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壯志未酬身先死,三馬赫時代夭折的超級天才,XB-70戰略轟炸機将核彈扔在蘇聯國土上如何實作三馬赫飛行項目發展遇到的問題三馬赫天才的特點原型機飛行遇到的故障博物館裡最後的餘生

作者:迷彩眼觀世界

目前,主要國家的戰略轟炸機都在隐形防禦之上發展,而不是追求以往的高空高速,而就無人機的速度而言,目前所有的飛機速度都不超過3馬赫,但20世紀60年代是一個特殊的時代,正在争先恐後地湧現超音速有人駕駛飛機時代, 當兩國以更高、更快、更強為目标來設計偵察機和攔截器時,當飛機的最大速度可以超過3馬赫時,幾架高速飛機,如米格-25和SR-71,已經服役,但也有雄心勃勃和無償的首次登場者,如XB-70,它們也可以打破3馬赫, 而且是航空史上第一架運用波浪取向概念的載人飛機機身設計,也差點成為第一架核動力轟炸機,綽号:"女武神",那麼本文就來講的是女武神戰略轟炸機。

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死亡三架馬希爾轟炸機:XB-70

<h1級"pgc-h-center-line">在蘇聯土地上投下了炸彈</h1>

冷戰結束以來,美蘇一直在争先恐後地研制戰略轟炸機,想有朝一日爆發戰争,在戰略縱轟炸對方或直接投下核彈的情況下,而且必須有一個盾牌,因為轟炸機可以在我的領土上投下炸彈, 那麼我必須有相應的防禦武器來攔截你的轟炸機,比如攔截器,或者防空飛彈。是以在20世紀50年代左右出現了一架又一架超音速戰鬥機,而作為攻擊方的轟炸機速度不是最新的,而當時還沒有超區射彈的概念,如果我們的轟炸機進入對方的領土,由對方的攔截器攔截擊落,那麼發展這種轟炸機也毫無意義。

是以在這種背景下,超音速轟炸機的發展被擺上了桌面,就美國而言,要深入蘇聯腹地的蘇聯防空網絡,轟炸機必須具備高空高速條件,防止攔截機輕易被攔截。是以,與當時的B-52相比,完全無法滿足高空高速的條件,畢竟B-52的極限速度隻有一馬赫。是以在那之後有B-58轟炸機,但B-58除了速度幾乎無法突破音速之外,在射程和作戰半徑方面都不如B-52,而它的兩馬赫隻做反沖刺開啟力就能達到兩馬赫,而且在普通飛行中仍能被戰鬥機和防空飛彈追趕。

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B-58轟炸機的兩馬赫沖刺仍然不符合要求

是以,隻有突破3馬赫才是最終的解決方案,畢竟當時蘇聯還沒有達到三馬赫戰鬥機外觀的速度,而蘇聯早期的防空飛彈隻能達到2.4馬赫的最高速度。1955年,美國空軍啟動了一項新型戰略轟炸機計劃的設計招标,該計劃根據軍方的要求,可以在21000米的高度以3馬赫的速度沖刺,也可以在0.9馬赫的低空巡航,并且飛機不得在空中加油,以便能夠對蘇聯構成長期威脅。 飛機必須具有飛行時間過長的能力,即核動力!在蘇聯領空可以實作長途飛行。

競标的公司是北美和波音,兩者總體上都符合高空高超音速的要求,但也超過了軍方的要求,XB-70的最大起飛重量為450噸。結果,軍方在1957年施加了限制,最大重量不超過222噸,同時将升力限制提高到23,000米。1957年12月23日,北美公司中标,1958年1月24日,北美航空公司與軍方簽訂了建造原型機的合同,而GE則負責開發另一側的高能燃料。

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北美航空

<H1級"pgc-h-中心線">如何實作三馬赫飛行</h1>

為了實作飛機的飛行,首先要解決的是飛機在超音速飛行中産生的抗沖擊性問題,因為飛機在交叉音速飛行時間的機身表面會産生沖擊波,這使得飛機發動機的推力很大一部分用來克服這種沖擊阻力, 但北美航空設計師巧妙地利用沖擊波産生的能量,設計師通過巧妙的氣動設計将高壓區域的沖擊波穿過機翼,這使得XB-70在飛行過程中産生總升力的30%的額外升力,增加了XB-70的升力阻力比, 并進一步減少以較小的迎角巡航時的阻力。

