ภาพรวม

เอฟ-14 ทอมแคทถูกออกแบบมาให้เป็นทั้งเครื่องบินขับไล่ครองความได้เปรียบทางอากาศและเครื่องบินสกัดกั้นทางทะเลพิสัยไกล เอฟ-14 มีสองที่นั่งพร้อมฝาครอบห้องนักบินที่ให้มุมมอง 360 องศา เครื่องบินมีจุดเด่นที่ปีกซึ่งสามารถพับได้อย่างอัตโนมัติเมื่อทำการบิน ในการเข้าสกัดกั้นด้วยความเร็วสูงปีกจะลู่ไปข้างหลัง พวกมันจะกางออกเพื่อทำให้เอฟ-14 เลี้ยวได้แคบขึ้นและได้เปรียบในการต่อสู้ มันถูกออกแบบมาเพื่อพัฒนาการทำงานของเอฟ-4 แฟนทอม 2 ในหลายๆ ด้าน ลำตัวและปีกของเอฟ-14 ทำให้มันไต่ระดับได้รวดเร็วกว่าเอฟ-4 ในขณะที่หางคู่นั้นช่วยเพิ่มความเสถียร เอฟ-14 มีปืนแกทลิ่งเอ็ม61 วัลแคนขนาด 20 ม.ม.ติดอยู่ที่ด้านซ้าย และสามารถใช้ขีปนาวุธเอไอเอ็ม-54 ฟีนิกซ์ เอไอเอ็ม-7 สแปร์โรว์ และเอไอเอ็ม-9 ไซด์ไวน์เดอร์ได้ กองทัพเรือสหรัฐต้องการให้เอฟ-14 มีอัตราแรงขับต่อน้ำหนักให้เท่ากับหนึ่งหรือมากกว่า แต่นั่นก็ไม่สามารถเป็นจริงได้จนกระทั่งเอฟ-14 เข้าประจำการ เพราะว่าการพัฒนาเครื่องยนต์ที่ล้าช้า

ลำตัวและปีก

ลำตัวนั้นประกอบด้วยพื้นที่ราบขนาดใหญ่ที่เรียกว่า"แพนเค้ก"อยู่ระหว่างส่วนแยกของเครื่องยนต์ เชื้อเพลิง อิเลคทรอนิก ระบบควบคุมการบิน และกลไกของปีกจะอยู่ที่ส่วนนี้ "แพนเค้ก"ยังช่วยสร้างแรงยกอีกด้วย เครื่องยนต์ทั้งสองถูกติดตั้งอยู่ที่ด้านใต้ของส่วนแยกและเยื้องออกไปทางข้างหลังเล็กน้อย โดยมีลำตัวที่ผสมกลืนเข้าไปในรูปของท่อไอเสีย ส่วนแยกจะมีขนาด 1.3 ฟุต สิ่งนี้ช่วยให้เกิดอุโมงค์ที่กว้างระหว่างส่วนแยกซึ่งสร้างแรงฉุดเล็กน้อย อย่างไรก็ตามมันก็เพิ่มพื้นที่ให้ติดตั้งขีปนาวุธฟีนิกซ์และสแปร์โรว์ ระเบิด หรือกระเปาะทาร์ปส์ และเพิ่มพื้นที่ให้กับเชื้อเพลิงและอุปกรณ์[7]

ปีกของเอฟ-14 สามารถทำมุมได้ระหว่าง 20-68 องศา[15] และจะควบคุมโดยคอมพิวเตอร์โดยอัตโนมัติ สิ่งนี้จะคอยดูให้ปีกมีความเหมาะสมในอัตราแรงยกต่อแรงฉุดเมื่อความเร็วมัคเปลี่ยนไป แต่มันก็สามารถบังคับด้วยมือโดยนักบินได้หากจำเป็น เมื่อจอดเครื่องบินปีกจะสามารถพับได้ 75 องศาซึ่งมันจะไปทับส่วนหางเมื่อลดพื้นที่ที่มันใช้จอด หากฉุกเฉินเอฟ-14 สามารถลงจอดพร้อมปีกลู่เต็มที่ 68 องศา[7] แม้ว่ามันจะไม่ค่อยเหมาะสมและเสี่ยง เอฟ-14 สามารถบินและลงจอดอย่างปลอดภัยด้วยปีกที่ลู่หากว่าจำเป็น[16]

