戰斗機能否垂直起飛
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/29 源自:中華職工學習網 【字體：
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XFV-1飛機
第二次世界大戰結束后，飛機的設計理念發生了重大的變革，涌現出許多新的設計思想。在這些奇思妙想中，有一種與眾不同的設計方案就是垂直起降(VTOL)飛機。燃氣輪機、沖壓式噴氣發動機、火箭發動機的實際應用，激發了設計師們的靈感，他們耗費了許多精力，努力使飛機既能夠高速飛行而且又能垂直起降的想法能夠付諸實踐，這樣就能夠代替傳統的必需經過加速滑跑使機翼獲得足夠升力從而起飛的飛機。
為什么人們要這樣做呢？一方面，常規高速起降有其固有的危險因素，尤其是在地面被濃霧覆蓋的情況下；另一方面，空軍開始認識到，在核武器時代，將戰斗機停在固定的機場上使用極其危險，其結果很可能是致命的。戰斗機要想好好保存，就需要隱藏在森林里，甚至山谷里。而這些，都意味著需要垂直起降。海軍同樣也需要垂直起降的飛機，這樣的話，每一艘艦船都可以有一架戰斗機來保護它了。
德國先驅者：Bachem公司的“毒蛇”
戰爭令設計師們有了極大的動力和靈感，尤其是當一個國家遭受到失敗時，更加促進了這種動力。1944年，德國設計師們準備嘗試一些新的東西。Bachem公司的Ba349 Natter(毒蛇)就是一種尾部豎直，由火箭推進起飛然后提供動力飛機。在攻擊敵方的轟炸機之后，飛行員用降落傘降落，落地后飛行員、機身和發動機都會被降落傘掩蓋住。還有一個更加怪異的想法，就是福克(Focke-Wulf)公司的Triebflugel(動力機翼)。這種飛機同樣是以尾部豎立，在機身上有一個可旋轉的環狀物，像直升機的機軸一樣在環狀物上安裝了三個薄機翼，翼尖安裝了有一定角度的沖壓式噴氣發動機，這樣當發動機開始工作，它就能呈螺旋狀升空了。同直升機不同的是，這個飛行器預計能以1000公里(621英里)的時速進行平飛。
德國的先驅者Ba349 Natter
戰后很多西方國家將更多的注意力在投放在軍用航空方面，比如超音速飛行和垂直起降飛機。1947年美國海軍戰斗機研發部開始正式研究垂直起降技術飛機，作為一種可能用于發展軍事行動的戰斗機，“軍艦或者油輪甲板或者商船的船尾都可進行起降”。但他們很快就發現，沒有一種實用的渦輪噴氣發動機可以用于垂直起降飛機，并使之成為主要動力。火箭發動機要做一些改進，但燃料和氧化劑的消耗速度意味著一架垂直起降的戰斗機其留空時間是如此之短，以至于它幾乎是一起飛就要準備著陸了。
最合適的發動機看來只能是渦輪螺旋槳發動機了。由于可保證固定的燃油消耗率，這種發動機開發的相當順利，盡管有推力的缺陷，它仍然比渦輪噴氣飛機的推力要大得多。渦輪螺槳發動機使研制垂直起降戰斗機的工作有了一個光明的前景，并且，這種飛機很可能比第二次世界大戰中的任何一架戰斗機、甚至是噴氣機飛的都要快，最初的設計目標是時速約為966公里(600英里)。
1950年6月，朝鮮戰爭爆發，突然之間戰爭使得大量資金像流水一樣投入在各種武器研究上。海軍航空辦公署提出在兩個月之內就“在已投入使用的戰斗機型基礎上發展研究垂直起降飛機可能性”的問題進行完整的討論。共有6家公司提出了8項建議，1951年3月，海軍挑選了兩種相似的設計方案，一個是位于圣迭戈的康維爾公司的XFY-1，另一個是位于加州伯班克的洛克希德公司的XFV-1。康維爾公司接到了三架XFY-1原型機的合同，機號138648的用于靜力試驗，138649/50則用于飛行試驗；洛克希德也得到了兩架用于飛行的原型機的單子：型號先是XFO-1然后改成XFV-1，機號為138657/138658。不久后康維爾公司的飛機被稱為“Pogo”，這個名字取自當時流行的孩子們玩的彈簧單高蹺。而洛克希德公司的飛機則根據其首席試飛員的名字(Salmon)，被取名為“鮭魚”。
這兩種飛機都安裝了Allison公司的YT40型發動機。這種發動機通過兩個T38型2減速齒輪傳動特制的柯蒂斯(Curtiss)雙槳反轉螺旋槳，這種螺旋槳由兩具用薄鋼板制成的直徑4.88米(16英尺)的三葉螺旋槳串列組成。
T38傳動部分為固定軸式、四級渦輪驅動17級軸向壓縮機和變速箱，其傳動效率為0.0635：1。由于安裝了彈簧式超速離合器，每個動力組可以單獨由AiResearch公司的壓縮機提供壓縮空氣啟動并運轉，兩個動力組和壓縮機、螺旋槳共同組成了完整的發動機。
