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由 GE F404 提供动力,世界上第一架隐形战斗机F117A是“设计奇迹”

由 GE F404 提供动力,世界上第一架隐形战斗机F117A是“设计奇迹”
2022年01月21日 19:10 新浪网 作者 航空之家AviationHome

  这架战斗机没有加力燃烧室、没有机载计算机的辅助,飞机在所有三个飞行轴上都不稳定。飞机的外观棱角分明,没有曲面,甚至对于它执行的轰炸任务而言,其有效载荷有有限。

  但,千招会不如一招鲜。这架轰炸机在服役时,虽然看起来没有其他战斗机先进,但是它却拥有“独门绝技”——对于“敌人”雷达而言是隐身的。

  这架喷气式轰炸机便是洛克希德·马丁公司的F-117A“夜鹰”(Nighthawk)。

  1981年6月18日,在美国政府严格保密的情况下,第一架F-117在内华达州干涸的湖床上升完成首飞,这个区域也被称为神秘的“51区”。

  所有那些不太理想的战斗机特征都会F-117而言都不太重要,对于它而言,所有设计都是围绕隐身展开的。

  F-117为什么要隐身?

  冷战时期的冲突,是第一次以喷气式战斗机为主要特征的冲突。尽管美国对其对手拥有技术方面的优势,但在执行争议空域任务时,仍对飞行员及其飞机构成重大危险。对手的先进技术可以锁定美国战斗机并以惊人的速度将其击落。

  美国飞机制造商接受了新的设计挑战:尽量减少任何可能泄露飞机位置的特征。这意味着亚音速飞行以减少噪音的音爆。这意味着没有加力燃烧器,也没有能够发射红外信号的发动机排出的大量废气。这意味着平坦的表面会反射雷达波

  洛马的设计师拿出的方案是一架外观非常“硬朗”的黑色喷气机——F-117一直在1988年才被美国政府承认。

  大约在1978年,洛克希德·马丁赢得F-117的合同时,麦克唐纳道格拉斯的 F/A-18 “大黄蜂”也实现了首飞。通用电气为“大黄蜂”设计了全新的F404发动机,改款发动机性能可靠、可维护、重量轻、价格实惠,F404很快赢得了军方的青睐。

  对于需要发动机的绝密飞机F-117来说,F404也成为了一个有趣的选择。

  在通用电气位于马萨诸塞州林恩的工厂,F404属于“最高机密”。除了少数员工外,所有人都不知道。通用电气为F-117提供的型号是F404-F1D2。它几乎与F/A-18的F404相同。在一条由政府批准的雇员组成的独立装配线上,通用电气制造了100多台这样的发动机。

  让人大吃一惊的F404-GE-F1D2

  比尔·福尔摩西 (Bill Formosi) 在 2000 年至 2004 年期间担任 GE F404-F1D2 项目经理,时至今日他仍记得第一次见到F404-GE-F1D2的场景。

  福尔摩西回忆称:“这可能是我职业生涯的亮点”。在新墨西哥州的霍洛曼空军基地,试验人员将一架F-117从机库里拉出来,放进一个圆顶小屋,为飞行做准备。

  当F-117准备起飞时,工程人员还挤进一辆皮卡车中,跟着F-117滑行。福尔摩西表示:“人们认为,因为特殊的排气而没有加力燃烧室。F-117没有太多的动力,他们错了。飞机启动了,整个卡车都在摇晃。”

  图、1970年代,通用电气为 F/A-18 大黄蜂提供动力的 F404 的剖面图,命名为 F404-GE-402。F404-GE-F1D2 没有加力燃烧室。

  福尔摩西曾担任通用电气担任材料和物流经理,是通用电气为数不多的参与F404-F1D2项目的员工之一。根据他的说法,F404-GE-F1D2并无什么特别之处。但这也正是它的美妙之处,工程师利用现有发动机,使之拥有必要的推力和重量,并使其工作。为了适应F-117的特殊进气道,还做了一些微调。

  F-117和其他战斗机不同的是,它的进气口被特殊处理,并覆盖有特殊的雷达吸收涂层。增设的弹簧舱口,在地面上能打开,为发动机提供更多的空气。飞机一旦升空,舱门将自动关闭,以保证飞机的隐身特性。

  福尔摩西表示,发动机真正独特的部分来自排气管。他说道:“如果你从后面看一架F-117,你会发现你不能像在其他飞机上那样看到引擎。这是工程师故意设计的,这和保持它保持隐身特性有很大关系。

  图、大约1958年,一架F-84 Thunderjet,带有试验性的开槽排气喷嘴。F404-F1D2排气管也采用了同样的设计原理

  它没有像F/A-18的F404那样的加力燃烧室,而是有一个12级排气管,保持从发动机末端的圆形到排气末端的平坦性设计。这样做是为了将热废气分散到更大的区域,从而最小化其热特征。”排气管长约15英尺(约4.5米),需要多层材料来吸收发动机余热。

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