2020年開春第一件成品:就是這架F-14A雄貓式戰鬥機
說到F-14A雄貓式戰鬥機,五年級生應該都會記得1980年的『碧血長天』(The Final Countdown)與1986年的『悍衛戰士』(Top Gun)兩部電影,讓F-14A雄貓式戰鬥機大放異彩,尤其是悍衛戰士更是讓許多熱血青年報考空軍,志在沖天。 電影首映當年,我還只是16、7歲的高中生,34年後已年過半百的我,終於能完成片中阿湯哥飾演的小孤牛的第一架雄貓座機。
其實二十多年前就讀大專的我,至少製作過兩架當時算新上市的長谷川1/72 F-14,還配合長谷川說明書指定的郡是水性漆。 不過在完成了這兩架F-14後,居然在往後漫長的二十多年模型製作生涯都不曾製作過雄貓....
本作採用 TAMIYA 1/48 F-14A 模型套件
+ KASL #K48088 F-14A/B/D Slat & Wing Flap SET樹酯改套
+ FIGHTERTOWN DECALS#48077v2水貼
雖然田宮出品的模型套件細緻又易組,我在剛買來沒多久就在開工,但是一直斷斷續續多次開停工:2016年10月15日至12月3日第一次停工、 2017年3月24日復工至4月3日第二次停工 、2019年12月19日二次復工至2020年2月7日第一階段完工
而今年也恰巧是雄貓戰機首飛50週年
這部電影在我蒐藏DVD與BD後重看了N遍,反覆定格以及多次辨識後,確認湯姆‧克魯斯飾演的男主角"小孤牛"(Maverick)-彼得‧米契爾上尉(Lt. Pete Mitchell)駕駛機號114的F-14A,搭檔的雷達攔截官"呆頭鵝"(Goose)-尼克‧布萊蕭中尉(Lt. JG. Nick Bradshaw)由安東尼‧愛德華斯飾演,在片尾結局前的空戰中,小孤牛一共擊落3架米格28
FIGHTERTOWN DECALS#48077的水貼文字說明則提到實際上擔任114號機的有兩架:一架是局號160665,也就是一開始倒飛給米格機看鳥的那架,直到在麥瑞瑪航空站的捍衛小組受訓第31次飛行訓練中失事墜毀,呆頭鵝也因此殉職 ; 第二架114則是局號160694,後座先由落日擔任雷達攔截官,後來回到航艦後又改由大法師(Merlin)-山姆‧威爾斯中尉(Lt. JG. Sam Wells)與小孤牛搭擋,在片末擊落三架米格機。
1985年秋季拍攝電影『捍衛戰士』,由美國海軍航空隊第51艦載戰鬥機中隊(VF-51)『嘯鷹』與第111艦載戰鬥機中隊(VF-111)『日落』提供五架F-14A協助拍攝。
我製作的這架雄貓就是第一架114,局號160665的F-14A-100 block 45 ,也就是小孤牛與呆頭鵝搭擋的機組
而這架局號160665實機卻在1997年9月17日意外毀損
F-14雄貓式(Tomcat)戰鬥機是美國海軍曾經使
設計:
F-14的設計定位為制空戰機及海軍長程攔截機,為使駕
兩具發動機分別置於機身左右兩側的獨立機艙,各自距離機身1
機身與機翼:
F-14機身為三胴機體結構,兩個發動機分別置於駕駛艙兩側後方的獨立艙體內,與駕駛艙相隔數吋之遠,駕駛艙往後漸薄,在兩發動機之間成一扁平狀機身把兩發動機相連,此段機身容納了油箱、電子、飛控系統,與及可變後掠翼的機械結構。這種氣動布局與把發動機噴嘴緊密靠近相比有較低的氣動阻力,因為兩噴嘴過於緊密會氣流交互干涉,而扁平的機身也成了機翼以外的升力體,為戰機帶來額外的升力,降低了翼負荷,大為提升了轉向能力。
