F-107終極軍刀戰鬥機
F-107終極佩刀（Ultra Sabre）是美國北美航空在F-100超佩刀戰鬥機基礎上研製的一款超音速戰鬥轟炸機，[1]其設計目的是以超音速突入防線進行核攻擊。F-107以罕見的背部進氣方式而聞名，但也因此帶來太多技術困難而在美國空軍的競標中敗給了與其相似的F-105戰鬥機，並最終成為NASA的試驗機。F-107是北美航空佩刀系列戰鬥機裏的最後一款戰鬥機。1950年代時，北美航空以其佩刀系列戰機聞名。但其中後來者F-100超佩刀戰鬥機並未獲得美國空軍太久的寵愛，而從一線戰鬥機淪為戰鬥轟炸機。為了進一步改進F-100，1953年北美公司發起了兩個改進計劃：作為戰鬥轟炸機的NA212（內部代號F-100B）和作為截擊機的NA211（內部代號F-100I）。兩款飛機都是基於F-100A的機體設計，並使用了改進型的J57發動機。但機翼更薄，適合更快的飛行速度。為了能夠安裝大型的機載雷達，在機頭安裝了巨大的雷達罩，而進氣道則移動到機腹。[2]美國空軍對作為截擊機的NA211反應冷淡，但對戰鬥轟炸型的NA212很感興趣，因為它具有M2級的飛行速度。於是北美停止了NA211的發展，全力研發NA212。
| F-107 Ultra Sabre F-107 終極軍刀戰鬥機 | |
|---|---|
 於NASA服役的F-107 | |
| 概觀 | |
| 類型 | 第二代戰鬥轟炸機 |
| 首飛 | 1956年9月10日 |
| 退役 | 1959年（NASA） |
| 生產 | 北美航空 |
| 產量 | 3架 |
| 主要用戶 |  NACA/NASA |
| 衍生自 | F-86軍刀戰鬥機 F-100超級軍刀戰鬥機 |
| 技術數據 | |
| 長度 | 61.833英尺（18.847公尺） |
| 翼展 | 36.583英尺（11.150公尺） |
| 高度 | 19.75英尺（6.02公尺） |
| 翼面積 | 376平方英尺（34.9平方公尺） |
| 空重 | 22,696英磅（10,295公斤） |
| 正常起飛重量 | 39,755英磅（18,033公斤） |
| 最大起飛重量 | 41,537英磅（18,841公斤） |
| 發動機 | 1具普惠YJ75-P-9渦輪噴射引擎 |
| 推力 | 單台淨推力17,200英磅力（77,000牛頓） 單台最大後然推力24,500英磅力（109,000牛頓） |
| 最大燃油量 | 1,260美制加侖（4,800公升；1,050英制加侖） |
| 性能數據 | |
| 最大速度 | 890公里每小時（550英里每小時）（海平面） 1,295公里每小時（805英里每小時）（高度36,000英尺） |
| 爬升率 | 39,900英尺每分鐘（12,200公尺每分鐘） |
| 實用升限 | 53,200英尺（16,200公尺） |
| 最大航程 | 2,428英里（3,907公里） |
| 作戰半徑 | 788英里（1,268公里） |
| 推重比 | 0.55:1 |
| 武器裝備 | |
| 機炮 | 4門 20毫米龐蒂克M39機炮 |
| 炸彈 | 4,500公斤（9,900英磅）不同種類航空炸彈 |
1954年6月11日，美國空軍訂購了第一批35架F-100B。之後的7月8日，F-100B被正式改名為YF-107A，因為美國空軍認為它比起F-100的變化大到足以認為是一個新的型號。[2]
美國空軍對YF-107的希望是能以2馬赫的速度突入敵陣然後丟下核彈逃之夭夭。完成這個的要求比YF-107的原型F-100的性能提高了不少。北美的工程師們就在F-100的基礎上做出了大量改進。包括配備了最原始電傳飛控系統，增加了當時很新穎的可調截面進氣道，甚至為了滿足武器投放要求，將進氣道移動到機背上。但即使要和這些複雜的技術問題死戰到底，北美航空發現YF-107還要面對F-105的競爭 -- 它也具有類似的性能。1957年1月1日F-107的訂購數量被降低到只有3架。[2]
無論如何，1956年9月10日，YF-107終於在試飛員鮑勃·巴克爾的駕駛下完成了首飛。這次試飛進行得如此完美，以至於空軍的官員當即去掉了YF-107編號中代表原型機的「Y」前綴。[3]1956年11月10日F-107首次飛到了設計要求的M2高速。[4]1957年2月25日，試飛員艾爾·懷特又在中國湖試驗場上以M1.87的速度成功投下武器。此時競爭對手F-105卻接連損失原型機。看起來好運正在向F-107傾斜。
但惱人的問題還是來了。F-107上的各種新技術接二連三的出現問題，尤其是先進的可調截面進氣道。雖然看起來F-107的問題都能夠解決，美國空軍還是在1957年3月選擇了相對保守的F-105。[2]除了技術問題以外，也有人認為美國空軍選擇F-105是為了照顧當時已經陷入沒有訂單窘境的共和公司。而且他們也擔心北美航空在即將投產另一個複雜型號XF-108的時候，可能沒有足夠的精力生產F-107。[3]幸運的是，雖然丟掉了美國空軍的訂單，NASA卻看上了F-107的可調截面進氣道。於是，已被生產出的F-107就被移交給NASA，開始作為試驗機服役。
名稱問題
雖然在很多文獻[1][4][2]中F-107被稱作「YF-107」，但其實他在官方已經擺脫了原型機的稱謂。[3]倒是他的綽號終極佩刀，雖然出現在很多官方文獻中，實際上卻從來沒有被官方正式命名過。[3]
