申博官网开户>概率分析>pt开户送18元体验金 - 女武神的黄昏——北美XB-70轰炸机

pt开户送18元体验金 - 女武神的黄昏——北美XB-70轰炸机

2020-01-11 15:46:55人气:1827

pt开户送18元体验金 - 女武神的黄昏——北美XB-70轰炸机

pt开户送18元体验金,译者:李昭辉

“b-70项目只持续了几年,但这架飞机本身却成了一个传奇。”

正在起飞的xb-70轰炸机,这架外观颇具“未来感”的飞机综合了当时的众多先进技术与大功率发动机

然而,这款梦幻般的飞机最终却没有成为现实。美国空军始终没有获得一支庞大的由b-70轰炸机组成的机队──尽管美国空军对“女武神”是如此明显地梦寐以求。

xb-70“女武神”轰炸机三视图

这一项目之所以夭折,关键在于其制定的目标过于雄心勃勃,而在技术方面的极限探索则开展得太远、太快。更重要的是,b-70所依赖的作战神话──飞得更快、更高──在进入20世纪60年代之后就过时了。

1959年,美国空军签署了研发这款3马赫轰炸机的合同。这款巨大的轰炸机在5年后进行了首飞;而且,尽管有些人多次试图扼杀该项目,但在当时它仍然在美国战略空军司令部中拥有头号优先权。当两架xb-70原型机中的一架在发生空中碰撞事故并解体坠毁之后,“女武神”终于在一片光环之中走下了神坛──无论在字面意义上还是象征意义上都是如此。

xb-70坠地前的身影

美国的轰炸机生产已经消停了很长一段时间,所以每当人们回忆起第二次世界大战结束后喷气式发动机开启了新的科技前沿时期美国的轰炸机研发活动时,总会有种耳目一新的感觉──新的轰炸机型号一个接一个地迅速出现,而且制造的数量相对较为庞大。鉴于苏联的威胁越来越大,而且苏联的防空能力也在逐渐增强,所以美国空军看上去似乎总是在企盼着下一代飞机。

柯蒂斯•e•李梅将军

核动力推进?

ws-125a项目极大地利用了1946年开展的“核能用于飞机推动力”的科研项目的研究成果。在经历了15年的研发和超过10亿美元的经费投入之后,ws-125a研发项目于1961年3月28日被取消。考虑到机身、发动机和子系统都必须同步开展研发,所以采用常规动力的ws-110a项目能够以惊人的速度向前推进。

康维尔公司提出的两个采用核动力推进的ws-125a项目方案想象图

波音和北美公司双双在1955年11月获得了一份函件合同,合同要求这两家公司开始开发一款有人驾驶的战略洲际轰炸武器系统,该武器系统要求能够挂载20000磅(约9吨)重的高当量核武器。

新式轰炸机的持续巡航速度要求达到0.9马赫,而在最后1000英里(1609千米)的突防冲刺阶段,该款轰炸机应该具有“可能获得的最大的”速度。首支具备实战能力的飞行联队的预计部署时间被设定在了1964年的10月份。

军方还要求为这款轰炸机研发一个“侦察版本”,项目代号“ws-110l”。不过,由于“科罗纳”(corona)卫星项目的秘密成功(译者注:“科罗纳”是美国在1960年至1972年间开展的侦察卫星项目的代号),该项目最终被取消。

波音和北美公司的设计团队在ws-110a项目初始阶段开展的竞争的特点是他们都提出了些疯狂大胆的设计方案。由于受到相同的设计要求方面的难题的困扰,这两家公司想出了一系列复杂的设计,这些设计让人不由地联想起了第三帝国末期纳粹德国空军研发的各种奇奇怪怪的方案。这些方案花样百出,从看上去像是“服了激素”的加强版b-52到看上去像是出自“星球大战”创作团队之手的作品──配备了复杂的、铰接的“漂浮翼尖”翼型的设计。特别的,在看到后面这种设计方案的其中之一时,李梅将军促狭地写道,这不是一架轰炸机,而是一个由三件会飞的玩意儿组成的小编队。

波音公司在1956年3月份提出的“724-13”方案

机翼外侧两个像小飞机一样的物体便是“漂浮翼尖”

“漂浮翼尖”用于搭载巡航飞行时所需的燃料

波音“725-87”方案,设计杂乱无章,看起来就像是许多圆珠笔插在了直尺上

诸多棘手的空气动力学定律使这两家公司意识到了军方最初提出的任务剖面是何等的低效──原先要求的任务剖面是在飞向目标的过程中进行亚音速巡航,并在最后阶段进行长距离的超音速冲刺。波音和北美公司现在意识到,如果把任务剖面改为全程超音速飞行,那么就可以制造一款尺寸较小的先进飞机。