F-14的機翼後掠角度可以由20°(完全伸展)至68°之間變動,最大變動速度為每秒7°。後掠角由機上的中央飛行數據計算機(Central Air Data Computer - CADC)自動控制(必要時也可由飛行員直接控制),使機翼在任何高度與速度下都能達到最佳的升阻比,使得F-14有驚人的高速及轉向性能。停泊時,機翼後掠角可增至75°,與水平尾翼(升降舵)部分重疊,以節省航空母艦上的寶貴空間。在緊急情況下,機翼後掠角68°或不對稱也能在航艦起降。
機翼前後都有襟翼,在低速時,例如降落,可以放下以增加升力。每個主翼上有4片擾流板,控制擾流板打開的數目就能在不影響俯仰角不變的情況下控制升力,在航艦降落時,飛行員就能保持對飛行甲板的視線下精確控制飛機的高度及下降速度,以使飛機在甲板上的適當位置著陸,格魯曼稱這控制方式為"直接升力控制"(Direct lift control - DLC)。
兩發動機前方、進氣道外則各有一翼套,可變後掠翼的轉動點就在翼套內,使得轉動點遠離機身縱軸,目的是為了減少因可變後掠翼改變後掠角而引起的升力重心位置變動,由於三胴機體的兩發動機相隔較遠,與同時期的F-111相較,F-14機翼轉動點離機身較遠,因此升力重心的移動更少。機翼固定於兩個翼樑,各置於一長6.7m、橫跨機身的箱型結構的兩端,箱型結構內建了油箱,以鈦合金製成,輕而強度高,但加工困難且成本高,格魯曼在生產時使用了電子束焊接技術。由於可變後掠翼轉動的需要,當機翼由完全後掠轉至前展時,原先後掠時機翼所在位置就留下了縫隙,這個縫隙會由可以縮脹的氣袋封密填補,以免縫隙產生氣動阻力,而氣袋縮脹所需的高壓氣體則由發動機提供。
兩翼套的前側位置設有可收納和張開的小三角前翼,作用可以讓升力重心前移,目的是扺消機翼後掠時導致的升力重心後移及超音速飛行時產生的機首下壓的現象。當主翼伸展至後掠角小於35度時,前翼會被禁止張開,以避免升力重心過度前移而導致不穩定[。在1.4倍音速以上會自動伸出,這使F-14在2倍音速下仍可以有7.5G的機動性,但後來為了簡化維修而取消了此功能。就算前翼收起,翼套本身也對F-14的飛行性能有所幫助,除了提供升力外,翼套的後略角較大,形成了像雙三角翼或翼前緣延伸版的作用,在較大攻角時(16°— 25°)會產生邊緣渦流,流經主翼上方時令升力提升最多達40%,並在攻角達至90°也不失速。而機翼上的襟翼也可在機動時下打,除增加升力外也在主翼上方產生低壓吸引機首產生的渦流遠離垂直尾翼,使垂直尾翼在高攻角時也能發揮較大的作用,保持機身的橫向穩定性。以上使F-14有相當的高攻角性能,在小於38°攻角可完全受控,而瞬間則可以拉大到65°。
三胴機體減少了氣動阻力、可變後掠翼優化了在任何環境下的升阻比、加上扁平機體產生相當的額外升力(特別是當主翼收入至最大後掠角時,超過60%的升力由機身產生),F-14的敏捷性遠比預期為佳。但由於可變後掠翼的翼軸在機動時會承受極其強大的應力,F-14的機動最大只可有7.5G。
F-14的水平尾翼可以在+15°至-35°之間差動或連動,負責控制升降,同時與擾流板一起充當副翼的功能,當主翼後掠角小於50°時,側滾是由擾流板及水平尾翼一起負責,大於50°時就由水平尾翼負責。