設計
作為F-107基礎的F-100僅為一M1級別的飛機。為了能達到M2的飛行速度，北美在設計上做了很多修改。F-107維持了F-100的基本後掠翼布局，但換用了更薄的翼型。F-107的機身根據面積率做了重新的設計，並將結構的載荷係數增加。[2]起落架也完全重新設計，以適應野戰機場較差的跑道。[5]為了適應超音速飛行F-107還使用了全動垂尾，並且取消了副翼，使用機翼上的擾流板來控制滾轉運動。為了順利突破M2的高速，F-107使用了可調截面進氣道（Variable-Area Inlet Duct (VAID)），以在不同的速度下都讓發動機得到合適的氣流。北美的XB-70轟炸機和XF-108戰鬥機也使用了這一技術。
F-107最大的特點來自它奇怪的背部進氣道。這是一個無奈的選擇。原本F-107的進氣道設置在機腹，但風洞試驗表示，機頭和機腹進氣道聯合產生的氣流會干擾到機腹下武器的投放。因此北美公司將進氣道移動到機背處。背部進氣道有在大迎角下進氣不足的缺陷，不過這對作為戰鬥轟炸機的F-107並不是什麼問題。此外他也會影響到飛行員的彈射安全。和當時遇到類似問題時的處理方式不同，F-107依然使用向上彈射的方式，而不是向下彈射，如同XF-103和F-104。F-107使用直接穿蓋彈射的方式，[2]因此其實它的彈射安全率屬於不錯的範圍。不過也因此，F-107的艙蓋只能以垂直向上升的方式打開。[3]儘管如此，飛行員始終對F-107的進氣道十分忌憚。NASA的飛行員一度將它稱為"食人者"（Man eater）。
F-107是一架專門的核彈載機，因此空投核武器就是F-107最主要的任務。一枚巨大的核彈以半埋的方式安放在機身腹部，並且可以在M2的速度下投放。如果是執行常規的轟炸任務，常規炸彈可以掛載在機翼下的6個掛點裡。[3]而安放核彈的位置則改為安放巨大的副油箱。F-107還裝有4門20mm機炮用作自衛。不過飛行員肯定不希望有機會用到這武器，因為F-107的機動性不是很理想，速度才是他保護自己的最佳武器。北美還自行研製了XMA-12火控系統輔助火炮對付空中目標。直到最後F-107也沒有攜帶空對空導彈的能力。
使用歷史
僅有的三架F-107中的第1架和第3架在1957年11月被移交給NACA，用做高速飛行，尤其是可變進氣道的測試。然而一號機很失望的只飛了4個架次就出現了嚴重的故障。NACA將他停飛並用來給三號機做備件機。
三號機起初也取得了一些有意義的成果。不幸，可調進氣道又出現了惱人的故障。結果NACA只能將進氣道的調整機構鎖定，並將飛機的飛行速度限制在M1.2內。三號機此後參與了一些和太空計劃有關的項目，[3]包括X-15的人機工程設計。1959年9月1日，三號機卻毀於一次起飛意外。飛行員雖然倖存，NASA認為此機已經沒有修復的價值，故此將他廢棄掉，改為用做消防培訓設施。F-107也就這樣結束了自己短短的服役經歷。兩架飛機在NASA一共進行了44架次的飛行。[2]
至於二號機，在1957年就退休，送到博物館裡。
型號
使用者
-國家航空諮詢委員會/國家航空及太空總署
參數
以下參數來自：[2]
一般參數
- 翼展：36英尺7英寸
- 機長：61英尺10英寸
- 機高：19英尺8英寸
- 翼面積：376平方英尺
- 空重：22,696磅
- 總重：39,755磅
- 最大起飛重量：41,537磅
- 機內總載油量：1,260美制加侖
- 動力：1x 普拉特·惠特尼YJ75-P-9渦噴發動機。推力17,200磅，加力推力24,500磅
性能參數
- 最大平飛速度：890英里/小時（海平面）/1,295英里/小時（36,000英尺）
- 爬升率：39,900英尺/分鐘
- 實用升限：53,200英尺
- 正常航程：788英里
- 最大航程：2,428英里
- 武裝：20mm機砲X4、炸彈：4500 kg
參考
- ^ 1.0 1.1 North American YF-107 Ultra Sabre （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - Aviastar （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 F-107A終極佩刀 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - 空軍之翼 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 North American’s F-107 Was the “Ultra Sabre” and Perhaps the “Ultra Might-Have-Been”. [2013-07-13]. （原始內容存檔於2014-10-18）.
- ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 YF-107A—The Ultra Sabre Survivors. [2013-07-13]. （原始內容存檔於2007-09-22）.
- ^ 5.0 5.1 North American F-100B/F-107. [2013-07-13]. （原始內容存檔於2010-11-23）.