发动机制造商认为通过使用硼基高能燃料可以让飞机拥有卓越的性能,并向人们展示了飞机使用这种燃料后获得优异性能的前景。发动机制造商们还展示了这样一幅诱人的前景:通过使用这种燃料使飞机的航程增加了15%。

发动机制造商提出的上述理念颇具吸引力,它导致人们为之付出了漫长而成本高昂的努力,可这些努力不但没有产生有用的结果,而且最终也被发现是不必要的。几年之后,实用化的jp-6喷气发动机燃料提供了原本只有那种硼基高能燃料才能赋予飞机的飞行性能优势,而且还不需要专门为其设计一套燃油系统。

北美的早期ws-110a方案也采用了可抛翼尖概念

北美公司最终提交的ws-110a方案,战胜波音成为了xb-70

凭借激波产生升力

图片表示一个在零攻角时对称地安装在薄翼上的旋转体

此图片为简要表示飞行物体产生的激波的平面俯视图

最后,横向动量被转化为向下的动量

乍一看上去,“压缩升力”似乎违反了这样一条工程原则:即“从来不可能在不付出某一方面的损失的情况下获得另一方面的好处”,但“压缩升力”确实是有效的。

在当时,美国空军急需的装备并不仅限于轰炸机,他们还在渴望一款能飞到3马赫的远程战斗机。最终,北美公司又一次赢得了合同,这就是大名鼎鼎的f-108“轻剑”三马赫截击机。

“压缩升力”对升力系数和升阻比(l/d)的影响

“压缩升力”对升力系数和升阻比(l/d)的影响:从图中可见升力曲线向上、向左发生了偏移,这样产生的效果就是在较低的攻角下即可获得升阻比(l/d)的最大值,同时可增加升阻比(l/d)的最大值

b-70轰炸机项目和f-108截击机项目是有关联的,因为北美公司提出在f-108项目和ws-110项目中使用相同的发动机,这赋予了该公司在轰炸机项目竞争中的整体成本优势。f-108截击机项目和ws-110轰炸机项目这两款设计还将共享逃生舱组件。

b-70轰炸机想象图

与xb-70共享关键技术的f-108截击机

1957年12月23日,美国空军宣布北美公司赢得了b-70轰炸机项目的竞标。北美公司胜出的设计方案虽然远不如其之前提出的那些极端设计方案,但仍然充满了绝对的未来感。北美公司设计的b-70轰炸机的特征是有一个长长的向前伸出的机鼻和布置得非常靠前的座舱罩;紧贴着驾驶舱后面配置的是后缘带有小型襟翼的鸭翼,其用途是在飞行中进行配平;巨大的三角翼位于机身相当靠后的位置;机身后部的下方安置了6台发动机;两具垂直尾翼刚好位于发动机舱的上方。

b-70尾部并列安置的6台发动机

亚音速飞行条件下xb-70的机鼻“下塌”,以便为飞行员提供较好的视野

超音速飞行条件下xb-70的机鼻“上扬”,以便让机头维持较好的流线型

以上两幅图展示的是xb-70的“可变驾驶舱”,该机的机鼻上安装了一个可变几何外形的装置,该装置允许驾驶舱前面的“斜坡”在超音速飞行时升高,或降低以方便直接前视。总的来说,这个“斜坡”仅起着在空气动力学方面进行调节的作用。“斜坡”发挥作用的速度范围从最低的150节(278公里/小时,着陆速度)一直到最高的3马赫

xb-70的座舱布局

要想获得3马赫的飞行速度就意味着关于飞机的一切都会很复杂。机体结构本身必须被打造成不仅能够承受高压,而且能够承受高速飞行时产生的630摄氏度的高温的构型。发动机舱的形状也必须进行优化,以便将“压缩升力”带来的好处最大化。在b-70的最终版本中,飞机的翼尖被设计为可以向下偏转,不过这不是为了帮助产生压缩升力,而是为了在高速飞行的条件下提供额外的稳定性。

xb-70翼尖三个不同偏转角度的前视图

xb-70外翼段最大下偏的飞行姿态

令人抓狂的一系列项目需求和飞机规格的变化接踵而至。詹金斯写道,美国空军在方案审查期间总共发出了761项设计更改请求。对此,北美公司的工程师们不断调整着b-70的设计。设计方面的改变包括:预计毛重增加到了537000磅(约244吨)以上;增加了一个额外的武器舱;一对重新设计的鸭翼;以及航程的增加──要求超过6500英里(约10460千米)。