F-14的原設計只有一片垂直尾翼,在發動機艙下方設有可收摺的腹鰭,以增加在超音速飛行時的穩定性,但經風洞測試後改為後果更佳的雙垂直尾翼,外傾5°,置於兩發動機艙的上方,只保留細小的外傾腹鰭,以平衡垂直尾翼所產生的阻力,並簡化為固定式。與單一垂直尾翼相比,雙垂直尾翼可以在保有同樣操縱性下有較低的高度,較適合航艦的操作環境。
由於機翼後掠角是可變的,機翼下的掛架不可能以固定方式裝在機翼下,不然武器的指向就不能與機首指向一致,若要掛架隨後掠角變動作對應的調整,機械上就變得複雜,重量、可靠性及成本都有影響,幸而F-14的扁平機體及翼套提供了足夠的位置給武器掛架,格魯曼於是將所有掛架都設置於扁平機體及翼套。發動機艙下也可以各加裝外部副油箱。
發動機
F-14A使用兩具普惠(Pratt & Whitney)生產的TF30低旁通比渦輪扇發動機。TF30是美國第一部渦輪扇發動機,使用於當時的F-111、A-7。TF30是當時海軍無可選擇下的「臨時性」決定,TF30的性能並不符合F-14的設計要求(F-14設計推重比為1),用上了TF30的F-14推重比與F-4一樣,只是F-14優異的氣動性能使F-14比F-4有更高的爬升率。
F-14的進氣道有活動的斜面、分流門,由飛行電腦控制,使震波在任何速度、高度下也遠離發動機,噴嘴有可動瓣,可根據發動機需要而調節。即使如此,TF30的可靠性、穩定性仍遠低於要求,壓縮機失速容限設計得太小,進氣氣流變化很容易導致停車。有28%的事故跟發動機有關,壓縮段葉片容易失速,例如吸入已發射飛彈留下的氣流,如果問題發生的時候沒有及時的進行修正,F-14會進入難以回復的水平旋轉(電影《捍衛戰士》(Top Gun)中就曾出現過類似場景),初期曾有壓縮段葉片斷裂後飛出而損及發動機艙,因此要更換葉片材質,另外還在發動機的風扇段加外殼以減少斷裂葉片對機體的損害。渦輪段的單晶葉片耗損速率高過預期、良品率低。後燃器常常無法點燃。TF30問題曾經導致F-14需要停飛。飛行員也不能隨意快速改變油門。1976年9月14日由甘迺迪號航艦上,一架F-14失去控制掉入北大西洋的意外算是最有名的一樁事件。美國海軍怕蘇聯會撈起並得到機上雷達與AIM-54鳳凰飛彈,威脅艦隊整體安全,調動大批艦艇以及機密的NR-1核子動力潛艦進行打撈,兩個月後終於將飛機與所有的飛彈撈起。
性能不足、可靠性低,海軍曾想改用為美國空軍F-X計畫(也就是後來的F-15)研發的發動機,海軍版為F401-PW-400,但是在發展階段海軍決定退出計劃,這也間接導致後來F100發動機的測試與性能發生問題,美國空軍一度還要和普惠對簿公堂。之後美國海軍考慮過勞斯萊斯授權生產的斯佩(Spey)發動機(美軍授予型號TF-41)、F401-PW-26C以及奇異公司(GE)新開發的F101X,但最終還是回頭和空軍合作,使用發展替代F-15與F-16這兩款戰鬥機所使用的F100發動機。
經過普惠與奇異兩家公司的競爭之後,美國空軍在1979年3月給奇異公司一份30個月的F101DEF發動機的研發訂單。換裝F101DEF進行試飛的F-14於1981年7月14日試飛,到1982年3月測試完畢,效果良好。新發動機的效率較高,增加了F-14的作戰半徑;推力的增加,彈射起飛時不用再開後燃器,更重要的當然是再沒有TF30的可靠性問題。在美國空軍首先訂購的誘因下,海軍也決定採用F110-GE-400發動機在新生產與現役的F-14機體上面,而這一款海軍版的發動機與空軍的F110-GE-100有82%的零件互通性。裝上新發動機的F-14,爬升率增加61%,作戰半徑增加35%,攔截半徑增加62%,除此之外,飛行員再也不需要擔心快速變化油門時發動機會有熄火或更嚴重的問題發生,不受任何限制的自由操作以發揮F-14最大性能,且維修間隔也比TF30發動機增加近一倍。
