介绍一下B70战略轰炸机介绍一下
1964年5月11日,以每小时3200公里速度飞行的B-70轰炸机在加利福尼亚州帕默达尔北方美国飞机厂正式露面,而该飞机起飞前的研究工作并不为人所知。
在耗资13。 4亿美元的空军工程中,按计划只能再生产一架这类飞机。该机设计能力为在20000米上空飞行6000英里,它为飞机的性能创造了新的标准。但是批评者们认为它的技术是过时了的。飞机的支持者反驳说B-70开创了使用轻金属钛的先例,其中有6吨钛用于飞机机体前身。 可以相信,机重275吨的B-70是迄今建造的飞机最重的,由6部喷气发动机作动力,进气口大到足以使一个身高1。8的人直立其中。B-70将在今年夏季试飞,试飞中所得数据将用来设计...全部
1964年5月11日,以每小时3200公里速度飞行的B-70轰炸机在加利福尼亚州帕默达尔北方美国飞机厂正式露面,而该飞机起飞前的研究工作并不为人所知。
在耗资13。
4亿美元的空军工程中,按计划只能再生产一架这类飞机。该机设计能力为在20000米上空飞行6000英里,它为飞机的性能创造了新的标准。但是批评者们认为它的技术是过时了的。飞机的支持者反驳说B-70开创了使用轻金属钛的先例,其中有6吨钛用于飞机机体前身。
可以相信,机重275吨的B-70是迄今建造的飞机最重的,由6部喷气发动机作动力,进气口大到足以使一个身高1。8的人直立其中。B-70将在今年夏季试飞,试飞中所得数据将用来设计商业运输机,这种运输机将以3倍于声音的速度飞行。
B-70原是北美航空公司(后并入洛克韦尔国际公司)为美空军研制的超音速战略轰炸机。后因战略思想的变化,未投产,2架原型机作为超音速研究机使用。B-70最初设计指标是:最大速度M3,最大航程12,230公里,可携带多种核武器和常规武器,以M3的速度飞往目标,以同样速度返航。
1954年10月美国空军提出要求研制一种B-52战略轰炸机的后继机。1955年定名为“WS110A武器系统计划”,由北美航空公司和波音公司进行设计竞争。1957年12月选定北美航空公司作为主承包商,决定采用高效能化学燃料及压缩升力气动布局方案。
同时与通用电气公司签订了发展J-93-GE-5涡轮喷气发动机的合同,计划于1962年1月开始试飞这种发动机。1959年“WS110A武器系统”定名为B-70,并取消采用化学燃料的计划,改成使用6台J93-GE-3涡轮喷气发动机。
六十年代初由于美国战略思想发生变化,认为将来的导弹能力使发展B-70这样的武器系统既不必要也不经济。遂于1962年取消了B-70发展计划,但决定继续制造XB-70原型机作为气动力研究机。
1964年9月21日第一架XB-70A首次试飞,1965年10月14日在第十七次飞行中达到设计巡航速度M3,高度21,500米。
第二架XB-70A于1965年7月17日首次试飞。该机作了一些修改:机翼有5°上反角,用钎焊密封整体油箱,增加了载油量,采用自动的空气感应操纵系统,还增加了一些仪表。1966年1月3日也在第十七次飞行中达到M3。
6月8日在飞行中与一架F-104相撞而坠毁。此后,第一架原型机继续试飞,于1969年1月中旬完成最后一次飞行,在2月间飞到俄亥俄州莱特-帕特逊空军基地,被送进该地的美国空军博物馆。XB-70每架价值5亿美元。
四年间两架共飞行125次(第二架46次),飞行时间共249小时22分,其中106小时48分为超音速飞行,51小时34分为M数2以上的飞行。试飞的项目大部分是关于超音速运输机的。在研制XB-70过程中,曾用14座风洞进行了14,000小时的风洞试验,其中性能、稳定性和操纵性试验占45%,空气引射系统试验占35%,振动和颤振试验占20%。