ปีกนั้นมีสองโครงสร้างกับถังเชื้อเพลิง โครงสร้างส่วนใหญ่อย่างกล่องปีก แกนหมุน และผิวบนล่างของปีกทำมาจากไทเทเนียม[7] มันเป็นวัสดุที่เบาและแข็งแรง แต่ยากที่จะเชื่อมและมีราคาสูง การบินหมุนควงนั้นจะเกิดจากสปอยเลอร์ที่ความเร็วระดับต่ำ (ซึ่งจะถูกยกเลิกหากปีกทำมุมเกิน 57 องศา) และโดยการเปลี่ยนแพนหางทั้งหมดในความเร็วสูง[7] ขอบส่วนหน้าของปีกหรือสแล็ท (Slat) ที่ยาวตลอดแนวและแฟล็บ (Flap) ถูกใช้เพื่อเพิ่มแรงยกทั้งในตอนลงจอดและต่อสู้ โดยสแล็ทจะทำมุม 17 องศาสำหรับลงจอดและ 7 องศาสำหรับต่อสู้ ในขณะที่แฟล็บจะทำมุม 35 องศาและ 10 องศาตามลำดับ[7] หางทั้งสองจะช่วยในการเคลื่อนไหวที่มุมปะทะระดับสูง ในขณะที่ลดความสูงของเครื่องบินเพื่อให้เก็บเข้าโรงเก็บบนเรือบรรทุกเครื่องบินได้ง่าย เครื่องยนต์ทั้งสองที่ติดตั้งอยู่ข้างใต้นั้นก็เพื่อติดตั้งถังเชื้อเพลิง

ผิวหน้าที่คืนรูปได้ ถูกเรียกว่ากังหันนวม (อังกฤษ: Glove Vane) เดิมทีติดตั้งอยู่ที่ส่วนหน้าของปีก และสามารถขยายได้อัตโนมัติด้วยระบบควบคุมการบินที่ความเร็วสูง พวกมันถูกใช้เพื่อสร้างแรงยกเพิ่มที่ส่วนหน้าของเครื่องบิน ดังนั้นมันจึงเป็นการช่วยชดเชยแนวโน้มที่เครื่องจะปักหัวลงเมื่อทำความเร็วเหนือเสียง มันจะถูกใช้งานโดยอัตโนมัติที่ความเร็วประมาณ 1 มัค อย่างไรก็ตามมันก็เป็นการเพิ่มน้ำหนักและความซับซ้อน[7]

เบรกอากาศประกอบด้วยผิวหน้าที่ยืดออกได้ที่ส่วนหลังสุดของลำตัว ระหว่างเครื่องยนต์ทั้งสอง ผิวหน้าด้านใต้จะแยกเป็นครึ่งซ้ายกับขวา รูปแบบจัดการนี้บางครั้งก็เรียกว่า"คาสเตอร์เทล" (castor tail)[17] หรือ"บีเวอร์เทล" (beavertail)[18] ทอมแคทใช้กลไลควบคุมการบินทั้งหมด[7] ยกเว้นเพียงสปอยเลอร์ซึ่งเป็นการใช้ไฮดรอลิก

เครื่องยนต์และอุปกรณ์ลงจอด

เครื่องยนต์จะมีช่องรับลมสี่เหลี่ยมมุมฉากที่ติดตั้งอยู่ใต้ปีกทั้งสองข้าง แพรทท์ แอนด์ วิทนีย์ เจที10เอนั้นให้กำลังมหาศาลในชั่วขณะหนึ่งและเป็นเครื่องยนต์เทอร์โบแฟน พวกมันทำให้เกิดการลดการใช้เชื้อเพลิงในขณะที่บินร่อน ซึ่งจำเป็นในภารกิจลาดตระเวนระยะยาว

