论文部分内容阅读
1942年2月美国陆军航空队向各大飞机制造商发了一份方案征求书，要求提交一种具有卓越性能的战斗/截击机方案。在征求书规定该机的最大速度不低于708千米/时（600米高度），实用升限11580米，航程4000千米。除了上述变态要求外，陆航还规定该机的初始爬升率不能的低于1700米/分，这些指标对任何一家制造商来说都是艰巨的挑战。
起源
1942年4月领衔设计了P-36和P-40的著名飞机设计师多诺万·柏林离开了服务多年的寇蒂斯公司，出任通用汽车费舍尔车身分部的董事。他上任后的第一项工作，就是设计一个方案回应陆航的征求书。1942年9月，通用汽车提交了自己的方案。通用汽车方案中新截击机的主要零部件都来自正在生产中的其他飞机，可以大大节省制造成本和研制时间，这正是最吸引陆航的地方。为了满足性能要求，柏林采用了艾利森当时功率最大的V-3420-19 24缸液冷发动机。该发动机的多数零件都可与V-1710-E/F通用，最大功率2600马力（1912千瓦），功率重量比为1.6千瓦/千克，是当时难得的大功率紧凑型液冷发动机，道格拉斯XB-19、波音XB-39和洛克希德XP-58也准备采用该发动机。
1942年10月10日，通用汽车公司获得陆航两架原型机的合同，编号为XP-75，绰号“鹰”。XP-75这个编号说起来也很怪异，直接跳过了XP-73、74，其中原因至今仍是个谜。有航空史学家认为，跳过73、74的编号是因为通用汽车希望陆航能为自己的新战斗机分配一个“好听的编号”，以配合广告的口号进行宣传——“一战的法制75炮，二战的费舍尔P-75”。昵称“75小姐”的法制M1897型75毫米野战炮是美国陆军在一战中的重要装备，是击败德国的象征，该口号的寓意不言而喻。在通用汽车的骚扰下陆军最后同意给新机赋予P-75的编号。
大号“飞蛇”
通用汽车的两架XP-75原型机分别获得43-46950和43-46951的序列号，该机从外形上看就像是大号的P-39“飞蛇”，发动机安装在机身中部，通过传动轴驱动机头的螺旋桨，只不过采用了前三点式起落架。
XP-75的机身为全金属半硬壳结构，外覆承力蒙皮，可分为前、中、后三部分。前机身容纳螺旋桨减速箱、机枪、座舱以及主油箱，有四根纵梁，减速箱的安装支架就固定在纵梁上。中机身容纳艾利森V-3420发动机，发动机前有不锈钢防火墙，上方有两根可拆纵梁便于更换发动机，三面都有可拆卸发动机罩。后机身容纳有滑油箱、放置随机工具和系泊绳的行李舱。尾部直接沿用具有浓郁道格拉斯风格的SBD“无畏”式俯冲轰炸机的垂尾和平尾，升降舵和方向舵都有配平调整片。
与传统战斗机相比，XP-75的座舱相当靠前，飞行员有很好的前向视野。风挡与座舱盖是多隔框结构，尾部向后收缩形成了奇特的船尾式样，舱盖向后滑动打开。座舱周围有防弹装甲，风挡也是防弹玻璃制成，飞行员通过N-9光学反射瞄准具射击。值得一提的是“鹰”的生产型准备安装AN/APS-13尾部警告器。当敌机从后方进入警告器的730米、60度锥形作用区域时，瞄准具旁边的指示灯就会点亮警告飞行员尾部有飞机。该装置实际上是护尾雷达的雏形。
最初柏林打算采用倒海鸥机翼，外翼段直接沿用P-51“野马”的机翼，但在研制的早期阶段就放弃了这一方案，外翼段也改用P-40的机翼。“鹰”采用全金属悬臂式机翼，平直的中央翼段横贯机身中段，同时也作为发动机的安装支架，来自P-40的外翼段有6度的上反角。中央翼段后缘两侧和外翼段后缘有液压操纵的开裂式襟翼，最大下偏45度。外翼段还有带配平调整片的副翼，副翼最大上偏角18.75度，下偏角10.5度，调整片可上下偏转20度。
