月夜蝙蝠——麦克唐纳 XP-67 远程战斗机

（原作者：Armstrong）
image.jpg (32.25 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
研制历史
坐落在密苏里州圣路易斯市的麦克唐纳飞机公司成立于 1939 年 7 月 6 日。麦克唐纳从一开始就注定不是一家做小事的公司，该公司成立后不久的第一个军机项目就是设计远程战斗机，这对于一家新公司来说非常雄心勃勃。
1940 年美国陆军航空队发布 R-40C 方案征询书，提出研制一种用于摧毁敌轰炸机的高空高速远程截击机。陆航对该机的要求很宽泛，鼓励制造商拿出能超越当时世界上现有战斗机的激进设计。新生的麦克唐纳公司急切地想早日生产自己的飞机，于是在 1940 年 6 月不请自来地提交了一种标新立异的战斗机方案，公司编号 Model I。
该机的发动机埋入飞行员后方的机身内，即可是艾利森 V-3420-B2，也可是带两级增压的普惠 H-3130 发动机。发动机通过一套复杂的传动轴和传动齿轮系统驱动两副安装在机翼后方的推进式螺旋桨。
image.jpg (55.85 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
image.jpg (78.74 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
image.jpg (110.01 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
麦克唐纳 Model I 方案，武器都安装在机头
image.jpg (132.23 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
麦克唐纳 Model I 的宣传广告
-Part1-
但是还有其他 22 家制造商也提交了方案，麦克唐纳 Model I 的预计性能相对不起眼，并且怪异的传动系统也没有经过验证。陆航在对总共 23 个方案进行研究和评分后，Model I 仅获得第 21 名的成绩（得分最高的方案分别发展成 XP-54、 和 XP-56，但同样命运多舛）。尽管陆航因重量超标和复杂性否决了 Model I，但对该方案留有深刻印象，并在 1940 年 6 月 6 日授予麦克唐纳 3,000 美元的合同鼓励该公司改进设计。
image.jpg (54.31 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
XP-54
image.jpg (55.15 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
XP-55
image.jpg (133.75 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
XP-56，参加 R-40C 竞标的其他三个方案也是一个比一个怪异，这三种飞机都采用例如推进式螺旋桨方案
1941 年 6 月 30 日麦克唐纳的工程师向陆军提交了 Model II 方案，又被否决。1942 年 4 月 24 日麦克唐纳又提交了经过改进的 Model IIa，这是一种布局更为传统的双发双座重型截击机，在机翼发动机舱内安装两台大陆 I-1430 液冷发动机，驱动两幅拖拉式 4 叶螺旋桨。
大陆 I-1430 的研制历史可以回溯到 1932 年，当时陆军提出研制一种轻型紧凑的高功率高转速的“超级”发动机，可用于未来的轰炸机和战斗机。I-1430 实际上是陆军俄亥俄州莱特机场的工程师们设计的，大陆公司仅负责制造。这是一种双气门小排量小迎风面积的倒置 V-12 发动机，但缸体设计采用了一战时的独立气缸技术，这就是发动机的乙二醇散热系统过热的根本原因。麦克唐纳选择 I-1430 是因为该发动机的小体积，谁知却埋下了祸根。
image.jpg (81.08 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
大陆 I-1430 液冷发动机
一开始陆航对 Model IIa 也没有兴趣，双方经过几次讨论后，麦克唐纳进行了一些修改后在 1942 年 5 月 5 日向陆军提交了 Model S-23-A 最终方案。Model S-23-A 是一种具备增压座舱的单座远程截击机，在设计上仍然很激进。设计师试图使整个机身都维持真正的翼型截面，为此采用了创新的翼身融合设计，把机身中段、发动机舱与机翼融为一体，并且结合部位的边缘都为 S 形。整架飞机在尾翼之前都是光滑的曲面外形，看起来像一只蓄势待发的飞鼠。翼身融合不仅能使机身变为升力体产生升力，而且由于消除了传统布局翼身结合处的 90 度直角连接，降低了阻力与乱流。但是由于 XP-67 的浸润面积大为增加，所以抵消了减阻的效果。总之 XP-67 的翼身融合在当时是非常具有前瞻性的先进设计。此外翼身融合设计还增加了 Model S-23-A 的内部空间，载油量达 2,763 升，足够远程任务所需。
image.jpg (91.87 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