因此，和英國“雙曼巴蛇”飛機不同的是，每一個T40發動機系統的兩個螺旋槳中間是固定聯接的，它們并沒有被設計成“雙發動機保險”形式。這樣一來，如果其中一個動力系統在飛行中失靈，則兩個螺旋槳都會停轉，飛機就會像磚頭一樣掉下來。飛行員可以直接調整螺旋槳槳距，另外這種發動機還有一個與眾不同的特點：機頭整流罩和渦輪軸的尺寸完全依照飛機機身的直徑而制造，這么做的目的是在未來的攔截機改進計劃中可以把雷達天線放在機頭整流罩里面。
動力系統是這兩架飛機唯一相同的部分。由于這兩架飛機都是尾部著地豎直朝向天空，因此這兩架飛機都被稱為“Pogo”式，康維爾公司的飛機是無尾三角布局，洛克希德公司的飛機則是小平直機翼和巨大的十字型尾部。當然，它們都是全金屬蒙皮結構，蒙皮表面上布滿了平頭鉚釘。它們的機身都很短，僅能容納長為4.27米(14英尺)的發動機，發動機的上方是座艙和一個簡易彈射座椅(這個座椅比美國海軍的馬丁.貝克型彈射座椅出現得還要早)。
康維爾的三角翼飛機方案
康維爾公司是三角翼的創始者。XFY-1型飛機有一個寬大的三角形機翼，前緣后掠角為52度。機翼為固定前緣結構，從上方切入發動機進氣口，進氣道則從機翼下方經過；機翼后緣后掠角不大，并安裝了全后緣升降副翼。發動機下方是一個緊湊型油箱，動力部分的排氣管延伸至機身末端。不知何故，康維爾公司的設計師們在他們的頭頭R.C.“迪克”塞勃德的帶領下，絞盡腦汁一定要在又高又窄的機身上找出能夠放置580美國加侖(2196升)燃料的空間。
為了使飛機能夠在地面上豎起來，XFY-1飛機安裝了一對外形奇異且面積巨大的垂直安定面，上下各一片。它們外形基本一樣，上面安裝著方向舵。下面的安定面(可簡稱為腹鰭)可以在飛行時被彈射拋棄掉，因此，理論上講在緊急情況下XFY-1可以做常規著陸，至少在水面上可以利用推進器進行軟著陸。垂直安定面頂端附近是起落架，起落架為4根防震桿，每根桿下面帶了一個小輪子。翼尖可安裝新型吊艙，安裝好的吊艙和機翼呈平滑橢圓過渡，為該機的攔截型提供容納機載武器的空間。預計被采用的武器包括兩門到四門20mm機炮或48枚“巨鼠”折疊翼火箭。
洛克希德公司的設計方案
洛克希德公司的XFV-1項目一開始由資深工程師豪爾.L.赫博德(Hall L.Hibbard)負責，但是后來具有傳奇色彩的凱利.約翰遜(C. L.‘Kelly’Johnson)卻對它產生了更大的興趣(此后不久，他創建了著名的臭鲉工廠并制造了“黑鳥”、F-117等著名飛機)。面對這個垂直起降渦輪螺旋槳飛機計劃赫博德并沒有表現出很大的興趣，而是在很大程度上把它委托給主管工程師埃特.弗洛特(Art Flock)。洛克希德公司首選的機翼為平直型小展弦比薄機翼，就像在F-104飛機上使用的那樣。XFV-1的機翼面積比F-104的機翼略微大一些，但是仍然比對手康維爾公司的要小。
XFV-1飛機機翼的前后緣都非常銳利。在機翼上并沒有安裝副翼，但在機翼后方噴了一條橫貫機翼的直線，看上去似乎同副翼一樣，但實際上這個“副翼”并不能移動。整個飛機的配平和控制由飛機尾部完成，同康維爾公司的飛機類似，XFV-1的尾部由4片完全相同并垂直交*的后掠翼面組成，在每個翼面的頂端有一個整流罩，整流罩里安裝著抗震起落架及機輪，每個翼面上都有一個舵面。
XFV-1飛機的動力系統與XFY-1飛機基本一致，飛機為兩側進氣。與XFY-1略有不同，XFV-1的進氣口緊貼在機頭整流罩后方，從正面看對稱的排列在機身兩側，進氣道融合進機身。由于發動機及相關機械系統的滑油系統散發出相當可觀的熱量，因此兩種飛機都有一套冷卻系統，不過XFV-1的冷卻系統比XFY-1要明顯得多，在XFV-1的機腹上有一個明顯突出的冷卻系統進氣口和進氣道。XFV-1的兩個排氣管比XFY-1的短得多，排列在機腹下方，距離冷卻系統進氣口不遠，洛克希德的工程師認為這種設計或許會有助于飛機的空中懸停飛行。XFV-1飛機為鋼結構機體。
XFV-1飛機翼尖吊艙比XFY-1的大得多，在吊艙后部有一對水平安定面。實際上這是一對固定的油箱，但是同XFY-1一樣，這個吊艙里也能安裝2-4門機炮或者48枚折疊翼“巨鼠”火箭。不過即使當成油箱使用，XFV-1的機內載油量(508美制加侖、1923升)還是比康維爾的XFY-1少。
地面測試
由于兩種飛機均為非常小的飛行器，它們在許多領域都開創了一片新天地。其起飛方式同普通飛機完全不一樣，因此其地面測試工作也變得與眾不同。兩個公司必須為它們準備大型測試臺和很多其他奇怪的設備，這些設備甚至需要能夠把飛機吊起來脫離地面。洛克希德公司研制的是一臺多功能的可移動平臺，可以完成各種測試項目；而康維爾公司則制造了一個巨大的臺架，在完成一些測試工作的同時甚至可以使XFY-1在臺架頂端做空中懸停。康維爾還制造了一個由兩“瓣”組成的“垂直維護機庫”，每一“瓣”都有很多層和樓梯以便技術人員進行操作，當兩“瓣”合起來時，其構造就像后來為洲際彈道導彈設計的巨大地面發射井。洛克希德并沒有設計同樣的設備，不過他們設計的移動測試臺直到多年后還在伯班克的洛克希德測試場使用。與此同時，在印第安納波利斯，埃里森公司必須針對YT40發動機做廣泛的測試。這些測試包括在90度內各種迎角范圍下的適應性試驗等，所有的潛在威脅都被仔細評估并且逐一測試，以保證在日后的垂直起降/飛行試飛中不會因為發動機故障而導致失敗。