设计特点
气动布局 为了适应M数3的飞行速度,XB-70在总体气动布局上有一些独特之处。在很尖的机头两侧装有鸭式前翼。主翼为小展弦比三角翼。机身细长,翼下有发动机进气道和发动机舱。
装有双垂尾,起落架为前三点式。
XB-70A的鸭式全动前翼的后部为可下垂20°的襟翼,主翼后缘的左右两侧各有6块升降副翼,用于俯仰和横滚操纵。鸭式前翼则用于纵向配平调整。鸭式前翼偏转时(0°~+6°),在飞机重心和升力重心之前产生一个正升力。
这样,在实现纵向配平时几乎不产生配平阻力,从而获得较好的总升阻比。起飞着陆时升降副翼可作为襟翼使用。
鸭式布局的缺点是大攻角时的俯仰稳定性差,侧风对垂直尾翼的影响大,前翼的洗流对发动机进气道产生干扰等。
XB-70A经过14,000小时的风洞试验,最后设计能保证大攻角时的稳定性。
XB-70A气动设计的另一特点,是成功地利用了1956~57年间提出的“压缩升力”理论。飞机的巨大楔形进气道和发动机舱位于机翼之下。
在以M3的速度巡航时,主激波之后的正值静压力作用于很大的机翼下表面,而上表面却没有相应的压力与之平衡,从而形成附加升力,其值约为总升力的30%。压缩升力并不产生相应的附加阻力,而且由于飞机可以用较小的攻角巡航,从而进一步减小阻力。
“压缩升力”理论的应用,使起飞重量从原来预计的350吨降为240吨。
XB-70A的翼尖部分可以下折以适应不同的飞行状态。低空超音速飞行时下折25°;高空M3巡航时下折65°。翼尖下折可以增大方向稳定性,使升力中心前移,以减小巡航配平阻力。
XB-70A采用了可转动的风挡整流罩。低空飞行时,机头前部很长的一块壁板可以绕其前铰接点折向下方,露出前风挡,形成良好的视界;速度大时,壁板上升,并使风挡与机头保持良好的流线形。
XB-70A采用电动控制激波位置的可调节进气道。
矩形截面进气道长约24。5米,被飞机对称面分为对称的两半,每侧进气道向三台发动机供气。进气道进气楔的前半部分是固定的,稍后是三个铰接点和一个滑轨,使三块可动内侧壁板改变喉道截面。每块壁板由两个液压作动筒操纵。
进气道后段上方的机翼上表面设有主分气门和调节分气门,用来控制喉部激波的位置。
结构特点 机体结构重68吨,为总重的28%。主要结构材料是沉淀硬化不锈钢PH-15-7Mo,占69%,钛合金占9%,还采用了少量镍钴合金Rene-41和高强度钢H-11,铝合金仅占1%,大量采用了PH-15-7Mo钎焊蜂窝壁板作为机身中、后段、机翼整体油箱部分和垂尾的蒙皮。
最大壁板面积达3。05米×4。56米。此外,还采用一些PH-15-7Mo的挤压件。
XB-70A的非油箱结构部分,大量采用了钛合金。机身前段全部是用钛合金制造的普通蒙皮长桁结构。
鸭式前翼、垂尾和升降副翼也都采用了钛合金结构。
发动机舱采用了René-41镍钴合金。
机翼 悬臂式三角形下单翼,翼极有轻微翘曲。展弦比1。751,翼根处弦长35。89米,翼尖处0。67米。第一架全翼展有下反角,并略有扭转。第二架有5°上反角,前缘后掠角65°34′。
整个机翼面上都是不锈钢蜂窝夹芯结构壁板钎焊在一起。蜂窝结构的前缘直接连接在前梁上。翼梁腹板是正弦波形。后缘有12片升降副翼,翼尖处的两片升降副翼在翼尖下折时不使用。升降副翼的结构与机翼的相似,每个由两个液压作动筒驱动。
翼尖下折由液压操纵,低空超音速飞行下折25°,高空M3巡航飞行下折65°,以改善稳定性和机动性。还有三轴增稳系统。
前翼 鸭式前翼很薄。可调节配平。有后缘襟翼。可放下升降副翼,也起襟翼作用,使这种飞机能从现有的美国空军重型轰炸机的机场起飞和着陆。
