F-100戰鬥機

F-100戰鬥機

北美航空F-100超佩刀式噴氣戰鬥機(F-100 Super Sabre),于1954年至1971年服役于美國空軍。是為世紀系列之首型戰機,也是第一種實用化的超音速戰機以及首種廣泛利用鈦合金製造的戰機。F-100最初是作為接替F-86的高性能超音速戰機而設計的,然而在其服役生涯中,F-100常被做為戰鬥轟炸機使用。
  • 中文名稱
    F-100超級佩刀
  • 外文名稱
    F-100
  • 國家
    美國
  • 服役時間
    1954年9月27日
  • 首飛時間
    1953年5月25日
  • 退役時間
    1988年
  • 生產公司
    美國原北美航空公司

研製過程

北美飛機公司在成功推出F-86戰機之後,便雄心勃勃的決心研製世界上第一種將超音速平飛實用化的戰鬥機。

1949 年2 月,北美航空開始研究F-86 佩刀戰鬥機的超音速改型,工程師雷蒙德·賴斯和埃德加·舒默德(P-51 野馬的設計者)在公司自籌資金的支持下開始研究如何能使佩刀在平飛中達到超音速。研究結果表明:隻需將F-86 機翼的後掠角從 35 度增加到45 度就可以獲得這項能力,但風洞試驗表明增加後掠角隻能使最大速度略微增加,在接近音速時碰到音障,還是無法在平飛中達到超音速。

事實已經顯而易見,僅進行氣動外形的改進還不足以達到超音速的目標,還需要更大的推力——比以前大得多。為此通用汽車的艾利遜分部提出一種能夠提供 4,082.57千克推力的J35 發動機改型,幾乎是F-86 的J47 推力的兩倍。通用電氣也提出了J47發動機改型,額定推力 4,264.02 千克,加力推力 5,897.04 千克。

1949 年9 月4日,北美航空決定將全部資源集中在研製F-86D 全天候截擊機的改進型上,以確保具備超音速性能。計畫中採用通用電氣的J47 改型發動機,在 10,668 米的高度時將能達到 1.03 馬赫的極速。這種“先進 F-86D”的機翼後掠角 45 度,機身按照面積率修形。但在向美國空軍提交方案時卻被否決,美國空軍責成北美航空設計一種晝間戰鬥機。

F-100戰鬥機

在經過了一番修改後,1951年1月,北美航空向美國空軍提交了“先進 F-86E”方案。這是一種高性能晝間戰鬥機,在許多方面與“先進 F-86D”類似,機身結構基本相同,僅去掉了機鼻進氣口上方的雷達天線罩。美國空軍也否決了這個方案,但認為這個設計有發展成空優戰鬥機的潛力。

北美航空的下一個方案被稱為“佩刀 45”,“45”指機翼後掠的角度。它結合了“先進 F-86D”和“先進 F-86E”的特點,動力裝置換為普拉特·惠特尼新設計的J57-P-1 渦輪噴氣發動機,最大加力推力 6,804.28 千克。估計在 10,668 米高空能夠達到 1.3 馬赫(1,383.74 公裏/小時)的最大速度。作戰半徑1,078.03 公裏,戰鬥重量10,773.45 千克,軍械4 門20 毫米T-130 加農炮。

“佩刀45” 最後終于成功地吸引了美國空軍的註意力。北美航空要求美國空軍出資購買兩架“佩刀45”原型機,一架用于氣動測試,一架用于武器試驗。

1951 年10 月,盡管此前有關鍵的研發人員擔心這個以 F-86 晝間戰鬥機為基礎的設計將會過于復雜和昂貴,USAF 委員會還是決定啓動“佩刀45” 項目。這是因為隨著朝鮮戰爭的爆發,美蘇緊張關系一觸即發,空軍委員會此時隻希望佩刀 45 能盡快服役,保證美國空軍的空中優勢。為了加快服役進度,他們決定不經過原型機的驗證就直接投產“佩刀45” 型飛機。這是一項高風險的決策,借鏡了二戰時期B-29 的生產模式,好處是可以使一種還在紙面上的飛機盡快地提供給空軍,但另一方面將要冒極大的技術和成本的風險,因為一旦在原型機試飛過程中發現意想不到的問題,就必須對已服役和正在生產線上的飛機進行改進,並承擔由此帶來的長時間延誤。但考慮到在朝鮮的“熱戰”和與蘇聯冷戰的壓力,這個險還是值得冒的,1951 年11月1日,空軍與北美航空簽訂了兩架“佩刀45” 原型機和110 架生產型飛機的意向契約。

11 月9 日,北美航空的“佩刀45”原尺寸模型接受軍方的審查,收到了超過100項構型修改建議,空軍人員還發現了數項軍械配置缺陷並提出了一些能夠增進飛機性能的修改意見。

1951 年11 月 20 日,北美開始了“佩刀45” 生產型研製工作,公司型號 NA-192。1951年12 月7 日,美國空軍正式將佩刀 45的型號定為F-100,成為首架型號過百的美國戰鬥機。兩架原型機的型號為YF-100,公司型號NA-180,生產型為 F-100A。

1953 年 4 月24 日,首架 YF-100A(生產序號:52-5754)終于出廠,並在高度保密的情況下,從北美洛杉磯工廠轉移到愛德華茲空軍基地。北美公司試飛員喬治.S.韋爾奇(George S. Welch)在 1953 年5 月25 日駕機作了處女航,並在這次飛行突破音速。

