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

面积律之图解

经过面积率修形的 F-102 模型在 NACA超音速风洞进行测试

NACA 还对两种外形的火箭动力自由飞模型进行了实验（又为面积率修形的模型）

　　然而此时首批 10 架原型机已经开始陆续离开生产线，要改变这些的设计已无可能。对康维尔来说，最后一线希望是风洞试验的数据和实际情况有差距。也许阻力问题并不象 NACA 所指出的那么严重？检验的时刻很快到来了。1953 年 10 月 24 日，加利福尼亚州马洛克空军基地，第一架 YF-102 原型机由理查德•L•约翰逊驾驶进行首次试飞。在这次试飞中，飞机的速度甚至未能超过马赫数 0.9。不久，这架原型机一次试飞中 J57 发动机突然起火，飞机迫降时严重受损，被迫报废。直到 1954 年 1 月 11 日，第二架YF-102才升空试飞。尽管试飞是成功了，但带来的结果却更令人沮丧——试飞证实了兰利风洞数据的准确性，YF-102 根本无法在平飞中突破音障，只有当以 30 度角俯冲时才能达到 M1.24。而其实用升限也无法达到预计的 14,325 米，只有 12,192 米。这对空军来说不啻是一个重大打击。他们已经为 YF-102 计划投入了大量资金，如果此时中止该计划将造成巨大浪费（“库克•克莱治”方法的弊端开始暴露），但一种亚音速的截击机是空军无论如何不能接受的，这将无法对抗来自苏联战略轰炸机部队的巨大威胁。这时，NACA 的主管休•德莱登通报空军，NACA 已经找到降低跨音速阻力的方法，并且已经将相关资料交付康维尔和其它飞机公司。有鉴于此，空军下令康维尔暂停其生产线，等待 YF-102 改进试飞的结果。

YF-102（上）与 YF-102A（下）之“蜂腰”对比

　　事实上，在 YF-102 试飞的这段日子里，康维尔设计小组也没有闲着。从兰利中心回来后，他们就一直忙于 YF-102 的改进设计。结果仅用了 117 个工作日，他们就按照面积律重新设计了 YF-102，并生产了一架原型机——为了和原来的 YF-102 区别，该机被称为 YF-102A（公司设计代号 8-90 型）。和前者相比，YF-102A 的主要区别是：机身加长 3.35 米，根据面积律采用蜂腰机身和尾部鼓包构型，机头曲线更加细长，座舱风挡也变成由两片三角形风挡组合而成（这种风挡阻力小，但严重影响视界），机翼前缘采用锥形扭转以改善飞机的大迎角气动性能，原来的 J57-P-11 被更轻、推力更大的 J57-P-23 取代。1954 年 12 月 20 日，YF-102A 在圣地亚哥附近的兰德博格机场首次试飞。在接下来的试飞中，该机表现出良好的性能，尚在爬升过程中即已超过音速。NACA 和康维尔的工程师们的心血终于没有白费。通过面积律改进设计，YF-102A 的最大平飞速度比 YF-102 提高了大约 25％，达到 M1.2，而其实用升限也达到 15,728 米。

第一架 YF-102A 原型机 53-1787

　　由于 YF-102 的成功试飞，空军同意康维尔重新启动生产线，并下达大批订单。但 F-102 的改进并未结束。1955 年 6 月 24 日，第一架生产型 F-102A 离开圣地亚哥的生产线，5 天后交付空军。相对于早期的 YF-102，其机身加长 4.8 米，机高提高 0.91 米，翼展加大 0.35 米，翼面积由 61.4 平方米增大到 64.5 平方米，飞机空重增加 792 公斤。包括这一架在内，首批 40 架 F-102A（生产批次从 BLOCK 5 到 BLOCK 25）都被用于试飞和发展，并及时进行相应的改进。事实上，当时最主要的问题是飞机在高速时的安定性问题。直至 1955 年 12 月，一架改进了垂尾的 F-102A 成功进行了高速试飞，标志着安定性问题的最终解决。至此，F-102A 终于完全定型。其时间之短，令人惊叹不已。这当中，“库克•克莱治”方法功不可没（尽管存在着巨大浪费的风险）。回想我们的 J-8 研制历程，自始至终就只有一架原型机进行试飞，加上其它因素干扰，从试飞到定型时间竟超过 10 年！两厢对比，其中一些东西是值得我们深思的。

第一架生产型 F-102A 53-1791

F-102A 机尾的修形鼓包

F-102A 的演进过程，最终增高了垂尾并加大了减速板面积

教练型问世

　　由于是第一次装备 F-102A 这种三角翼战斗机，为了进行改装训练，美国空军决定专门研制一种并列双座教练机，以帮助飞行员尽快熟悉这类飞机的操纵特性。

康维尔公司制造了一个 TF-102A 全尺寸前机身模型，进气口与生产型不一样

最终的生产型简化的进气口设计

　　1953 年 5 月 5 日，空军与康维尔公司签订合同，开始研制串列双座教练机 TF-102。同年 9 月 16 日，TF-102 项目被纳入武器系统 WS-201L 发展计划中。不过，此时 YF-102 的阻力问题已经凸现出来，TF-102 不得不按照 NACA 的建议，以F-102A为基准进行相应改进设计，改进后的方案被称作 TF-102A。和F-102A相比，TF-102A 有个宽大得多的机头，以容纳并列座舱——采用并列双座设计，教员可以清楚地了解学员的动作，并进行示范、纠正，有利于学员更快地掌握飞行技巧，但却要在飞机性能上付出代价。同时，原本在座舱两侧的进气道被迫向斜下方移动，形成类似当今流行的“肋部进气”布局。由于这个古怪的胖机头，TF-102A 被戏称为“飞行澡盆”。座舱后的机身段，TF-102A 直接沿用了 F-102A 的设计，保留原来的武器系统，只是取消了休斯公司的火控系统。

　　1954 年 3～4 月间，空军向康维尔公司订购 20 架 TF-102A。同年 9 月，TF-102A 方案提交空军。随着 F-102A 的成功试飞，空军再次增购 28 架 TF-102A。1955年11月8日，第一架TF-102A原型机（8-12型）在理查德•L•约翰逊操纵下成功首飞。不过，在试飞中发现，并列双座座舱会导致飞机高速阻力骤增，严重影响飞机性能（事实上该机在平飞中已经无法超过音速，除非以不小于 5 度的俯角进行俯冲）。为此，康维尔专门重新设计了新的座舱，并于 1956 年 4 月装机试飞。不过试飞结果并不令人满意——新座舱虽然减小了阻力，但却导致飞机视界的恶化。作为教练机，终归视界比速度重要，因此新的座舱设计被取消，又改回原来的座舱设计。为了减阻，康维尔又在座舱后增加涡流发生器，以改善该处气流状况，减小阻力。同时垂尾也有所加大，以弥补并列双座造成的方向稳定性的下降。最终，这些改进措施被第三架 TF-102A 原型机采用，并成为此后所有 TF-102A 的标准构型。