麦克唐纳的“妖中妖”——F-101“巫毒”战斗机

万磁王

作者：Armstrong
来自空军之翼

麦克唐纳 F-101A“巫毒”
　　麦克唐纳 F-101“巫毒”双发战斗机原本是作为远程护航战斗机研制的，用于伴随战略空军司令部（SAC）对苏联实施核打击的轰炸机。但“巫毒”从未执行过这个特殊任务——最终扮演的角色是战术侦察机、远程截击机和核打击飞机，还是第一种平飞速度超过 1,609 千米/时的生产型战斗机。“巫毒”家族中仅有侦察型参加过实战，在北越上空执行过速度最快的作战任务（除 SR-71 之外）。但是“巫毒”的所有型号都存在着缺陷——无预警机鼻上仰，这是由于流经机翼上表面的气流对高置平尾下表面的不利影响所致。
　　早期的麦克唐纳 F-88 护航战斗机没有获得生产订单，这是因为美国空军（USAF）假定 B-47 和 B-52 喷气式轰炸机凭借其高性能可在未来的冲突中不再需要战斗机护航。但是在朝鲜战争期间 USAF 发现共和 F-84“雷电喷气”战斗机在护航沿鸭绿江一侧轰炸朝鲜目标的 B-29 轰炸机时，不能保护轰炸机免于遭受速度更快的米格-15 的拦截。性能更好的 F-86“佩刀”缺乏航程和续航力来进行有效的护航。为了满足对有效的远程护航战斗机的迫切需求，USAF 一开始计划使用共和 F-84F“雷霆”。但是 SAC 也同时提出研制一种航程极大的护航战斗机，用以伴随康维尔 B-36 洲际轰炸机。1951 年 2 月 USAF 颁布了一种需要满足此类要求的战斗机的规格需求书。

具有奇特机翼外形的共和 F-91“雷鸣”

　　洛克希德、北美、诺斯罗普、共和和麦克唐纳都提交了各自的方案。洛克希德提交了 F-90 和 F-94，北美提交了 F-93，诺斯罗普提交了 F-89“蝎子”全天候截击机的护航改型，共和一下子提交了三种不同的方案——F-91“雷鸣”、F-84F、以及 F-84F 的涡扇型，麦克唐纳则提交了 XF-88 穿透战斗机的重大改型。

F-101A 与第二架 XF-88 原型机的直接对比，机身加长加宽以增加内油容量，平尾移到垂尾顶部

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　　1951 年 5 月麦克唐纳的方案获胜，1951 年 10 月 USAF 挪用了 1952 财年原本用于 F-84F 和 F-86F 项目的拨款，采纳麦克唐纳的建议将该机立刻投产。该项目使用了类似 F-100“超佩刀”的研制办法，完全跳过通常的原型机阶段，直接开始全速生产。最初的生产型下线后开始试飞，所作的任何必要改进都引入生产线。USAF 希望该机采用这种研制策略后能够尽快服役，但风险也很高，如果一切都按计划顺利进行的话，空军的确能够迅速装备新机；但新机在试飞中可能遭遇预料之外的问题，这就需要对已服役的飞机进行大范围修改，会大大增加成本并造成长时间延误。考虑到麦克唐纳的方案基本上是 XF-88 的放大型，而不是“全新”的设计，USAF 认为风险比较小。
　　1951 年 11 月 30 日，新的改进型 F-88 编号被定为 F-101，1952 年 1 月 3 日麦克唐纳获得研制意向书。
　　1951 年 12 月爱德华·M·弗雷士领导的麦克唐纳设计团队推荐 F-101 安装两台带加力的艾利逊 J71 涡喷发动机，其推力接近 XF-88A 使用的威斯汀豪斯 J34 的三倍，是生产型 F-88 计划使用的威斯汀豪斯 J46 的两倍。

威斯汀豪斯的涡喷发动机广告，但该公司技术实力欠佳，最终市场份额被 PW 吞噬

　　但是 USAF 认为推力仍然不够，倾向于使用两台推力更大的普惠 J57 加力发动机（加力推力 7,802 千克），但需要对原设计进行重大修改。F-101 的发动机与 XF-88 的安装位置相同，设计师重新设计并放大了翼根进气口以增加空气流量。考虑到需要装载更多的燃料，机身加长加宽，内油是 XF-88 的三倍多（8,862 升 VS. 2,779 升），此外还可以挂载两具 1,703 升的外部副油箱。

J57-P-13 涡喷发动机，尾喷管造型非常有特色，周围具有包住动作筒的整流鼓包

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　　与 XF-88 相比，F-101 的全动平尾移至垂尾顶部，通过增加内翼段的弦长使后缘前掠增加了翼面积，从 32.52 平方米增加到 34.19 平方米，还减小了机翼厚度，并将副翼向内侧移动。

F-101 的后缘前掠增加了翼面积，后缘内侧下方是大尺寸富勒襟翼

襟翼

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　　F-101 的增压座舱安装有蛤壳式座舱盖，飞行员配备了弹射座椅。后机身安装了减速板和减速伞，以便在较短跑道上降落。

减速板由 XF-88 的向前打开改为向后打开

　　该机被规定同时安装两种空中加油系统，座舱前的机鼻安装有可收放软管式加油探杆，机背上还安装了硬管式加油插座。

R/F-101A 同时兼容两种空中加油系统，可充分利用 USAF 现有的加油机队

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　　F-101A 安装有 APS-54 雷达，4 门 20 毫米机炮，可挂载三枚“猎鹰”空空导弹或 12 枚无制导火箭。进行转场时，20 毫米机炮的弹药箱可被一个 856 升的辅助油箱替换。