航電與飛控:
F-14的駕駛艙內配置兩位飛行員,其中前座為駕駛員,後座則是雷達攔截官(RIO),駕駛員座設有抬頭顯示器(HUD),由於研發年份較早,在F-14A、B型上並無多功能顯示器(MFD: Multi function display)的配置,一直到之後的F-14D才開始配置。
F-14有一值得注意的中央飛行數據計算機(Central Air Data Computer),是早期版本F-14的綜合飛行控制系統,採用以MOS技術製成LSI的晶片組,MP944,是史上第一部的微型處理器設計。 F-14的電子反制系統(ECM)十分複雜,主要裝備是休斯(Hughes)開發的AN/AWG-9遠程火控雷達系統,工作於X波段,其內置了敵我識別功能,使用平面陣列雷達天線,功率達10kW。量大對搜索範圍達190km,單一目標追蹤距離達150km,對戰機目標鎖定範圍120-140km。可以同時追蹤24個90km內的目標,並能同時導引AIM-54鳳凰飛彈式遠程空對空導彈對其中6個目標進行攻擊。AWG-9對低高度目標同樣有探測及鎖定能力。
F-14也擁有在當時獨有的資料鏈,能把雷達測得的資料與其他F-14分享,如此,F-14的雷達畫面可以顯示其他F-14探測到的目標。
其他的航電的電戰設備有電戰系統、雷達告警系統,雷達干擾絲,紅外線干擾誘餌及導航系統。早期使用慣性導航系統,後來增加GPS。紅外線干擾火焰彈誘餌置於機尾。電戰系統、雷達告警接收機系統共有4個天線,可以大約測出威脅所在的方向與距離,也可分別出該雷達正工作於搜索、追蹤或導引模式,該系統還可分析並發射所需的干擾訊號。
初期裝有紅外線探測器,但發現效果不佳,被諾斯洛普的AAX-1光學電視所取代,但只在晝間有作用,電視的有效範圍可達97km,可以自動追隨雷達所發現的目標。當新的F-14D裝備服役時就換上IR/TCS戰術電眼系統,同時包含了紅外線與光學追蹤功能。
武器:
基本武器為內置於機身左則座艙下方的一門20毫米口徑M61A1火神機炮。F-14的砲彈供應系統與其他戰鬥機稍有不同的地方是,使用完畢的彈殼會被送回到彈藥鼓中,不會排放到機身外,原因是機炮位於進氣口的前方,拋棄的彈殼有可能被吸入而損傷發動機。備有載彈量676發,射速可選每分鐘4000或6000發。由於使用了幾何可變翼,翼下掛架需要配合機翼的角度變化而旋轉,所以F-14的機翼並無掛架,武器掛架置於機身多處:
*扁平的機身下方、機腹位置,分前後兩排共有4個武器掛架;此處可以攜帶炸彈,空對空飛彈,干擾與偵查莢艙等。
*兩翼套下也有一武器掛架,可以使用雙聯裝掛架攜帶兩枚空對空飛彈,一枚飛彈與一具火箭夾囊,或者是一枚飛彈與低空夜間標定暨導航莢艙(LANTRIN)。當F-14攜帶6枚AIM-54鳳凰飛彈時,其中兩枚是裝在這個位置。
*兩邊進氣道下方各一處:此處專門攜帶副油箱。最初是設計用來攜帶鳳凰飛彈,可是基於與地面的空間過小而改到翼套的位置。
*可掛載的武器包括AIM-54鳳凰長程空對空飛彈
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