1953 年 9 月15 日第二階段試飛工作完成,YF-100A 已經完成了 39 次飛行,總時數 19 小時 42 分鍾。

1953 年 10 月14 日,第二架 YF-100A(生產序號:52-5755)首飛。

F-100A(公司型號 NA-192)是超配刀的第一個生產型號。首架 F-100A(生產序號:52-5756)在1953 年9 月25 日出廠,並在 10 月29 日首飛,試飛員仍是喬治·韋爾奇。而這一切僅僅發生在第二架 YF-100A 原型機首飛後兩星期,超級配刀項目以驚人的速度進展。

1953 年11月底,首批三架 F-100A 開始交付喬治空軍基地,裝備戰術空軍司令部第479 晝間戰鬥機大隊第436 晝間戰鬥機中隊。由此便開始了它31年的服役生涯。

設計布局

F-100最早是作為晝間空中優勢戰鬥機設計的,該機採用正常式布局,機頭進氣,中等後掠角懸臂式下單翼,低平尾和單垂尾構成倒T型尾翼布局。

F-100卻採用機頭進氣的方式,進氣方式由機頭進氣改為下頜進氣,以便為機載雷達留出空間。雖然,機頭進氣方式阻力最小,但最大缺點是無法安裝大型機載雷達。這使得F-100日後作戰能力提升受到極大限製。自該機以後,再無一種美國戰鬥機採用這種進氣方式。

F-100戰鬥機

F-100採用傳統的皮托式進氣道,機頭沒有用來調節進氣的激波錐。這樣,超音速時將在進氣口形成阻力極大的正激波,並嚴重影響進氣道總壓恢復。這也是F-100的最大速度隻能徘徊在跨音速區的主要原因之一。不過,和通常採用機頭進氣的飛機不同,該機的進氣口是扁圓形的,而非通常的正圓形,從而構成該機獨有的外形特征。由于進氣口扁園,機頭上部線條明顯下傾,從而使得F-100具有較好的前下方視野,也為日後發展成戰鬥轟炸機提供了客觀條件。

F-100採用了新設計的薄翼型機翼,其相對厚度僅有7%,從而大大減小了高速飛行的阻力。因此,盡管其機翼後掠角隻有45度(和亞音速的米格-17相當,遠小于同時代米格-19的55°後掠角),但仍然能夠實現超音速的設計目標。

為了解決飛機跨、超音速俯仰控製問題,F-100掘棄了“佩刀”的“水準安定面+升降舵”的傳統平尾設計,而採用了全新設計的“全動平尾”,也就是將水準安定面和升降舵合而為一,以一塊單一的全動翼面取而代之。

垂尾設計是F-100發展歷程上悲劇性的一頁。該機垂尾設計在數年間經歷了由大到小又由小變大的過程,但這個看似簡單的變化卻直接導致數名優秀飛行員喪生,多架“超級佩刀”化作一堆廢鐵,以及1954年11月空軍下達的F-100機群全面禁飛令(次年2月解除)。

由于設計年代較早,F-100並沒有採用“跨音速面積律”。這一點由眾多的照片即可看出,“超級佩刀”沒有“蜂腰”特征。這勢必導致跨音速阻力大增。該機能實現超音速,主要得益于J57發動機和相對厚度較小的機翼。

總的來說,作為“佩刀”的後繼機,F-100在氣動外形上仍殘留著F-86的痕跡——“超級佩刀”的名稱已經清楚地指明了二者的關系(當然,F-100還有另外一個非正式綽號“匈奴人”),但該機仍具有自己鮮明的特點,薄翼型機翼、全動平尾更是日後正常式超音速飛機的典型特征。

F-100是第一種在機身重要結構上採用鈦合金的飛機,其主要目的是為了避免超音速飛行時氣動加熱導致飛機結構強度降低由于這一設計,每架F-100的鈦合金重量達到650磅。在1952至1954年間,北美為了生產F-100消耗了全美國鈦金屬總產量的80%(其中1953年達到95%,1954年由于鈦產量增加而回落到60%)因此F-100的造價在當時來說也是相當昂貴,達到664000美元。

家族型號

YF-100A

原型機,僅生產2架。在耗費了300萬研製人·時後,第一架YF-100A于1953年4月24日出廠。該機裝備一台普拉特·惠特尼公司研製的大推力(以當時的水準而言)XJ57-P-7二級渦輪結構、軸流式渦噴發動機。1953年5月25日,該機在愛德華茲空軍基地首次試飛,並成功突破音障。

F-100戰鬥機

F-100A

F-100A的公司型號是NA-192是超配刀的第一個生產型號。首架 F-100A(52-5756)在 1953 年 9 月 25 日出廠,並在 10 月 29 日首飛,試飛員仍是喬治.韋爾奇。而這一切僅僅發生在第二架 YF-100A 原型機首飛後兩星期,超配刀項目正以驚人的速度進展。F-100A 在大多數方面都與 YF-100A 相似,隻是垂尾截短,並在垂尾後上方安裝了一個突起的放油管。在 USAF 的藍圖中,F-100A 被設定為晝間空優戰鬥機,並被描繪成 F-86A/E/F 佩刀的理想繼任者。F-100A 安裝四門 20 毫米龐蒂亞克(Pontiac)M-39 加農炮,每門帶彈 200 發。M-39 已經安裝在 F-86F 上在朝鮮戰場進行過實戰測試,當時稱為 T-160,射速每分鍾 1,500 發,初速 1,005.84 米/秒。