F-101A 在机腹下方可并列挂载 3 枚“猎鹰”空空导弹

　　1952 年 7 月 F-101 的全尺寸模型通过审核，1953 年 5 月 28 日 USAF 与麦克唐纳签订了首批 39 架 F-101A 的生产合同。
　　随着 1953 年 7 月朝鲜战争的结束，也大大缓解了 F-101 项目的紧迫性。此时美国空军改变的想法，希望麦克唐纳修改设计使 F-101 不光可执行远程护航任务，也可执行核打击任务。1954 年 5 月 USAF 决定暂停 F-101 的批生产，直到完成了所有必须的改进并可以开始 II 类试飞时，完成试飞的目标日期是 1955 年 3 月。

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　　1954 年 8 月首架 F-101A（53-2418）如期交付，在圣路易斯完成了一些地面测试后，该机被运至爱德华兹空军基地（AFB）。1954 年 9 月 29 日麦克唐纳试飞员罗伯特·C·利特驾驶该机进行了首飞，在 10,668 米高度达到了 0.9M 的速度。不到一个月之后，F-101 的极速向前推进到 1.4M。

首架 F-101A（53-2418）在爱德华兹 AFB 的干湖床上

试飞中的 F-101A（53-2418）

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　　此时 USAF 再一次对该机的需求做出了调整，他们认为 F-101A 的航程还不够大，无法全程对 SAC 的轰炸机进行护航。因此 SAC 不再相信 F-101A 计划的可行性，并失去对该机作为护航战斗机的任何兴趣。按说这将是 F-101A 计划的末日，该机会步 XF-88 的后尘。幸运的是战术空军司令部（TAC）看到了该机作为核战斗轰炸机的潜力并以武器系统 WS-105A 的项目接管了 F-101A（“WS”是五角大楼曾在很短时间内使用的飞机、坦克和军舰研制项目编号）。于是 F-101A 最终变成了一种混合飞机，既安装了对空用的 APS-54 雷达和 MA-7 火控系统，也安装了投掷核弹用的低空轰炸系统（LABS）。

LABS 投掷核弹时的越肩甩投战术

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　　1954 年 10 月 28 日，USAF同意该机开始全速生产。1954 年末另三架 F-101A 下线，立即开始了 I 类试飞，1955 年 1 月开始 II 类试飞，此时出现了发动机压气机失速的问题。最终通过重新设计内部进气道布局并修改压气机设计解决了这个问题。
　　到 1956 年中期 USAF 对已经交付的 29 架 F-101A 进行持续试飞，发现了一些结构、发动机、空气动力学、和武器方面的一些问题。也许其中最大的问题是自动上仰，该问题在经过许多努力后并未彻底解决。领导“巫毒”联队的罗宾·奥兹准将报告 F-101A 在没有大幅度的机动下就会突然自行进入无预警上仰状态，甚至有时在巡航中也会发作。F-101A 挂载副油箱全襟翼起飞时的迎角非常接近失速迎角，雪上加霜的是此时流经机翼上表面的气流对平尾下洗作用，还进一步加大抬头力矩。1956 年 1 月 10 日罗尼·R·摩尔少校——一个有着 10 架战绩的朝鲜战争英雄在佛罗里达州埃格林 AFB 因 F-101A 机头上仰失速坠毁而丧命。

F-101A 挂载两个副油箱全襟翼起飞时的迎角非常接近失速迎角

除标准的两个 1,703 升副油箱（上图）外，F-101A 还测试过单个 2,661 升副油箱

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　　由于 F-101 的许多问题等待解决，1956 年 5 月 USAF 再次命令限制该机生产。在 1956 年余下的日子里 F-101A 的生产速度被限制在每月 8 架，但这次的限产令持续时间并不长。在此期间，麦克唐纳花在改进现有 F-101A 上的时间远远超过生产新的飞机，共进行了 300 项 USAF 提出的修改，外加 2,000 项公司修订的改进。
　　麦克唐纳在解决上仰问题上花费了很长时间，还转门设计了一个主动抑制器，部分解决了该痼疾。在对主动抑制器进行了满意地试飞之后，USAF 最终在 1956 年 11 月撤销了 5 月的限产令。不管怎样，自动上仰问题从未得到彻底解决，并困扰着“巫毒”的整个服役生涯。还有一个没有解决的问题是向前收起的前起落架在速度超过 145 千米/时的情况下无法收起。
　　F-101A 安装了 4 门 20 毫米机炮，另外可挂载一个 735 千克或者 1,484 千克的“特别挂载”——核弹。F-101A 装备了 MA-7 火控系统和 LABS，该机并不能投掷常规炸弹。

F-101A 可在机腹挂载一枚核弹，图中是 735 千克的 Mk 7 核弹

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　　1957 年 5 月 2 日第一架“巫毒”交付了贝里斯特伦 AFB 的第 27 战略战斗机联队（SFW），该联队之前装备 F-84F“雷电”。11 月 21 日前麦克唐纳交付了后 77 架 F-101A，但其中只有 50 架装备了作战部队，余下的被用于各种实验和测试用途进行除虫，从未正式服役。
　　1957 年 7 月 1 日，第 27SFW 被移交给 TAC 成为第 27 战斗轰炸联队（FBW），F-101A 的任务是核打击，可在机腹中线挂载一枚核弹。

第 27 战斗轰炸联队的 F-101A 53-2425