系列文章：刺破青天锷未残——康维尔三角翼战机家族的发展历程

首架 YF-102A 原型机 52-7994

　　为了加快“截击机 1954”的进度，空军决定在 YF-102 发展阶段引入“库克•克莱治”方法（该名称取自两位发明者的姓氏：劳伦斯•C•克莱治和奥维•R•库克），即略过原型机发展阶段，一开始就以预生产型进行低速生产并投入试飞工作，由于试飞飞机数量增多，试飞进度快，发现问题早，从而大大加速了飞机研制进度。但这种方法有个严重问题，即只有对确定将要装备的飞机才有效，而那些中途下马的项目将因为生产了为数不少的预生产型而造成巨大浪费。不过，在当时的人们看来，F-102 脱胎于已经过试飞验证的 YF-92，估算性能也相当出色，其研制风险相当低，因此一开始就全力投入预生产型的制造和试飞，以节省时间。

YF-102A 8-82 型三面图

　　到了 1951 年 11 月，MA-1 火控系统和 J67 发动机都已经确定不可能按时交付，空军遂决定采用现有设备装备正在研制中的 F-102，并赋予正式设计代号 F-102A；MA-1 和 J67 则用于日后装备改进的 F-102，即 F-102B（后来该机被重新命名为 F-106，详见后文）——就这点来说，F-102 和 F-106 的关系很象是我们的歼-8 和歼-8I 的关系。由于这一变故，F-102A 的火控系统改用休斯公司的 E-3（后改称 MG-3），但动力问题却颇令康维尔公司挠头。尽管 J40 是 1951 年时美国现役发动机中推力最大的，但仍不能驱动 F-102A 达到预定的性能指标——特别是速度。美国空军当局和康维尔显然都尚未意识到飞机在跨音速区还有他们没有了解的规律在发生作用，仍然认为是发动机推力太小所致，于是空军决定为 F-102A 换装预定于 1953 年投产的普拉特•惠特尼公司 J57 涡喷发动机。

J57 涡喷发动机结构图

　　1952 年 4 月，空军订购的 10 架 YF-102 原型机（2 架 8-80 型，生产序号 52-7994～52-7995；8 架 8-82 型，生产序号 53-1779～53-1786）开始在康维尔位于圣地亚哥的工厂开工制造。12 月 17 日，空军再次向康维尔订购首批 32 架预生产型 F-102A。如此应用“库克•克莱治”方法，空军对这种新型截击机的迫切需要可见一斑。然而由于未曾预料到的阻力问题，几乎导致这两批订购的 42 架飞机全部成为废品。

试飞中的 YF-102A 53-1782，属于 8-82 型，进口外形经过修改，并拥有玻纤雷达罩尾喷口整流罩

被送至 NACA 进行试飞的 YF-102A 53-1782，同样属于 8-82 型

阻力问题

　　50 年代初，NACA 的 8 英尺高速风洞开始在兰利中心投入使用，以便对飞行器超音速飞行时的各种状态进行系统的研究。康维尔的 YF-102 有幸成为早期试用者之一。

YF-102 机腹有大尺寸的弹舱

　　当时康维尔的工程师和空军人员都相信 YF-102 可以轻易地突破音障，将 YF-102 送去做吹风试验，恐怕还是为了尽快获得有利数据，加速该机的定型投产。但不幸的是，来自 NACA 超音速风洞的数据显示，YF-102 的超音速阻力可能远远超过当初所预计的值。1952 年 8 月，YF-102 缩比风洞模型被安装在 8 英尺超音速风洞内，开始进行系统的吹风试验。令康维尔的工程师们非常沮丧的是，试验数据表明，YF-102 在接近音速时会产生极大阻力，以至于当时推力最大的 J57 发动机也无法驱动该机突破音障。

　　正当 NACA 和康维尔的工程师聚集到兰利中心，共同研究 YF-102 的阻力问题时，另一个令人震惊的发现传来：NACA 工程师理查德•T•怀特康柏和他的研究小组在对不同的飞机构型在超音速下的状态进行研究时，发现了意外的强大阻力来源——当气流高速流过模型时，他们原本预计会在机头附近观察到激波，但却惊讶地在机翼后缘处发现了另一个强激波的形成。显然，这种意料之外的强激波造成了大量能量损失，由此造成远远超过当初估算的阻力值。这正是 YF-102 不能突破音障的原因！如果 NACA 的数据准确，那么正在圣地亚哥按原始设计方案制造的 YF-102 和 F-102A 都将因为阻力过大而成为一堆废铁。

理查德•T•怀特康柏

　　所幸怀特康柏小组在研究中发现了一条规律——即后来著名的“跨音速面积律”。其含义是，要保证飞机在高亚音速和跨、超音速范围内阻力最小，其各部件沿飞机纵轴的横截面积分布应该相当于一个阻力最小的当量旋成体横截面积的分布，即使实际上无法做到这一点，其分布曲线也应该尽量接近理想分布曲线，以尽可能减小阻力。根据这条规律，NACA 给康维尔的工程师提出了改进方案：在翼身交汇处收缩机身，而在机翼后缘以后适度扩大机身，从而改善了飞机横截面积分布。当然，这样的改进在机身中部形成非常明显的“蜂腰”外形，以至于按照面积律设计的机身往往被称作“飞行可乐瓶”或者“玛丽莲•梦露型”。但来自风洞试验的数据是无可置疑的，这种设计确实有效降低了飞机的跨音速阻力。康维尔的工程师立刻返回圣地亚哥修改 YF-102 模型。

F-102 的面积律改进成为一个经典范例（图中的 YF-102A 应为 YF-102）

　　1953 年 5 月，康维尔工程师带着修改过的 YF-102 模型再赴兰利。结果风洞试验显示该机阻力已经明显下降。于是，NACA 再次给出改进方案，以便使该机更符合面积律的要求。康维尔再次修改模型，并于 10 月再次进行吹风试验。这次的结果令人相当满意，NACA 认为，经过两次修改的 YF-102 方案已经可以满足空军超音速的要求。