“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案371

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费尔柴尔德-共和 无翼 AFTI 方案

1973 年上半年，美国空军和NASA联合发起了一项命名为“先进战斗机技术集成”（Advanced Fighter Technology Integrator）AFTI的开发几乎，AFTl 计划的目标是为计划和正在开发的新战斗机提供可最快应用最新技术。最初AFTl项目包含原型机和测试部分。

费尔柴尔德-共和 AFTI

在AFTI之前，在美国空军的新战斗机上应用最新的航空技术有两个主要的阻碍，一方面用户需要新机的价格尽可能的低，另一方面是供应商不希望因为引入新技术而造成不必要的风险。就新技术对成本发展的影响而言，它们可能并不重要，也可能是性能神器。但项目的时间表并不总是可控的，很多时候开发人员必须割舍掉看上去很有前途的方案。

费尔柴尔德-共和 AFTI 风洞测试

从技术角度来看。早期新技术的大量使用也受到以下事实的阻碍：当时在美国空军进行的原型计划的普遍过程—研究、开发、测试和评估与实际生产开发过程完全分开。对一项具体建议的评价应主要从是否适合生产的角度进行，而不是在研究和发展工作阶段进行，而生产开发过程总是希望需要解决的问题越少越好。

如果空军想促进新技术的使用，就必须在真正的战斗机项目前完成这些技术的初步开发。这就是AFTl 计划的框架。

AFTl需要一架轻型、相对便宜的实验飞机。在这个平台上应该包括尽可能多的新提高飞机机动性的技术，和可用于改进性能的技术，可以单独开发测试也可以组合测试它们。这些可能的技术包括：直接升力和/或侧向力控制、喷气襟翼、推力矢量控制以及电传操纵控制系统等等。

1974年初，投标三家公司 —麦克唐纳-道格拉斯公司、罗克韦尔国际公司和费尔柴尔德-共和公司标获得初步合同。三家公司同时与空军飞行动力学实验室签订了设计研究合同，而通用动力公司则空手而归，成为唯一出局的投标人。根据计划NASA将在1975 年春天对投标人提交的初步设计进行评估，他们计划使用多台计算机和模拟器进行这个工作。空军则应在 1975 年夏天授予建造两架测试机的合同，飞行测试在1977 年底开始。

长岛航空博物馆保存的费尔柴尔德-共和 AFTI 艺术画

然而，项目并未按照计划发展。1974 年至1976 年间，三家供应商使出浑身解数，在 AFTl 计划框架内创建了一大堆脑洞大开的项目。大多数的提案，正如招标要求的那样，使用了不同寻常的想法和设计。1974年秋天，这些竞争者的模型提交了几千个风洞小时的测试结果，这些不同的方案让空军飞行动力实验室的专家迷失在风洞数据里，简单的说，空军被海量数据过载，没办法评估哪个更优秀。

长岛航空博物馆保存的费尔柴尔德公司宣传画黑白扫描件，本文作者上色

几个设计采用了在当时属于非常规的布局，包括升力体机身，鸭式布局等结构，但彼此之间各有不同。1974 年夏天，最初的 AFTI 进入AFTl-2阶段，作为AFTI-I 面对先进技术发展的逻辑补充。与其他两家承包商一样，费尔柴尔德-共和也提供了其AFTl 演示机的方案。这是一架带推力矢量装置等双引擎鸭式布局飞机。

费尔柴尔德-共和方案包括先进的气动外形、先进的结构方案、综合机动喷管、可变迎角外翼段、可变弯度、前置垂直翼、多模式数字电传操纵系统、综合火力火力控制系统和高G座舱。

三视图和尺寸

费尔柴尔德-共和AFTI整体上采用鸭式布局，但从一开始放弃了近距离耦合鸭翼，选择了远距离耦合，甚至是非耦合的低置鸭翼布局。共和的工程师认为近距离耦合鸭翼对俯仰控制能力不足。机长40英尺9英寸（12.4m），翼展28英尺6英寸（8.7m），高15英尺3英寸（4.6m）。

