道格拉斯舰载机盘点（十）：最后的“天光”，F4D/F-6战斗机

引言

在F3D“天骑士”战斗机之后，道格拉斯飞机公司又为美国海军研制了另外一款舰载战斗机，它就是被称为“天光”的F4D战斗机，后来更名为F-6战斗机。F4D的设计和F3D战斗机完全不同，甚至也明显有别于道格拉斯设计的其他舰载机，F4D遵循并发展了德国空气动力学家亚历山大·利皮斯奇（也译为亚历山大·利皮施）提出的三角翼设计理念，成为了美国海军第一款采用三角翼气动布局的舰载战斗机。凭借独特的三角翼结构和强大的普惠J57发动机，F4D表现出了优秀的机动能力和爬升性能，并打破了多个飞行纪录。不过由于服役时间较晚、生产数量较少，F4D并没有发挥太大作用。在1967年，道格拉斯飞机公司与麦克唐纳飞行器公司合并，因此F4D成为了道格拉斯独自研制的最后一款战斗机。

一、研制历程：来自德国的空气动力学技术

F4D“天光”战斗机是道格拉斯飞机公司应美国海军的招标而设计的，但其空气动力学技术和设计理念却来自德国。1946年，道格拉斯在美国海军的舰载拦截机招标中输给了沃特公司，后者设计的V-346发展成为F7U“弯刀”战斗机。1947年，美国海军再次发布了一种新型舰载拦截战斗机的招标需求，具体要求是：最大速度要达到一马赫，能够在警报响起后的五分钟内拦截并摧毁40000英尺（12192米）高度的轰炸机，要遵循来自德国的空气动力学技术，主要是亚历山大·利皮斯奇的三角翼设计。

亚历山大·利皮斯奇是德国著名的空气动力学家，曾设计了采用单枚火箭动力的Me 163 Komet滑翔拦截器。1946年，利皮斯奇移居美国。他设计的无尾三角翼飞机受到了美国海军的注意，而且道格拉斯飞机公司的首席设计师埃德·海因曼也对这种设计充满兴趣。有资料显示，早在1945年，道格拉斯的两名飞机工程师就从德国获得了一批空气动力学资料，其中就包括利皮斯奇无尾三角翼飞机的风洞试验数据，他们还与利皮斯奇本人见面并讨论了这种设计。1946年的风洞测试验证了三角翼的技术优势，于是道格拉斯飞机公司开始着手研究三角翼战斗机。

针对美国海军新型拦截机的招标，道格拉斯飞机公司利用亚历山大·利皮斯奇的空气动力学技术和无尾三角翼设计，迅速提出了自己的三角翼设计方案，最初编号是D-571-1。1947年6月，该方案得到美国海军支持，获得了初步设计合同。随后埃德·海因曼改进了设计，推出了D-571-4方案，和D-571-1的不同之处在于三角翼的边缘更加圆润，每侧尾缘有两个升降副翼，在升降副翼和发动机尾喷管之间形成了两个坡面。1949年12月16日，美国海军采购了2架XF4D-1原型机，并将其命名为“天光”。

道格拉斯原计划为XF4D-1原型机配备额定功率7000磅的XJ40-WE-6发动机，但由于该发动机迟迟没有研制成功，所以只能搭载额定功率5000磅的J35-A-17涡喷发动机。1950年10月，道格拉斯推出了第一架XF4D-1原型机，在1951年1月23日进行了首飞。但是第一架XF4D-1原型机并不是真正的三角翼，它没有水平尾翼，俯仰时由机翼后缘的液压助推升降副翼控制，所以在飞行中很难操控。后来前两架原型机换装了XJ40-WE-6发动机，接着又升级为XJ40-WE-8后燃发动机。1953年10月3日，一架“天光”原型机创造了每小时752.9英里（约1212公里）的世界飞行速度纪录。

但是XJ40系列发动机不够稳定，为了“天光”战斗机的长期发展，道格拉斯修改了设计，为其换装了普惠J57发动机，这款发动机不仅性能更加可靠，而且推力也更强大。1953年3月，“天光”战斗机投入生产，搭载一台J57-P-2发动机，指定型号为F4D-1。第一架F4D-1于1954年6月5日首飞，在水平飞行中速度超过了一马赫。但由于机身和发动机不匹配以及存在高空失速问题，F4D-1又对进气道进行了修改，引入了边界层分流板，并且还改进了加力燃烧室整流罩。因此，一直到1956年4月，F4D-1战斗机才投入服役。

