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  从1938年起,格鲁曼就已经开始为F4F研发后续机种。虽然美军下一代主力舰载机竞标由钱斯沃特拿下,但格鲁曼仍在1941年6月30日和美国海军签下XF6F-1样机制造合同。XF6F-1为一架配备14汽缸R-2600发动机(输出功率1,700匹马力)搭配寇蒂斯制三叶电动螺旋桨、继承野猫架构的手摇式起落架,改良较为有限的野猫升级型;但日军偷袭珍珠港后XF6F-1规格也随之调整,里洛易·格鲁门率领他公司底下主设计工程主任比尔·舒温德(Bill Schwendler)、杰克·斯威布尔和美国海军航空署(BuAer)联系,希望能取得更多F4F飞官实战经验回馈,让新飞机能够符合作战需求。美国海军在1942年4月22日安排后来的美军海航王牌飞行员爱德华·欧海尔到格鲁曼工厂和团队工程师回馈F4F和零战交火之经验归纳。实战情况显示:纵使F4F结构上比零式战斗机更强,能够承受更多攻击,俯冲时的加速率亦较之为高(美军飞行员往往依赖这优势而俯冲改出,避开零战的攻击),但在机动性与操纵性能,以及爬升率上却未有优势。  同时,BuAer也为格鲁曼提出设计指导。BuAer告知现有型号需要换用更强出力的引擎获得性能优势,因此要求XF6F-1换用已经在F4U上通过考核的R-2800-10发动机;并提出新型战机要提高驾驶舱,改善飞行员视野;格鲁曼因此将发动机整流罩下切,提供地狱猫飞行员更好的视野。格鲁曼在XF6F-1二号原型机上修改了引擎配置,换用汉弥尔顿标准公司制三叶螺旋桨;经过换装动力的结果,格鲁曼计算更名为XF6F-3的二号原型机性能会比XF6F-1高出25%。  XF6F-1在1942年6月26日出厂试飞,改良后的XF6F-3在1942年7月30日首飞,随即进入量产。1942年10月3日量产型F6F-3首飞,1943年2月拨交艾赛克斯号航空母舰美国海军第9战斗机中队换装。

  与F4F相同的是,F6F的设计特点亦是便于大量生产,及拥有强固的机体结构。F6F原本采用莱特公司的R-2600引擎。但为了提升战斗力,格鲁门决意要为F6F作进一步的改进,以改变零式在太平洋的主导地位。F6F装上了普惠公司普惠R-2800双黄蜂引擎,马力提升到2000匹,整体动力提升了25%。,星型引擎(Radial engine)设计,也确保任一气缸被击中后,仍可透过其他气缸运作保持飞行。防护装甲设备总重212磅(96公斤),防护涵盖了驾驶舱周围的防护装甲、防弹玻璃、机油冷却器、油箱等,F6F的燃料主要安置在机体中间的250加仑(946升)自封油箱,,主翼共装有331加仑(1,252升)油箱,机身中线挂架可挂载150加仑(568升)的副油箱,总燃料酬载量是F4F的两倍以上,由于动力机件有着多层防护,F6F不易在战斗中受到攻击而漏油、严重损毁甚至失去动力,提升了受损飞机的回航率。  F6F的基本武装也和F4U相同,都是6挺勃朗宁M2重机枪,每挺备弹400发。后期的陆续改装令F6F最终能够挂载2,000磅炸弹。机翼下方也可挂载共6发5寸HVARs火箭,用以攻击地面目标。  相较于F4F低矮而偏窄的起落架,F6F在起落架上引入液压技术,增加灵活性及强度,并能令起落架呈90度直角,向后内折入机翼之内。机翼的布置偏机身底部,令F6F在飞行甲板上降落(或是迫降时)的安全性更加稳定。

  