這兩種飛機有一個空前的特征：從來就沒有這么小的飛機擁有過如此強大的動力。在最初的原始設計中，每種飛機都將安裝YT-40-A-6發動機，起飛推力為3.69千牛，功率達到3803千瓦(5100軸馬力)(雖然在實際使用中從未達到過這個推力)，發動機的最大功率為4101千瓦(5500軸馬力)；預計中的早期改進階段將為飛機安裝YT-40-A-14型發動機，最大輸出功率將達到5294千瓦(7100軸馬力)。如果這兩種飛機試驗成功，那么在其基礎上發展出的截擊機將被稱之為FV-2和FY-2，安裝在這些飛機上的發動機將是更為強勁的T54型發動機，T54由兩臺著名的T56動力組構成，同時被用于著名的C-130、P-3和E-2飛機，其最大輸出功率為5592千瓦(7500軸馬力)。
XFV-1在地面測試
另外，這兩種飛機在起飛方面涉足了一個完全嶄新的領域，在航空史上從來沒有人真正探索過的領域。比如說，這些飛機有機翼，但是在懸停狀態時這些機翼除了增加額外重量外毫無作用；此外，兩架飛機都安裝了巨大的尾部交*翼，這些翼面都處在螺旋槳的強大氣流場作用中，其操作之復雜也是前所未有的。為了幫助兩家公司完成設計，國家航空顧問委員會(簡稱NACA，為NASA的前身)承擔了很多研究工作。NACA的研究設備和測試手段比洛克希德和康維爾公司的完善，兩家公司只能做一些風洞試驗，但是NACA可以使用大量不同的模型深入研究垂直起飛和空中懸停時的氣動特性。
NASA模型測試
第一架模型很大，大概是實際大小的四分之一，安裝了一臺比例精確的電機驅動螺旋槳發動機。康維爾公司在維吉尼亞的蘭利實驗室進行測試，洛克希德公司則在加利福尼亞的艾姆斯實驗室進行測試。模型由風洞外的一個操作員操作“飛行”。試驗其間碰到了一個問題，就是利用控制面來操縱飛機到達正確座標點上方很困難，特別是在有側風的時候，側風往往使飛機像鐘擺一樣搖擺不定。最后，NACA提出了兩種適航操縱方案，算是解決了這個問題，但其實問題依然在基本原理上存在。
和傳統飛機一樣，操縱桿能使飛機頭/尾迅速反應，不過在垂直上升/下降的過程中飛行員除了控制油門外基本不用控制其他的東西。這是一個非常難于控制的二級控制系統。舉例來說，假設你正試著用這些飛機中的某一架進行著陸，當你靠近地面時，你嘗試用更多的推力來減速，但是一開始卻不會有任何效果，因為像YT40這樣的發動機其變速得過程很緩慢，它只會逐漸加大螺旋槳的轉速，然后緩慢降落。但問題在于你很難判斷什么時候開始調整油門比較合適，你會發現這時飛機又開始爬升，于是你可能就會干脆關掉油門；此時飛機將持續爬升直到推力幾乎消失，然后飛機就開始像石頭一樣往下掉，在恐慌之余，你會慌忙猛力把油門推到最大以避免撞到地面，于是噩夢再次開始。
在FADEC出現前的日子
今天我們可以使用FADEC (全數字發動機控制系統)來連接一個精確的雷達測高計，這樣每次著陸都像鐘表那樣精確。但是在20世紀50年代，卻完全沒有這些東西，這些垂直起降的飛機的問世都需要依靠飛行員來進行危險的嘗試。
飛行員進入XFY-1的座艙
當然，對那些不幸的飛行員來說，一個很重要的問題就是他不得不爬到幾乎像房子一樣高的駕駛員座艙里，并且坐進座椅時身體幾乎要倒轉過來。最好的辦法是使座椅向前傾斜，這樣在垂直的狀態時，座椅至少有45度的向上傾斜角，德國人曾經在他們的尾部豎直的飛機中安裝過這種座椅，但幾乎每一個飛行員都認識到了這種座椅的局限性：平飛時就幾乎是趴在那兒了。飛行員的困難在于當他們在上升或者著陸的時候都要從他的肩膀向下或者向后看。稍晚些的垂直起降飛機測試計劃，比如瑞恩X-13驗證機，通過一個操作臺上的很高的柱子作為高度指示，來幫助飛行員定位；海軍也考慮如何操作一架渦輪螺旋槳垂直起降飛機，他們想了個辦法，認為在一艘油船靠近操作臺的桅桿上涂上標示將可以減小著艦危險。
洛克希德決定使用YT40-A-6發動機，這種發動機從未應用于垂直起飛，同時開始首架XFV-1改良機的常規起落計劃。他們設計了一個高度固定的著陸裝置，并且安裝在前機身下，附在較下方的鰭之下的四個輪子代替了兩個常規的輪子。這架飛機被送到愛德華茲美軍空軍基地，那里首席工程師測試飛行員“魚”赫爾曼.薩爾蒙(Herman‘Fish’Salmon)開始對其進行地面滑行測試。