前翼扭力盒是用钛合金的波纹形梁和蒙皮制成。前缘是不锈钢蜂窝夹芯结构,襟翼用钛制成。前翼和襟翼由液压作动筒操纵。每个都有两条独立的液压系统。展弦比1。997,后掠角31°42′。
机身 半硬壳式结构,基本上为圆形截面。
顶部在座舱区是平的。机翼以前的机身主要是钛合金制成,往后是不锈钢蜂窝夹芯结构。乘员四人:正副驾驶员、轰炸领航员和防卫系统操作员。登机门设在飞行舱壁板后边的右侧。
垂尾 结构与机翼相似。
装有液压作动筒操纵的方向舵,前缘后掠角很大,达51°46′。
起落架 主起落架为四轮小车式,主要构件由H-11锻件制成。前起落架为双轮式,并有转向操纵装置。主起落架装有直径为1米的耐高温轮胎。
起落架共重5,448公斤,仅占飞机总重的2。2%。主起落架装有盘式刹车装置和自动防滑系统。此外,在机尾还装有三个直径为8。53米的着陆减速伞。
动力装置 6台YJ93-GE-3加力式涡轮喷气发动机,其加力燃烧室可以长期连续工作,加力状态单台地面静推力为14,000公斤。
YJ-93-GE-3发动机用JP-6碳氢燃料。机内共11个整体油箱,每侧机翼内各三个,机身内五个,总载油量为136吨。
液压系统 四套独立工作的液压系统,其中两套主系统,两套公用系统,分别向七条分系统供压:第一飞行操纵系统;第二飞行操纵系统;着陆装置系统;军械系统;座舱环境控制系统;推进系统和应急发电驱动、着陆伞和风挡整流罩系统。
液压系统的工作压力为280大气压,工作温度范围为-54℃~+232℃,液压油为Oronite70液压油,共833~984升。全机共有85个线性作动筒,44个液压马达,50个机械活门和400个电磁液压活门。
液压管路长达1,600米,包括3,000个钎焊接头和600个机械接头。
飞行操纵系统 各舵面的作动筒和翼尖折转液压马达均是双重的。翼尖下折时,翼尖两块升降副翼被锁住。采用一套阻力装置防止驾驶员将鸭式前翼和垂尾操纵过度。
低速时方向舵舵效低,其操纵系统采用两种传动比:起落架放下时偏转角为±12°;收上时为±3°。机上装有自动增稳系统,分别对绕三轴的摆动进行阻尼。增稳系统的电子部分是双波道的。
座舱环境控制系统 两套平行工作的氟利昂制冷设备对驾驶舱和电子设备舱提供冷却和增压,使座舱温度保持为21℃~38℃,电子设备舱保持为44℃~77℃。
电气系统 一套115~200伏、400赫全交流馈电系统,由两台240/416伏60千伏安无刷旋转整流式主发电机供电。电气系统包括三根主汇流条:左、右和基本汇流条。基本汇流条按应急制联接,由一台液压马达驱动的120/208伏应急发电机供电。
XB-70“瓦尔基里”(Valkyrie)
洛克韦尔国际公司北美航空公司
技术数据
外形尺寸
翼展 32米
机长(包括加油探管) 59。
74米
(不包括加油探管) 57。61米
机高 9。14米
主轮距 7。06米
前主轮距 14。
08米
机翼面积 约585米2
鸭式前翼的襟翼面积 5。08米2
机翼后掠角(前缘) 65°34′
(1/4弦线) 58°48′
翼型 0。
30~0。70HEX(修形)
展弦比 1。75
翼根弦长 35。89米?机翼相对厚度 2~2。5%
翼尖可折部分翼展 6。
33米
升降副翼翼展 6。23米
升降副翼弦长 2。96米
鸭式前翼翼展 8。78米
鸭式前翼翼面积 38。
61米2
鸭式前翼展弦比 1。997
鸭式前翼翼根弦长 6。34米
鸭式前翼翼尖弦长 2。46米
鸭式前翼平均气动弦长 4。
68米
鸭式前翼前缘后掠角 31°42′
