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f-14“雄猫”战斗机是格鲁曼公司为美国海军研制的一种重型可变后掠翼战斗机,该机以其帅气的可变后掠翼外形和汤姆·克鲁斯主演的《壮志凌云》电影而拥有大批粉丝,成为一种明星战斗机。

但如此强大的“雄猫”战斗机在服役期间始终受到一种致命缺陷的困扰,并因此导致多起坠机事故……

f-14“雄猫”战斗机

早期f-14a所使用的发动机tf30-p-412a是从tf30-p-12发展而来的,而tf30-p-12的历史又要追溯到1958年4月普惠发动机公司为f6d“导弹手”战斗机研制的jtf10a涡扇发动机,该发动机的军用编号就是tf30。在f6d项目取消后,惠普公司将tf30加上加力燃烧室发展出tf30-p-12,成为世界上第一种带加力燃烧室的涡扇发动机,并被f-111所采用。

表现糟糕的tf30发动机

美国海军的f-111b项目被取消后,其后继飞机f-14继承了tf30涡扇发动机。但对f-14a来说,tf30-p-412a并不是一种合适的发动机,不仅发动机推力小,最大军用推力5600千克,加力推力9480千克,使雄猫正常推重比仅为0.7,限制了该机机动性的发挥。而且tf30为了提高压缩效率,把压气机失速容限度设计得太小,使发动机对气流的变化极为敏感,容易产生喘振或停车。美国空军f-111a战斗轰炸机的tf30-p-1发动机就频繁出现压气机失速的问题,特别是高速大攻角状态。为此通用动力和普惠公司一直致力于改进tf30发动机和进气道,但并不能完全解决失速问题。

美国海军对tf30-p-412a的缺陷心知肚明,但由于当时没有替代发动机可用,只能硬着头皮先上。

f-14的进气道

f-14复杂的可调进气道也拯救不了tf30

对于f-111b遗留下来的tf30发动机来说,进气道的气流必须相当平滑,这种发动机对气流扰动和油门快速变化很敏感。为此格鲁曼为f-14设计了一套复杂的进气道系统,其斜切进气口内部带可动斜坡的,超音速时液压机构把斜坡下推,进气口上唇和斜坡上产生的4道斜激波就能把气流减速到亚音速,然后再进入发动机低压压缩机,而这都是由电脑自动控制。同时格鲁曼还在“雄猫”的进气道内安装了传感器来监控气流状况,但tf30-p-412a仍频频发生因为压气机失速导致发动机停车而发生的意外,甚至还发生过几起叶片脱落击穿机匣造成坠机的恶性事故。

tf30的压气机对乱流的容忍度很低

截止到1984年f-14a开始换装tf30-p-414a发动机之前,由于发动机问题而坠毁的雄猫在所有事故损失中占了28.2%,一共损失了20余架,实在触目惊心。

为此普惠紧急推出了tf30-p-414a改进型,为所有f-14a进行了换装。p-414a改进了可靠性与压气机失速问题,成为tf30家族中真正可用的型号。但这种发动机仍没有彻底结局压气机失速问题,在某种速度与推力的组合下会发生强烈的振颤,如果飞行员不及时采取措施,雄猫会进入的水平螺旋;另外在较为剧烈的转弯动作下,转弯外侧的发动机会因为机身阻挡而产生的紊流而发生压气机失速。往往在f-14a高空低速飞行、或者开关加力以及发射导弹时,压气机就突然失速了……

f-14的水平旋转

由于存在发动机压气机失速问题,f-14a机组在模拟空战中都需要小心翼翼地操作。f-14a飞行员要避免在空战中进入低速或高攻角全加力状态,要避免进入前机尾流或侧滑,这些都可能导致压气机失速。而且更糟糕的是,由于f-14的两台发动机的间隔有2.74米,如果其中一台失速而另一台仍在全推力,飞机就会陷入逐渐加速的水平旋转,有时速度会高到让机组失能,这就是电影《壮志凌云》中发生的事情。

所以f-14a受到tf30发动机的限制,并无法发挥出100%的战斗力。

升级f110发动机后,f-14才摆脱了心脏病的困扰

直到f-14换装了通用电气的f110发动机后,才真正摆脱了tf30的阿克琉斯之踵。安装f110-ge-400发动机的f-14a+/b/d实现了真正的无忧虑操作,整个飞行包线内不会发生压气机叶片失速而失去动力,飞行员可以放心操作油门。另外f110的最大加力推力比tf30增加了3吨多,使“雄猫”的推重比终于超过1,机动性大幅提高。由于f110的耗油率低,“雄猫”的航程还增加 60%,作战滞空时间延长了1/3。

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