1953年12月23日，薩爾曼駕駛飛機滑行超過了起飛速度，并實際飛行了幾秒鐘。YT40-A-6發動機一直沒有準備好用于真正飛行，直到1954年3月兩種飛機的照片被公開為止，這兩架飛機都沒有真正的飛起來過。“鱒魚”于1954年6月16日開始常規起降飛行，在這段時間里，海軍認識到尾部豎直的渦輪螺旋槳飛機不太可能在空戰中取得優勢，比如，就不是米格15戰斗機的對手。
在此期間，康維爾公司的試飛員“飛碟”詹姆斯.科爾曼(James F.‘Skeets’Colema)努力完成XFY-1的垂直起降試飛。盡管他的飛機被競爭者洛克希德公司的飛機只輕了一點，康維爾公司也從未懷疑過他們可以利用Dash 6發動機來起飛。1954年6月4日，科爾曼在機輪下度過了整個白天，他在莫非特海軍航空基地的測試飛機棚里解決垂直上升的問題。從屋頂的中心線到地面有60米高，XFY-1的機頭整流罩被拆下，測試人員用一根纜繩將飛機從前方的渦輪軸處牽住，然后開始起飛測試。在進行了一段“垂直牽引起飛試驗”后，他在如何控制操縱桿正確工作上有了不少信心。
XFV-1必須安裝起落架常規起降
后來，依照康維爾公司的意見，在機庫中進行了總數多達280次的模擬試飛。8月1日，科爾曼在機庫外的停機坪進行了一次具備歷史意義的垂直起降試飛，他操縱XFY-1飛機垂直上升了12米(40英尺)，然后又平安落地，緊接著他又進行了第二次試飛，這次的高度達到了45.7米(150英尺)；10月，科爾曼駕駛XFY-1進行了首次全過程飛行，飛機由垂直起飛開始，然后轉為平飛，最后安全降落。類似的試飛共進行了70次，到了1954年11月2日，科爾曼的努力已經足以讓布朗海軍輔助航空基地的人們對Pogo具備信心。很快，康維爾公司向公眾展示了一張照片，在照片上Pogo飛機以垂直的姿態高高懸掛在圣迭戈上空。
大多數美國人都認為XFY-1應該算是“航空史上第一架垂直起降飛機”，當然，如果考慮到這個行列還應該包括直升機和旋翼機，那么情況就有點不一樣了；甚至再看遠一些，1951年5月31日曾經有一臺埃里森(Allison)J33型渦輪噴氣發動機在一個塔臺架上垂直飛上了天空，當然，要說它也是飛機那就太過分了。1953年7月3日，英國的讓.哈維少校開始試飛羅.羅公司的“飛行床架”，這是一個英國人制造的能夠垂直起飛的東西(不能稱之為飛機，它只是能垂直飛起來而已)。為了這個試飛試驗他準備了詳細的一攬子飛行計劃，大多數時候飛機在沒有自動穩定飛控系統的情況下飛行。試飛后哈維發現一個問題：如果他的“床架”在著陸時帶有超過時速3公里/2英里的側滑速度，那么“床架”就將翻倒并且他也可能會完蛋。不過不論哈維如何建議，“床架”上卻始終缺乏一個墜毀逃生通道，直到羅.羅的試飛員R.T.謝菲爾德中尉開始親自試飛“飛行床架”時，羅.羅公司才真正意識到問題的嚴重性并且做了適當的改進。
“飛行床架”只是一個簡單的基于四個腳架起落架的“垂直升降機”，直到1954年9月6日美國貝爾公司的VTO垂直起降飛行器轉動著兩臺費爾柴而德J44發動機笨拙的升空離地，垂直起降飛行器長得才算像一架飛機。
XFY-1共飛行了大約40小時，進行了很多次全過程飛行，其間“魚”薩爾蒙也進行了數次全過程飛行。不過XFV-1飛機卻并不是很順利，XFV-1飛機的試飛過程通常是從愛德華茲空軍基地的跑道上滑跑起飛，然后進入盤旋飛行，最后快速降落在跑道上。XFV-1從來就沒有成功的垂直起飛過，更不用說垂直降落了。XFV-1一共飛行了32飛行架次、23小時。
項目下馬
1955年6月，美國海軍把兩個項目全部取消了，僅留下兩架原型機。據說項目取消的主要原因是缺乏實用的零-零彈射座椅。雖然這兩種飛機在動力、飛控等方面取得了令人矚目的進步，但是這也掩蓋不了各個子系統上存在的問題，比如T40發動機始終存在很多隱患。相對于傳統飛機，這兩種飛機的技術跨越實在太大，各種限制決定了這兩種飛機喪失了作為戰斗機所需要的最根本能力：空戰性能。由于布局限制了氣動外形，因此當一些先進的噴氣戰斗機不斷在速度和機動上取得進步的時候，POGO和“鱒魚”在作戰性能上就越差越遠了，這是垂直起降戰斗機最終下馬的根本原因。
在空中飛行的XFV-1
最終XFY-1和XFV-1都墜毀了，幸運的是飛行員科爾曼和薩爾蒙都沒事，真是老天保佑。或許應該感謝朝鮮戰爭，這場戰爭使得康維爾公司和洛克希德公司獲得了很多機會并且在技術上得到巨大的進步。隨著VTOL計劃的取消，XFY-1和XFV-1飛機逐漸被人們淡忘，它們只是在簡氏《世界飛機》年刊上被簡單的記錄下來，不過這兩架飛機的試飛紀錄并沒有消失，它們分別被保存在圣迭戈航空紀念館和馬里蘭州的國家航空航天博物館中，人們可以在那兒了解到這兩架航空史上最早的固定翼垂直起降飛機。