鸭式前翼1/4弦线后掠角 21°38′
鸭式前翼后缘前掠角 14°55′
鸭式前翼翼型 0。
34~0。66HEX
(修形)
鸭式翼相对厚度 根部 2。5%
尖部 2。52%
鸭式翼上的襟翼弦长
根部 2。
18米
尖部 1。02米
垂尾面积 21。74米2
垂尾翼根弦长 7。03米
垂尾翼尖弦长 2。
11米
垂尾平均气动弦长 5。01米
垂尾前缘后掠角 51°46′
垂尾1/4弦线后掠角 45°
垂尾后缘后掠角 10°53′
垂尾翼型 0。
30~0。70HEX
(修形)
垂尾相对厚度
翼根 3。75%
翼尖 2。5%
方向舵面积 17。
76米2
方向舵翼展 4。57米
方向舵根弦长 2。79米
方向舵尖弦长 2。11米
机身最大厚度 2。
72米
机身最大宽度 2。54米
重量数据
总重 约227吨
性能数据
最大速度 M3以上
实用升限 21,336米~22,860米
1998年10月4日下午,美国阿肯色州盐湖城。
JP火箭发动机公司总裁詹姆斯。佩蒂驱车行驶在郊外的公路上。这一天是周末,空中晴朗无云,是冬日里难得的好天气。
突然,一阵巨大的轰鸣声从远处传来,连车窗都为之颤动。出于职业本能,詹姆斯立即意识到这是大功率发动机的声音。
他很快就确定了声音的来源——一架状如白鸟的巨型飞机从机场方向缓缓升起,狭长的机身在蓝色的天幕下显得十分醒目。天哪!这是B-70!
詹姆斯下意识地看了看表,时间指向2点35分。抬头望去,向西飞行的“大白鸟”开始折向西南,随着高度上升,机身以下的部分也逐渐显露。
等等,那机身下面挂的是什么?
那是一架小型后掠翼飞机,颜色介于深灰和黑色之间,可是詹姆斯无法辨别它的类型。几分钟后,“大白鸟”从视野中消失,但两个巨大的疑问留在了詹姆斯心头:B-70还在飞?它肚子下面挂的是什么?
B-70,代号“女武神”,是冷战初期美国着手研发的战略轰炸机,其设计构想是以3倍音速、超高空飞行方式突破苏联的防空网,军方希望它能替代B-52。
1958年,北美航空的设计方案获得美国空军的青睐,从而战胜波音公司成为该项目的主承包商。但是技术的发展使这一胜利很快就变了味,50年代末,苏联的防空导弹技术取得突破,使高速高空突防的设计思路成为B-70的软肋,美国空军经过几番思考,决定将它改作侦察机用途。
1960年,飞越苏联中亚地区的U-2超高空侦察机被萨姆-2型导弹击落,这件事的发生等于宣告B-70计划完全不可行,加上国防部长麦克纳马拉倾向于将弹道导弹作为美国的主要战略武器,1961年,肯尼迪总统宣布将B-70计划裁减到仅剩研究用途。
在外人看来,B-70从此退出军方序列,转入美国航空航天局(NASA)负责的“超音速运输计划”,它的名字也变成了XB-70,但是它的前瞻性设计还是对美国的航空业以及苏美两国的军备竞赛产生了重要影响。
为了能够拥有一架速度足以与B-70匹敌的高空拦截机,苏联方面紧急开发了MiG-25“狐蝠”式超音速战斗机,造成军事航空史上猎物还未诞生、猎手趣率先登场的奇特现象。在XB-70的研发过程中,美国航空界获得了许多重要资料,完成了技术积累和突破,英法后来协作开发的协和号客机即大量采用了相关技术,而苏联则通过潜伏在法国航空界的间谍获取了技术资料,抢在协和号之前推出了图-144客机。
根据官方记录,XB-70作为NASA的超高空超高速飞行实验平台的使命于1969年结束,那一年,一号原型机宣布退役,成为美国空军博物馆的陈列品,二号机在1966年编队飞行拍摄定装照时因意外撞机而坠毁,三号机一直没有建造完成。
那么,詹姆斯。佩蒂1998年10月4日看到的B-70又是从哪里来的呢?