1953 年 11 月底,首批三架 F-100A 開始交付喬治(George)空軍基地,裝備戰術空軍司令部第 479 晝間戰鬥機大隊第 436 晝間戰鬥機中隊。這個大隊在 1954 年 9 月 29 日具備了 F-100A 操作能力。

自 F-100A 服役以來,USAF 飛行員就一直報告說他們的 F-100A 存在穩定性和控製方面的問題,當機翼掛有副油箱時問題尤為嚴重。他們懷疑這是垂尾面積不夠大,不足以維持方向穩定性造成的。結果,大多數早期的 F-100A 從未飛到過性能包線的極限。北美公司一直不肯承認這是由于愚蠢的垂尾設計造成的。災難終于發生了,1954 年 10 月 12 日,當天經驗豐富的試飛員喬治.韋爾奇駕駛第 9 架生產型 F-100A(52-5764)進行一項俯沖極限性能測試,在一個高 G 拉起後,F-100A 空中解體。韋爾奇彈射成功,但是被座艙部分的一大塊金屬刺入體內受重傷。11 月 8 日,進行訪問的英國皇家空軍軍官傑弗裏.D. 斯蒂芬森(Geoffrey D. Stephenson)駕駛一架 F-100A,由于失去控製墜毀在埃爾金(Elgin)空軍基地而罹難。11 月 9 日,弗蘭克.N.艾默裏(Frank N. Emory)少校駕駛 F-100A(52-5771)在內華達州上空進行射擊訓練時失去控製墜毀,幸好艾默裏安全彈射。11 月 10 日,USAF 下令 F-100A 全部停飛,總數大約是 70 架,另外在工廠中還有 108 架超配刀已經組裝完畢等待交付。進行了詳盡的調查之後,所有證據都顯示 F-100A 安全性問題的根源在于較短的垂尾,也正是 USAF 飛行員一直以來所懷疑的。于是將 F-100A 的垂尾改回到 YF-100A 的式樣,這樣增加了 27% 的垂尾面積,一直到 1.4 馬赫時才會出現不穩定的現象,而此速度已在 F-100A 的性能包線之外。經過這些改動,F-100A 的高度增加到 4.68 米。

RF-100A

照相偵察機。1954 年9 月,6 架接近完工的 F-100A 被從生產線上抽出用于改裝無武裝的照相偵察機,型號為RF-100A,這6 架飛機的序列號分別是 53-1545~1548,55-1551,55-1554。拆除前機身的機炮並代之以 5 具偵察照相機,鏡頭分別朝向前方和兩側。由于照相系統無法完全容納入機身,所以不得不設定了突起的鼓包,從前風擋位置一直延伸到主翼後緣,成為 RF-100A 的明顯識別特征。RF-100A 可以攜載 4 個副油箱而不是 F-100A 的兩個,因為典型的任務剖面需要 RF-100A 進行長時間高速加力飛行,而且不會有空中加油。因為突起的鼓包,RF-100A 獲得了 “漂亮小鳥”(Slick Chick)的綽號。

F-100B

全天候戰鬥轟炸型。為了留出安裝雷達的空間,將進氣道移到機身腹部(NA-211方案,還有一個NA-212方案則基本沿用F-100的布局),並改進為楔形三波系超音速進氣道,後又將進氣道移到機身背部,形成獨特的背負式進氣道。機腹半埋一個水滴形燃油箱。機翼上的傳統副翼取消,由擾流板取代。平尾仍為全動式低平尾。垂尾經過重新設計,改為全動式垂尾,取消方向舵——這項設計後來套用到給海軍設計的A3J(即A-5“民團團員”)上。由于套用了剛剛發現的“跨音速面積律”,加上採用大推力的J75-P-9發動機,該機最大平飛速度得以達到M2.25。1954年12月,美戰術空軍發布GOR68,招標研製全天候戰鬥轟炸機。F-100B即改稱YF-107A“超超級佩刀”,和共和飛機公司的YF-105“雷公”競爭。1956年9月10日,第一架YF-107A首次試飛。由于在競爭中敗給了F-105,YF-107很快下馬,僅生產3架原型機。

F-100C

F-100C 戰鬥轟炸機是超配刀家族中首個真正具備作戰能力的型號,歷史可以追溯到 YF-100A 首飛之前的 1952 年 10 月,USAF 要求北美為超配刀研發機翼油箱,1953 年 7 月,USAF 又要求新的“濕”機翼必須有足夠的強度以掛載外部載荷。新型機翼最後套用在了 F-100C 的設計中。 美國空軍(USAF) 改變 F-100A 的定購數量,將最後 70 架改為戰鬥轟炸機構型,型號定為 F-100C,公司型號 NA-214。1954 年 2 月 24 日,空軍又增訂了 230 架 F-100C。第四架 F-100A(序列號 52-5759)被作為 F-100C 的原型機並加以改裝,延長翼尖。由于在一個已經完成的機體上換裝“濕”機翼十分困難,52-5759 保留了“幹”機翼,並于 1954 年 7 月 26 日首飛,後來又改裝高垂尾。F-100C 的機翼結構中增加到了6個承力點,用于安裝可拆卸掛架,可掛載包括副油箱、凝固汽油彈、通用炸彈、機載高速火箭,“特殊載荷”——MK-7 核彈,載彈量 2,268.09 千克。另外機翼結構進行了局部加強以承受武器釋放時帶來的突然沖擊。