在氣動布局設計上,XB-70整體采用鴨式、平尾、小弦比三角形機翼的布局。主翼的後掠角約為65.5度,兩側機翼兩端在設計上是液壓可變的,在高速飛行過程中根據需要在25度和70度之間來回切換,70度是第二架原型機的角度,第一最大角度在65度,設計了這樣一種可折疊的翼尖, 除了形成一個波浪體的形狀外,還可以發揮一部分垂直穩定器的作用,增加B-70的方向穩定性,除了超音速飛行還可以抵消倒置效應。

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XB-70的整體布局

還有一個材料問題,XB-70到三馬赫的飛行會産生400攝氏度以上的最高溫度,雖然钛合金的耐熱性非常好,在20世紀50年代和60年代已經廣泛應用于航空領域,但钛合金也非常昂貴,隻有9%的結構材料使用, 而機身大部分采用的是夾在兩層鍍銅不鏽鋼之間的蜂窩結構,占68%,機身其他部位依靠燃料循環吸收熱量。另一點是蘇聯米格-25在高速飛行過程中遇到的油漆脫落的問題,而XB-70也是,在一次試飛中由于紅色油漆的低熔點導緻所有紅色恒星被吹走,然後用更高熔點的紅色恒星代替來解決問題, 但白色塗料也遇到了類似的問題,因為XB-70機身大多塗在白色塗料上,雖然可以承受高溫,但是,由于采用了軟殼結構導緻白色塗料皮膚在高低溫循環中大面積脫落,而這個問題在女武神被封裝之前并沒有得到根本的解決, 他們的計劃是每次飛行或在公共展示重新粉刷之前重新粉刷十次。

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XB-70的白色油漆皮膚脫落

當然,最不能沒有直接動力源,機器使用六台通用電氣J93-GE-3渦輪噴氣發動機,每台發動機可以産生14060公斤的推力,因為三馬赫飛行的阻力也非常大加6台發動機,是以XB-70的油耗也非常大,是以XB-70的負載接近B-52達到136噸。

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XB-70 J93-GE-3渦輪噴氣發動機

<h1級"pgc-h-center-line"項目開發>遇到的問題</h1>

第一部分還表示,XB-70在項目中也被要求使用核反應堆提供動力,但在後續開發中項目團隊和軍方進階官員都意識到核電計劃是不可行的,首先,項目團隊無法實作小型核反應堆可以裝入體内, 雖然當時有核動力航空母艦和潛艇,但這樣的飛機和兩者的體積顯然不在一個水準,而且對于當時的技術來說,實作機載核反應堆的小型化是非常困難的,根據設計團隊的計劃,這種核反應堆的最小重量将是200噸, 如此大的重量接近投标投标時允許的最大起飛重量。

而軍方也考慮到核反應堆造成的核污染,首先不說機組人員能否做足夠的安全措施,從公衆的角度來看,核動力飛機的發展還不太成熟,如果安裝在這樣一架會飛的超音速飛機上,無疑是在美國和蘇聯頭上戴一把達摩克利斯之劍, 如果由墜機或擊落引起的故障會對墜機區域造成核污染,而如果它在蘇聯墜毀,後果将不亞于小規模的核挑釁。是以,在這些多重考慮下,軍方最終從XB-70計劃中取消了核電要求。另一方面,GE的高能燃料也未能研制成功,是以改用普通燃料。

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核動力轟炸機計劃最終表明這是不可行的。

除此之外,時代發展造成的形勢和财政問題,在XB-70項目實施時,蘇聯的防空飛彈速度理論高度不能對XB-70構成威脅,但XB-70的發展跟不上蘇聯防空飛彈的發展, 而在短短幾年内,山姆防空飛彈取得了長足的進步,直接導緻1960年SA-2飛彈擊落了一架U-2高空偵察機,這也影響了XB-70的發展,因為這意味着蘇聯的高度不再安全,XB-70的另一面建造成本太高, 根據空軍預算,XB-70最終生産将需要7.5億美元,請注意,這在1960年代隻有7.5億美元,到現在為止是100億美元,這完全是天文數字,因為建造21架B2的成本相比非常便宜。是以艾森豪威爾上任時,政府不斷扯掉空軍的錢财,這減緩了XB-70的整體進展,到肯尼迪上任時,XB-70已經獲得了巨額撥款,但最終政府決定最終放棄飛機的建造,原來生産的六架原型機減少到三架。