  XF6F-1在1942年6月26日试飞,该机安装了R2600-16发动机,可产生1600马力,机翼内并列安装6挺12.7毫米勃朗宁机枪,每挺机枪备弹400发。随后又试飞了第二架原型机XF6F-2,但因功率不足而未达到军方的性能指标。于是,第三架原型机XF6F-3就换装了功率增大25%的普惠R2800-10发动机,其细节处和XF6F-1稍有不同,左侧发动机排气管开口减小了些,且将空速管移到了右翼前缘底部。而装上新引擎的XF6F-3则在同年7月30日首次起飞。同时,新的改良已经紧接进行。XF6F-2装上了一个一段二速机械增压器,表现并不理想,而当时海军并不热衷于为舰载机进一步提升高空性能,结果连带装上二级增压器的XF6F-3亦未被重视,但这些测试为后来的F6F-4与F6F-5提供了经验。  1942年7月30日,XF6F-3试飞成功,军方对性能很满意,决定定型生产。随后,格鲁曼又把第一架原型机XF6F-1改成XF6F-3标准,这2架XF6F-3成为后来4400架各型F6F战斗机的始祖。生产型F6F仍沿用原型机的6挺12.7毫米勃朗宁机枪,由于F6F装甲和密封油箱比较重,因而灵活性比零式战斗机略差,但在飞行速度、高度和其他性能方面都比零式要好。F6F的时速可达600公里,最大载荷有效航程为2400公里,而零式战斗机时速只有500公里,最大有效载荷航程仅为1800公里。在排除了一些微小设计缺陷后,1943年1月16日格鲁曼开始向海军交付F6F,艾塞克斯号航空母舰上的VF-9中队成为首个装备F6F的作战单位。

  同时,F6F-3也衍生了夜间战斗机。F6F-3E在翼尖整流片上装上了AN/APS-4雷达,而后期的F6F-3N(1943年7月)则在相同位置装上了AN/APS-6雷达。这些夜间战斗机在1943年11月就开始派上战场。与F6F-3N相同的雷达配置日后也装上了F6F-5s,衍生了另一夜间战斗机型号──F6F-5N,而再另外装上摄影机的F6F-5s则被海军定为F6F-5P。

  F6F-5则是最常用的型号。包括了再经改良的引擎,弹簧控制的副翼,删除后部机舱窗罩,前部窗罩则采用新式强化玻璃。至于F6F-5s则有另一较为突出的改动,尝试增加选用武装的弹性。除了原有的6挺勃朗宁机枪,F6F-5s也可以拆下两边各一支勃朗宁机枪(载弹量400发弹药)换上220发的M1(授权版伊斯帕诺-西扎HS.404)机炮。但机炮的重量与不稳定,以至于这种配置并未曾正式放上生产线,只在后期部分F6F-5N夜间战斗机使用。  以下为F6F-5基本资料:

  F6F-6的实验机是由两部F6F-5改装而成,即XF6F-6。两者最明显的分别是引擎的改良,采用了普惠公司R-2800-18W的风冷引擎配用四叶螺旋桨,出力提升到2450匹马力。F6F-6借此成为了F6F系列中最佳之作,最高空速可达每小时417英里。但随着日本在不久后投降,F6F-6未大规划生产。

  F6F尚有两个较为特别的型号,分别为F6F-3K和F6F-5K。K字编号意指这机种可以无人驾驶,由地面人员以遥控操作。这款飞机并不用于战斗,而用于进入危险空域侦测,或者作为靶机。

  

