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在第一次世界大战期间,飞机还是一种新生事物,很多人不能确定它到底能用来做什么,直至战争结束,飞机的发展也没太多的规则可言。

直到1921年,意大利人将军朱利奥杜黑的《制空权》一书横空出世,算是阐述了今后航空军事力量的发展理论。简单来说,空军的首要职能将从战场转移到攻击敌人的中心区域,摧毁支持敌人军队的工业基础,削弱敌国民众的斗志,而承担这一重要作战职能的就是轰炸机。

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二战后美国轰炸机的发展

在第二次世界大战中,美国陆军航空队的轰炸机得到了飞速发展,从开战前的几百架B-10和B-18,到战争结束时已经制造的近14000架B-17、18000架B-24、4000架B-29,美军轰炸机成为了世界上最具威力的武器。

二战结束后,美军陆航独立出来成立了空军,但是美国空军并非没有竞争对手,随着原子弹的出现,空军和海军在产生了激烈的竞争,主要焦点是哪个军种将负有战略威慑的职责。

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海军的论据是基于世界海洋战略的舰载轰炸机,可以比美国本土的传统轰炸机更快地将原子弹投放到目标区域。而空军则认为航母容易受到攻击,并且舰载轰炸机载弹量小,不能携带大型核武器,空军才是战略威慑的“脊梁”。

这种争论一直持续到50年代中期,虽然两个军种谁也没在争论中获得无可争辩的胜利,然而武器研发的重点,已经开始慢慢偏向空军的中型轰炸机和重型轰炸机,投放战略核武器的职责显然已悄然偏向空军一方。

当时美国空军中最具有威力的是康维尔公司生产的B-36重型轰炸机,这是空军武器库中唯一能运载新型氢弹的平台。但B-36作为一种螺旋桨式飞机,在50年代的战斗机面前已经显得脆弱不堪。当时的雷达可以轻松探测到50英里(80公里)以外的高空轰炸机,防空截击机有10~15分钟的充裕时间,可以起飞和爬升到高空进行拦截。

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B-36

美国空军同时期还拥有B-47“同温层喷气”轰炸机,该飞机最大速度超过了600英里/小时,完全可以与同时期的战斗机相媲美,但B-47毕竟只是一种中型轰炸机,只能运载小型核武器。因此B-47并不是美国空军真正需要的战略投送平台,波音公司只制造了2000多架,大部分在60年代中期之前退役。

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B-47

随后康维尔公司又制造了昙花一现的B-58“盗贼”超音速喷气式轰炸机,这种飞机有些技术超前,在使用和维护中产生了非常多的问题,只制造了116架,服役10年就草草报废。

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B-58

1952年4月15日,划时代的XB-52“同温层堡垒”进行了首飞,它拥有优良的高空性能、可怕的洲际航程、空中加油能力、巨大的有效载荷,这才是美国空军理想中的战略轰炸机。

虽然B-52的改进型直到今天还在服役,但当时它在美国空军预想中的寿命并不长,按照换代部署来说,战略轰炸机的平均换代周期是20年,最晚在1965年就应该有新的替代机型被设计出来。

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B-52

新的轰炸机需求

1955年2月,美国空军研究与发展部(ARDC)发布了WS-110A(常规动力)和WS-125A(核动力)两种重型喷气式轰炸机的需求计划,新的飞机要求既要有B-52的航程和有效载荷,又要有B-58的超音速能力,并在1963年之前达到作战状态。

两个项目中WS-110A交给了波音公司和北美公司,WS-125A交给了康伟尔和洛克希德公司(该计划由于核动力发动机技术挑战巨大、成本费用太高,在1957年被取消)。

波音公司和北美公司在1956年10月分别提交了各自的初步设计方案。由于要满足航程和超音速的需求,两个方案都被设计成了超级大家伙,一个重61万磅(277吨)、配备4台涡喷发动机;另一个重75万磅、配备6台同样的涡喷发动机,结果两家公司的方案都因为太大太重而被空军否决。1957年8月,两个公司再次提交了他们的设计方案,最终北美公司的方案胜出。

1958年12月,北美公司得到制造一家验证机的合同,验证机的编号为XB-70,官方命名为“曙光女神”。空军对新项目赋予众望,具体时间表是在1961年12月前首飞;在1963年12月得到第一架飞机;到1964年8月可以组建一支处于战备状态的作战联队。