Model S-23-A 三面图
此外麦克唐纳还提出了不同寻常的重火力配置：6 挺 12.7 毫米机枪和 4 门 20 毫米机炮。该机时髦的前三点式起落架中的前起落架向后收入前机身，主起落架向后收入发动机舱。麦克唐纳担保的最大速度是相当乐观的 760 千米/时（7,620 米高度），总重量估计为 8,430 千克。
这一次陆军真正感了兴趣，1941 年 8 月 2 日陆航批准购买两架原型机，9 月 30 日授予麦克唐纳一份 1,508,596 美元的合同，外加 86,315 美元费用，购买两架原型机、一个风洞测试模型，以及相关的工程数据。10 月 29 日合同正式生效，原型机获得了 XP-67 的编号，以及 42-11677 和 42-11678 的序列号。
-Part2-
原型机
此时 XP-67 的细化设计已经展开，武器配置改为在内翼段安装 6 门 37 毫米 M4 机炮（每门备弹 45 发，甚至在此之前还考虑的单门 75 毫米机炮）。并为大陆 XI-1430-1 发动机增加了通用电气 D-1 涡轮增压器，发动机排气管采用独特设计，可利用废气增加推力。由于武器的重型化及其他改进使 XP-67 的预计总重增加到 9,070 千克。
image.jpg (16.82 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
image.jpg (18.39 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
在 NACA 兰利风洞进行测试的 XP-67 模型
XP-67 的激进设计需要进行大量的风洞测试，以便对其众多的先进特性进行微调。为此麦克唐纳、国家航空咨询委员会（NACA）和底特律大学联合进行了一项广泛的空气动力学测试项目。XP-67 的设计要求蒙皮绝对光滑并保持准确的外形，才可以维持气流的层流流动降低阻力。为此麦克唐纳需要研发全新的制造技术，而该公司此前甚至没有制造过一架完整的飞机。在风洞测试中暴露出了 XP-67 发动机冷却气流不足的问题，而这个问题到最终都未得到完全的解决。此外由于转入战时生产，大陆公司无法及时向 XP-67 发动机舱风洞测试项目提供 XIV-1430 发动机样机，此外还要竭力争取弗吉尼亚州兰利机场 NACA 风洞的使用档期。
image.jpg (101.71 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
在 NACA 兰利风洞进行测试的 XP-67 发动机舱，可以看到两侧的埋入式冷却空气进气口
image.jpg (126.82 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
发动机舱后方的散热器与发动机废气排气管，也可产生一定的推力
XP-67 原型机的出厂仪式，该机是麦克唐纳公司为跻身一流战斗机制造商行列而做出了首次尝试
-Part3-
1943 年 12 月 1 日第一架 XP-67 42-11677 终于准备好开始地面测试，该机没有安装武器、增压座舱及氧气系统，安装了传统副翼而不是计划中的下垂式副翼。42-11677 安装两台 XI-1430-17/19 发动机，配备 D-23 涡轮增压器，发动机在起飞时额定功率 1,350 马力，7,620 米高度时功率 1,600 马力。因其独特的蝙蝠状外观，获得了“月夜蝙蝠”（Moonbat）的非正式绰号。
image.jpg (92.61 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
image.jpg (81.72 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
XP-67 前视图，优美的翼身融合外形相当科幻
1943 年 12 月 8 日 XP-67 在圣路易斯的兰伯特机场进行高速滑跑时，两侧的发动机舱都突然起火，造成排气歧管滑环被烧毁，首飞被迫推迟。修复完毕后，XP-67 被运到伊利诺斯州的斯科特机场。1944 年 1 月 6 日 XP-67 首飞，试飞员是 E.E.埃利奥特，但因发动机问题在起飞 6 分钟后就不得不紧急降落。
image.jpg (80.08 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
XP-67 的座舱
随后麦克唐纳对发动机舱进行修改，安装不锈钢制造的壁板把涡轮增压舱隔离起来，改进了冷却空气循环系统，并缩短了发动机罩末端的长度。改进后的飞机进行了两次成功的试飞。但是在第四次飞行（1944 年 2 月 1 日）中，两台大陆发动机因无意间的超速运转而烧毁轴承，迫使试飞员再一次紧急降落。