ช่องรับลมทั้งสองมีทางลาดที่ขยับได้และประตูที่จะควบคุมโดยคอมพิวเตอร์เพื่อให้อากาศเข้าไปในเครื่องยนต์ในขณะที่ไม่ทำให้มันสั่นสะเทือน ท่อไอเสียยังมีจุดเด่นที่หัวฉีดกับกลีบที่ขยับได้ซึ่งจะเปิดหรือปิดตามสถานะของเครื่องยนต์ เครื่องยนต์ทีเอฟ30 นั้นขาดทั้งกำลังและความเชื่อถือได้ รัฐมนตรีกองทัพเรือจอห์น เลห์แมนได้บอกกับสภาคองเกรสว่าการผสมผสานของเอฟ-14 กับเครื่องทีเอฟ30 อาจเป็นการจับคู่ของเครื่องยนต์กับโครงสร้างที่แย่ที่สุดในรอบปี และกล่าวว่าเครื่องยนต์ทีเอฟ30 นั้นเป็นเครื่องยนต์ที่แย่มาก[15][17] ด้วยการมีอุบัติเหตุของเอฟ-14 28% ที่มีสาเหตุมาจากเครื่องยนต์ รอยแตกของกังหันนั้นอันตรายมากด้วยการที่ส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์จะถูกเสริมกำลังเมื่อใบพัดไม่ทำงาน เพื่อช่วยลดความเสียหายที่อาจเกิดกับเครื่องทั้งเครื่อง เครื่องยนต์ทีเอฟ30 ยังมีแนวโน้มที่จะหยุดทำงานได้ง่ายซึ่งจะทำให้เสียการควบคุมเพราะว่าเครื่องยนต์ที่กว้าง ซึ่งส่งผลให้เกิดการหักเหอย่างรุนแรงจนเครื่องบินอาจหมุนควง เมื่อถึงความสูงระดับหนึ่งไอเสียจากขีปนาวุธที่ยิงออไปสามารถทำให้ตัวบีบอัดของเครื่องยนต์หยุดทำงานได้ สิ่งนี้ส่งผลให้มีการพัฒนาระบบไหลเวียนซึ่งจะลดกำลังของเครื่องยนต์ชั่วคราวและปิดช่องรับลมด้านหน้าในขณะทำการยิงขีปนาวุธ อัตราแรงขับต่อน้ำหนักพร้อมอาวุธเต็มที่จะอยู่ที่ 0.59 ซึ่งเทียบไม่ได้กับเอฟ-15เอที่มีอัตราอยู่ที่ 0.85[19] กระนั้นเครื่องบินเองก็ยังสามารถทำความเร็วได้ถึง 2.4 มัค และความเร็วสูงสุดอยู่ที่ 2.34 มัค เชื้อเพลิงภายในมีขนาด 2,400 แกลลอน ในปีกแต่ละข้างอีก 290 แกลลอน ในถังท้านห้องนักบินอีก 690 แกลลอน และในถังเชื้อเพลิงด้านนอกสองถังอีก 457 แกลลอน เครื่องบินสามารถบรรทุกถังปลดได้ขนาด 267 แกลลอนสองถังที่ใต้ช่องรับลม[7] นอกจากนั้นยังมีระบบเติมเชื้อเพลิงทางอากาศซึ่งจะยื่นออกมาจากส่วนจมูก

โครงสร้างส่วนล่างของเครื่องบินนั้นแข็งแรงมาก เพื่อที่จะทนทานจากการบินขึ้นและลงจอดที่รุนแรงบนเรือบรรทุกเครื่องบิน มันประกอบด้วยล้อคู่ที่ส่วนจมูกและพื้นที่กว้างมากในส่วนของล้อหลัก มันต่างจากส่วนล่างที่แคบและสูงของเอฟ-15 อีเกิล ทั้งสองแบบมีน้ำหนักที่เท่าๆ กันและปีกที่สูงซึ่งทำให้ส่วนล่างนั้นติดตั้งอะไรเข้าไปได้ ลำตัวของทอมแคทนั้นกว้างกว่าและไม่ต้องใช้ถังเชื้อเพลิงขนาดใหญ่เหมือนกับของเอฟ-15 ที่ติดอยู่ที่ส่วนกลาง ในจุดที่ปีกพับนั้นจะไม่มีตำบลติดอาวุธ ดังนั้นอาวุธทั้งหมดจึงถูกติดตั้งที่ส่วนท้องระหว่างช่องรับลมและตรงปีกนวม