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北美公司第一次的设计方案

一波三折的B-70计划

在人类发展史上,随着科技进步新式武器总是层出不穷。从50年代末期开始,洲际弹道导弹作为一种可靠的武器开始崭露头角,美军内部一场导弹和轰炸机之间的争论又诞生了。

洲际弹道导弹支持者认为,导弹成本低、精度高、射程远、速度快,不需要人驾驶不会有人员损失,各方面都比轰炸机更有优势。

轰炸机派反驳的论点是洲际弹道导弹一旦发射,只能打击预定的目标。并且一旦发射没法召回,毫无回旋余地,极可能导致全面核对抗。而轰炸机可以像以前的战列舰那样作为“直观的力量”用来部署,还能在常规战争中大显神威,导弹在这方面则无用武之地。

无论轰炸机派如何据理力争,当时导弹派“价格便宜量又足”的好处对于国会更有吸引力(后来才发现洲际弹道导弹其实才是最费钱的项目),轰炸机派遭受了沉重打击,B-70计划被迫取消。但唯一的一架XB-70验证机获准继续制造,只是首飞计划推迟到了1962年12月,同时空军也不得不重启B-52的各种改进计划。

但空军并没有挨一棍子就认怂,空军参谋长托马斯怀特和国防部副部长罗斯科威尔逊持续向国会游说,并组织了一套说辞。简单来说就是洲际弹道导弹虽然厉害,但是缺乏灵活性,想胜利仍然需要有人驾驶飞机去找到敌人隐蔽和机动的目标、再次打击残余目标、执行其他弹性任务,B-70是洲际弹道导弹不可或缺的“小伙伴”。

看来空军也明白洲际弹道导弹是大势所趋已不可逆转,于是降低姿态,把战略轰炸机定位成“辅佐皇叔的子龙”,有了子龙定国安邦才不是梦。国会最终被两人的姿态所打动,追加了7500万美元的拨款,使该项目总经费增加到3.65亿美元。而空军也悄悄定下一个“小目标”,继续游说国会,并在1966年之前获得12架量产型,组建第一个B-70中队。

但是好景不长,肯尼迪就职总统后采纳了国防部长麦克纳马拉(以擅长砍项目著称)的建议,于1961年4月再次将B-70计划缩减为仅制造两架验证机,用于轰炸机机体结构适应三倍音速飞行的研究。

麦克纳马拉的观点不是没有道理,早在1960年5月美国第1架U2被击落,就说明B-70拥有的速度和高度在地空导弹面前不再有优势。另外还有一个重要原因,B-70由于要实行超音速飞行,无法外挂庞大的GAM-77“猎兔犬”巡航导弹、GAM-87“空中弩箭”空射弹道导弹,机体内部武器舱也塞不这两种大杀器,显然无法胜任未来的战略投送任务。

后来空军为了挽救B-70项目做了最后的努力,将目标任务改成“侦察-打击”RS-70,除了增加有限的侦察能力外,这种飞机同B-70没多大差别。这种“曲线救国”方法显然无法欺骗反对者们的智商,1963年7月,B-70项目下马最终盖棺定论,两架验证机XB-70A被保留,制造出来为科研服务。

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GAM-77“猎兔犬”巡航导弹

XP-70A

1964年9月21日,第1架XP-70A终于迎来了它的首飞。

这是一架外形非常怪异的飞机,令人印象最深的是一对面积达6297平方英尺的三角翼,居然还配了巨大的可折弯翼梢。这种翼梢在飞行时可以向下折弯至65度,目的是利用机翼下方“激波升力”这一气动现象,在高速飞行时提供附加升力。另外这种构型也可以改善方向稳定性,并减少垂直安定面的尺寸。

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三角翼的前方是细长的前机身,包括驾驶舱、航电设备、一部分机体内部油箱。在机头前方还有一对巨大的前翼用来控制配平。

还有一点令人震撼的是36英尺宽的机身后段,并排布置了6台通用电气公司的YJ93-GE-3加力涡喷发动机,这让飞机看上去动力十足。

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两个硕大的可调进气道位于机翼下方前缘稍后的地方,机翼同进气道之间的机身部分为主油箱、起落架装置、武器舱。

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1964年9月21日,第1架XP-70A迎来了它的处女航,空军还设定了特别奖金:假如能完成在35000英尺高空,以一马赫速度冲刺的飞行指标,北美公司就可以获得25万美元奖金。