二、设计特点：独特的三角翼布局和J57大推力发动机

F4D“天光”战斗机在外观方面最明显的特点就是采用了三角翼结构，机身主体是一对圆润的三角翼，没有安装水平尾翼，而是使用了单垂尾设计。光滑的三角翼机身整合到两个后翼根中，每个翼根包含一个分裂的三角形进气口，发动机位于垂直尾翼和两个翼根进气口之间。F4D的机身采用了铝合金构造，尽管机翼面积很大，但埃德·海因曼向来注重简约设计，所以在设计F4D时也尽可能地消除多余的重量。F4D的座舱位于机身的前端，拥有坚固的框架和良好的视野。值得一提的是，F4D的座舱内安装了马丁-贝克弹射座椅，在飞行员腿部位置有一个拉环，一旦启用就会进行一系列自动操作，包括舱盖释放、座椅弹射和降落伞展开等。与F3D飞行员从机腹通道逃生相比，这无疑是一个很大的进步。

在动力系统方面，F4D战斗机原计划采用XJ40系列发动机，但其表现非常糟糕，于是F4D最终搭载的是普惠J57系列发动机。在服役期间，F4D先后搭载过J57-P-2、J57-P-8、J57-P-8A和J57-P-8B等型号的发动机。J57-P-2发动机的静推力为9700磅，最大加力推力为14800磅。J57-P-8系列发动机的静推力为10200磅，加力推力可达16000磅。在J57大推力发动机的驱动下，F4D战斗机的最大飞行速度接近1200公里/小时，爬升速度可达18300英尺/分钟。F4D的内部燃料容量为640加仑，还可以携带最多600加仑的副油箱。F4D的最大航程约为1200公里，携带外部燃料时可增加至约1900公里，执行拦截任务时可持续飞行45分钟。

F4D战斗机的固定武器是4门20毫米柯尔特Mk 12机炮，每门备弹65发，安装在机翼前缘底部。除此之外，F4D还拥有7个外部挂载点，包括1个机腹挂载点和6个机翼挂点，有效载荷4000磅（1814千克）。这些外部挂载点可以挂载副油箱，也可以挂载非制导火箭吊舱，包括6个2.75英寸7联装火箭吊舱或者4个2.75英寸19联装火箭吊舱。火箭吊舱的火控系统是Aero 13F系列火控雷达，该系统的模拟计算机可以引导飞行员锁定目标光束稍前一点的拦截点，在拦截发生前几秒钟雷达闪过目标时飞行员发射火箭弹。如果飞行员错过任何一个时机，包括角度、速度、航线调整或者雷达有一点点偏离的话，火箭弹都会失去目标。随着空空导弹的到来，这一问题得到了很好的解决。F4D可以携带4枚AIM-9“响尾蛇”空空导弹，该导弹是一种红外制导导弹，通过红外制导系统锁定目标。F4D还可以选择携带2枚2000磅的炸弹或者同等重量的其他规格炸弹，但通常不会这样做。

在航空电子系统方面，F4D战斗机安装了APQ-50A搜索和目标捕获雷达、陀螺瞄准具和通信及导航设备等。APQ-50A是一种X波段雷达，拥有24英寸雷达天线，对单一目标的最大探测距离为25英里，实际上可能只有该距离的一半。对于F4D的飞行员来说，TACAN导航辅助设备的出现是一个巨大创新，该设备是一种有126个波段的视线辅助系统，飞行员可以借助TACAN确定自己的即时方位，而不必诉诸繁琐的计算或混乱的声音信号。除此之外，F4D战斗机还配备了一个5升的液氧供应系统，因为在50000英尺以上的高空中，飞行员可能会因为缺氧而窒息。F4D的IFF系统还整合了一种选择性的识别特征，当被询问时，飞行员可以从64个代码中选择任何一个，飞机的单位和编号也可以发送出去，管制员可以立即识别飞机。

