• 12月23日 星期一

道格拉斯A-4“天鹰”攻击机

A-4 天鹰攻击机是二战后最成功的军机之一,1956 年末进入美国海军服役并开始了漫长的军旅生涯,随即参加越战,并贯穿战争始终。越战期间,A-4 出动的架次超过美军任何一种飞机,仅 1966 年,A-4 的飞行次数即占美国海军全部轰炸攻击任务的 60%。A-4 战斗机经常保持 95% 的飞机数量可供使用,在执行任务时损失率很低。尽管如此,在越南由于各种原因,美国海军和陆战队也损失了 362 架 A-4/TA-4F。

在从美国海军和陆战队退役之后,一部分 A-4 在美军中还担负一些辅助性任务,如空中拖靶和扮演假想敌机直到 2001 年。现在一些国家 A-4 然担负作战任务,天鹰像道格拉斯的另一名机 C-47 达科他一样创下军机服役时间的惊人纪录。

道格拉斯A-4“天鹰”攻击机

最后的天鹰型号 A-4M

在天鹰被美国海军新一代舰载攻击机取代后很久,双座型天鹰还一直担负着美国海军高级教练机的任务,直到 1999 年才退役。

天鹰另一个著名的角色就是扮演假想敌机。越战中美国海军成立了著名的海军战斗机武器学校,俗称 TOPGUN,目的是教会菜鸟飞行员如何与苏制战斗机空战。于是天鹰被扒去航电与机载武器,大大提高了敏捷性,可以用来模拟米格-17 的飞行特性。

1974~1987 年间天鹰还成为“蓝天使”飞行表演队用机,曾在全世界无数场航展的数百万航空迷面前献技。道格拉斯A-4“天鹰”攻击机

蓝天使使用了 6 架经过改装的 A-4F

天鹰持续生产了 27 年,总生产数量接近 3,000 架,中 555 架是双座型。天鹰的主要客户是美国海军和陆战队,外国客户中有四个国家购买了道格拉斯生产的全新天鹰,另有四国购买的是美军二手机。

在面对同时代战斗机不断上涨的重量趋势(如美国空军的 F-86 和海军 F9F),道格拉斯的首席设计师爱德华.海尼曼博士(Edward Henry Heinemann)成立了一个团队用公司投资研究是否能扭转这一趋势,减重在降低成本与提高性能上的好处是不言而喻的。他们提出一种十分大胆的仅 7,000 磅重的喷气式战斗机,1952年1月将初步研究成果提交给了海军航空署。

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这位海尼曼博士也是航空界的大师,这位通过自学成才的工程师在 1936 年出任道格拉斯公司的首席工程师一直到 1960 年代,美海空军早期的攻击机多半出自他之手,因而有了“攻击机先生(Mr.Attacker)”的称号

海军表现出了些许兴趣,但是手头已经有了好几个战斗机项目,于是建议道格拉斯将同样的设计思想用于研制一种舰载攻击机上去,该机要能投掷核弹,最大速度 500 英里/小时,作战半径 345 英里,2,000 磅武器挂载能力,最大总重低于 30,000 磅。

两周后海尼曼团队就完成了研究,并且性能指标大大超过了海军的要求,飞机全重仅 12,000 磅,连海军规定的上限一半都不到,最大速度也超出 100 英里/小时,作战半径超出 115 英里。道格拉斯被授权进行进一步的研究,在此期间增加了航程要求,全重也相应提高到 14,000 磅。

新飞机是下单翼布局,机翼为修形三角翼,四分之一弦长处后掠角 33 度,翼展仅 27 英尺 6 英寸,所以就免去了机翼折叠机构,节省了不少重量并简化了结构。机翼有三根一体式翼梁,并沿顺翼展方向铺设强化蒙皮。三角翼内部形成一个单体盒状结构,并安装有内部油箱。机翼前缘有自动伸展的缝翼,后缘有开裂式襟翼,翼梁之间的空间大部分被 560 加仑的内部油箱所占据。

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A-4 的前缘自动缝翼

飞机安装有常规倒 T 形尾翼,平尾可以电动调整安装角,以便在飞行中调整配平。后机身两侧各安装有一片大型减速板。

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平尾可以电动调整安装角,算是半个全动平尾吧。照片中下方是火箭助推器

发动机是按许可证制造的英国阿姆斯壮.西德利蓝宝石涡喷(Armstrong Siddeley Sapphire),额定静态推力 8,000 磅,将由莱特公司制造,美军编号 J65。发动机安装在机身中间位置,座舱两侧进气,进气口位置较高,发动机后有长长的尾喷管道。