F-100戰鬥機

為了適應載油的“濕”機翼,機翼的整體管線系統必須重新分配,在蒙皮與架構的螺釘接合處都註射密封材料防止泄露。在最終的設計中,F-100C 的“濕”機翼可以容納 1,707.04 升燃料,使內部載油量從 F-100A 的 2,816.04 升增加到 6,063.57 升。F-100C 具備單點式壓力加油口,比起 F-100A 的重力加油方式來是一大進步,安裝在機翼上的可拆卸空中受油管使 F-100C 具備了空中加油能力。

第一架生產型的 F-100C(53-1709)于 1954 年 10 月 19 日下線,由于此時所有 F-100A 都在停飛中等待解決垂尾問題,所以這架飛機被 USAF 有條件的接收。1955 年 1 月 17 日,北美試飛員喬治.霍斯金斯(George Hoskins)駕機首飛。這架飛機具有 F-100A 早期型的短垂尾,後改裝高垂尾。1954 年 5 月 27 日,USAF 將 F-100C 的訂購總數增加到 564 架,是最初的兩倍多,但在 9 月 27 日又重新修訂了契約,將最後的 224 架改為 F-100D。

F-100C 自 1955 年 4 月起交付戰術空軍司令部。德克薩斯州福斯特(Foster)空軍基地的第 450 晝間戰鬥機中隊成為首個裝備 F-100C 的單位,並于 1955 年 7 月 14 日具備作戰能力。1956 底,F-100C 進入駐扎在日本的第五空軍第 8 戰鬥轟炸機大隊服役。

首批 F-100C 中有少數安裝 J57-P-7 發動機,額定推力 4,400.10 千克,加力推力 6,713.56 千克。多數 F-100C(一直到第 101 架)的動力裝置是 J57-P-7 的改進型 J57-P-21,-21 型額定推力 4,626.91 千克,加力推力 7,257.90 千克,並且在高空能提供更大的推力,使 F-100C 最大時速增加約 64.36 公裏,爬升至 10,668 米耗時減少 10%。

F-100C 的較嚴重的問題之一與 F-100A 相同:在高速時有偏航並進入無控滾轉的傾向。從第 146 架 F-100C 開始,引入了偏航阻尼器。這一改進似乎有助于減輕這一個問題,所以先出廠的 F-100C 都進行了此項改裝。

從第 301 架 F-100C 起,俯仰阻尼器被加入到平尾控製系統中,這將幫助衰減超配刀的縱向振蕩。為了解決 J57 發動機壓縮機失速的問題,在發動機內部安裝減壓閥以避免出現氣體堆積現象。

1955 年 8 月 20 日,賀瑞斯.A.漢斯(Horace A. Hanes)上校駕駛 F-100C 創造了新的世界速度紀錄。他在莫哈韋(Mojave)沙漠上空 12,192 米高空的一段 15-25km 航線上來回跑兩次,平均時速 1,322.82 公裏,成為航空史上的首個超音速世界紀錄,也是首個在高空創造的的紀錄,以往的紀錄都是在超低空創造的。1955 年 9 月 4 日,卡洛斯. 塔爾博特(Carlos Talbott)上校駕駛 F-100C 橫越美國東西海岸,平均時速 982.66 公裏,總裏程 3,740.93 公裏。由于這個壯舉,卡洛斯. 塔爾博特上校被授予邦迪克斯(Bendix)獎杯(文森特.邦迪克斯(Vincent Bendix)為橫越美國大陸的飛行競賽設立的獎杯)。

F-100C 生產總數為 476 架,最後一架于 1956 年 7 月交付。

曾有超過 150 架 F-100C 部署在歐洲,主要基地在德國的比特堡(Bitburg)、福斯滕費爾德布魯克(Furstenfeldbruck)、蘭德斯吐爾(Landstuhl)、以及西部的哈恩(Hahn),另外還部署在了摩洛哥和荷蘭。美國空軍的 F-100C 服役生涯也很短暫,迅速被 F-100D 替代。退出一線後的 F-100C 轉交給 ANG,1959 年中期 ANG 的第一個中隊開始裝備 F-100C。空軍剩餘的 F-100C 在 1950 年代末大多用于訓練任務。

JF-100C

NASA研究試驗機。僅1架(生產序列號:53-1709)。

TF-100C

雙座教練機原型機,由F-100C改裝而來,僅1架(生產序列號:54-1966)。1956年8月,TF-100C首次試飛。該機在試飛中表現良好,F-100F雙座教練型由此問世。但這架唯一的TF-100C最終于1957年4月9日墜毀。

F-100D

具備核攻擊能力的戰鬥轟炸型。1956年1月24日,F-100D原型機(生產序號:54-2121)首次試飛。至停產時為止,該型機共生產1274架,佔F-100總產量的50%,是F-100最重要的一個改型。

該機實際上是C型的改進型,北美一共提出了4個改進方案,公司編號分別是NA-223、NA-224、NA-235和NA-245。

在面板上,該機仍保留C型的6個翼下掛架,但採用改進的彈射投放方式,而非原來的利用重力自由投放方式。垂尾和方向舵面積加大,其後緣上部的方形整流罩也加大,以容納雷達告警接收機天線和應急放油管。