B-70借尸还魂
2006年3月,在业内享有盛誉的美国《航空与空间技术周刊》(AW&ST)公布了一份“未完成”的报告,其中称美国军方曾秘密研发军用航天飞机。
这是该刊16年持续追踪的阶段性成果,人们惊异地看到,30多年前的B-70,摇身一变,成为“黑星”系统这一试验性太空武器平台的重要组成部分,而詹姆斯。佩蒂的经历,是证明“黑星”系统存在的诸多例证之一。
按照AW&ST的标准,未获官方承认或者缺乏无可辩驳的直接证据,它不能对所述内容的真实性进行认定,但是这一次,AW&ST打破了自己的惯例,它确信“军方或情报部门中的一些人,联合多家军火供应商在极端保密的状态下研发两级入轨的军用航天飞机。
已有很多证据证明“黑星”系统确实存在,甚至国防部官员的话也暗示了这一点。虽然还不能勾勒出该系统的全貌,但是考虑到整个计划有可能因为某些原因被危险的“军工联合体”悄悄搁置,该刊还是决定将已经掌握的情况与公众分享,以免历史真相永久性地湮灭在黑暗之中。
AW&ST称,开发军用航天飞机的设想在上世纪50年代后期就已出现,美国军方在DynaSoar计划中首次尝试将载人的自主飞行系统送入近地轨道。该计划在1963年肯尼迪遇刺后不久终止。美国的飞机制造商同样对载人的天-地运输系统感兴趣,B-70的设计文档中就包括搭载和投放低轨道航天器的构想。
AW&ST援引两名试飞员和企业高层人士的消息说,同样是在50年代,北美航空(后来是罗克威尔公司)已经完成了类似系统的可行性报告。
1959年,将B-70和DynaSoar融为一体,建造两级入轨系统的构想首次出现。
在此后的岁月中它历经反复,但是基本思路得以保留,实现它的梦想一直萦绕在某些人脑中。
1986年元月的挑战者号灾难以及随后发生的一系列航天事故,使五角大楼沮丧地发现美国不再拥有快速、便捷地进入外层空间的手段。
突然之间,美国迫切需要一种替代手段在太空保持对苏联的技术优势。与军方关系密切的几大军火商迅速跟进,两级入轨系统的设想被再次提出。随后,研发所需物资被迅速集中起来,其中就包括封存在加利弗尼亚机库中的B-70第3号原型机的半成品,以及军方在Dynasoar项目中获得的大量数据。
“黑星”的名字正是出现于这个阶段,在情报界的概念中,它的正式名称是“SR-3/XOV”系统——SR指B-70之类的运载工具,XOV意为“试验用轨道飞行器”。
AW&ST无法确切了解军方和情报机构研发“黑星”系统的全部目的,但是它注意到,美国空军空间司令部(AFSPC)官员和军火承包商推销“战术航天飞机”的概念已历时多年。
除了强化太空侦察,也包括进一步发展太空投送能力的意图在内。“战术航天飞机”可以将更多的小卫星送入轨道,同时也可用于为空间站等航天器运送物资,甚至在太空进行修复和维护工作。AW&ST认为,“黑星”系统完全可以当作反卫星武器,或者空-地武器投放平台。
它可以搭载自适应光学成像相机和合成孔径雷达,获得非常清晰的地表和空中物体图像。改装后的货舱搭载定制的小型卫星向地球低轨道投放,或者加装高射速武器,从大气层边缘发射,足以摧毁深藏在地下的永久性工事。
总括以上,“黑星”系统可以说是上世纪80年代美国设计的低轨道侦察、卫星突袭和天-地攻击系统。
上世纪90年代,“黑星”系统进入实验阶段。以XB-70的改进型为“母机”,小型军用航天飞机搭载在XB-70的机身之下。
XB-70升至高空保持超音速状态,然后将航天飞机释放出去,后者启动发动机进入外层空间。和NASA的航天飞机一样,“黑星”可以重返大气层,只要机场的跑道足够长,它可以在世界的任何地方做水平降落。