第二次世界大戰結束后，飛機的設計理念發生了重大的變革，涌現出許多新的設計思想。在這些奇思妙想中，有一種與眾不同的設計方案就是垂直起降(VTOL)飛機。燃氣輪機、沖壓式噴氣發動機、火箭發動機的實際應用，激發了設計師們的靈感，他們耗費了許多精力，努力使飛機既能夠高速飛行而且又能垂直起降的想法能夠付諸實踐，這樣就能夠代替傳統的必需經過加速滑跑使機翼獲得足夠升力從而起飛的飛機。
為什么人們要這樣做呢？一方面，常規高速起降有其固有的危險因素，尤其是在地面被濃霧覆蓋的情況下；另一方面，空軍開始認識到，在核武器時代，將戰斗機停在固定的機場上使用極其危險，其結果很可能是致命的。戰斗機要想好好保存，就需要隱藏在森林里，甚至山谷里。而這些，都意味著需要垂直起降。海軍同樣也需要垂直起降的飛機，這樣的話，每一艘艦船都可以有一架戰斗機來保護它了。
德國先驅者：Bachem公司的“毒蛇”
戰爭令設計師們有了極大的動力和靈感，尤其是當一個國家遭受到失敗時，更加促進了這種動力。1944年，德國設計師們準備嘗試一些新的東西。Bachem公司的Ba349 Natter(毒蛇)就是一種尾部豎直，由火箭推進起飛然后提供動力飛機。在攻擊敵方的轟炸機之后，飛行員用降落傘降落，落地后飛行員、機身和發動機都會被降落傘掩蓋住。還有一個更加怪異的想法，就是福克(Focke-Wulf)公司的Triebflugel(動力機翼)。這種飛機同樣是以尾部豎立，在機身上有一個可旋轉的環狀物，像直升機的機軸一樣在環狀物上安裝了三個薄機翼，翼尖安裝了有一定角度的沖壓式噴氣發動機，這樣當發動機開始工作，它就能呈螺旋狀升空了。同直升機不同的是，這個飛行器預計能以1000公里(621英里)的時速進行平飛。
德國的先驅者Ba349 Natter
戰后很多西方國家將更多的注意力在投放在軍用航空方面，比如超音速飛行和垂直起降飛機。1947年美國海軍戰斗機研發部開始正式研究垂直起降技術飛機，作為一種可能用于發展軍事行動的戰斗機，“軍艦或者油輪甲板或者商船的船尾都可進行起降”。但他們很快就發現，沒有一種實用的渦輪噴氣發動機可以用于垂直起降飛機，并使之成為主要動力。火箭發動機要做一些改進，但燃料和氧化劑的消耗速度意味著一架垂直起降的戰斗機其留空時間是如此之短，以至于它幾乎是一起飛就要準備著陸了。
最合適的發動機看來只能是渦輪螺旋槳發動機了。由于可保證固定的燃油消耗率，這種發動機開發的相當順利，盡管有推力的缺陷，它仍然比渦輪噴氣飛機的推力要大得多。渦輪螺槳發動機使研制垂直起降戰斗機的工作有了一個光明的前景，并且，這種飛機很可能比第二次世界大戰中的任何一架戰斗機、甚至是噴氣機飛的都要快，最初的設計目標是時速約為966公里(600英里)。
1950年6月，朝鮮戰爭爆發，突然之間戰爭使得大量資金像流水一樣投入在各種武器研究上。海軍航空辦公署提出在兩個月之內就“在已投入使用的戰斗機型基礎上發展研究垂直起降飛機可能性”的問題進行完整的討論。共有6家公司提出了8項建議，1951年3月，海軍挑選了兩種相似的設計方案，一個是位于圣迭戈的康維爾公司的XFY-1，另一個是位于加州伯班克的洛克希德公司的XFV-1。康維爾公司接到了三架XFY-1原型機的合同，機號138648的用于靜力試驗，138649/50則用于飛行試驗；洛克希德也得到了兩架用于飛行的原型機的單子：型號先是XFO-1然后改成XFV-1，機號為138657/138658。不久后康維爾公司的飛機被稱為“Pogo”，這個名字取自當時流行的孩子們玩的彈簧單高蹺。而洛克希德公司的飛機則根據其首席試飛員的名字(Salmon)，被取名為“鮭魚”。
這兩種飛機都安裝了Allison公司的YT40型發動機。這種發動機通過兩個T38型2減速齒輪傳動特制的柯蒂斯(Curtiss)雙槳反轉螺旋槳，這種螺旋槳由兩具用薄鋼板制成的直徑4.88米(16英尺)的三葉螺旋槳串列組成。
T38傳動部分為固定軸式、四級渦輪驅動17級軸向壓縮機和變速箱，其傳動效率為0.0635：1。由于安裝了彈簧式超速離合器，每個動力組可以單獨由AiResearch公司的壓縮機提供壓縮空氣啟動并運轉，兩個動力組和壓縮機、螺旋槳共同組成了完整的發動機。
因此，和英國“雙曼巴蛇”飛機不同的是，每一個T40發動機系統的兩個螺旋槳中間是固定聯接的，它們并沒有被設計成“雙發動機保險”形式。這樣一來，如果其中一個動力系統在飛行中失靈，則兩個螺旋槳都會停轉，飛機就會像磚頭一樣掉下來。飛行員可以直接調整螺旋槳槳距，另外這種發動機還有一個與眾不同的特點：機頭整流罩和渦輪軸的尺寸完全依照飛機機身的直徑而制造，這么做的目的是在未來的攔截機改進計劃中可以把雷達天線放在機頭整流罩里面。