一个重大的设计上的改变是机翼偏转折线位置的重新划定,此举意在提高飞机在高速下的空气动力学稳定性。这意味着垂直安定面的面积可以减少一半,从而降低了重量和阻力。

制造中的xb-70原型机

“弓箭”

与北美公司的工人们为b-70轰炸机切割金属的速度相比,政治风向的变幻永远是更快的。艾森豪威尔总统是新出现的洲际弹道导弹的倡导者,他说,这些洲际弹道导弹使得现在讨论生产b-70轰炸机就好比“在火药时代讨论生产弓箭”一样。

艾森豪威尔的意见无疑是由苏联地对空导弹系统日益增长的威胁所塑造的。随着这些新式的地空导弹系统在整个苏联势力范围内投入使用,单凭比以前飞得更高、更快已经无法保证安全了。

1959年12月1日,整个b-70轰炸机项目被取消。五角大楼的官员们同意单独生产一架b-70作为研究机使用,此举意在从已经花费的3.6亿美元中挽回一些东西。此后,该项目就进入了大起大落的阶段──因为希望破灭之后又升起过,然后又再一次破灭。

托马斯•s•帕沃、柯蒂斯•李梅、约翰•瑞安

生产计划只用了不到一年的时间就到位了。然而,新当选的总统肯尼迪得到了国防部长罗伯特•s•麦克纳马拉“不再寻求有人驾驶轰炸机”的建议,于是生产合同被砍到只生产3架xb-70原型机。1962年3月项目涌现出了最后一丝希望,当时提出了一个制造210架rs-70侦察机的庞大计划,成本为100亿美元。麦克纳马拉不屈不挠,最终,他还是拒绝了任何有希望的大规模生产计划。

制造完成的xb-70机身

“超音速运输”计划方案设想

事情发展到这个份儿上,北美公司原本会选择接受这个条件,毕竟,该公司已经受够了这个项目。“女武神”已经花费了数百万美元的“不可收回”的费用,更重要的是该项目的机会成本:原本追求的武器系统其主要的任务用途已丢失殆尽,现在只是为一个八字没一撇的“超音速运输”(sst)计划担任研究样机而已。

xb-70的超音速风洞研究

难以置信

1964年5月11日,第一架xb-70从位于加利福尼亚州帕姆代尔(palmdale)的机库中缓缓滑出,傲立在一群对此感到难以置信的人面前。这架巨大的飞机翼展105英尺(32.004米),机身长186英尺(56.6928米),最大起飞重量超过了500000磅(226.8吨),她可以轻松地压倒过去的一切飞行器,这是一架前所未有的飞机。

1964年5月11日,首架xb-70a原型机在加利福尼亚州帕姆代尔的第42号工厂下线

xb-70的非常规外形给当时的人们带来很大震撼

在最初阶段,xb-70经受了一些机械方面的故障。这些故障始于制造异乎寻常的蜂窝夹心结构不锈钢蒙皮(之所以选择这种结构是为了承受气动加热所产生的巨大高温)时所遇到的困难。接着,新的液压系统在第一次地面滑跑测试中又发生了故障。就算是学习着驾驶xb-70在地面进行滑跑都是很困难的,因为飞行员座舱足足位于前起落架之前65英尺(19.812米)的地方。

xb-70“女武神”轰炸机首飞时拍摄的照片

第一次着陆也是险象环生。怀特坐着的位置约位于飞机主起落架前方110英尺(33.528米)处,xb-70在设计上要求主起落架的后轮先触地。当怀特降落接地时,左起落架的主转向架被锁死而没有协同偏转,导致飞机在滑行的过程中摩擦出了一场轻微的火势。飞机在跑道上滑行了2英里(约3200米)才停下,在滑行的过程中消防车和救护车紧紧地跟在飞机后面。在上述过程中,2号发动机遭受外力损坏,并不得不更换。设备故障让xb-70寸步难行,在第二次试飞过程中飞机又遭遇了进一步的液压故障。

降落时坡脚的主起落架

在第三次试飞的过程中,“女武神”超过了音速,也正是因为如此,机身上原本闪闪发亮的白色油漆发生了大面积的剥落,让飞机表面显得异常斑驳,像是缀满了补丁。

1966年4月30日,第二架xb-70原型机av-2在着陆时发生的一次起火事故

在第四次试飞的过程中,“女武神”完成了其初始的适航性测试,同时创造了一个持续超音速飞行的速度新纪录:她以超过1马赫的速度飞行了40分钟。在这次试飞中该机还首次部分降下了其外翼段,同时飞行员也注意到了飞机稳定性的改善。

