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楼主: 万磁王

你不一定知道的“雄猫”故事

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 楼主| 发表于 2014-10-14 00:48:39 | 显示全部楼层
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座舱中的弹珠台
  文森特•迪威诺从1967年格鲁曼公司提交方案时就是F-14座舱设计和航电安装小组的负责人。
  “公司对赢得合同非常有信心,但如果不是因为我们已经具备为F-111B整合休斯AWG-9雷达系统的经验,那么参加这次竞标就很愚蠢。”
  “我们和项目飞行员通力合作来设计座舱,每个分系统的工程师都要和飞行员合作以削减分离控制器的数量,并保证所有设计都是必要的。例如在飞控系统中,飞行员们减少了提示和警告指示灯的数量。尽管一些工程师希望每个一级系统都能有自己的警告灯,但我们进行了大幅削减,除了简化设计的目的外,还因为这是一架海军飞机,美国海军不希望座舱变成充满灯光的弹珠台,不希望飞行员在弹射起飞时分心。”
  “由于F-14的续航能力高达六小时,所以我们尽量让座舱变得更舒适。如果你坐过弹射座椅,就知道它硬得像块砖。于是我们用制造床垫的Tempurpedic泡沫材料来做椅垫,然后让人在全尺寸模型中坐上6-12小时来检验即将投产的椅垫,最后我们得到了一个舒适垫子。”
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F-14A的马丁-贝克Mk. GRU-7(A)弹射座椅,上面厚厚的垫子就是用Tempurpedic泡沫材料制造的。注意上方的弹射拉环,用力拉下后不仅启动弹射程序,还会拉下一张保护飞行员面部的布帘

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 楼主| 发表于 2014-10-14 00:48:55 | 显示全部楼层
  “把这么多东西塞进F-14狭窄的机身中是一项挑战,最终我们还是完成了工作。当你为一架战斗机安排内部设备时,如果剩下多余空间,就说明的工作没做好。”
  “座舱盖玻璃本来是单块的,但当时我们找不到任何人能够造出这么大的单块有机玻璃。”
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座舱盖玻璃本来是单块的,但当时我们找不到任何人能够造出这么大的单块有机玻璃

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 楼主| 发表于 2014-10-14 00:49:17 | 显示全部楼层
  “平显的集成也是个问题。当时的平显设备就是个巨大的盒子,投影仪镜头直径足足有25厘米。平显必须成像于无穷远处,如果无法正确匹配平显和风挡,投射的目标符号就会出现在不正确的位置。另外如果平显的反射玻璃和风挡弧度不匹配,你就会抓狂于重影问题。”
  “和F-15的单块式风挡不同,我们给F-14设计了三片式风挡。这种风挡中间的平板玻璃与两侧的玻璃相比具有更好的防弹性能。”
  “我们的设计是正确的,因为之前有人已经犯过错误。F-111出于气动考虑设计的大倾斜风挡就出现了平显干涉问题,而F-14的风挡仅倾斜30度,反射的光线少于折射的光线,所以不会出现重影。这是一个拉锯战,气动设计的家伙们希望飞机能取消风挡,像枚子弹,但当我们来过后,飞机上就增加一个鼓包。”(最后F-14A取消了平显的反射玻璃,图像直接投射在挡风玻璃内侧,效果很好。)
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F-14A取消了平显的反射玻璃,图像直接投射在挡风玻璃内侧,效果很好
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F-14D采用衍射平显,有单独的反射玻璃

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 楼主| 发表于 2014-10-14 00:49:49 | 显示全部楼层
每周生产一架F-14
  鲍勃•克莱恩是诺斯罗普•格鲁门公司物流和技术副总裁,也是公司的最后一位F-14项目总工程师,1974年他还在高中念书时就开始在流水线上工作了。
  “我们每周生产一架F-14。格鲁曼公司有一个培养出两名大奖获得者的项目,就是如果你要做研究工作,就必须先在生产线上干上一个月,亲眼看看飞机是如何组装的。结果我在那个月学到的东西比我其他时间学到的都多。”
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忙碌的F-14组装线

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 楼主| 发表于 2014-10-14 00:50:09 | 显示全部楼层
  “我们对一架F-14进行了试飞和测量,并与美国海军的疲劳测试数据进行对比。我们发现‘雄猫’的寿命比预计的高出20%,相当于我们为海军节省了2.5亿美元,为9条命的‘雄猫’又增加了一条命。嗯,也许是两条,因为是20%。”
  “F-14的后座有8英寸x 8英寸(20.32厘米)的大尺寸显示器。F-14通过挂载‘蓝盾’吊舱可以投射2000磅(908千克)精确制导对地武器,成为了舰队打击任务的头号选择。我们为‘雄猫’集成‘蓝盾’吊舱、激光制导和GPS制导武器的进度很快,只花了6个月时间。高效率完成一件事的最佳方式是招很少一队人,给他们很少的钱,并限定期限。”
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F-14D后座的大尺寸多功能显示器

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 楼主| 发表于 2014-10-16 09:41:49 | 显示全部楼层
像鸟儿一样飞翔
  飞机的可变后掠翼师法自然,就像鸟儿在滑翔或减速时会伸展翅膀,在加速时会收紧翅膀那样。但要想在金属飞机上使用机械装置来模仿鸟儿的翅膀收放很困难,这花了飞机设计师们几十年的时间。现代的所有可变后掠翼飞机都是40年代梅塞施密特P.1101的后裔。
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梅塞施密特P.1101是世界上第一种可变后掠翼飞机,但是不能在飞行中变化机翼