独特的三角翼布局和J57大推力发动机的结合，使F4D战斗机获得了优秀的机动能力和爬升能力，创造了多个世界飞行纪录。1953年10月3日，一架XF4D-1原型机在3公里航线上创造了752.9英里每小时的世界飞行速度纪录，这也是海军舰载机首次创造世界飞行速度纪录。1953年10月15日，道格拉斯试飞员鲍勃·拉恩以728.114英里每小时的速度打破了100公里闭合航线的世界飞行速度纪录。1954年2月23日，一架F4D战斗机在56秒内爬升到了10000英尺高度。在1958年5月22日到5月23日的两天时间里，F4D创造了五项世界爬升速度纪录，其中包括在2分36秒内爬升到49221英尺的高度，F4D全程以70度俯仰角飞行。尽管F4D战斗机也存在一些局限，但埃德·海因曼还是因设计F4D获得了梦寐以求的科利尔奖。这也从一个侧面反映出，F4D确实是一款设计出众的战斗机。

三、衍生型号：F4D-2N及其后续F5D“空中枪骑兵”

尽管F4D拥有出色的飞行性能，但它并不是一款优秀的航母舰载机，这不仅是因为它在起降方面的表现较为糟糕，而且作为一款截击战斗机，它的多用途能力也不突出。所以F4D的服役时间较短，从1956年投入使用，到1964年初就退出了现役，这也导致F4D没有太多衍生型号，下面简要介绍一下。

F4D-1。这是F4D截击战斗机首个也是主要生产型号，1956年初交付美国海军，1957年交付美国海军陆战队，到1958年12月停产时，共交付了419架。在1962年，F4D-1被重新命名为F-6A。

F4D-2。这是计划中的F4D-1的改进型号，准备搭载J57-F-14发动机，本来有100个计划中的订单，但最终全部取消了。

F4D-2N。这是计划中F4D-1的另外一个改进版本，拥有一个较长的机鼻，准备配备两部雷达扫描仪，但也没有投入生产。但道格拉斯飞机公司以F4D-2N为基础，设计了F5D。

F5D。该型号是在F4D-2N基础上设计的，又称“空中枪骑兵”。F5D的机身进行了大幅修改，但是保留了基本的三角翼布局，只不过机翼变薄了很多。为了减少跨音速阻力，F5D的翼根较薄。F5D的很多修改都是为了减少飞行阻力，提高高速飞行时的稳定性。美国海军订购了9架测试机，随后还订购了51架生产型F5D，计划搭载推力更强的J57-P-14发动机和通用电气J79发动机。1956年4月21日，F5D原型机进行了首飞，并且达到了超音速。试飞结果表明，F5D是比较容易操作的，飞行性能也不错。但美国海军还是取消了订单，只完成了4架测试机，原因是F5D和美国海军已经订购的F8U很相似。后来这4架测试机转交给了NACA，用于各种飞行试验，最后一架于1970年退役。

结语

作为美国海军第一款采用三角翼气动布局的舰载截击战斗机，道格拉斯的F4D“天光”具有优秀的飞行性能，飞行速度和爬升速度都多次打破纪录。然而F4D的设计用途较为单一，是为了拦截高空高速飞行的轰炸机而研制的一款截击机，因此一旦用途发生变化，F4D就没有了存在的必要。而且，F4D诞生在一个战机竞争十分激烈的时期，当时可供美国海军选择的舰载机型号非常丰富，仅道格拉斯飞机公司就研制了多款舰载机供美国海军使用。所以，F4D的服役时间很短，后续型号也没有能够研发下去。

在F4D-2N的全天候改进型F5D推出之后，美国海军对其试飞表现还是比较满意的，并且计划订购51架生产型。F5D改进了F4D的缺陷，本来有着不错的发展前景，然而形势很快发生了变化，美国海军取消了订单，导致F5D的发展陷入了停滞，最后只能取消研发。在这之后，道格拉斯飞机公司再也没有推出其他投入生产的新型舰载机，F4D成为了道格拉斯独自研制的最后一款舰载战斗机。1967年4月28日，由于发展不善，道格拉斯飞机公司与麦克唐纳飞行器公司合并，由此成为麦道公司的一部分。1996年12月15日，波音公司兼并了麦道公司，道格拉斯彻底成为了一个历史名词，和它所研制的各型飞机一起，留存在了世界航空发展史上。