動力系統是這兩架飛機唯一相同的部分。由于這兩架飛機都是尾部著地豎直朝向天空，因此這兩架飛機都被稱為“Pogo”式，康維爾公司的飛機是無尾三角布局，洛克希德公司的飛機則是小平直機翼和巨大的十字型尾部。當然，它們都是全金屬蒙皮結構，蒙皮表面上布滿了平頭鉚釘。它們的機身都很短，僅能容納長為4.27米(14英尺)的發動機，發動機的上方是座艙和一個簡易彈射座椅(這個座椅比美國海軍的馬丁.貝克型彈射座椅出現得還要早)。
康維爾的三角翼飛機方案
康維爾公司是三角翼的創始者。XFY-1型飛機有一個寬大的三角形機翼，前緣后掠角為52度。機翼為固定前緣結構，從上方切入發動機進氣口，進氣道則從機翼下方經過；機翼后緣后掠角不大，并安裝了全后緣升降副翼。發動機下方是一個緊湊型油箱，動力部分的排氣管延伸至機身末端。不知何故，康維爾公司的設計師們在他們的頭頭R.C.“迪克”塞勃德的帶領下，絞盡腦汁一定要在又高又窄的機身上找出能夠放置580美國加侖(2196升)燃料的空間。
為了使飛機能夠在地面上豎起來，XFY-1飛機安裝了一對外形奇異且面積巨大的垂直安定面，上下各一片。它們外形基本一樣，上面安裝著方向舵。下面的安定面(可簡稱為腹鰭)可以在飛行時被彈射拋棄掉，因此，理論上講在緊急情況下XFY-1可以做常規著陸，至少在水面上可以利用推進器進行軟著陸。垂直安定面頂端附近是起落架，起落架為4根防震桿，每根桿下面帶了一個小輪子。翼尖可安裝新型吊艙，安裝好的吊艙和機翼呈平滑橢圓過渡，為該機的攔截型提供容納機載武器的空間。預計被采用的武器包括兩門到四門20mm機炮或48枚“巨鼠”折疊翼火箭。
洛克希德公司的設計方案
洛克希德公司的XFV-1項目一開始由資深工程師豪爾.L.赫博德(Hall L.Hibbard)負責，但是后來具有傳奇色彩的凱利.約翰遜(C. L.‘Kelly’Johnson)卻對它產生了更大的興趣(此后不久，他創建了著名的臭鲉工廠并制造了“黑鳥”、F-117等著名飛機)。面對這個垂直起降渦輪螺旋槳飛機計劃赫博德并沒有表現出很大的興趣，而是在很大程度上把它委托給主管工程師埃特.弗洛特(Art Flock)。洛克希德公司首選的機翼為平直型小展弦比薄機翼，就像在F-104飛機上使用的那樣。XFV-1的機翼面積比F-104的機翼略微大一些，但是仍然比對手康維爾公司的要小。
XFV-1飛機機翼的前后緣都非常銳利。在機翼上并沒有安裝副翼，但在機翼后方噴了一條橫貫機翼的直線，看上去似乎同副翼一樣，但實際上這個“副翼”并不能移動。整個飛機的配平和控制由飛機尾部完成，同康維爾公司的飛機類似，XFV-1的尾部由4片完全相同并垂直交*的后掠翼面組成，在每個翼面的頂端有一個整流罩，整流罩里安裝著抗震起落架及機輪，每個翼面上都有一個舵面。
XFV-1飛機的動力系統與XFY-1飛機基本一致，飛機為兩側進氣。與XFY-1略有不同，XFV-1的進氣口緊貼在機頭整流罩后方，從正面看對稱的排列在機身兩側，進氣道融合進機身。由于發動機及相關機械系統的滑油系統散發出相當可觀的熱量，因此兩種飛機都有一套冷卻系統，不過XFV-1的冷卻系統比XFY-1要明顯得多，在XFV-1的機腹上有一個明顯突出的冷卻系統進氣口和進氣道。XFV-1的兩個排氣管比XFY-1的短得多，排列在機腹下方，距離冷卻系統進氣口不遠，洛克希德的工程師認為這種設計或許會有助于飛機的空中懸停飛行。XFV-1飛機為鋼結構機體。
XFV-1飛機翼尖吊艙比XFY-1的大得多，在吊艙后部有一對水平安定面。實際上這是一對固定的油箱，但是同XFY-1一樣，這個吊艙里也能安裝2-4門機炮或者48枚折疊翼“巨鼠”火箭。不過即使當成油箱使用，XFV-1的機內載油量(508美制加侖、1923升)還是比康維爾的XFY-1少。
地面測試
由于兩種飛機均為非常小的飛行器，它們在許多領域都開創了一片新天地。其起飛方式同普通飛機完全不一樣，因此其地面測試工作也變得與眾不同。兩個公司必須為它們準備大型測試臺和很多其他奇怪的設備，這些設備甚至需要能夠把飛機吊起來脫離地面。洛克希德公司研制的是一臺多功能的可移動平臺，可以完成各種測試項目；而康維爾公司則制造了一個巨大的臺架，在完成一些測試工作的同時甚至可以使XFY-1在臺架頂端做空中懸停。康維爾還制造了一個由兩“瓣”組成的“垂直維護機庫”，每一“瓣”都有很多層和樓梯以便技術人員進行操作，當兩“瓣”合起來時，其構造就像后來為洲際彈道導彈設計的巨大地面發射井。洛克希德并沒有設計同樣的設備，不過他們設計的移動測試臺直到多年后還在伯班克的洛克希德測試場使用。與此同時，在印第安納波利斯，埃里森公司必須針對YT40發動機做廣泛的測試。這些測試包括在90度內各種迎角范圍下的適應性試驗等，所有的潛在威脅都被仔細評估并且逐一測試，以保證在日后的垂直起降/飛行試飛中不會因為發動機故障而導致失敗。
