)

  • 最大航程: 1,600 海里 (1,840里,2,960 km)

  • 最大升限: 50,000 英尺(15,200 m)

  • 爬升率: >45,000 英尺/分(229 m/s)

  • 翼负荷: 96 磅/平方英尺(468.7 kg/m²)

  • 推重比: 0.88(满载时)

武器装备

  • 机炮: M61 Vulcan 20mm火神炮,备弹675发

  • 导弹:

  • AIM-9两枚 + AIM-54六枚(此配置之重量使F-14无法在航舰上降落,加上阻力的限制,很少出现)

  • AIM-9两枚 + AIM-54两枚 + AIM-7三枚(冷战时期经常性配备)

  • AIM-9两枚 + AIM-54四枚 + AIM-7一枚

  • AIM-9两枚 + AIM-7六枚

  • AIM-9两枚 + AIM-54四枚

  • AIM-9两枚 + AIM-7四枚

  • AIM-120八枚+AIM-9两枚(仅作为测试用途)

  • 炸弹:

  • JDAM精确导引弹药(PGMs)

  • 铺路者激光导引炸弹(Paveway)激光导引炸弹,包括GBU-10、GBU-12、GBU-16(铺路者II)与GBU-24(铺路者III)等版本

  • Mk 80系列通用(无导引)炸弹,包括Mk-82、-83与-84等不同重量的版本

  • Mk 20石眼II(Rockeye II)集束炸弹

  • 其他:

  • 战术空中侦察荚舱系统(Tactical Airborne Reconnaissance Pod System, TARPS)

  • 夜间低空导航暨红外线瞄准荚舱(LANTIRN pod)

  • 外挂油箱

  • 航电:

  • AN/APG-71雷达

  • AN/ASN-130惯性导航(INS)、红外线搜寻追踪(IRST)与战术控制(TCS)系统

  • 远端视讯接收器(ROVER)

F-14引擎停机时喷口不对称的现象

停泊状态的F-14A尾喷管会出现左小右大的情况,这与F-14和TF30的设计有关。

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停泊状态的 F-14A 尾管“左小右大的情况”

F-14全机的液压系统和电力系统的能源供应全来自两台引擎,TF30引擎的变截面喷管动作由引擎上的加力燃烧室供油泵提供,喷管截面的调整除了可在飞行中由飞控电脑控制外,还设置了两种自动模式:起落架负重(weight on wheels)和起落架空载(weight off wheels)。

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F-14A 尾管“左小右大的情况”

这两种模式由主起落架上的重量传感器控制,飞机在地面时处于起落架负重模式,引擎喷口会自动扩张至最大的状态降低排气速度,减低推力,避免高速排气对地勤人员造成伤害。

飞机起飞离地后,就会自动转换成起落架空载模式,此时除了开加力,引擎的喷口都是在收缩状态,增加推力。


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