四次试飞结束后,xb-70返回工厂进行了检查、测试和升级,然而直到1965年2月才恢复飞行。从那时起,该机开始定期进行飞行测试──尽管几乎每次任务中都会发生纷至沓来的这样那样的问题。

飞行员的工作负担很重,因为该飞机在亚音速和超音速飞行中具有不同的飞行特性。对此,飞行员必须随着飞行条件的改变而不断对进气道进行监控。

第二架测试机(av-2)的液压系统在修改完善后性能有了极大的提升,而且这架飞机还避免了第一架飞机所遇到过的许多问题。1966年1月3日,第二架测试机(av-2)在70000英尺(21336米)的高空飞出了3.05马赫的速度。

xb-70在第三次飞行中超过了音速,这一过程也导致它机身表面的大部分油漆剥落

飞行了30分钟之后,飞机的结构和机载系统的温度趋于稳定。当时,倘若av-2满载燃料负荷的话,xb-70原本能够以3马赫的速度连续飞行2.5小时之久。尽管如此,驾驶着“女武神”以3马赫的速度飞行时存在一些特殊的问题,因为高度计和爬升率指示器的读数会随着飞行器通过不同的大气压力场而发生波动。

灾难袭来

飞行员阿尔文•s•怀特

副驾驶卡尔•克罗斯

为了拍到这样的宣传照片,xb-70付出了惨重代价

就在拍摄完成后编队开始往东飞时,“女武神”上的怀特和克罗斯听到了“砰”的一声,接着从无线电里传来了叫喊声:“撞机了!撞机了!”

沃克驾驶的那架f-104战斗机的t形尾翼与xb-70正在向下偏转的翼尖发生了碰撞,f-104几乎直立了起来,接着失去控制向左猛烈翻滚,倒转着机身扫过xb-70的后机身上部。碰撞切断了“女武神”轰炸机左侧垂直尾翼的大部和右侧垂直尾翼的一部分。

飞行员乔•沃克几乎在撞击中当场身亡,他的f-104炸成了一团明亮的火焰,碎片纷纷散落在下方的戈壁沙漠中。

xb-70继续保持着高度径直向前飞行,在飞行了16秒后,飞机开始发生翻滚。怀特试图进行纠正,但xb-70遭受了致命的伤害,并猛烈地向右偏航。曾经驾驶着xb-70飞行过60多个架次的老兵怀特用尽力气试图控制飞机,但飞机已经开始翻滚并解体。坐在“禽爪”后座上、对眼前的一切爱莫能助的科顿上校大声喊道:“快弹射!”

xb-70逃生舱地面弹射测试

xb-70的一大特点是具有先进的逃生系统,飞行员在弹射前会被单独“封装”在胶囊样的救生舱中。然而,就在逃生舱合上的过程中,怀特的手臂被陷住了,但他最终还是成功地抽出了手臂。随后,怀特在逃生舱舱门未关的情况下从飞机中弹出,很快便以一股巨大的力量猛烈地砸向地面──估计是其自身重力的44倍!逃生舱的“胶囊”结构在如此剧烈的撞击下破碎了,却吸收了足够多的撞击力;怀特活了下来,虽然身上遍布可怕的伤痕,但却没有发生任何骨折。

克罗斯显然未能成功地关闭逃生舱并弹射,这部分是由于翻滚的飞机产生的巨大作用力,部分是由于机械部件失效。克罗斯和“女武神”一同坠地,不幸罹难。

f-104n凌空爆炸,xb-70的垂直尾翼也被撞得粉碎

安放在美国空军国家博物馆中进行展出的xb-70原型机av-1

xb-70a项目花费了美国空军14.8亿美元。该机从未搭载过任何军用系统──诸如轰炸瞄准具或是电子对抗设备。然而,这架飞机却给许多学科留下了众多技术遗产:该项目促进了稀有金属在航空领域的大规模使用,例如钛在飞机上的使用;它还证明了对远程超音速飞机航路上的大气情况进行预测的必要性。xb-70还展示了在没有使用现代数字飞行控制系统和发动机工况管理计算机的情况下进行长时间3马赫飞行的可行性。

“女武神”的研发是一次辉煌的实验,她总是让后人回忆起那段资金充裕、视野广阔、充满了空中冒险精神的岁月。原本要被“女武神”轰炸机取代的b-52轰炸机一直服役到了今天,而在1986年b-1b轰炸机投入服役之前,美国空军再也没能研发部署另一款重型轰炸机。

相关文章

© Copyright 2018-2019 nutrindomax.com 申博官网开户 Inc. All Rights Reserved.