ระบบอิเลคทรอนิกอากาศและระบบควบคุมการบิน

ห้องนักบินนั้นเป็นที่นั่งเรียงกันสองที่นั่ง นักบินและผู้สกัดกั้นเรดาร์จะนั่งบนเก้าอี้ดีดตัวขับเคลื่อนด้วยจรวดมาร์ติน-เบเกอร์ จีอาร์ยู-7เอ[20] พวกเขาจะมีมุมมอง 360 องศาซึ่งเป็นฝาครอบที่มีกระจกสี่แผ่น หนึ่งสำหรับผู้สกัดกั้นเรดาร์และที่เหลือสำหรับนักบิน ฝาครอบยังคงเป็นแบบทั่วไปคือมีสามชิ้นส่วน แต่โครงสร้างโดยรวมนั้นมีขนาดใหญ่และให้การมองเห็นที่ดี ลูกเรือมีการควบคุมที่คลาสสิกและอุปกรณ์แบบเดิมโดยเป็นแบบผสมของอนาล็อกกับดิจิจอล มีเพียงนักบินเท่านั้นที่ควบคุมเครื่องบิน[7] เอฟ-14 นั้นไม่เคยมีระบบควบคุมคู่ ดังนั้นนักบินจึงเริ่มฝึกด้วยการบินในเครื่องลำอื่นและเครื่องจำลองการบินก่อน ระบบควบคุมหลักเป็นเฮด-อัพดิสเพลย์ที่ผลิตโดยไคเซอร์ มีจอวีเอสไอและเอชเอสไอที่แสดงข้อมูลความเร็ว การนำร่อง และข้อมูลอื่นๆ เอฟ-14เอและบีไม่มีหน้าจอที่มีหลายรูปแบบ ไม่เหมือนกับของเอฟ-16 และเอฟ/เอ-18

ส่วนจมูกของเครื่องบินจะมีขนาดใหญ่เพื่อบรรจุระบบอิเลคทรอนิกอากาศจำนวนมาก อีซีเอ็มและการนำร่องจะกินเนื้อที่เยอะและซับซ้อนมาก ส่วนประกอบหลักคือเรดาร์เอดับบลิวจี-9 เอ็กซ์-แบนด์ของฮิวจ์ส ซึ่งในรุ่นแรกนั้นมีทั้งระบบดิจิตอลน้ำหนักเบา 5400บีพร้อมแรม 32 กิโลไบต์ จานดาวเทียมขนาด 36 นิ้วใช้พลังงาน 10 กิโลวัตต์และทำงานร่วมกับเสาอากาศ มันมีรูปแบบค้นหาและติดตามมากมายให้เลือกใช้ เช่น ติดตามขณะสแกน หาระยะขณะค้นหา ติดตามเป้าหมายเดียวด้วยเรดาร์พัลส์ และรบกวนวัดมุมติดตาม มันสามารถจับเป้าหมายได้มากสุด 24 เป้าหมายในเวลาเดียวกัน และสามารถเข้าปะทะได้ 6 เป้าหมายในระยะ 100 กิโลเมตรในโหมดติดตามขณะสแกน ในโหมดติดตามเป้าหมายเดียวจะมีพิสัยสูงสุดที่ประมาณ 150 กิโลเมตร พิสัยค้นหาสูงสุดสามารถทำได้ถึง 190 กิโลเมตร และกระทั่งเครื่องบินขับไล่ก็สามารถถูกล็อกเป้าได้ที่ 120-140 กิโลเมตร ขีปนาวุธร่อนยังสามารถถูกตรวจพบโดยเรดาร์เอดับบลิวจี-9 เพราะเรดาร์นี้สามารถล็อกเป้าและติดตามวัตถุที่มีขนาดเล็กในความสูงต่ำได้เมื่อใช้เรดาร์พัลส์ จานดาวเทียมของเรดาร์ที่จมูกและระบบอิเลคทรอนิกอากาศส่วนใหญ่จะอยู่ที่หลังส่วนจมูก ใกล้กับที่นั่งของนักบิน ระบบอื่นๆ จะอยู่ใกล้กับที่นั่งของผู้สกัดกั้นเรดาร์ และส่วนใหญ่จะแสดงสถานะในหน้าจอระบบของเอดับบลิวจี-9