這兩種飛機有一個空前的特征：從來就沒有這么小的飛機擁有過如此強大的動力。在最初的原始設計中，每種飛機都將安裝YT-40-A-6發動機，起飛推力為3.69千牛，功率達到3803千瓦(5100軸馬力)(雖然在實際使用中從未達到過這個推力)，發動機的最大功率為4101千瓦(5500軸馬力)；預計中的早期改進階段將為飛機安裝YT-40-A-14型發動機，最大輸出功率將達到5294千瓦(7100軸馬力)。如果這兩種飛機試驗成功，那么在其基礎上發展出的截擊機將被稱之為FV-2和FY-2，安裝在這些飛機上的發動機將是更為強勁的T54型發動機，T54由兩臺著名的T56動力組構成，同時被用于著名的C-130、P-3和E-2飛機，其最大輸出功率為5592千瓦(7500軸馬力)。
XFV-1在地面測試
另外，這兩種飛機在起飛方面涉足了一個完全嶄新的領域，在航空史上從來沒有人真正探索過的領域。比如說，這些飛機有機翼，但是在懸停狀態時這些機翼除了增加額外重量外毫無作用；此外，兩架飛機都安裝了巨大的尾部交*翼，這些翼面都處在螺旋槳的強大氣流場作用中，其操作之復雜也是前所未有的。為了幫助兩家公司完成設計，國家航空顧問委員會(簡稱NACA，為NASA的前身)承擔了很多研究工作。NACA的研究設備和測試手段比洛克希德和康維爾公司的完善，兩家公司只能做一些風洞試驗，但是NACA可以使用大量不同的模型深入研究垂直起飛和空中懸停時的氣動特性。
NASA模型測試
第一架模型很大，大概是實際大小的四分之一，安裝了一臺比例精確的電機驅動螺旋槳發動機。康維爾公司在維吉尼亞的蘭利實驗室進行測試，洛克希德公司則在加利福尼亞的艾姆斯實驗室進行測試。模型由風洞外的一個操作員操作“飛行”。試驗其間碰到了一個問題，就是利用控制面來操縱飛機到達正確座標點上方很困難，特別是在有側風的時候，側風往往使飛機像鐘擺一樣搖擺不定。最后，NACA提出了兩種適航操縱方案，算是解決了這個問題，但其實問題依然在基本原理上存在。
和傳統飛機一樣，操縱桿能使飛機頭/尾迅速反應，不過在垂直上升/下降的過程中飛行員除了控制油門外基本不用控制其他的東西。這是一個非常難于控制的二級控制系統。舉例來說，假設你正試著用這些飛機中的某一架進行著陸，當你靠近地面時，你嘗試用更多的推力來減速，但是一開始卻不會有任何效果，因為像YT40這樣的發動機其變速得過程很緩慢，它只會逐漸加大螺旋槳的轉速，然后緩慢降落。但問題在于你很難判斷什么時候開始調整油門比較合適，你會發現這時飛機又開始爬升，于是你可能就會干脆關掉油門；此時飛機將持續爬升直到推力幾乎消失，然后飛機就開始像石頭一樣往下掉，在恐慌之余，你會慌忙猛力把油門推到最大以避免撞到地面，于是噩夢再次開始。
在FADEC出現前的日子
今天我們可以使用FADEC (全數字發動機控制系統)來連接一個精確的雷達測高計，這樣每次著陸都像鐘表那樣精確。但是在20世紀50年代，卻完全沒有這些東西，這些垂直起降的飛機的問世都需要依靠飛行員來進行危險的嘗試。
飛行員進入XFY-1的座艙
當然，對那些不幸的飛行員來說，一個很重要的問題就是他不得不爬到幾乎像房子一樣高的駕駛員座艙里，并且坐進座椅時身體幾乎要倒轉過來。最好的辦法是使座椅向前傾斜，這樣在垂直的狀態時，座椅至少有45度的向上傾斜角，德國人曾經在他們的尾部豎直的飛機中安裝過這種座椅，但幾乎每一個飛行員都認識到了這種座椅的局限性：平飛時就幾乎是趴在那兒了。飛行員的困難在于當他們在上升或者著陸的時候都要從他的肩膀向下或者向后看。稍晚些的垂直起降飛機測試計劃，比如瑞恩X-13驗證機，通過一個操作臺上的很高的柱子作為高度指示，來幫助飛行員定位；海軍也考慮如何操作一架渦輪螺旋槳垂直起降飛機，他們想了個辦法，認為在一艘油船靠近操作臺的桅桿上涂上標示將可以減小著艦危險。
洛克希德決定使用YT40-A-6發動機，這種發動機從未應用于垂直起飛，同時開始首架XFV-1改良機的常規起落計劃。他們設計了一個高度固定的著陸裝置，并且安裝在前機身下，附在較下方的鰭之下的四個輪子代替了兩個常規的輪子。這架飛機被送到愛德華茲美軍空軍基地，那里首席工程師測試飛行員“魚”赫爾曼.薩爾蒙(Herman‘Fish’Salmon)開始對其進行地面滑行測試。