F-100戰鬥機

F-100D的改進主要體現在航電設備上。該機裝備了明尼珀利斯-霍尼韋爾公司研製的MB—3自動駕駛儀,從而成為第一種裝備自動駕駛儀的超音速飛機。MB-3的引入大大降低了飛行員的工作負荷,使得飛行員的雙手可以解放出來查閱導航圖或者進行武器瞄準,而飛機則在MB-3的控製下繼續飛向目標。但該系統隻能在單機飛行時使用,當F-100D編隊飛行時,MB-3通常是關閉的。其它航電系統包括:AN/APG-30火控雷達,,AN/AJB-1 AN/AJB-1低空轟炸系統(LABS,經過改進,可以用于投放核炸彈),AN/AAR-4紅外搜尋系統,AN/ALR-45雷達告警接收機,AN/ALE-2箔條撒布器,以及導航和通訊設備等。

進行核打擊時,F-100D可以攜帶MK-7、MK-38、MK-43、Mk 28 EX、Mk 28 RE、TX-43、TX-43 X1等多型核炸彈(通常掛載左翼掛點和機身中線掛點),爆炸威力從1000噸至1000萬噸TNT當量不等。投彈方式主要採用“上仰投彈”(也就是俗稱的“甩投”),利用AN/AJB-1LABS和A-4陀螺瞄準具交聯,進行瞄準並計算投放點。在典型的攻擊任務中,F-100D從超低空以900公裏/時的速度突防,接近目標後以4G的過載拉起做一個半斤鬥,在這過程中電腦自動計算並投放核彈,飛機到達斤鬥頂點時做半滾改平,然後高速脫離,以便逃出核彈的破壞半徑。

QF-100D

無人駕駛靶機。由退役的F-100D改裝而來,拆除全部軍械系統,用于對空武器測試。共改裝218架。

F-100F

串列雙座教練型,F-100最後一種生產型。該機于1957年3月7日首次試飛。至1959年停產,共生產339架。 雖然是教練機,但F-100F仍然保留了對空作戰能力和對地攻擊能力,但載彈量有所減少,航炮也減為2門。後來部分F-100F經改裝,專用于攻擊面對空飛彈陣地和具有雷達火控系統的高炮陣地,這批飛機被稱作“野鼬鼠I”。

QF-100F

無人駕駛靶機。由F-100F改裝的無人駕駛靶機。

當最後一架 F-100F 雙座機交付後,超配刀的生產歷史也隨之結束,超配刀的生產總數最後達到 2,294 架,其中哥倫布工廠生產359 架。

F-100J

F-100J是根據對外軍援計畫為日本提供的全天候截擊機,但日本政府對此不感興趣,因此就停留在了構想階段。

F-100K

F-100K 是F-100F 換裝 J57-P-55 發動機後的型號,從未生產。

F-100L

F-100L 是F-100D 換裝 J57-P-55 發動機後的型號,從未生產。

F-100N

F-100N是F-100D 的簡化型,安裝簡化的電子系統後提供給北約成員國,但未能獲得訂單。

F-100S

F-100S是指1964年提出的安裝羅爾斯-羅伊斯(Rolls-Royce)公司 RB.168-25R 斯貝渦扇發動機的 F-100F,計畫在法國建立生產線生產 200 架 F-100S,但未實現。

服役情況

速度競賽

自YF-100A成功首飛之後,美國空軍又將其用于創造世界飛行速度紀錄。當時的速度紀錄由海軍的XF4D-1“天光”保持著。YF-100A首次沖擊飛行速度紀錄的嘗試在傳統的3公裏航段上進行,盡管確實超過了XF4D-1的速度紀錄,但超出幅度不到1%,按規定不予承認。1953年10月29日皮特·埃文斯特上校駕駛第一架YF-100A再次發起沖擊,于15公裏航段上創造了755.149英裏/時的紀錄,成功地將第一的寶座從海軍手裏奪了回來。

停飛事件

1954年9月,首批F-100A交付479晝間戰鬥機聯隊。但緊接著該聯隊就在高速橫滾機動時連續發生多起嚴重事故。為解決問題,北美公司指派F-100首席試飛員喬治·威爾士進行專門試飛。但1954年10月12日,當喬治進行飛行包線右邊界試飛時,飛機突然失穩,瞬間過載超過8G!F-100A當即解體,喬治重傷身亡。11月8日,英國空軍準將傑弗裏·斯蒂芬遜在佛羅裏達試飛F-100A時失事喪生。2天後,又一架F-100A在機動中失控墜毀,所幸飛行員安全逃生。美國空軍下令所有F-100A全部停飛——這就是F-100發展歷程中那次著名的停飛事件。

後來事故原因終于查明,由于飛機高速橫滾時,前機身滾轉和偏航慣量相互耦合,F-100A的小垂尾無法提供足夠的方向穩定性,導致飛機突然失穩而發生事故。在加大了垂尾並限製飛機橫捲動作之後,F-100A機群恢復飛行。

裝備“雷鳥”

1956年,美國空軍“雷鳥”飛行表演隊換裝。在那個航空領域瘋狂競賽的年代,世界頭號空軍的地位使得超音速的F-100幾乎成了“雷鳥”唯一的選擇于是,F-100C第一生產批次中的幸運兒噴上了“雷鳥”的塗裝。到了1964年,美國空軍又覺得跨音速的F-100已經不足以表現自己的地位,琢磨著用兩倍音速的F-105B“雷公”替代F-100C。但優秀的戰鬥轟炸機不等于優秀的表演機,換裝F-105B不久,當年5月“雷鳥”就發生一起嚴重飛行事故。1968年7月,“雷鳥”決定再次裝備“超級佩刀”,隻是這次裝備的是F-100D。此後F-100D在“雷鳥”一直服役到1968年11月被F-4E“鬼怪II”取代。