此时情况已经很明显了，XP-67 严重动力不足。问题成堆的大陆发动机明显动力不足，根本达不到 1,350 马力的设计额定功率，只能勉强达到 1,060 马力，即便使用涡轮增加器外加单级机械增压后也是如此。此外 XI-1430 先天设计就散热不足，雪上加霜的是 XP-67 为了追求流线设计，发动机舱前部冷却空气引入不足。公司创始人吉姆麦克唐纳因 XI-1430 的输出欠佳、无法解决的过热问题，以及生产延误而沮丧不已，建议陆航拨款为原型机实施换发。麦克唐纳提出安装混合动力装置，在每个发动机舱前部安装一台帕卡德 V-1650 或带两级增压器的艾利森 V-1710 发动机，在后部安装一台 I-20 涡喷发动机。尽管麦克唐纳提出的 805 千米/时的最大速度很诱人，但陆航还是否决了这一建议，因为改动过大。
image.jpg (25.62 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
XP-67 为了追求流线设计，发动机舱前部冷却空气引入不足
在这次事故中大陆发动机严重受损无法维修，因一时没有备用发动机可换，XP-67 返回圣路易斯总部进行改进。根据此前风洞测试的建议把垂尾增高 30.5 厘米，以增加纵向稳定性。
-Part4-
结局
1944 年 3 月 23 日继续试飞，1944 年 5 月 11 日陆航试飞员接手试飞任务，在 5 月实施了 5 次成功试飞。在此期间发现了发动机运转粗鲁、副翼平衡不当、主起落架舱门关闭不良等问题。军方飞行员评价该机座舱布局良好，地面操控性令人满意，但动力不足，起飞滑跑距离太长，初始爬升率糟糕，加速较慢。在柔和机动中的飞行特性总体良好，杆力较轻，高速滚转速率尚佳，在所有速度下都有很好的纵向稳定性，操控性也良好。该机的横向稳定性为中性，滚转时有“荷兰滚”倾向。原型机在接近失速速度时表现出了一些令人不安的特性，在远未达到失速速度时飞机就开始抖振，在快速转弯时尾部沉重，失速中机鼻自动上仰。这些问题严重到试飞员拒绝进行 XP-67 的尾旋特性试飞，担心无法从尾旋中改出。其实这种不规则和不稳定的失速特性是因为该机翼身融合的先进气动设计所导致的，此问题直到多年后电子稳定控制问世后才被解决。尽管最终的试飞报告总体上对该机持正面评价，但 XP-67 的机动性被认为劣于现有机型，如北美 P-51“野马”。
image.jpg (104.07 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
试飞中的 XP-67
XP-67 再一次返回工厂进行改进，在垂尾根部增加背鳍，平尾增加两度上反以改善横向稳定性。这一次的改进解决了在试飞中暴露出的几个问题，但发动机的慢性过热和功率不足问题仍未得到解决。XP-67 的最大速度仅为 652 千米/时，远低于承诺的 760 千米/时，甚至还比不过正在服役中的其他战斗机。
image.jpg (96.36 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
修改后的 XP-67，平尾增加了 2 度的上反角
试飞在 1994 年夏继续，正式性能测试定在 9 月进行。但是 1944 年 9 月 6 日 XP-67 在试飞中右发动机舱起火，埃利奥特成功驾机紧急降落在兰伯特机场，飞机接地滑行时因右起落架刹车失灵打转，使火焰蔓延到机身。埃利奥特成功跳离飞机，但在大火被扑灭前，XP-67 的机身，右翼和发动机舱已严重受损，已无修复可能。
image.jpg (34.88 KB, 下载次数: 0, 售价: 3 金钱)

点击文件名下载附件
3
阅读权限: 3
1944 年 9 月 6 日，XP-67 的机身，右翼和发动机舱严重烧毁，无修复可能
第一架原型机的损失对项目造成了严重打击，因为此时第二架 XP-67 只完工了 15%。这次事故再加上大陆发动机高温引发的没完没了的问题，最终导致陆航决定对 XP-67 项目进行重新评估，结果该机被认为与现有战斗机相比并不具备明显优势。9 月 13 日麦克唐纳和陆航双方都一直认为项目到了该结束的时候，六个星期后合同正式取消。
为了增加飞机的整体升力，麦克唐纳大量应用了翼身融合设计，外型十分奇特，看起来就象一架活塞时代的隐型战斗机
陆航下令销毁第一架原型机，并停止第二架原型机的所有工作。第二架原型机原计划安装紧急作战功率提升至 2,100 马力的 I-1430 液冷发动机，并且使用对转螺旋桨取代了第一架原型机上的左右反向螺旋桨。“月夜蝙蝠”最终夭折了，、和后来的已经可以满足了陆航对远程截击机的需求，并且日本和德国到直到 1945 年也没有研制出有效的远程轰炸机，XP-67 原先预想的敌人已经不复存在。
XP-67 在试飞中达到的最高速度为 652 千米/时（4,570 米）和 575 千米/时（3,050 米）。初始爬升率 792 米/分，实用升限 11,400 米，最大航程 3,840 千米。XP-67 空重 8,050 千克，满载重量 10,500 千克，最大起飞重量 11,520 千克。该机翼展 16.76 米，长 13.65 米，高 4.80 米，翼面积 38.56 平方米。
“月夜蝙蝠”虽然夭折了，但麦克唐纳公司却在研制过程中获得了宝贵的经验，并向陆航展示了公司在设计创新方面的非凡能力。XP-67 是麦克唐纳公司设计过的唯一一种螺旋桨战斗机，进入喷气时代后从此麦克唐纳的军机业务蒸蒸日上，先后设计出了 、、等一批海空军战斗机。1967 年麦克唐纳并购了道格拉斯飞机公司成为著名的麦道公司，为航空史留下了 、、等一大批杰作机。