XP-75还直接沿用了F4U的主起落架，通过液压机构向后收起的同时，机轮旋转90度平放入机翼中的起落架舱。尾轮可360度旋转，向上收入机尾。
XP-75使用的V-3420-19发动机基本上就是两台并联的V-1710 12缸发动机，W形汽缸布局，排量56升，内排汽缸间的夹角30度，海平面最大起飞功率和最大军用功率都是2600马力（1912千瓦），可持续15分钟。发动机配备有齿轮驱动的两级增压器，其中整体式辅助增压器有一个可调节转速的液力耦合器，可根据最大油门时的高度来自动调节转速，以维持动力输出。发动机增压器压缩比为6.82∶1，辅助增压器的压缩比为7.38∶1。V-3420的两个发动机单元虽然共用一个曲轴箱，但有两副独立的旋转方向相反的曲轴，可以消除发动机运转时产生的扭矩。V-3420的每排汽缸组由单块式铸铝汽缸头、渗碳钢汽缸筒、液冷套组成，每个汽缸有两个进气门和两个排气门，以及两个对置火花塞。四排汽缸组通过排气歧管组成八组排气管，四组伸出发动机罩两侧，另四组从发动机罩顶部伸出。
V-3420通过两根加长的传动轴和减速箱驱动机头的六叶对转螺旋桨，螺旋桨由航空产品公司制造，为全金属结构的恒速液压变距桨，直径3.84米。对转螺旋桨不仅消除了普通螺旋桨运转时产生的扭力，还在不增加桨盘面积的情况下提高了螺旋桨的效率。共轴反转减速箱安装在焊接的钢管支架上，减速比2.458∶1，具有独立的润滑系统，并且为机枪配套了同步装置。发动机散热器设在机腹，有两个并列的椭圆形进气口和进气道，左侧进气道安装有直径53厘米的圆饼形滑油散热器（前）和发动机液冷散热器（后），右侧只安装一个液冷散热器，散热器尾部有用于调节进气流量的排气门。
二战中战斗机的火力越来越强，美国陆航追求射速，力求提高命中率，倾向于增加高射速的勃朗宁12.7毫米气冷机枪的安装数量。其他国家则考虑大威力，力求一击毙命，竞相安装20毫米、30毫米甚至是37毫米大口径机炮。“鹰”的机翼内装有6挺12.7毫米机枪，机头安装有另外4挺，10挺机枪的火力在美国战斗机中是空前的。 试飞与夭折
到1943年夏，随着对德战略轰炸的深入，陆航最迫切需要的是远程护航战斗机而不是截击机。1943年7月6日陆航向通用汽车增加订购了六架“鹰”原型机，以评估XP-75是否能满足远程护航任务的要求。这些原型机的编号为XP-75A，序列号从44-32161到44-32166，换装艾利逊V-3420-23发动机，用气泡式座舱罩取代了XP-75的隔框式座舱盖。V-3420-23的海平面最大起飞功率和最大军用功率为2885马力（2150千瓦），海平面紧急作战功率增加到3000马力（2206千瓦），改善了可靠性。
有资料显示，1943年陆航曾打算让通用汽车再开设B-29生产线，而通用汽车利用P-75项目的高优先级成功避免了被迫生产“超级堡垒”，并且通用汽车在XP-75首飞前就通过媒体大肆宣传该机，把P-75描述成“理想中的飞机”。
1943年11月17日第一架XP-75首飞，不久后第二架XP-75也开始试飞。在试飞中，XP-75出现了一些稳定性方面的问题，这是因为设计师对飞机重心的估算错误；并联的艾利森发动机也无法达到最大功率，并且冷却不足；副翼杆力非常高，尾旋特性糟糕。总体而言原型机的动力不足，反应迟钝，性能低于预期，艾利森发动机就是罪魁祸首。到1944年春所有六架XP-75A也都投入测试，此时早期试飞暴露的问题大部分都得到了解决。
