McDonnell Douglas F-4 Phantom II YF4H-1 / F4H-1F / F-4A

O projeto que viria a ser o Phantom II nasceu em agosto de 1953 na McDonnell, sob a direção de uma equipa liderada por Herman Barkley cujo primeiro objetivo era prolongar a vida produtiva do F3H Demon embarcado. Vários estudos foram agrupados sob a designação «F3H-X»: o F3H-C «Super Demon», com um único Wright J67; o F3H-E (Model 98A), assente nivelado sobre um trem de aterragem triciclo e com asa em flecha de 45 graus; e o Model 98B (F3H-G), propulsionado por dois Wright J65 de 7.800 lb de impulso, com tomadas de ar laterais, fuselagem segundo a regra das áreas, quatro canhões de 20 mm e até nove pontos de carga externa. O F3H-H era a mesma célula com dois General Electric J79, então um motor novo e não comprovado que prometia Mach 1,97. A equipa de Barkley optou pelo Model 98B e construiu uma maqueta em tamanho real, jogando pelo seguro com uma instalação do J79 no lado direito e de um J65 no esquerdo.

A McDonnell apresentou o projeto ao Bureau of Aeronautics da Marinha em 19 de setembro de 1953 como proposta não solicitada. A Marinha, que já encomendara o Tiger e o Crusader, incentivou a empresa a reformulá-lo como avião de ataque para todo o tempo, monolugar e bimotor; em outubro de 1954 emitiu uma carta de intenções para dois protótipos e uma célula de ensaios estáticos com a designação AH-1, com onze pilones e quatro canhões. Em 14 de dezembro de 1954 a missão polivalente foi abandonada: a Marinha queria agora um intercetor para todo o tempo sem canhões, com um único pilone ventral para um depósito de 600 galões, quatro mísseis Sparrow de guiamento radar semiativo em calhas sob a fuselagem, um radar APQ-50 e um segundo lugar para um operador de radar. O J79 foi formalmente adotado em 15 de abril de 1955 e, em 26 de maio, foi ordenado que os dois protótipos (BuNos 142259 e 142260) fossem concluídos como caças biplaces para todo o tempo com armamento exclusivamente de mísseis. Em 23 de junho de 1955 a designação passou a YF4H-1 e no dia seguinte foi assinado um contrato para 18 células; em 25 de julho foi acordada a especificação pormenorizada, que exigia duas horas de patrulha a 250 milhas náuticas do porta-aviões e três horas de autonomia sem reabastecimento, e foram confirmados cinco aviões de pré-produção (BuNos 143388 a 143392). A maqueta foi inspecionada entre 17 e 23 de novembro de 1955.

Os ensaios em túnel aerodinâmico revelaram graves problemas de estabilidade a alta velocidade que teriam mantido o avião abaixo de Mach 2, e as correções deram ao Phantom o seu aspeto característico: 23 graus de diedro negativo no estabilizador horizontal monobloco, o «stabilator»; doze graus de diedro nos painéis exteriores rebatíveis da asa, com bordo de ataque em dente de serra; e rampas móveis nas tomadas de ar, até então de geometria fixa. A sua incorporação atrasou a aprovação estrutural até 31 de dezembro de 1956, embora a 19 de dezembro a Marinha já tivesse encomendado mais onze F4H-1 (BuNos 145307 a 145317), os primeiros verdadeiros aviões de série. Em agosto de 1957 o APQ-50 modificado foi abandonado e a Westinghouse recebeu instruções para desenvolver o que viria a ser o APQ-72, que não estaria pronto para os protótipos.

O primeiro YF4H-1 era uma máquina de demonstração de conceito: sem radar (substituído por lastro), sem cablagem para mísseis, com quatro Sparrow fictícios nos respetivos alojamentos e apenas o cockpit dianteiro equipado, estando o traseiro ocupado por instrumentação de ensaio. Como os J79-GE-8 previstos se atrasavam, voou com dois J79-GE-3A de 14.800 lb com pós-combustão emprestados pela Força Aérea. A canópia ficava rente ao dorso da fuselagem, as rampas das tomadas de ar estavam fixas a cinco graus e os bordos de ataque, os flaps e os «flaperons», que só se deflectiam para baixo, eram soprados com ar sangrado do compressor. O controlo de rolamento era assegurado por spoilers perfurados e pelos flaperons; o avião não tinha quaisquer ailerons convencionais.

O protótipo voou pela primeira vez em 27 de maio de 1958 a partir de Lambert Field, em St. Louis, pilotado por Robert C. Little; a porta do trem do nariz não fechou, a hidráulica e os motores deram problemas e o voo foi encurtado. Substituiu-se o motor direito e as rampas foram reajustadas para quatro graus, e no terceiro e quarto voos, a 31 de maio e 2 de junho, o avião atingiu entre Mach 1,30 e 1,68. Em Edwards o YF4H-1 foi confrontado com o Vought F8U-3 Crusader III na avaliação de Fase I da Marinha e, em dezembro de 1958, declarado vencedor; a 17 de dezembro a McDonnell recebeu um contrato complementar para mais 24 (BuNos 148252 a 148275), elevando a encomenda total a 45. O segundo protótipo (142260) voou em outubro de 1958 com um APQ-50 operacional, o cockpit traseiro totalmente equipado, rampas variáveis, uma turbina de ar dinâmico de emergência e um piloto automático ASA-32; recebeu mais tarde assentos Martin-Baker Mk H5 e, em 1960, cablagem para disparo de Sparrow. Em 3 de julho de 1959 o avião foi oficialmente batizado Phantom II em St. Louis, depois de o diretor do projeto ter querido «Satan» e James S. McDonnell «Mithras».