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 楼主| 发表于 2014-10-16 09:42:19 | 显示全部楼层
  德国人制造的P.1101原型机是航空史上第一架可变几何外形机翼的喷气式战斗机。1945年5月,一队美国步兵在阿尔卑斯山脚下的上阿默高小镇的一个秘密研究实验室中发现了P.1101,该机的机翼可在地面设置成三种后掠角度,以便在风洞中研究后掠角与阻力和速度的关系,但没来得及试飞战争就结束了。
  P.1101给美国人留下了深刻印象。罗伯特•伍兹是军事情报部门的指挥官,他评估了该机并找到设计飞机的德国专家,把他们和P.1101一起送到美国。很快伍兹成为贝尔飞机公司的联合创始人兼首席设计师。
  伍兹向贝尔管理层的家伙们游说了P.1101的设计优点,在他的努力之下,贝尔制造的X-5验证机在1951年首飞。X-5实际上就是P.1101的翻版,两架X-5直接使用了从德国原型机上拆下的部件。X-5被用来研究可变后掠翼的气动性能,但与德国原型机不同的是能在飞行中改变后掠角度,成为第一架真正的可变后掠翼飞机,并成为F-14的直系祖先。
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贝尔X-5基本上就是P.1101的仿制型,但是可以在飞行中改变机翼

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 楼主| 发表于 2014-10-16 09:42:56 | 显示全部楼层
  贝尔的工程师们发现X-5的机翼从20度后掠到60度时,会同时导致重心和升力中心的变化,在后掠变化时需要前移整个机翼才能保持稳定。为此设计师们在机身内安装了导轨,可让机翼整体向前移69厘米。X-5在飞行中把机翼完全收起只需要20秒,在电动系统故障时还能手摇改变机翼后掠角。
  但X-5在机翼大后掠状态时变得很不稳定,而且无法从尾旋中改出,这让X-5变得臭名昭著。1953年美国空军的雷蒙德•波普森驾驶X-5在尾旋中撞向地面时,机翼就位于60度后掠。由于种种难以解决的技术问题,美国直到30年后才开始研制实用化的可变后掠翼飞机,这就是通用动力的F-111“土豚”战斗轰炸机。而F-111项目的经验也将帮助格鲁曼制造出F-14战斗机。
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F-111B项目的经验也将帮助格鲁曼制造出F-14战斗机
  美国海军在60年代想要一种全能舰载战斗机,既要很高的亚音速巡航效率、还要很好的高亚音速空战机动性、在最大速度不低于2马赫的同时还要具备很好的低速飞行性能。考虑了这些要求后,格鲁曼航空航天公司交给他们一个答案,这就是F-14“雄猫”战斗机——一架在飞行中能根据速度要求改变机翼后掠角的战斗机。

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 楼主| 发表于 2014-10-16 09:43:20 | 显示全部楼层
  克里斯•克拉克曾在美国海军航空系统司令部第23试飞与评估中队担任“雄猫”项目首席测试工程师,他回忆道:“这架飞机非常复杂,不过格鲁曼并没制作模型或模拟器来辅助设计,许多数据是靠计算尺和在纸上硬算出来的。”。“雄猫”的机翼可在20到68度后掠角见变化,相应翼展是从19.50米到11.58米,机载标准中央大气数据计算机(SCADC)根据高度和马赫数自动确定最合适的后掠角。F-14是北约唯一一种能全自动改变机翼后掠角的飞机,狂风不是,B-1B也不是,当然“雄猫”飞行员在SCADC出故障时也能手动操作机翼。“雄猫”的每侧机翼都由一个单独的液压动作筒驱动,每秒变化八度,一个中空的铝合金联通轴将左右动作筒齿轮箱联接起来以确保两侧机翼同步收放。海军航空系统司令部的人说F-14在30年的服役中只发生过两次联通轴失效的事故,并且都安全着陆。
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“雄猫”的每侧机翼都由一个单独的液压动作筒驱动,每秒变化八度,一个中空的铝合金联通轴将左右动作筒齿轮箱联接起来以确保两侧机翼同步收放

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 楼主| 发表于 2014-10-16 09:43:46 | 显示全部楼层
  整个机翼安装在一个被称为翼盒的钛结构上,翼盒几乎横跨整个机身,两端是安装机翼的轴承。当机翼收起时,后缘约25%的面积会被整流罩覆盖,目的是使机翼和机身间平滑过渡。此外在整流罩后方还有帆布充气袋来填充机翼下表面的空隙,在机翼展开时鼓起的充气袋还能填补整流罩后方的落差,保证气流通顺。每侧机翼动作筒都由一个单独的液压马达驱动,与人们认为的相反,F-14在飞行中展开机翼所需的动力比收起时所需的更小。展开时液压马达驱动动作筒的流量是55升/分,只需用到一个固定排量泵,收起时需要约两倍的流量,并且需要用到一个可变排量泵。这是因为机翼转轴离压力中心的距离使展开比收起容易。
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在整流罩后方还有帆布充气袋来填充机翼下表面的空隙,在机翼展开时鼓起的充气袋还能填补整流罩后方的落差,保证气流通顺

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