1944年6月7日，陆航决定至少订购不少于2500架的生产型P-75A，但规定如果生产型无法满足性能要求，订单就可能被取消。P-75A放弃了SBD“无畏”式的现成尾翼组件，重新设计了垂尾和平尾，展长大幅增加，翼尖也从圆形改为方形。后面的试飞显示新尾翼有效增加了飞机的稳定性。为了满足航程要求，P-75A增加了额外的油箱。P-75A机身内部有五个自封闭油箱，其中座舱和发动机之间的主油箱容量1647升，驱动轴从主油箱中间穿过；机翼内部有另外四个总容量768升的机翼自封闭油箱；此外内翼段下方还可挂载两个284升或416升的可抛副油箱，不挂载副油箱时也可挂载227千克的炸弹，预计最大航程可达3300千米。生产型P-75A的最大速度在6000米高度时为697千米/时，海平面时为626千米/时，在俄亥俄州克利夫兰的通用汽车工厂生产。该工厂当时正在生产B-29轰炸机的发动机舱。
1944年9月15日，第一架P-75A首飞，但此时洛克希德P-38“闪电”、共和P-47D“雷电”和北美P-51D“野马”已能充分胜任远程护航任务，陆航决定不再采购新的远程护航战斗机，因此P-75项目面临噩运。1944年10月7日在仅生产了六架P-75A后，陆航取消了生产合同，这六架飞机的序列号从44-44549到44-44553。
在终止合同前，第一和第二架P-75A已交付给佛罗里达州埃格林机场用于战术适用性试验，第三架飞机在工厂安装实验性的中冷器，第四、第五架已接近完工。尽管陆航已不再需要P-75，通用汽车还是决定把六架P-75A用于V-3420发动机的研发工作。第六架P-75A制造完毕后就被当作“器官捐献者”，拆卸零件维持其余飞机的飞行。剩余的五架P-75A从未进行过正式的性能评估，但多次试飞证明该机的飞行品质有显著提高。
失速特性。拜修改后的尾翼所赐，失速特性显著改善。平飞失速前飞机会出现抖振告警，失速时机头下坠开始掉高度，由于螺旋桨和发动机没有干扰扭力，所以机翼能保持水平，副翼也能提供足够的控制力，改出也很容易。急转弯失速前同样会发出抖振告警，失速时飞机不会进入尾冲状态。襟翼和起落架放下后，近失速时并不会出现抖振现象，建议飞行员在降落时密切注意速度，失速时也不会出现一侧机翼下坠的趋势。
尾旋特性。不推荐飞行员进入故意尾旋，因为该动作没有战术价值。标准载荷时的尾旋通过控制副翼就能轻易改出，禁止在挂载副油箱时进入尾旋，也禁止倒飞尾旋。
特技动作。除了外斤斗外并不限制其他特技动作，飞行员注意不要长时间倒飞，因为滑油压力会降低导致发动机磨损。
俯冲。建议俯冲前飞行员将升降舵调整片设置于大约零杆力的位置，从海平面到3000米高度俯冲时最大表速不得超过805千米/时，从6000米高度开始俯冲的最大表速不得超过685千米/时。
爬升。最大爬升速度274千米/时（海平面），266千米/时（4500米），250千米/时（9100米）。
地面操控。地面操控特性极佳，飞行员可以看到前方跑道与整个机头。因轮距超宽，飞行员通过控制左右主起落架机轮的刹车就能灵活转向。由于发动机的马力太，最大功率起飞不松刹车的话使机尾抬离地面，所以飞行员在最大功率起飞前要记得松刹车。
禁止事项。只能在速度大于290千米/时做快速滚转动作，在速度超过386千米/时不得放下起落架，在速度超过426千米/时不得放下襟翼。
虽性能有了显著的提高，但作为战斗机来说，P-75A体形太大而动力不足，较差的机动性使其在空战中不能保证优势。为此第三架飞机安装试验性中冷器的目的就是希望能大幅提高发动机的输出功率。在试飞中有三架“鹰”因事故而坠毁。试飞项目结束后，多数飞机都被拆解，只有最后一架P-75A（44-44553）收藏在俄亥俄州代顿的莱特-帕特森空军博物馆。1999年博物馆发现该机状况不佳，出现大面积腐蚀，进行了彻底修复后才使其焕然一新。