O primeiro protótipo perdeu-se em 21 de outubro de 1959, no seu 296.º voo, quando falhou uma porta de acesso traseira do motor direito; morreu o piloto de ensaios Gerald «Zeke» Huelsbeck. O segundo tornou-se a montra da Marinha. Em 6 de dezembro de 1959, no Projeto Top Flight, o comandante Lawrence E. Flint Jr. levou-o a 98.560 pés, batendo a marca de 94.658 pés detida por um Sukhoi soviético, com uma subida balística a partir de 47.000 pés e Mach 2,5 e com os motores desligados no topo da trajetória. Em 22 de dezembro de 1961 o tenente-coronel dos Marines Robert B. Robinson estabeleceu nele um recorde mundial absoluto de velocidade de 1.606,347 mph (Operação Skyburner), com pulverização de água e álcool nas condutas de admissão, e o comandante George W. Ellis utilizou-o para um recorde de altitude sustentada de 66.443,8 pés.

Como os motores -8 continuavam indisponíveis, os primeiros 45 F4H-1 foram entregues com dois J79-GE-2 ou -2A de 16.150 lb com pós-combustão; em 1 de maio de 1961 foram redesignados F4H-1F, indicando o F uma motorização especial. Em comparação com os protótipos, tinham entradas salientes do tipo pitot para o sistema de ar condicionado em vez das tomadas de ar dinâmico embutidas. Os Blocks 2 e 3 eram considerados de pré-produção e os restantes 24 aviões de série. O primeiro avião do Block 2, o 145307, introduziu a geometria definitiva das tomadas de ar, com uma rampa variável de dez graus atrás de uma rampa fixa de cinco graus e uma placa separadora muito maior perfurada por 12.500 orifícios de sangria da camada-limite. O sopro da camada-limite, ensaiado pela primeira vez no 143392, ficou plenamente operacional a partir desse mesmo avião. Foram repostas as fixações para cinco e, mais tarde, nove dos onze pilones originais, recebendo os interiores um Sparrow adicional ou dois Sidewinder; o sensor de infravermelhos AAA-4 surgiu na sua proeminente protuberância sob o radome a partir do quinto avião (143390); e foram acrescentados uma sonda de reabastecimento retrátil à direita do cockpit, orientação da roda do nariz em 360 graus, o conjunto de lançamento de armamento AJB-3 e o pacote de comunicações e navegação Collins ASQ-19.

O Block 3 trouxe a alteração mais visível. Na sequência de queixas das tripulações sobre a visibilidade, a McDonnell elevou os assentos e redesenhou ambos os cockpits, de modo que as canópias passaram a sobressair da linha da fuselagem, e montou um radome maior que alojava a antena de 32 polegadas do Westinghouse AN/APQ-72 com um iluminador de onda contínua APA-157 para o Sparrow, substituindo o APQ-50 Mod de 24 polegadas. Ambas as alterações surgiram pela primeira vez no 146817. O avião 145310 foi ensaiado com suportes múltiplos de bombas capazes de levar até 22 bombas de 500 libras; a configuração não foi adotada no F-4A nem no F-4B, mas conduziu diretamente ao F-4C da Força Aérea. Em serviço, a maior parte dos últimos F-4A foi remotorizada com J79-GE-8 de 10.900 lb a seco e 17.000 lb com pós-combustão.

Os ensaios em porta-aviões começaram com o 143391 a bordo do USS Independence em 15 de fevereiro de 1960, seguidos de uma segunda série a bordo do muito mais pequeno USS Intrepid em abril, e os ensaios do Board of Inspection and Survey arrancaram em Patuxent River em julho de 1960. No mesmo ano a Marinha criou os primeiros Phantom Replacement Air Groups: a VF-101, formada em Key West com um destacamento em Oceana que acabou por superar a esquadra-mãe, e a VF-121 em Miramar. Como a Marinha não operava um caça biplace desde o F3D Skyknight, vários Skyknight foram retirados do armazenamento para servirem de aviões de treino. Nas esquadras de substituição, os F-4A eram por vezes designados TF-4A, sinal de que não eram considerados aptos para combate.

Os F4H-1F também acumularam recordes. Em 5 de setembro de 1960 o tenente-coronel Thomas H. Miller pilotou o 145311 até um recorde em circuito fechado de 500 km a 1.216,78 mph e, a 25 de setembro, o comandante John F. Davis obteve uma média de 1.390,21 mph em 100 km sobre o Mojave. O Projeto Sageburner, de velocidade a baixa altitude, começou em tragédia em 18 de maio de 1961, quando o comandante J. L. Felsman morreu no 145316 depois de uma avaria do amortecedor de arfagem ter provocado uma oscilação induzida pelo piloto e a desintegração em voo; em 28 de agosto de 1961 Huntington Hardisty e Earl De Esch levaram o 145307 a 902,760 mph num percurso de 3 km sem subir acima de 125 pés. Em 24 de maio de 1961, no Projeto LANA, que assinalava os cinquenta anos da aviação naval, cinco F4H-1F correram de Ontario, na Califórnia, até Brooklyn com três reabastecimentos a partir de aviões-tanque A3D Skywarrior; o mais rápido, o 148270, obteve uma média de 869,73 mph. Em 18 de setembro de 1962 o F4H-1F passou a F-4A ao abrigo do sistema de designação Tri-Service. Construíram-se apenas 45, e a maior parte serviu em investigação e treino.

Restam muito poucos: o 143388 no museu do Corpo de Marines, o 148275, último F-4A construído, na Academia Naval, e o avião do Sageburner 145307, entregue ao National Air and Space Museum e guardado nas instalações Paul Garber, em Suitland.