美国海军F-14“雄猫”舰载战斗机技术资料与图解

F-14战斗机结构图F-14战斗机侧视图F-14A战斗机结构图F-14A战斗机侧视图F-14战斗机F-14战斗机三视图F-14A战斗机F-14D战斗机F-14D战斗机F-14D战斗机F-14A战斗机

F-14雄猫式战斗机是美国海军曾使用的一款超音速空优及长程拦截用舰载战斗机。采双引擎、可变后掠翼与双尾翼、双座配置，由格魯門公司承包开发制造，专门负责以航空母舰为中心的舰队防卫任务。

首架F-14于1970年试飞，1974年正式服役，以取代F-4鬼怪式战机作为美国航空母舰舰队的防卫。F-14在服役后期曾追加低空导航暨夜间红外线标定舱，具备有基本的精确对地攻击能力。F-14在美国海军服役32年后，于2006年9月22日正式退役，由F/A-18E/F超级大黄蜂式打击战斗机所取代。

设计

F-14的设计定位为制空战机及海军长程拦截机，为使驾驶者有良好视野，其驾驶舱罩为泡型舱罩设计，驾驶舱有两个座位，前者为驾驶员，后者为雷达拦截官(RIO-Radar Intercept Officer)。机翼为可变后掠翼设计，机翼后掠角度可随飞行速度改变，以使在任何速度机翼的升力及阻力都能做到最优化。

两具引擎分别置于机身左右两侧的独立机舱，各离机身1-3呎远。机身由驾驶舱往后渐修薄，在两引擎之间形成一扁平机体，这个扁平机体形成了机翼以外的另一升力体，产生额外升力，占整体升力的40%-60%(视机翼后掠角而定)，当中容纳了油箱、航空相关装置(例如可变后掠翼的机械)及飞控系统。此扁平机体下方可以挂载各式各样的武器或其他装备，基本的包括AIM-54、AIM-7及AIM-9导弹，而内置武器为一具20mm M61火神式机炮置于左侧。

机身与机翼

F-14机身为三胴机体结构，两个引擎分别置于驾驶舱两则后方的独立舱体内，与驾驶舱相隔数吋之远，驾驶舱往后渐修薄，在两引擎之间成一扁平状机身把两引擎相连，此段机身容纳了油箱、电子、飞控系统，与及可变后掠翼的机械结构。这种气动布局与把引擎喷嘴紧密靠近相比有较低的气动阻力，因为两喷嘴过于紧密会气流交互干涉[1]而扁平的机身也成了机翼以外的升力体，为战机带来额外的升力，降低了翼负荷，大为提升了转向能力，前苏联的Su-27系列也使用类似设计。

F-14的机翼后掠角度可以由20°(完全伸展)至68°之间变动，最大变动速度为每秒7°[2]后掠角由机上的飞行电脑自动控制(必要时也可由飞行员直接控制)，使机翼在任何高度与速度下都能达到最佳的升阻比，使得F-14有惊人的高速及转向性能。停泊时，机翼后掠角可增至75°，与水平尾翼（升降舵）部分重叠，以节省航空母舰上的宝贵空间。在紧急情况下，机翼后掠角68°或不对称也能在航母升降。

机翼前后都有襟翼，在低速时，例如降落，可以下打以增加升力。每机翼上有4片扰流板，控制扰流板打开的数目就能在不影响俯仰角不变的情况下控制升力，在航母降落时，飞行员就能保持对飞行甲板的视线下精确控制飞机的高度及下降速度，以使飞机在甲板上的适当位置着陆，格魯門称这种控制方式为"直接升力控制"。

两引擎前方、进气道外则各有一翼套，可变后掠翼的转动点就在翼套内，使得转动点远离机身纵轴，目的是为了减少因可变后掠翼改变后掠角而引起的升力重心位置变动，由于三胴机体的两引擎相隔较远，相比同时期的F-111，F-14机翼转动点离机身较远，因此升力重心的移动更少。机翼固定于两个翼梁，各置于一长6.7m、横跨机身的箱型结构的两端，箱型结构内建了油箱，以钛合金制成，轻而强度高，但加工困难且成本高，格魯門在生产时使用了电子束焊接技术[4]由于可变掠翼转动的需要，当机翼由完全后掠转至伸展时，原先后掠时机翼所在位置就留下了缝隙，这个缝隙会由可以缩胀的气袋密封填补，以免缝隙产生气动阻力，而气袋缩胀所需的高压气体则由引擎提供。

两翼套的前侧位置设有可收纳和张开的小三角前翼，作用可以让升力重心前移，目的是扺消机翼后掠时导致的升力重心后移及超音速飞行时产生的机首下压的现象。当主翼伸展至后掠角小于35时前翼会被禁止张开，以避免升力重心过度前移而导致不稳定[4]在M1.4以上会自动伸出，这使F-14在M2下仍可以有7.5g的机动性，但后来为了简化维修而取消了此功能。就算前翼收起，翼套本身也对F-14的飞行性能有所帮助，除了提供升力外，翼套的后掠角较大，形成了像双三角翼或LEX的作用，在较大攻角时(16°— 25°)会产生边缘涡流，流经主翼上方时令升力提升最多达40%，并在攻角达至90°也不失速。而机翼上的襟翼也可在机动时下打，除增加升力外也在主翼上方产生低压吸引机首产生的涡流远离垂直尾翼，使垂直尾翼在高攻角时也能发挥较大的作用，保持机身的横向稳定性。以上使F-14有相当的高攻角性能，在小于38°攻角可完全受控，而瞬间则可以拉大到65°。