起源
1942年4月领衔设计了P-36和P-40的著名飞机设计师多诺万·柏林离开了服务多年的寇蒂斯公司，出任通用汽车费舍尔车身分部的董事。他上任后的第一项工作，就是设计一个方案回应陆航的征求书。1942年9月，通用汽车提交了自己的方案。通用汽车方案中新截击机的主要零部件都来自正在生产中的其他飞机，可以大大节省制造成本和研制时间，这正是最吸引陆航的地方。为了满足性能要求，柏林采用了艾利森当时功率最大的V-3420-19 24缸液冷发动机。该发动机的多数零件都可与V-1710-E/F通用，最大功率2600马力（1912千瓦），功率重量比为1.6千瓦/千克，是当时难得的大功率紧凑型液冷发动机，道格拉斯XB-19、波音XB-39和洛克希德XP-58也准备采用该发动机。
1942年10月10日，通用汽车公司获得陆航两架原型机的合同，编号为XP-75，绰号“鹰”。XP-75这个编号说起来也很怪异，直接跳过了XP-73、74，其中原因至今仍是个谜。有航空史学家认为，跳过73、74的编号是因为通用汽车希望陆航能为自己的新战斗机分配一个“好听的编号”，以配合广告的口号进行宣传——“一战的法制75炮，二战的费舍尔P-75”。昵称“75小姐”的法制M1897型75毫米野战炮是美国陆军在一战中的重要装备，是击败德国的象征，该口号的寓意不言而喻。在通用汽车的骚扰下陆军最后同意给新机赋予P-75的编号。
大号“飞蛇”
通用汽车的两架XP-75原型机分别获得43-46950和43-46951的序列号，该机从外形上看就像是大号的P-39“飞蛇”，发动机安装在机身中部，通过传动轴驱动机头的螺旋桨，只不过采用了前三点式起落架。
XP-75的机身为全金属半硬壳结构，外覆承力蒙皮，可分为前、中、后三部分。前机身容纳螺旋桨减速箱、机枪、座舱以及主油箱，有四根纵梁，减速箱的安装支架就固定在纵梁上。中机身容纳艾利森V-3420发动机，发动机前有不锈钢防火墙，上方有两根可拆纵梁便于更换发动机，三面都有可拆卸发动机罩。后机身容纳有滑油箱、放置随机工具和系泊绳的行李舱。尾部直接沿用具有浓郁道格拉斯风格的SBD“无畏”式俯冲轰炸机的垂尾和平尾，升降舵和方向舵都有配平调整片。
与传统战斗机相比，XP-75的座舱相当靠前，飞行员有很好的前向视野。风挡与座舱盖是多隔框结构，尾部向后收缩形成了奇特的船尾式样，舱盖向后滑动打开。座舱周围有防弹装甲，风挡也是防弹玻璃制成，飞行员通过N-9光学反射瞄准具射击。值得一提的是“鹰”的生产型准备安装AN/APS-13尾部警告器。当敌机从后方进入警告器的730米、60度锥形作用区域时，瞄准具旁边的指示灯就会点亮警告飞行员尾部有飞机。该装置实际上是护尾雷达的雏形。
最初柏林打算采用倒海鸥机翼，外翼段直接沿用P-51“野马”的机翼，但在研制的早期阶段就放弃了这一方案，外翼段也改用P-40的机翼。“鹰”采用全金属悬臂式机翼，平直的中央翼段横贯机身中段，同时也作为发动机的安装支架，来自P-40的外翼段有6度的上反角。中央翼段后缘两侧和外翼段后缘有液压操纵的开裂式襟翼，最大下偏45度。外翼段还有带配平调整片的副翼，副翼最大上偏角18.75度，下偏角10.5度，调整片可上下偏转20度。
XP-75还直接沿用了F4U的主起落架，通过液压机构向后收起的同时，机轮旋转90度平放入机翼中的起落架舱。尾轮可360度旋转，向上收入机尾。