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蓝宝石涡喷,英国的航空发动机技术到现在也是世界领先的

机内油箱总容量 770 加仑,包括机翼油箱以及座舱后和进气道之间的机身自封油箱。所有外部武器外挂在机腹和机翼的三个外挂点上。内部武器是两侧翼根处的两门 20mm 航炮。包括一枚 MK 12 核弹在内的设计全重是 14,250 磅,此时依靠内部油量作战半径仅 400 英里。

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下单翼布局形成了整体三角翼,内部可利用空间很大

长长的主起落架固定在机翼后缘内侧,主起落架向前收起,同时机轮旋转 90 度纳入机翼起落架舱,由于机翼较薄,所以形成了横贯整个翼根弦长的主起落架整流鼓包,前起落架向前收入机鼻下方。之所以把起落架都设计成向前收起,是因为起落架解锁后,在气流的阻力下可以自动伸展到位,省去了起落架应急放下装置。起落架长而纤细,提供了起飞时足够的离地净高。

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翼根处的起落架鼓包。主起落架在翼根纵向布置的好处在于:1、不占用机身空间;2、不与翼下挂架冲突;3、结构简单,所以在 F-35 和新一代鹰狮上又看到了这种设计

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起落架长而纤细,提供了起飞时足够的离地净高

座舱盖为蛤壳状,通过铰链向后打开。座舱内配备了弹射座椅。

1952 年 2 月道格拉斯通过了初步全尺寸模型的审核,同年 6 月 12 日获得制造一架原型机的合同。军方型号 XA4D-1,BuNo137812,原型机的资金来源于已经取消的 A2D“天鲨”。1952 年 10 月通过了最终全尺寸模型审核,这时海军已经定购了 9架 生产型飞机,很快又将增加到 19 架。

XA4D-1在道格拉斯加州埃尔塞贡多(El Segundo)工厂组装,1954 年 2 月下线。这架飞机立即获得一个绰号“天鹰”,还有人戏称其为“海尼曼的改装老爷车”。原型机安装了无框风挡,机鼻前方是长长的试飞空速管,为试飞员准备了 NAMC II 型弹射座椅。原型机仅安装了机腹挂架,没有着舰钩和机炮。

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新下线的 XA4D-1 原型机,注意无框风挡略有气泡状

XA4D-1 随后被运到 100 英里之外的爱德华兹空军基地,由于 7,200 磅推力的莱特 J65-W-2 涡喷发动机的延迟交付,首飞推迟到了 1954 年 6 月 22 日,试飞员是罗伯特.拉恩(Robert Rahn)。

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罗伯特.拉恩在 XA4D-1 BuNo137812 座舱内留影

在 XA4D-1 随后的试飞中,逐步加上了生产型 A4D-1 上的许多装备,如尾钩、尾喷管整流,机翼涡流发生器,和全部三个外挂架。

初期型天鹰

A4D-1 是天鹰的首个生产型。首机(BuNo137813)在 1954 年 8 月 14 日首飞,此时仅仅距原型机首飞才两个月。道格拉斯一共生产了 165 架 A4D-1,最后一架在 1957 年交付。

第二架 A4D-1 BuNo137814,注意尾喷管与原型机一样,还没有“糖匙”的整流片

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A4D-1 几乎与 XA4D-1 一样,但是尾喷管做了称为“糖匙”的整流修形,并安装了着舰钩,和所有的三个武器挂架:一个在机腹中线,另两个在机翼起落架整流包外侧。三个挂架公可挂载超过 5,000 磅的武器外挂,也可以挂 3 个副油箱,总容积 800 加仑。紧挨着座舱后的机背上安装了 UHF 无线电大型刀形天线。有框风挡取代了原型机的无框风挡。内部武器为每侧处的两门柯尔特 20mm 航炮,每门备单 100 发。作为攻击机,A4D-1 没有装雷达,鼻锥内塞满了航电。发动机是 7,700 磅静态推力的莱特 J65-W-4 或者-4B。

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仍然是 A4D-1 BuNo137814。这是 1955~56 年间进行的空中加油试飞。注意尾喷管上方的“糖匙”的整流片。在这架飞机上受油管安装在右翼上,而此时飞行员正错过了天袭者放下的锥套。在 A4D-2 上受油管改在了机身右侧

1955 年 10 月 15 日,戈登.格雷(Gordon Gray)上尉驾驶 A4D-1 BuNo137820 创造了 100 公里闭合航线的速度纪录——695.163 英里/小时。该纪录之前是由美国空军 F-86H 创造的,这也是第一次由攻击机破此纪录。