来自民间的观测结果显示,比电视转播中的航天飞机小得多的一种航天器曾在佛罗里达的赫伯特空军基地、冲绳卡德纳机场、新墨西哥哈洛曼空军基地做水平降落。
如此保密为哪般
与大张旗鼓的星球大战计划不同,“黑星”系统的开发是在最隐秘的情况下进行的,它不仅瞒过了公众,同时也逃过了国会的审查,因为它从未在美国国会的预算中出现过。
开发进攻性太空武器、加剧太空的军事化自然会招致舆论的怀疑和批评,但这还不是“黑星”系统需要保密的全部理由。
每次“黑星”降落之前,经过专门改装的C-5“银河”运输机就会在机场待命,由它负责将“黑星”运送到下一地点。
这样改装的“银河”运输机一共有3架。1994年,NASA承认其中两架属于该局所有,另一架C-5的尾部涂有红色“CL”字样,据推测归中情局使用。
根据调查,美国空军高级官员似乎对“黑星”系统的存在并不知情。
AW&ST据此判断,“黑星”系统可能属于美国情报机构,其中国家侦察署的“嫌疑”最大,但是,曾在该署任职的官员表示对此一无所知。对“黑星”系统项目的存在持怀疑态度的人认为,没有国家拨款,军方和情报机构不可能拥有支持这一项目的庞大资金。
然而参与项目的人士称,所需费用被分摊到其他项目,“钱不是问题”。一位五角大楼官员告诉AW&ST,从所有权的角度讲,“黑星”系统的主人是美国几个大的军火商,其设计研制由它们一手负责。这一说法从侧面支持了美国政府官员的立场,他们总是诚恳地说:我们没有那样的东西。
但同时有航空航天界的人士透露,秘密研发“黑星“系统,是上世纪90年代五角大楼撤消空军SR-70(“黑鸟”战略侦察机)和反卫星武器研制项目的真实原因所在,“我们已经有了需要的东西,不必把钱浪费在其他方面。
”
AW&ST称,波音公司参与了“黑星”系统的研发工作。1986年10月14日,波音了申请了两级空间运输系统的专利并于1989年获得批准,其中述及大型三角翼飞机在机身下搭载小型轨道飞行器、以3。
3马赫在10万英尺高空投放的技术细节。轨道飞行器自行入轨,完成既定任务后以水平方式返回地面。尽管波音的专利内容与“黑星”系统并不完全一致,但两者的设计理念惊人相似。
洛克希德公司是制造“黑星”系统中小型军用航天飞机的主要企业,其费用被分摊在同期NASA的航天飞机(NASP)和海军的A-12(“黑鸟”战略侦察机的改进型)项目。
技术人员被告知他们在研制NASP,显然与项目的实际内容不符。
“黑星”系统是否经历过实战演练?没有可资证明的第一手资料,但是小型军用航天飞机已实验飞行了几年,洛克希德公司的项目经理证实了这一点。
上世纪80年代,洛克希德和波音在NASP项目的竞争中双双出局后,开始携手研发“黑星”系统,其内部使用的代号是“快速轨道”。其他公司的技术精英也参与进来,由此展开了美国航空航天系统的一次“大协作”。
看来笼罩在“黑星”系统上的种种疑团还不到揭晓的时候,但是AW&ST提醒人们:冷战开始后,高额军费开支的制度化从根本上改变了美国的政治制度。艾森豪威尔总统在告别演说中提醒美国人保持高度警惕的军工联合体产生了职业军人阶层及其军事梦想,军官或军工企业代表占据权力金字塔的上端,备战成了国家的首要政策,美国慢慢走向黩武主义,它操纵着地球上最庞大的战争机器,并企图主导太空从而完全支配世界。
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