ทอมแคทยังมีจุดเด่นที่อุปกรณ์ต่อต้านอิเลคทรอนิกและระบบเรดาร์แจ้งเตือน เครื่องปล่อยพลูและเป้าล่อ ระบบแบ่งข้อมูลระหว่างเครื่องบิน และระบบนำร่องที่แม่นยำ ระยะพิกัดในตอนแรกถูกโปรแกรมเข้าไปในคอมพิวเตอร์นำร่อง และไจโรสโคปในระบบจะติดตามทุกการเคลื่อนไหวของเครื่องบิน การเคลื่อนไหวเหล่านี้จะถูกส่งไปที่คอมพิวเตอร์นำร่อง ทำให้มันคำนวณระยะและทิศทางของเครื่องบินจากจุดเริ่มต้น ต่อมาระบบจีพีเอสถูกติดตั้งเข้าไปในระบบนี้ ทำให้มันไม่เพียงแค่ให้การนำร่องที่แม่นยำ แต่ยังให้ข้อมูลสำรองในกรณีที่ระบบเกิดล้มเหลว

เครื่องปล่อยพลูและเป้าล่อนั้นจะอยู่ที่ส่วนท้องบริเวณเกือบปลายหางใกล้กับขอเกี่ยว เครื่องปล่อยจะบรรจุไปด้วยกระบอกมากมาย ซึ่งเป้าล่อหรือพลุแต่ละดอกจะถูกผสมกันในแบบใดก็ได้ ระบบอาร์ดับบลิวอาร์ถูกจัดการให้มีเสาอากาศทั้ง 4 อยู่ทั่วเครื่องบิน และสามารถคำนวณทิศทางและระยะในรูปแบบต่างๆ ของเรดาร์จากเครื่องบินและขีปนาวุธหลายชนิด ระบบอาร์ดับบลิวอาร์สามารถแสดงสถานะเรดาร์ของเครื่องบินที่ติดตามอยู่ได้ มันสามารถบอกความแตกต่างระหว่างเรดาร์ค้นหากับเรดาร์ของขีปนาวุธได้ ระบบต่อต้านอิเลคทรอนิกสามารถประเมินเรดาร์ที่สัญญาณเรดาร์ที่เข้ามาและทำการส่งสัญญาณไปรบกวนแหล่งเรดาร์นั้นได้

เซ็นเซอร์แบบเดิมนั้นประกอบด้วยอินฟราเรดที่อยู่ใต้ส่วนจมูก มันคือเอเอ็น/เอแอลอาร์-23 มันมีระบบหล่อเย็นในตัว แต่ก็ไม่มีประสิทธิภาพและถูแทนที่ด้วยระบบใหม่ นี่คือระบบมองเอเอเอ็กซ์-1 ของนอร์ธทรอป หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าทีซีเอสหรือชุดกล้องโทรทัศน์ (TV Camera Set) และถูกใช้เพื่อช่วยนักบินในการระบุและติดตามเครื่องบิน อย่างน้อยก็ในตอนกลางวัน[7] ได้ถึง 60 ไมล์สำหรับเครื่องบินขนาดใหญ่ ชุดกล้องโทรทัศน์สามารถทำงานโดยพึ่งเรดาร์เพื่อติดตามอะไรก็ตามที่เรดาร์กำลังติดตามอยู่ และเรดาร์ก็สามารถทำงานโดยพึ่งชุดกล้องโทรทัศน์เพื่อติดตามอะไรก็ตามที่กล้องมองเห็น ลูกเรือทั้งสองนายสามารถเห็นภาพบนจอของพวกเขา แม้ว่ามันจะใช้งานได้ดีแต่เอฟ-14 ที่ทำงานระยะยาวกลับไม่มีระบบดังกล่าว บิน กันส์ตันได้รายงานว่าแม้กระทั่งในปีพ.ศ. 2526 มีเครื่องบินเพียง 1 ใน 8 ลำเท่านั้นที่มีระบบนี้[21]