但这次首飞很糟糕,首先起飞时主起落架没能收起,飞机只能带了3个全部放下的起落架继续飞行。但不久之后3号发动机又出了问题需要关闭,在用5台发动机飞行了67分钟之后,飞机降落回爱德华空军基地。当飞机落地滑行时,左边两个后轮突然停止转动,轮胎爆炸起火,这次首飞最终以消防队的出场落幕。

在北美公司的持续改进中,1965年7月17日,第2架XP-70A也飞上蓝天。不久之后,两架验证机都在7万英尺以上的高空,达到了3马赫以上的设计速度。最成功的是1966年5月19日,第二架原型机以3马赫的巡航速度,只用32分钟就飞越了美国8个州。

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问题多多

两架XP-70A在测试中存在非常多的问题,其中最严重的有两个。

第一,XP-70A结构重量68%是不锈钢,飞机蒙皮包裹在不锈钢蜂窝夹层翼板之外。北美公司认为这些翼板重量轻、强度高、并且有优良的隔热性能,但是飞行实验显示,它们会在高速时与蒙皮发生分离。两架验证机都经历过若干次类似情况,最糟的一次是第一架飞机位于导流板和进气口前方的机翼前缘,脱落了一块三角形碎片,导致发动机严重受损。

出现这种情况的原因是超音速飞行时,热膨胀削弱了翼面薄片之间的金属焊接强度,由于那里焊接太稀疏,成型不充分,导致外部蒙皮与主体分离。北美公司认为这是在实验室条件下,小批量制造缺乏质量控制,假如今后量产加强质量控制,问题会明显减少。这个问题虽然一直在改进,却一直伴随着XP-70A无法根除,也许换一种替代材料才能解决。

第二个问题是油箱的密封。当时通常做法是在油箱的剩余空间充气态氮,来减小火灾或爆炸的可能,可当时找不到一种既可以抵挡JP-4燃油腐蚀性,又耐高温的密封材料来保护油箱中的液压管路和电缆。经过18个月的试验之后,才研制成功了抗泄漏的氟橡胶B密封材料。

值得一提的是,SR-71“黑鸟”也存在类似的问题,但黑鸟使用的JP-7燃油汽化压力低很难着火,所以洛克希德公司对黑鸟的燃油泄漏根本不作理会。

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告别蓝天

1966年6月6日,美国国家航空航天局(NASA)在爱德华空军基地,开展了国家声爆计划(NSBP),主要目的是评价大型超音速飞机声爆对人心理和生理的影响、控制声爆的效果、以及其他诸如超音速运输机飞行包线有关的测试等。

6月8日第2架XP-70A参与了第2次NSBP。这次测试一共有6架飞机参与,除了XP-70A之外,还有诺斯罗普公司的一架F-5A与T-38A,一架麦克唐纳公司的F-4B,一架洛克希德公司的F-104N,以及一架里尔喷气机负责摄像记录编队过程。

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但是在上午的测试中悲剧发生了,不知什么原因,XP-70A同F-104N在空中相撞,两架飞机全部失事,XP-70A项目迎来至暗时刻。

随后不久,美国空军便宣布退出XP-70A计划,该计划由NASA全面接管,用于超音速运输机的三马赫飞行研究。

1967年4月,NASA开始了接手后的第一次试飞,到1968年年底项目终止时,一共进行了23次试飞,始终没能达到NASA的预期,最大速度只能到2.55马赫(高度为67000英尺)。原因就是上文所说的在大马赫数飞行时,飞机连续不断的蒙皮损失,将其的最大飞行速度限制在了2.5马赫。

1969年2月4日,唯一的一架XP-70A结束了它的历史使命,在飞行了83次,总计160小时18分钟后,被运到俄亥俄州莱特-帕特森空军基地的空军博物馆,完成了它的历史使命。

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曙光女神

B-70是美国空军在超音速重型轰炸机上一次不成功的探索,究其原因主要还是因为设计目标太高,以当时的技术条件难以做到合理的平衡。

美国空军为B-52寻找替代品的行动并没有停止,虽然B-70项目失败,但还是在很多技术方向上做出了验证,为随后B-1超音速重型轰炸机项目的成功奠定了基础。

从这一点来看,点亮未来的道路似乎才是“曙光女神”真正的意义。

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