XP-75使用的V-3420-19发动机基本上就是两台并联的V-1710 12缸发动机，W形汽缸布局，排量56升，内排汽缸间的夹角30度，海平面最大起飞功率和最大军用功率都是2600马力（1912千瓦），可持续15分钟。发动机配备有齿轮驱动的两级增压器，其中整体式辅助增压器有一个可调节转速的液力耦合器，可根据最大油门时的高度来自动调节转速，以维持动力输出。发动机增压器压缩比为6.82∶1，辅助增压器的压缩比为7.38∶1。V-3420的两个发动机单元虽然共用一个曲轴箱，但有两副独立的旋转方向相反的曲轴，可以消除发动机运转时产生的扭矩。V-3420的每排汽缸组由单块式铸铝汽缸头、渗碳钢汽缸筒、液冷套组成，每个汽缸有两个进气门和两个排气门，以及两个对置火花塞。四排汽缸组通过排气歧管组成八组排气管，四组伸出发动机罩两侧，另四组从发动机罩顶部伸出。
V-3420通过两根加长的传动轴和减速箱驱动机头的六叶对转螺旋桨，螺旋桨由航空产品公司制造，为全金属结构的恒速液压变距桨，直径3.84米。对转螺旋桨不仅消除了普通螺旋桨运转时产生的扭力，还在不增加桨盘面积的情况下提高了螺旋桨的效率。共轴反转减速箱安装在焊接的钢管支架上，减速比2.458∶1，具有独立的润滑系统，并且为机枪配套了同步装置。发动机散热器设在机腹，有两个并列的椭圆形进气口和进气道，左侧进气道安装有直径53厘米的圆饼形滑油散热器（前）和发动机液冷散热器（后），右侧只安装一个液冷散热器，散热器尾部有用于调节进气流量的排气门。
二战中战斗机的火力越来越强，美国陆航追求射速，力求提高命中率，倾向于增加高射速的勃朗宁12.7毫米气冷机枪的安装数量。其他国家则考虑大威力，力求一击毙命，竞相安装20毫米、30毫米甚至是37毫米大口径机炮。“鹰”的机翼内装有6挺12.7毫米机枪，机头安装有另外4挺，10挺机枪的火力在美国战斗机中是空前的。 试飞与夭折
到1943年夏，随着对德战略轰炸的深入，陆航最迫切需要的是远程护航战斗机而不是截击机。1943年7月6日陆航向通用汽车增加订购了六架“鹰”原型机，以评估XP-75是否能满足远程护航任务的要求。这些原型机的编号为XP-75A，序列号从44-32161到44-32166，换装艾利逊V-3420-23发动机，用气泡式座舱罩取代了XP-75的隔框式座舱盖。V-3420-23的海平面最大起飞功率和最大军用功率为2885马力（2150千瓦），海平面紧急作战功率增加到3000马力（2206千瓦），改善了可靠性。
有资料显示，1943年陆航曾打算让通用汽车再开设B-29生产线，而通用汽车利用P-75项目的高优先级成功避免了被迫生产“超级堡垒”，并且通用汽车在XP-75首飞前就通过媒体大肆宣传该机，把P-75描述成“理想中的飞机”。
1943年11月17日第一架XP-75首飞，不久后第二架XP-75也开始试飞。在试飞中，XP-75出现了一些稳定性方面的问题，这是因为设计师对飞机重心的估算错误；并联的艾利森发动机也无法达到最大功率，并且冷却不足；副翼杆力非常高，尾旋特性糟糕。总体而言原型机的动力不足，反应迟钝，性能低于预期，艾利森发动机就是罪魁祸首。到1944年春所有六架XP-75A也都投入测试，此时早期试飞暴露的问题大部分都得到了解决。