1967年10月21日,“雷鳥”在德克薩斯州拉夫林發生一起嚴重事故:一架F-100D在高速俯沖拉起時機翼脫落,從機翼油箱泄漏的燃油進入發動機,導致飛機凌空爆炸,飛行員麥瑞爾·麥克皮克上尉跳傘逃生。此次事故引起了美國空軍的重視。因為此前部署在南越的F-100曾發生過好幾起原因不明的事故,都是在飛機拉起進行上仰投彈的過程中失事。根據對“雷鳥”的事故調查報告,美國空軍下令對所有在南越的F-100機動動作加以限製。

“零長彈射”起飛

F-100戰鬥機

1950 年代中期,北約組織的官員擔心蘇聯的核彈突襲可能摧毀盟軍機場和停放于地面的飛機,使北約無力報復。其中一個解決方法是將戰鬥機疏散進遠離機場並且具有核防護能力的掩體中,核打擊過後,這些飛機可以在一個特製支架上通過火箭助推起飛,以便截擊機能夠緊急升空攔截,這個概念就是零距離發射——ZEL(Zero-Length Launch)。“零長彈射”裝置其實可以看作一個大型捆綁式火箭助推裝置,安裝在F-100機身下部。火箭推力接近6噸,可以在4秒的時間裏將一架16噸重的飛機加速到482公裏/時。

1956 年10 月12 日,北美航空獲得契約,使最後一批 148 架F-100D 具有ZEL 能力。USAF借給北美兩架F-100D,進行 ZEL 的系統測試。

北美航空的火箭推進分部研製了一種固體火箭發動機,可以安裝 F-100D 後機身底部。該發動機可以產生58,970.44 千克的推力並持續四秒,足夠使 F-100D 在 4 秒內速度從0 加速到 482.70 公裏/小時。火箭發動機在燃料耗盡後脫落,F-100借自身動力繼續爬升。

在進行實機發射前,先進行了5 次配重發射,其中首次發射于1957 年12 月12 日進行。

1958 年3 月26 日,進行了首次F-100D 實機發射。試飛員阿爾·布萊克本爬入F-100,啓動發動機,將油門置于全加力狀態,然後點燃了火箭發動機。在4秒內,他加速到 482.70 公裏/小時飛向天空,火箭發動機脫落後,布萊克本進入了標準起落航線安全著陸。

但在他的第二次飛行中,火箭發動機在燒盡後沒有脫落,布萊克本不得不彈射。接下來的 20 次試射都很成功,飛機掛載著標準外掛(包括核彈模型)順利升空。

雖然整個ZEL 系統可靠性高,操作起來也簡單,但由于局勢緩和和戰機性能提高,“零長彈射”再也無人提起。

“鋼絲”工程

由于F-100D/F問題不斷,北美實際上是邊生產邊修改,導致飛機生產批次極其繁雜,亞改型眾多。到了60年代初,美國空軍吃驚地發現現役的F-100幾乎沒有兩架是相同的,給機務維修和後勤保障帶來嚴重困難。于是,從1962年開始,空軍開始對大約700架F-100D/F進行標準化改裝和升級,工程代號“鋼絲”。其目標是:擴展飛機可用的常規彈葯的品種,增強其使用彈性;減輕飛機重量;統一座艙布局;全機電氣系統進行重新布線。在面板上,經過“鋼絲”工程改裝的飛機在後機身下部都增加了著陸攔阻鉤(用于緊急情況下攔阻飛機以免沖出跑道),成為與其它F-100最大的面板區別。同時,改裝飛機的生產批號也有所變化,具體做法是在原批號的基礎上加“1”,如F-100D-25-NA經改裝後,其批號變為F-100D-26-NA。整個改裝工程于1965年全部完成。

越南戰場

越南戰爭是F-100參加過的最大規模的戰爭。該機被賦予兩個基本任務:戰鬥空中巡邏,以阻止米格機對己方攻擊機的突襲;對地攻擊。此外,該機有時還擔負前方空中管製任務。從1964年至1971年,F-100機群戰鬥出動超過30萬次。

1964年2月,戰術空軍第615戰術戰鬥機中隊奉命進駐越南峴港空軍基地。6月9日,該部首次出動轟炸寮國目標。隨後,8月17日,第401戰術戰鬥機聯隊進駐新山一基地。次日,第一架F-100D(序號56-3085)就在寮國上空被擊落。到當年年底,共損失了2架F-100。

1965年“東京灣事件”後,美軍開始大規模空襲北越。

1965年4月1日,F-100D首次執行護航任務,掩護F-105攻擊清化大橋。3天後,F-100D再度與F-105搭檔攻擊杜梅大橋。這次與前來攔截的北越米格-17遭遇,爆發越南戰爭中第一場空戰。混戰中兩架美機被擊落。事實上,由于缺乏先進的雷達和空空飛彈,F-100並不適合用于對空作戰,在和米格機的較量中沒有獲得一個戰果。因此後來多用于執行對地攻擊任務。

但F-100畢竟設計年代久遠,即使用于對地攻擊,其作戰半徑、載彈量也比不上F-105和後來的F-4新秀,特別是其機體結構強度不能滿足低空高速轟炸的要求,因此主要擔負在南越次要的戰鬥任務——典型的是轟炸遊擊隊集結地。在這種任務中,F-100通常掛載2枚CBU-24子母殺傷彈和2枚750磅凝固汽油彈,轟炸之後再用其4門20毫米航炮反復掃射目標地區,進行“清掃”工作。