三胴机体减少了气动阻力、可变后掠翼优化了在任何环境下的升阻比、加上扁平机体产生相当的额外升力（特别是当主翼收入至最大后掠角时，超过60%的升力由机身产生），F-14的敏捷性远比预期为佳。但由于可变后掠翼的翼轴在机动时会承受极其强大的应力，F-14的机动最大只可有7.5g。

F-14的水平尾翼可以在+15°至-35°之间差动或连动，负责控制升降及与扰流板一起充当副翼的功能，当主翼后掠角小于50°时，侧滚是由扰流板及水平尾翼一起负责，大于50°时就由水平尾翼负责。

F-14的原设计只有一片垂直尾翼，在引擎舱下方设有可收折的腹鳍，以增加在超音速飞行时的稳定性，但经风洞测试后改为后果更佳的双垂直尾翼，外倾5°，置于两引擎舱的上方，只保留细小的外倾腹鳍，以平衡垂直尾翼所产生的阻力，并简化为固定式。与单一垂直尾翼相比，双垂直尾翼可以在保有同样操纵性下有较低的高度，较适合航舰的操作环境。

由于机翼后掠角是可变的，机翼下的挂架不可能以固定方式装在机翼下，不然武器的指向就不能与机首指向一致，若要挂架随后掠角变动作对应的调整，机械上就变得复杂，重量、可靠性及成本都有影响，幸而F-14的扁平机体及翼套提供了足够的位置给武器挂架，格魯門于是将所有挂架都设置于扁平机体及翼套。引擎舱下也可以各加装外部油箱。

F-14的进气道有活动的斜面、分流门，由飞行电脑控制，使震波在任何速度、高度下也远离引擎，喷嘴有可动瓣，可根据引擎需要而调节。即使如是，TF30的可靠性、稳定性仍远低于要求，有28%的事故跟引擎有关，压缩段叶片容易失速，例如吸入已发射导弹留下的气流，如果问题发生的时候没有及时的进行修正，F-14会进入难以恢复的水平旋转（以F-14飞行员为主题的著名军事电影《壮志凌云》（Top Gun）中就曾出现过类似场景），初期曾有压缩段叶片断裂后飞出而损及机体，因此要更换叶片材质，另外还在引擎的风扇段加外壳以减少断裂叶片对机体的损害。涡轮段的单晶叶片耗损速率高过预期、良品率低。后燃器常常无法点燃。TF30问题曾经导致F-14需要停飞。飞行员也不能随意快速改变油门。1976年9月14日由肯尼迪号航舰上，一F-14失去控制掉入北大西洋的意外算是最有名的一桩事件。美国海军怕苏联会捞起并得到机上雷达与AIM-54不死鸟导弹，威胁舰队整体安全，调动大批舰艇以及机密的NR-1核子动力潜艇进行打捞，两个月后终于将飞机与所有的导弹捞起。

性能不足、可靠性低，海军曾想改用为美国空军F-X计划（也就是后来的F-15）研发的引擎，海军版为F401-PW-400，但是在发展阶段海军决定退出计划，这也间接导致后来F100引擎的测试与性能发生问题，美国空军一度还要和普拉特·惠特尼对簿公堂。之后美国海军考虑过劳斯莱斯授权生产的斯佩（Spey）引擎、F401-PW-26C以及通用电气公司（GE）新开发的F101X，但最终还是回和空军合作，使用发展替代F-15与F-16这两款战斗机所使用的F100引擎。

经过普拉特·惠特尼与通用电气两家公司的竞争之后，美国空军在1979年3月给通用电气公司一份30个月的F101DEF引擎的研发订单。换装F101DEF进行试飞的F-14于1981年7月14日试飞，到1982年3月测试完毕，效果良好。新引擎的效率较高，增加了F-14的作战半径；推力的增加，弹射起飞时再不用开后燃器，更重要的当然是再没有TF30的可靠性问题。在美国空军首先订购的诱因下，海军也决定采用F110-GE-400引擎在新生产与现役的F-14机体上面，而这一款海军版的引擎与空军的F110-GE-100有82%的零件互通性。装上新引擎的F-14，爬升率增加61%，作战半径增加35%，拦截半径增加62%，除此之外，飞行员再也不需要担心快速变化油门时引擎会有熄火或更严重的问题发生，不受任何限制的自由操作以发挥F-14最大性能，且维修间隔也比TF30引擎增加近一倍。

航电与飞控

F-14的驾驶舱内配置两位飞行员，其中前座为驾驶员，后座则是雷达拦截官（RIO），驾驶员座设有抬头显示器（HUD），由于研发年份较早，在F-14A、B型上并无多功能显示器（MFD - Multi function display）的配置，一直到之后的F-14D才开始配置。