动力系统为双水平发并列设计，发动机的矩形进气口位于座舱后方机身两侧，喷管采用推力矢量设计。发动机选用非加力版本的普惠J52-P-408发动机，因为考虑到加力燃烧室带来的尾喷管温度过高，将造成喷管冷却困难和开发成本过高。两台J52并联应可以满足非加力超音速要求，虽然其推重比略低于当时主流战斗机。

其推力矢量装置比较特殊，虽然采用扁平喷口但并不是单纯的二元喷管，两喷管中间的尾椎可向两侧偏转，起到导流板等作用，但其导流效率显然不如3D喷管。

主机翼为中等展弦比梯形机翼，带有翼身融合过渡段大边条翼。襟翼和副翼位置靠后和矢量喷管相同，便于联动提高气动面效率。气动面动作系统全部采用埋入设计。主机翼外段可单独改变迎角，可变机翼主要被看作是直接升力装置，可以减小配平阻力和作为减速板使用。

下一个重要的气动部件是垂直前翼，这个翼面起降过程中可以折叠，在需要时，可配合垂尾动作直接产生侧向力，使飞机作出离开航迹轴线的机动动作。同时也可增加滚转力矩。

高机动性带来的一个问题是高过载，为了提升飞行员的过载耐受能力，设计师设计了一种高g耐受座舱，这个座舱可以让驾驶座后倾斜角度在30度-60度之间可调，并且在任何角度确保前向视野在可接受范围。

根据在离心机上的实验数据，60度倾角的座椅，配合高抗荷飞行服，将使飞行员可以在10g的高过载下坚持两分钟。

配合可调角度高G座椅，驾驶舱采用了独特的侧杆设计，使得在高角度飞行员不需要直接点击座舱面板上的按钮。

驾驶舱子系统包括先进的显示器和控制器，但受时代限制仍然以机械仪表为主。共和完成了一个可供测试的全尺寸座舱模型。

全时电传操纵系统对于操纵这架复杂的飞机是必须的，系统的原型进行了模拟测试，包括与之配套的作战管理系统。火控计算机产生飞行员信号，飞行员通过操纵杆和方向舵踏板响应这些信号，通过载荷系数（n）和滚转率（p）指令来控制飞行器的飞行轨迹。火控系统将计算出的提前角分解为指令迎角和侧滑角。

风洞测试历时6个月，在NASA的5个风洞中完成了1020数据小时。在计算机模拟器上进行的模拟显示这架飞机可以以高达20度的离轴角度飞行，提供了极佳的机头指向能力。在空对空和空对地射击场景中，模拟系统表现得到了所有飞行员的认可。

1975年初，共和将这些材料移交给美国空军。但AFTI-1第一阶的最终结果直到1976年都没有作出，分析这些数据比计划中困难的多，最终的两架原型机的合同没有发出，AFTI项目转向为在多个子平台上分别测试有前途的新技术，而不是两架包含了几乎所有项目的试验机。

在AFTI竞争白热化的1976年左右，费尔柴尔德-共和还有一个秘密方案，没有提交给空军，但自己偷着申请了专利。费尔柴尔德-共和在这个方案里抛弃了机翼！

与提交稿一样的机身布局，两个喷气发动机并联在尾部。单垂尾和鸭翼还在原来的位置，但机翼不见了，这架飞机的升力只能靠机身进气道产生的有限升力以及尾部的矢量喷口的垂直分量来实现。飞机的控制可能由仅剩下的三个气动面配合推力矢量系统实现，但详细信息尚不清楚。

根据美国设计专利中提供的信息，画家W. Granzeier 为德国杂志《国际飞机》（Luftfahrt International）绘制了本文题图。至少在工程师看来这个看起来相当未来主义的 AFTI项目实际上已经已经可以用当时的技术手段实现。但这么做是否有价值，就和AFTI中的大部分技术一样，在当时并不可知。@nordland 今日头条 原创首发