ระบบอินฟราเรดและกล้องคู่ถูกใช้งานในเอฟ-14ดี โดยมีเสาอากาศต่อต้านอิเลคทรอนิกอยู่ในตำแหน่งของแบบเก่า นั่นแปลว่าเอฟ-14 สามารถใช้เสาอากาศต่อต้านอิเลคทรอนิกเพียงอันเดียว หรือเซ็นเซอร์อินฟราเรด หรือชุดกล้องโทรทัศน์ได้ ระบบต่อต้านอิเลคทรอนิกของทอมแคทประกอบด้วยระบบรองจำนวนมาก ทั้งอาร์ดับบลิวอาร์ ระบบต่อต้านอิเลคทรอนิก เครื่องปล่อยพลูและเป้าล่อ จมูก หาง และปีก สิ่งนี้ถูกจัดว่าเป็นความแตกต่างในหมู่เครื่องบินขับไล่ก่อนหน้า

อาวุธ

เดิมทีทอมแคทนั้นถูกออกแบบมาเพื่อเป็นทั้งเครื่องบินที่คล่องแคล่วและเครื่องบินจัดการกับขีปนาวุธร่อนและเครื่องบินทิ้งระเบิดของโซเวียต ผลที่ได้คือเครื่องบินที่ถูกออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพในแทบจะทุกด้าน ในด้านอาวุธทอมแคทถูกออกแบบมาเพื่อใช้เอไอเอ็ม-54 ฟีนิกซ์โดยเฉพาะ แต่ไม่เหมือนกับเอฟ-111บีที่มันสามารถจัดการกับเป้าหมายทั้งในระยะกลางและใกล้ได้ ดังนั้นเอฟ-14 จึงเป็นเครื่องบินขับไล่ครองความได้เปรียบทางอากาศอย่างสมบูรณ์และไม่ได้เป็นแค่เครื่องบินสกัดกั้นพิสัยไกลเท่านั้น มันมีปืนเอ็ม61 วัลแคนพร้อมกระสุน 676 นัดและสามารถเลือกการยิงแบบ 4,000 หรือ 6,000 นัดต่อนาทีได้ มันสามารถบรรทุกได้มากกว่า 6,700 กิโลกรัมสำหรับภารกิจต่อสู้ในหลายตำแหน่งทั้งที่ใต้ท้องและใต้ปีก โดยปกติแล้วนั่นแปลว่ามันสามารถมีฟีกนิซ์หรือสแปร์โรว์สูงสุดได้ 2-4 ลูก ฟีนิกซ์หรือสแปร์โรว์สามารถติดตั้งที่ปีกได้ 2 ลูก และไซด์ไวน์เดอร์ 2 ลูกบนปีก ในบางกรณีเอไอเอ็ม-7 สี่ลูกและเอไอเอ็ม-9 สี่ลูกจะติดตั้งอยู่ที่ใต้ท้องเหมือนกับของเอฟ-4 และเอฟ-15

ฟีนิกซ์สามารถบรรจุเต็มที่ 6 ลูกซึ่งก็ไม่เคยมีใครทำมาตลอดการใช้งาน แม้ว่าการทดสอบแรกๆ นั้นจะพิสูจน์ว่ามันสามารถทำได้ แต่ก็ไม่เคยมีภัยอะไที่อันตรายจนถึงขั้นต้องใช้ฟีนิกซ์พร้อมกันถึง 6 ลูกและมันก็เยอะเกินไปที่จะทำการจอดลงบนเรือบรรทุกเครื่องบิน ขีปนาวุธฟีนิกซ์ถูกใช้เพียงสองครั้งโดยกองทัพเรือสหรัฐ ซึ่งทั้งหมดเกิดขึ้นในอิรักเมื่อปี 2542[22][23][24]แต่ทั้งสองนัดก็พลาดเป้า

ในช่วงที่สงครามเย็นดุเดือดในปลายปีทศวรรษที่ 2510 และ 2520 อาวุธโดยทั่วไปของเอฟ-14 บนเรือบรรทุกเครื่องบินนั้นจะเป็นเอไอเอ็ม-54 ฟีนิกซ์ไม่มากกว่า 1 ลูก แต่จะเป็นเอไอเอ็ม-9 ไซด์ไวน์เดอร์ 2 ลูก เอไอเอ็ม-7 สแปร์โรว์ 2 ลูก กระสุนขนาด 20 ม.ม.ของปืนเอ็ม61 วัลแคน และถังปลดทิ้งได้สองถัง