F-14有一值得注意的Central Air Data Computer，是早期版本F-14的综合飞行控制系统，采用以MOS技术制成LSI的芯片组，MP944，是史上第一部的微型处理器设计。 F-14的电子反制系统（ECM）十分复杂，主要装备是休斯（Hughes）开发的AN/AWG-9远程火控雷达系统，工作于X波段，其内置了敌我识别功能，使用平面阵列雷达天线，功率达10kW。量大对搜索范围达190km，单一目标追踪距离达150km，对战机目标锁定范围120-140km。可以同时追踪24个90km内的目标，并能同时导引AIM-54不死鸟导弹式远程空对空导弹对其中6个目标进行攻击。AWG-9对低高度目标同样有探测及锁定能力。F-14也拥有在当时独有的资料链，能把雷达测得的资料与其他F-14分享，如此，F-14的雷达画面可以显示其他F-14探测到的目标。

其他的航电的电战设备有电战系统、雷达告警系统，雷达干扰丝，红外线干扰诱饵及导航系统。早期使用惯性导航系统，后来增加GPS。红外线干扰火焰弹诱饵置于机尾。电战系统、雷达告警接收机系统共有4个天线，可以大约测出威胁所在的方向与距离，也可分别出该雷达正工作于搜索、追踪或导引模式，该系统还可分析并发射所需的干扰讯号。初期装有红外线探测器，但发现效果不佳，被诺斯洛普的AAX-1光学电视所取代，但只在昼间有作用，电视的有效范围可达97km，可以自动追随雷达所发现的目标。当新的F-14D装备服役时就换上IR/TCS战术电眼系统，同时包含了红外线与光学追踪功能。

武器

基本武器为内置于机身左侧座舱下方的一门20毫米口径M61A1火神机炮。F-14的炮弹供应系统与其他战斗机稍有不同的地方是，使用完毕的弹壳会被送回到弹药鼓中，不会排放到机身外，原因是机炮位于进气口的前方，抛弃的弹壳有可能被吸入而损伤引擎。备有藏弹量676发，射速可选每分钟4000或6000发。由使用了几何可变翼，翼下挂架需要配合机翼的角度变化而旋转，所以F-14的机翼并无挂架，武器挂架置于机身多处：扁平的机身下方、机腹位置，分前后两排共有4个武器挂架；此处可以携带炸弹，空对空导弹，干扰与侦查荚舱等。两翼套下也有一武器挂架，可以使用双联装挂架携带两枚空对空导弹，一枚导弹与一具火箭夹囊，或者是一枚导弹与低空夜间标定暨导航荚舱（LANTRIN）。当F-14携带6枚AIM-54不死鸟导弹时，其中两枚是装在这个位置。两边进气道下方各一处：此处专门携带副油箱。最初是设计用来携带不死鸟导弹，可是基于与地面的空间过小而改到翼套的位置。可挂载的武器包括AIM-54不死鸟长程空对空导弹，AIM-7麻雀半主动雷达导引中程空对空导弹，AIM-9响尾蛇红外线导引短程空对空导弹。

冷战时代，苏联为首的共产国家势力所拥有之机载型反舰导弹以及反舰巡航导弹，有能力对美国舰队短时间内发射多枚导弹，令美国舰队在同一时间内受到多枚导弹攻击，也就是饱和攻击。为了预防敌方的饱和攻击，F-14配置休斯（Hughes）开发的AN/AWG-9长程雷达系统，配合专为此雷达而设计的AIM-54不死鸟导弹（由于雷达系统与重量问题，其他战机难以使用此型号导弹），可以同时追踪24个90km内的目标，并能同时对其中6个目标进行攻击或拦截。这是当时美军海军所拥有唯一的多目标同时接战系统，另一个多目标接战系统是9年后服役的神盾系统。F-14是当时唯一拥有类似的多目标同时接战功能的战机，直到1991年（17年后）AIM-120先进中程空对空导弹服役后，美军才有其他战机做得到。

由于A-6的退役，而且无后继机，F-14在1990年代被赋予对地攻击任务，但因为F-14的主要任务是舰队防护，对地由其他战机负责，起初F-14只使用无导引的炸弹。之后为了能使用精确导引武器，F-14加装了低空导航暨夜间红外线标定?舱（Low Altitude Navigation and Targeting Infrared for Night, LANTIRN），使F-14具有前视红外线系统，可于夜间作战及雷射目标标定能力。早期F-14只有挂载各种空对空导弹，经过改良之后可以携带炸弹、火箭、侦查荚舱和电子干扰系统等等。F-14选择在固定的翼套上设置左右各一处的挂载点。

引擎

F-14A使用两具普拉特·惠特尼（Pratt & Whitney）生产的TF30低旁通比涡轮风扇引擎。TF30是美国第一部涡轮风扇引擎，使用于当时的F-111、A-7。TF30只是海军无可选择下的“临时性”决定，TF30的性能并不符合F-14的设计要求（F-14设计推重比为1），用上了TF30的F-14推重比与F-4一样，只是F-14优异的气动性能使F-14比F-4有更高的爬升率。