1944年6月7日，陆航决定至少订购不少于2500架的生产型P-75A，但规定如果生产型无法满足性能要求，订单就可能被取消。P-75A放弃了SBD“无畏”式的现成尾翼组件，重新设计了垂尾和平尾，展长大幅增加，翼尖也从圆形改为方形。后面的试飞显示新尾翼有效增加了飞机的稳定性。为了满足航程要求，P-75A增加了额外的油箱。P-75A机身内部有五个自封闭油箱，其中座舱和发动机之间的主油箱容量1647升，驱动轴从主油箱中间穿过；机翼内部有另外四个总容量768升的机翼自封闭油箱；此外内翼段下方还可挂载两个284升或416升的可抛副油箱，不挂载副油箱时也可挂载227千克的炸弹，预计最大航程可达3300千米。生产型P-75A的最大速度在6000米高度时为697千米/时，海平面时为626千米/时，在俄亥俄州克利夫兰的通用汽车工厂生产。该工厂当时正在生产B-29轰炸机的发动机舱。
1944年9月15日，第一架P-75A首飞，但此时洛克希德P-38“闪电”、共和P-47D“雷电”和北美P-51D“野马”已能充分胜任远程护航任务，陆航决定不再采购新的远程护航战斗机，因此P-75项目面临噩运。1944年10月7日在仅生产了六架P-75A后，陆航取消了生产合同，这六架飞机的序列号从44-44549到44-44553。
在终止合同前，第一和第二架P-75A已交付给佛罗里达州埃格林机场用于战术适用性试验，第三架飞机在工厂安装实验性的中冷器，第四、第五架已接近完工。尽管陆航已不再需要P-75，通用汽车还是决定把六架P-75A用于V-3420发动机的研发工作。第六架P-75A制造完毕后就被当作“器官捐献者”，拆卸零件维持其余飞机的飞行。剩余的五架P-75A从未进行过正式的性能评估，但多次试飞证明该机的飞行品质有显著提高。
失速特性。拜修改后的尾翼所赐，失速特性显著改善。平飞失速前飞机会出现抖振告警，失速时机头下坠开始掉高度，由于螺旋桨和发动机没有干扰扭力，所以机翼能保持水平，副翼也能提供足够的控制力，改出也很容易。急转弯失速前同样会发出抖振告警，失速时飞机不会进入尾冲状态。襟翼和起落架放下后，近失速时并不会出现抖振现象，建议飞行员在降落时密切注意速度，失速时也不会出现一侧机翼下坠的趋势。
尾旋特性。不推荐飞行员进入故意尾旋，因为该动作没有战术价值。标准载荷时的尾旋通过控制副翼就能轻易改出，禁止在挂载副油箱时进入尾旋，也禁止倒飞尾旋。
特技动作。除了外斤斗外并不限制其他特技动作，飞行员注意不要长时间倒飞，因为滑油压力会降低导致发动机磨损。
俯冲。建议俯冲前飞行员将升降舵调整片设置于大约零杆力的位置，从海平面到3000米高度俯冲时最大表速不得超过805千米/时，从6000米高度开始俯冲的最大表速不得超过685千米/时。
爬升。最大爬升速度274千米/时（海平面），266千米/时（4500米），250千米/时（9100米）。
地面操控。地面操控特性极佳，飞行员可以看到前方跑道与整个机头。因轮距超宽，飞行员通过控制左右主起落架机轮的刹车就能灵活转向。由于发动机的马力太，最大功率起飞不松刹车的话使机尾抬离地面，所以飞行员在最大功率起飞前要记得松刹车。
禁止事项。只能在速度大于290千米/时做快速滚转动作，在速度超过386千米/时不得放下起落架，在速度超过426千米/时不得放下襟翼。
虽性能有了显著的提高，但作为战斗机来说，P-75A体形太大而动力不足，较差的机动性使其在空战中不能保证优势。为此第三架飞机安装试验性中冷器的目的就是希望能大幅提高发动机的输出功率。在试飞中有三架“鹰”因事故而坠毁。试飞项目结束后，多数飞机都被拆解，只有最后一架P-75A（44-44553）收藏在俄亥俄州代顿的莱特-帕特森空军博物馆。1999年博物馆发现该机状况不佳，出现大面积腐蚀，进行了彻底修复后才使其焕然一新。