1953年12月23日，薩爾曼駕駛飛機滑行超過了起飛速度，并實際飛行了幾秒鐘。YT40-A-6發動機一直沒有準備好用于真正飛行，直到1954年3月兩種飛機的照片被公開為止，這兩架飛機都沒有真正的飛起來過。“鱒魚”于1954年6月16日開始常規起降飛行，在這段時間里，海軍認識到尾部豎直的渦輪螺旋槳飛機不太可能在空戰中取得優勢，比如，就不是米格15戰斗機的對手。
在此期間，康維爾公司的試飛員“飛碟”詹姆斯.科爾曼(James F.‘Skeets’Colema)努力完成XFY-1的垂直起降試飛。盡管他的飛機被競爭者洛克希德公司的飛機只輕了一點，康維爾公司也從未懷疑過他們可以利用Dash 6發動機來起飛。1954年6月4日，科爾曼在機輪下度過了整個白天，他在莫非特海軍航空基地的測試飛機棚里解決垂直上升的問題。從屋頂的中心線到地面有60米高，XFY-1的機頭整流罩被拆下，測試人員用一根纜繩將飛機從前方的渦輪軸處牽住，然后開始起飛測試。在進行了一段“垂直牽引起飛試驗”后，他在如何控制操縱桿正確工作上有了不少信心。
XFV-1必須安裝起落架常規起降
后來，依照康維爾公司的意見，在機庫中進行了總數多達280次的模擬試飛。8月1日，科爾曼在機庫外的停機坪進行了一次具備歷史意義的垂直起降試飛，他操縱XFY-1飛機垂直上升了12米(40英尺)，然后又平安落地，緊接著他又進行了第二次試飛，這次的高度達到了45.7米(150英尺)；10月，科爾曼駕駛XFY-1進行了首次全過程飛行，飛機由垂直起飛開始，然后轉為平飛，最后安全降落。類似的試飛共進行了70次，到了1954年11月2日，科爾曼的努力已經足以讓布朗海軍輔助航空基地的人們對Pogo具備信心。很快，康維爾公司向公眾展示了一張照片，在照片上Pogo飛機以垂直的姿態高高懸掛在圣迭戈上空。
大多數美國人都認為XFY-1應該算是“航空史上第一架垂直起降飛機”，當然，如果考慮到這個行列還應該包括直升機和旋翼機，那么情況就有點不一樣了；甚至再看遠一些，1951年5月31日曾經有一臺埃里森(Allison)J33型渦輪噴氣發動機在一個塔臺架上垂直飛上了天空，當然，要說它也是飛機那就太過分了。1953年7月3日，英國的讓.哈維少校開始試飛羅.羅公司的“飛行床架”，這是一個英國人制造的能夠垂直起飛的東西(不能稱之為飛機，它只是能垂直飛起來而已)。為了這個試飛試驗他準備了詳細的一攬子飛行計劃，大多數時候飛機在沒有自動穩定飛控系統的情況下飛行。試飛后哈維發現一個問題：如果他的“床架”在著陸時帶有超過時速3公里/2英里的側滑速度，那么“床架”就將翻倒并且他也可能會完蛋。不過不論哈維如何建議，“床架”上卻始終缺乏一個墜毀逃生通道，直到羅.羅的試飛員R.T.謝菲爾德中尉開始親自試飛“飛行床架”時，羅.羅公司才真正意識到問題的嚴重性并且做了適當的改進。
“飛行床架”只是一個簡單的基于四個腳架起落架的“垂直升降機”，直到1954年9月6日美國貝爾公司的VTO垂直起降飛行器轉動著兩臺費爾柴而德J44發動機笨拙的升空離地，垂直起降飛行器長得才算像一架飛機。
XFY-1共飛行了大約40小時，進行了很多次全過程飛行，其間“魚”薩爾蒙也進行了數次全過程飛行。不過XFV-1飛機卻并不是很順利，XFV-1飛機的試飛過程通常是從愛德華茲空軍基地的跑道上滑跑起飛，然后進入盤旋飛行，最后快速降落在跑道上。XFV-1從來就沒有成功的垂直起飛過，更不用說垂直降落了。XFV-1一共飛行了32飛行架次、23小時。
項目下馬
1955年6月，美國海軍把兩個項目全部取消了，僅留下兩架原型機。據說項目取消的主要原因是缺乏實用的零-零彈射座椅。雖然這兩種飛機在動力、飛控等方面取得了令人矚目的進步，但是這也掩蓋不了各個子系統上存在的問題，比如T40發動機始終存在很多隱患。相對于傳統飛機，這兩種飛機的技術跨越實在太大，各種限制決定了這兩種飛機喪失了作為戰斗機所需要的最根本能力：空戰性能。由于布局限制了氣動外形，因此當一些先進的噴氣戰斗機不斷在速度和機動上取得進步的時候，POGO和“鱒魚”在作戰性能上就越差越遠了，這是垂直起降戰斗機最終下馬的根本原因。
在空中飛行的XFV-1
最終XFY-1和XFV-1都墜毀了，幸運的是飛行員科爾曼和薩爾蒙都沒事，真是老天保佑。或許應該感謝朝鮮戰爭，這場戰爭使得康維爾公司和洛克希德公司獲得了很多機會并且在技術上得到巨大的進步。隨著VTOL計劃的取消，XFY-1和XFV-1飛機逐漸被人們淡忘，它們只是在簡氏《世界飛機》年刊上被簡單的記錄下來，不過這兩架飛機的試飛紀錄并沒有消失，它們分別被保存在圣迭戈航空紀念館和馬里蘭州的國家航空航天博物館中，人們可以在那兒了解到這兩架航空史上最早的固定翼垂直起降飛機。
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