1965年,“野鼬鼠”工程啓動。部分F-100F改裝電子對抗設備和AGM-45“伯勞鳥”反輻射飛彈,從泰國科芮特空軍基地起飛,執行電子戰中的“硬殺傷”任務。盡管對空、對地的作戰能力都不被看好,但被稱作“野鼬鼠I”的F-100F執行這種任務還是勝任愉快,該機一直服役到60年代末被F-105和F-4取代。

由于飛機數量不足,除了空軍現役部隊外,一些裝備F-100的空中國民警衛隊也被征調到越南前線執行作戰任務。1968年,科羅拉多州空中國民警衛隊第120戰術戰鬥機中隊(裝備100D/F)作為首批ANG部隊前往越南。該中隊共戰鬥出動5905次,克萊德·斯萊爾少校和皮瑞·傑斐遜上尉陣亡。

F-100機群在越南的數量最多時曾達到490架,但隨著F-105和F-4大批服役,F-100從60年代末開始逐步撤出越南。至1971年7月,最後一支裝備F-100的部隊——第35戰術戰鬥機聯隊撤離越南。

隨後,F-100從空軍中全部退役,大量F-100D轉交空中國民警衛隊。截止1972年中,空中國民警衛隊共接收335架100D。

NASA研究機

1954年7月31日,NACA(美國國家航空咨詢委員會,NASA的前身)高速飛行研究站接收到一架預生產型F-100A(生產序號:52-5778),隨即利用該機展開對F-100A的獨立評估。當時高速飛行研究站的主任沃爾特·威廉姆斯被指定負責F-100A穩定性和控製方面的評估,但根據空軍和NACA試飛員的體驗,決定同時展開對該機滾轉趨勢的研究。仿真實驗表明,F-100A由于橫滾時的慣性耦合可能導致方向穩定性方面的嚴重問題。NACA為此提出改進建議:加大垂尾,並增加機翼翼尖面積——但為時已晚。

F-100A停飛後,從1954年10月至12月,NACA試飛員斯科特·克羅斯菲爾德駕駛那架52-5788號F-100A進行了一系列試飛,以確定該機的滾轉耦合邊界。12月,高速飛行站為該機換裝了一個面積增大10%的大垂尾進行試飛。最終,該機的垂尾面積加大了27%,同時翼展也有所增加。

高速飛行站收到第二架F-100(C型,生產序號:53-1712)是在1956年9月18日。該機主要用于評估俯仰抑製裝置,共試飛30架次,結果表明,俯仰抑製裝置可以增大飛機耦合阻尼。

1957年9月27日,第三架F-100(C型,生產序號:54-1717)抵達高速飛行站。該機主要用于常規研究支援,包括技術保持飛行等等。

最後在NASA服役的則是前面提到過的JF-100C。該機原屬阿姆斯研究中心,1960年11月2日移交給NASA飛行研究中心,並被賦予NASA機尾號709。該機主要一系列空中仿真試飛,包括從屬X-15和SST項目的變靜穩定度飛行試驗,為此換裝了特殊的航電設備。試驗完成後,1964年2月3日,該機又改裝常規航電設備。3月11日,該機歸還給阿姆斯研究中心。

出口情況

除美國外還有法國、土耳其、丹麥、台灣地區使用F-100系列戰機

法國

法國空軍是首個裝備F-100的外國空軍。1958 年5 月1日,第一架F-100抵達法國,這是一架 F-100F 雙座型。最終有 85 架F-100D 和15 架F-100F 提供給法國,裝備第3 和11 兩個中隊。由于此時法國還是完全的北約成員國,所以法國的超配刀最初被編入北約第4聯盟戰術空軍並部署在德國。

在美國卷入越南之前很久,法國的F-100就已經執行過戰鬥任務——從法國境內的基地起飛攻擊阿爾及利亞的目標,鎮壓阿獨立運動。

當查爾斯·戴高樂總統因不滿美國在北約的霸主地位,于1967 年宣布法國退出北約一體化指揮系統後,法國空軍部署在德國的F-100都返回法國境內的基地。

法國的F-100從1975年開始退役,至1978年完全由“美洲虎”攻擊機所取代。之後這批F-100交還給美國,並飛往英國封存,最後被拆毀。

丹麥

丹麥空軍自1959 年7月起裝備 F-100D/F,總數為48 架 F-100D 和10 架F-100F,這些飛機取代了丹麥空軍的共和 F-84G 雷電噴氣戰鬥轟炸機,主要用于近距空中支援任務,次要任務是防空和海上攻擊,裝備第725 中隊和第727 中隊。1959年接收首批20架F-100,1961年第二批52架交付。但該機事故頻頻,首批10架F-100F中就有8架墜毀,48架F-100D中也墜毀了27架。到1968年,丹麥空軍的F-100機群已經損失了1/3。丹麥空軍的F-100從70年代末開始退役,至80年代初全部淘汰。

F-100戰鬥機

土耳其

土耳其空軍 1950 年代末開始陸續接受了 206 架 F-100C/D/F 超配刀。這些飛機大部分是前 USAF 的存貨,也有一些來自丹麥。土耳其空軍的 5 個中隊裝備了超佩刀:第111、131、132、171、178 中隊。土耳其的超配刀曾用在 1974 年與希臘的沖突中。最後一架土耳其 F-100D 在1982 年退役。