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戈登.格雷与 A4D-1 BuNo137820,飞机上安装了长长的试飞空速管

1957 年 1 月第一架 A4D-1 加入了 VA-72 攻击机中队。VA-93 则是西海岸第一个接收 A4D-1 的中队,1957 年 9 月部署在提康德罗加(Ticonderoga,CVA-14)号航母巡弋西太平洋。1957 年 1 月海军陆战队的 VMA-224 成为首个接收天鹰的陆战队单位。

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VA-93 蓝色火焰中队的 A4D-1 BuNo139958 正在被吊运到提康德罗加号航母上

1958 年部署在汉考克号(CVG-15)航母上的 A4D-1 BuNo142169,该机隶属 VA-153 蓝尾苍蝇中队

最终海军和陆战队有 18 个攻击机中队换装了 A4D-1,这些中队原先几乎都是战斗机中队(VF/VMF)。在海军,天鹰与道格拉斯自家的螺旋桨攻击机“天袭者”一道服役。A4D-1 被天鹰更先进的型号取代后,转入海军和陆战队后备中队服役。

1962 年 9 月的大改名运动中 A4D-1 型号改为 A-4A。有趣的是越战时期,一部分 A-4A 的型号又改为 TA-4A。其中有两个原因,一时新型号的天鹰性能大大超过 A-4A,所以后者被考虑用于训练任务;二是出于政治因素,改名教练机型号后可以减少帐面上在越南部署的攻击机数量,减少舆论压力。

A4D-2 是天鹰的第二个生产型,加强了后机身结构强度。其他改进之处还包括引入单层方向舵,新方向舵采用了粘接工艺,将薄板与加强肋按三明治结构胶粘而成,取消了铆钉,并增加了调整片。新结构的方向舵解决了 A4D-1 在高速下方向舵抖振的问题,该抖振会导致机体后部结构疲劳。A4D-2 外部最引人注目的改动就是在右侧机身增加了不可收放的空中受油管,机腹中线挂架具备了挂载 300 加仑“伙伴”空中加油吊舱的能力,该吊舱尾部容纳了绞盘和锥套,使得天鹰具备了空中加油与受油能力。

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VA-83 的 A4D-2 BuNo145006 在为 F8U-1P 进行空中加油

A4D-2 的航电中增加了导航设备,火控系统增加了发射“小斗牛犬”无线电遥控空地导弹的能力,飞控系统经过升级,并且还增强了起落架支柱并增加了燃油增压系统。

A4D-2 为飞行员配备了 Escapac 1 火箭弹射座椅。

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A-4B 尾喷管上的“糖匙”的整流片

首架 A4D-2 在 1957 年 9 月交付,陆战队的 VMA-211 是第一个装备这种飞机的中队。道格拉斯共生产了 542 架 A4D-2。1962 年 9 月 A4D-2 型号改为A-4B。

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VA-22 的这架 A-4B 在翼下挂载了 AIM-9B 响尾蛇空空导弹,早期型天鹰经过升级后也可以挂载空空导弹

当更新型号的天鹰问世后,A4D-2 转入海军和陆战队后备单位服役,与 A-4A 一样,一部分 A-4B 转为单座教练机,型号也改为 TA-4B。

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天鹰虽小,但外挂能力很强。这架 VMA-113 中队的 A-4B 挂载了 18 枚 250 磅(11

海军和陆战队一些过剩的 A4D-2 后来经过翻新后卖给了国外空军,后面有详述。

所有早期型天鹰都是昼间攻击机,不具备在恶劣气候和夜间作战的能力。于是诞生了具备全天候作战能力的 A4D-2N。

A4D-2N 的机鼻加长了 9 英寸用于安装了 AN/APG-53A 防撞雷达。除此之外航电中还增加了一个攻角指示器和低空轰炸系统、以及自动驾驶仪、全飞行姿态指示器。风挡增加了雨刷,并调整了座舱的布置。弹射座椅也升级为改进型的 Escapac 1A-1 低空弹射座椅。

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A4D-2N 原型机 BuNo145062,增加了 AN/APG-53A 防撞雷达,初步具备全天候作战能力

A4D-2N 一开始安装的是 7,000 磅静推力的 J65-W-16A,后来换成了 8,400 磅静推力的 J65-W-20。

1958 年 8 月 21 日 A4D-2N 首飞,1960 年 2月 陆战队 VMA-255 中队的 A4D-2N 初步形成作战能力。道格拉斯共生产了 638 架 A4D-2N。