  F6F在1943年9月1日首次出战,由独立号航空母舰起飞,击落了日军一架二式大艇。11月11整日,F6F与F4U的混合编队在拉包尔上空与日本战斗机队进行了猛烈战斗,击落了接近50架敌机。11月23与24日,F6F又在塔拉瓦环礁上空击落了30架零式战斗机,而F6F仅损失1架。F6F同时也继承了F4F的特别战斗编制,详见萨奇剪。自首战以后,F6F基本上参与了1943年以后太平洋战争中所有空战。包括了号称「马里亚纳射火鸡大赛」的菲律宾海战,绝大多数的空战击落成果都是由此机获得。  美军曾安排掳获的零战五二型与F6F-3进行模拟对战,美军测试结果得知无论在任何空层地狱猫极速都凌驾在零战以上,但是如果要能确实赢得优势需要在14,000英尺(4,260米)以上高度维持235英里(378.2公里)速度,在此速度之上地狱猫即使进入格斗状态也能胜出,反之,低于该高度与速度时,零战较轻的机体可以得到足够的加速度,并且在机动性超越地狱猫;日军纪录中,也提到1944年6月硫磺岛战役时经验较丰富的熟练飞官仍会以各种手段诱使地狱猫进入格斗战。  结束测试后,下发飞官的战术指导写着:  总体而言,F6F包办了美国海军航空队空战中75%的战斗胜利。1944年后配有雷达的夜间F6F战斗机编队也陆续投入战场。F6F也参与了66,530场小型遭遇空战,占了二战总数的45%,当中绝大部分都归属海军:有62,386场是由航母派出作战。。这些战斗F6F以270架次的代价,击毁了5,163架敌机,占海军战斗胜利总数的56%,击落比率为19:1。而零式战斗机的击落比率为13:1,疾风为9.5:1,雷电则为3.7:1。  F6F也孕育了最多的王牌飞行员,总共306位。除了机体的优势外,这佳绩某程度上也要归功于日军飞行员的质素下降,以及美军的策略得宜。至于对地攻击,F6F总共投下了6,503吨的炸弹。  在二战期间折损的地狱猫共有2,462架,270架在空战中损失、553架被各种防砲击落、341架在作战时因各种其它理由损失,在训练及运输过程中损失的则有1,298架。

  英军也透过租借法案获得了1,263架F6F,并一度称为塘鹅MKI(Gannet MKI),直到1943年为了简化减少混乱才用回地狱猫的称呼。  F6F-3在英军的称呼为Hellcat F.I,F6F-5为Hellcat F.II,F6F-5N则为Hellcat NF.II。英军的F6F参与了在挪威、地中海及远东的战斗。部分F6F也被英军改装为摄影战斗机(与美军的F6F-5P相似),称为Hellcat FR.II。英军的F6F未有太多的实战经验,在1944年5月到1945年7月之间的18场战斗里,击落了52架次。当中以不挠号航空母舰(HMS Indomitable)的1844小队建功最多,占了32.5架次。二战后期,这些F6F与其他租借法案的飞机,都被英国自制的战机迅速取代,1945年VJ-Day时,12个飞行小队只有2个仍配有F6F,到1946年连这两小队亦被解散。服役的情况也指出,F6F的性能足以与德军的Bf 109与Fw 190相比拚。

  因为F6F的设计较为保守因此无法有效提高性能,因此二战末期在美军航舰上的F6F开始用已解决航舰降落问题的F4U进行替换,战争结束后以更优秀的F8F取代,大多则是转往二线作为训练用;1952年末朝鲜战争时美军曾配备90架无人操作,由无线电指挥的F6F-5K携带2000磅炸弹作为导引武器攻击韩国桥梁使用。此外美国海军蓝天使特技飞行队1946年初创配备了这款机种。  法国海军的F6F-5也在印度支那地区使用。乌拉圭海军的F6F-5更一直使用到1960年代初。
F6F地狱猫,是二次世界大战服役于美国海军的舰载战斗机。F6F在外观上与格鲁曼为美国海军设计的前代主力战机F4F野猫式高度类似,故此也被戏称为「野猫的大哥」(Wildcat's big brother),然而F6F实为全新设计,较F4F更加先进。地狱猫研制初是与钱斯沃特研制的F4U海盗式战斗机争夺海军舰载机主角,F6F只是F4U的替代预案,但F4U服役后发现严重的舰载机落舰问题,到战争末期才完全解决着舰安全性问题,因此作为预案的地狱猫趁机逆势而起,成为1943年后美军舰载战斗机主力机种。字面的意思是来自地狱的猫,美国俚语则是坏女人(猫性)