台灣地區

1969年根據美國參眾兩院軍援決議,從美國獲得34架F-100A,並自行組裝一架同型機——台灣空軍也是除美國外唯一裝備過F-100A的部隊。後又從美國購得4架F-100F。共裝備39架F-100。實際上台灣獲得的第一架超佩刀是 F-100F 教練型,于1958 年10 月抵達,隨後是1959 年的15 架 F-100A,以及1960 年的65 架F-100A。1961 年末,又獲得了4 架無武裝的 RF-100A 和38 架前 ANG的 F-100A,使台灣空軍的 F-100A 總數達到 118 架,獲得了 F-100A 總產量的半數。台灣空軍的 F-100A 在交付前大多經過翻新,安裝了F-100D 的垂尾和 AN/APS-54 護尾雷達,並且也具備發射響尾蛇空空飛彈的能力。1984年9月,台灣空軍裝備的F-100全部退役。這是世界上最後一批退役的“超級佩刀”。

參數

YF-100A

發動機:一具普拉特·惠特尼XJ57-P-7渦輪噴氣發動機,最大推力4,309.38 千克,加力推力5,987.77 千克。

翼展:11.15 米

全長:14.36 米

全高 4.95 米

翼面積:34.97 平方米。

最大速度:1,061.94 公裏/小時

著陸速度:257.44 公裏/小時

初始爬升率:3,810 米/分

實用升限:16,032.48 米

正常航程:679公裏

最大航程:2,268.69 公裏

燃料總容量:4,947 升

空重:8,226.38 千克

正常起飛重量:11,244.76 千克。

F-100A

發動機:一具普拉特·惠特尼 J57-P-7/39 渦輪噴氣發動機,最大推力 4,400.10 千克,加力推力 6,713.56 千克。

翼展:11.82 米

全長:14.36 米

全高:4.68 米

翼面積:35.82 平方米。

最大速度:1,222.84 公裏/小時(海平面),1,370.87 公裏/小時(10,668 米)

初始爬升率:7,254.24 米/分

實用升限:13,685.52 米

作戰升限:15,544.80 米

正常航程:576.02 公裏

最大航程:2,082.05 公裏

燃料總容量:4,897.79 升

空重:8,249.06 千克

正常起飛重量:11,338.65 千克。

武器:4 門 20 毫米龐蒂亞克 M-39 機炮,每門帶彈 200 發。兩個翼下掛架,可掛載最大 454 千克炸彈。

F-100C

發動機:一具普拉特·惠特尼 J57-P-21 渦輪噴氣發動機,最大推力 4,626.91 千克,加力推力 7,257.90 千克。

翼展:11.82 米

全長:14.36 米

全高:4.72 米

翼面積:35.82 平方米。

最大速度:1,222.84 公裏/小時(海平面),1,486.72 公裏/小時(10,668 米)

初始爬升率:6,583.68 米/分

實用升限:14,965.68 米

正常航程:920.35 公裏

最大航程:3,143.99 公裏

內部燃料總容量:6,442.07 升

掛載副油箱後總容量:8,096.12 升

空重:8,741.23 千克

正常起飛重量:12,513.98 千克

最大起飛重量:14,794.78 千克。

武器:4 門 20 毫米龐蒂亞克 M-39 機炮,翼下 6 個掛架,共可掛載 2,268.09 千克載荷。

F-100D

發動機:一具普拉特·惠特尼 J57-P-21/21A 渦輪噴氣發動機,最大推力 4,626.91 千克,加力推力 7,257.90 千克。

翼展:11.82 米

全長:15.24 米

全高:4.95 米

翼面積:37.22 平方米。

最大速度:1,238.93 公裏/小時(海平面,無外掛),1,390.18 公裏/小時(馬赫數1.3,10,972.80 米,無外掛)

初始爬升率 5,791.20 米/分

實用升限:11,003.28 米

作戰升限:14,538.96 米

極限升限:15,240 米

正常航程:859.21 公裏

最大航程:3,209.96 公裏

內部燃料總容量:6,582.12 升

掛載副油箱後總容量:8,096.12 升

空重:9,525.99 千克

正常起飛重量:13,085.54 千克

最大起飛重量:15,845.81 千克。

武器:4 門 20 毫米龐蒂亞克 M-39 機炮,翼下 6 個掛架,共可掛載 3,193.48 千克載荷。可以掛載常規炸彈、副油箱、火箭彈,後期型可掛載一枚 MK-28 或 Mk-43/57/61 核彈,及 4 枚 AIM-9B/E/J 響尾蛇飛彈。

F-100F

發動機:一具普拉特·惠特尼 J57-P-21/21A 渦輪噴氣發動機,最大推力 4,626.91 千克,加力推力 7,257.90 千克。

翼展 11.82 米

全長:15.24 米

全高:4.95 米

翼面積:37.22 平方米。

最大速度:1,222.84 公裏/小時(海平面,無外掛),1,370.87 公裏/小時(10,668,米,無外掛)

初始爬升率:7,254.24 米/分

實用升限:13,685.52 米

作戰升限:15,544.80 米

正常航程:576.02 公裏

最大航程:2,082.05 公裏

內部燃料總容量:4,897.79 升

空重:9,848.97 千克

正常起飛重量:14,249.53 千克

最大起飛重量:17,746.47 千克。

武器:2 門 20 毫米龐蒂亞克 M-39 機炮,翼下 6 個掛架,共可掛載 2,268.09 千克載荷。

空重:9,530 千克

正常起飛總重:13,500 千克(最大 15,800 千克)。

最大速度:(10,670 米高度)1,380公裏/小時

實用升限:14,520 米

最大爬升率:71 米/秒

作戰半徑;500~700 公裏

航程:(帶兩個副油箱)2,100 公裏。    

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