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A4D-2N 的座舱

1962 年 9 月仍在生产中的 A4D-2N 型号改为 A-4C。为了提高产能,在 A4D-2N 生产过程中道格拉斯决定将天鹰生产线从埃尔塞贡多搬迁至长滩(Long Beach),长滩工厂是美国政府出资在加州帕姆代尔(Palmdale)建造的。此次搬迁在 1963 年分批实施。

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越战期间,美国海军的战斗机曾短暂采用迷彩涂装。图为 1966 年小鹰号航母上的 A-4C,隶属 VA

1961 年两架 A4D-2N(BuNo148490 和 148483)被交给美国陆军,用于评估作为地面支援飞机的可能性。这种“陆军型”的天鹰在后机身下方增加了减速伞舱,主起落架机轮改为低压双轮形式,为此机翼下的起落架鼓包也相应增大。陆军在阿拉巴马拉克尔堡(Fort Rucker)试飞了这两架飞机,参与竞争的还有与诺斯罗普 N-156(F-5)和菲亚特 G.91R 。但是由于陆军没有被批准装备固定翼攻击机,近距支援任务只有空军、海军和陆战队有资格担任。所以该项目被取消,这两架 A4D-2N 也被改回到标准配置并还给海军。

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改装成双轮主起落架的陆军版 A-4C,但是美国空军是不会坐视陆军拥有自己的喷气式固定翼作战飞机的,在空军的打压下该项目被终结

有 100 架航母舰载中队的 A4D-2N 被翻新成 A-4L 以填补海军和陆战队后备单位的装备缺口。一些海军和陆战队过剩的 A-4C 和 A-4L 出售给了阿根廷、新加坡和马来西亚。

A-4C 升级至 A-4L 的目的是将这 100 架飞机升级至后期型天鹰标准,期望能凑满两个具备完全作战能力的后备航母舰载联队。

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1970 年 VA-230 蓝海豚中队的 A-4L BuNo148578。机背的“驼峰”电子设备舱成

升级包括换装起飞推力 8,400 磅的 J65-W-20 发动机,安装机背“驼峰”电子设备舱。一开始的升级工作由道格拉斯完成,后来改为道格拉斯提供改装套件,由海军维修站完成。套件中还包括 TA-4F 上首次采用的机翼涡流发生器,但是 A-4L 的武器挂架仍然是 3 个。

首架 A-4L 在 1969 年 8 月 21 日首飞,当年 12 月开始交付后备单位。

道格拉斯A-4“天鹰”攻击机

VF-725 后备中队曾担负海军后备航空兵“空中男爵”飞行表演队的任务,表演用机是 A-4L,早于蓝天使使用天鹰作为表演机。值得一提的是后备中队的飞行员都是平民,也能飞出让人叹为观止的密集队形

后来过剩的 A-4L 改装成 A-4PTM 被卖给了马来西亚。

A4D-3/4 是早期天鹰中夭折的两个型号。

A4D-3 是道格拉斯 1957 年提出的全天候天鹰改型,安装 8,500 磅静态推力的普惠 J52-P-2 发动机。海军本来订购了四架发展样机,但是由于 A4D-2N 的出现项目被取消,因为后者更简单而且便宜。

A4D-4 是道格拉斯 1958 年提出的天鹰远程全天候型号,具备在低空投掷核弹的能力。机翼由三角形改为后掠渐缩翼形,翼展增加了 10 英寸,所以外侧翼段可折叠以适应航母操作。机身和机翼下安排了 7 个外挂点,并安装了大型气泡状座舱盖。由于海军对此项目缺乏兴趣没有投资,该项目在初步设计阶段就夭折了。

道格拉斯A-4“天鹰”攻击机

A4D-4 与天鹰已经基本没有什么关系了,100% 重新设计

新生代天鹰

A4D-5 是天鹰的重大改型,换装了 8,500 磅推力的普惠 J52-P-6A 发动机。J52 与早期天鹰使用的 J65 发动机相比,燃油消耗量降低了 27%,显著提高了航程。由于更换了发动机,需要重新设计天鹰的机身中段和进气道,并在进气口增加了附面层分离导板。

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VA-164 的 A-4E BuNo151194 在北越上空,机翼外侧挂架挂载了 AGM-12 空地

早期天鹰的主要任务是投掷核弹,而 A4D-5 更突出了常规武器的投送能力,于是在机翼外侧增加了一对挂架,从而使总挂载量增加到了 8,200 磅,外挂配置更加灵活。A4D-5 的机鼻增长 14 英寸以容纳 AN/ASN-19A 导航计算机,航电中还新增了塔康导航、多普勒导弹、MK 9 甩投轰炸系统、无线电高度表和 AJB-3A 低空轰炸系统。

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