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XB-70的研發資金一度被扯掉

<h1級"pgc-h-中心線"三個馬赫天才>的特點</h1>

XB-70啟動非常快,需要半天時間來準備SR-71的上升,而XB-70從啟動到升空隻需要25分鐘,而它的機組人員不需要穿厚厚的宇航服或類似黑鳥的東西,消除了麻煩。XB-70的腹部可以攜帶多達11.34噸的炸彈,也考慮了安裝飛彈的設計,但此後一直沒有使用;XB-70的駕駛艙配備了當時非常先進的電子裝置。由于安裝了這些先進的電子裝置,XB-70的機組人員減少到四人,副駕駛和彈丸和導航器分别,彈丸和導航器後來從設計中删除,隻保留副駕駛。

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XB-70的駕駛艙及其各種儀器,當時是一個非常先進的駕駛艙

駕駛艙的逃生系統XB-70的設計也是獨一無二的,因為它将在3馬赫的數萬米高度飛行,是以不可能像普通戰鬥機那樣直接彈出膠囊,而是使用具有特殊環繞功能的座椅,當座椅将飛行員包裹起來并彈出以滿足3馬赫條件下20,000米的彈射要求時, 這個設計确實挽救了一名飛行員的生命。但由于其可靠性低,另一名司機喪生。

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緊緊包裹駕駛員的彈出式座椅

<h1級"pgc-h-center-line">原型飛行的故障</h1>

1964年9月21日,XB-70A原型機首飛,試飛發現機身材料強度有問題,由于蜂窩材料強度不足而撕裂機翼前緣,以及起落架故障和液壓系統漏油甚至是燃油洩漏的嚴重問題;1965年5月7日,XB-70A在超音速飛行時,進氣通道前部的分隔闆直接破裂,摧毀了所有六個發動機,并使它們受到不可挽回的損壞。更換發動機後,測試繼續進行,同年10月14日,XB-70A在達到3馬赫後,蜂巢的結構強度問題,左翼損壞,機身頻繁損壞,這使得XB-70A不再超過2.5馬赫,這也影響了XB-70A的實際性能測試。

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XB-70A原型1的發動機在測試中完全損壞

第二架原型機解決了原型機的大部分問題,事實證明,在1966年5月19日,原型機2繼續以3馬赫的速度飛行了32分鐘。最高時速達到3.06馬赫,而飛行計劃距離為3900公裡,耗時91分鐘,這次安全飛行的成功證明XB-70符合原計劃的要求,但天氣變幻莫測,所有飛行試驗均正常XB-70A再次死亡。

事件始于一次搞笑的宣傳照拍攝,1966年6月8日,在XB-70A-2完成NASA的飛行資料測繪任務後,在GE的要求下,四架T38,F4,F-104N和F5飛機飛往XB-70A為GE拍攝了一組發動機宣傳照片;然而,由于離XB-70A的右側太近,F-104N被吸入XB-70A右翼,在飛機撞擊機體後立即發生漩渦,飛行員當場死亡。XB-70A起初沒有感覺到異常并繼續向前飛行,但随着兩條尾部和左右翼尖受損,XB-70A開始慢慢失控地落入失速螺旋中,副駕駛正在駕駛成功的降落傘跳躍,副駕駛因為座椅不可靠而沒有彈射, 并與XB-70A一起墜入地面。

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XB-70A II被F104N撞毀的整個過程

正是因為那次事故,對XB-70持有所有意見的政府高層終于放手了,最初生産三架原型機的計劃最終落在了墜毀的飛機上,第二次失蹤的任務由增強型飛機1完成,但由于2.5馬赫的限制沒有得到解決, 空軍最終放棄了它,并将其交給NASA的飛行研究中心使用。

<博物館最後剩餘的>h1級"pgc-h-center-line"</h1>

XB-70之是以最終下馬,不僅是由于自身原因,更是目前情況的一部分,可以說XB-70的誕生也是在目前的情況下被擊敗的,當時XB-70原來項目是考慮到蘇聯沒有戰機和防空飛彈可以趕上它, 高空高速防禦是她最大的特點。但XB-70的蘇聯米格-25緊随其後,在1964年首次成功飛行,雖然材料和設計都不先進,但它成功地實作了1-1&gt;2,然後蘇聯的山姆飛彈技術開始迅速發展,完全有能力趕上XB-70,加上XB-70無法在高速下進行任何有效的機動。憑借其超大的擺動半徑和巨大的雷達反射橫截面,完全能夠計算飛行軌迹并被山姆的飛彈鎖定,推動她發展的起點最終成為最後一塊不可動搖的巨石來阻止她;政府打算将其從轟炸機改為偵察機,但A-12和U-2的墜落成為最後落入深淵的推動者。

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XB-70的唯一原型隻能單獨留在博物館中

是以,結合這些因素,美國政府完全廢除了XB-70,轉而專注于洲際核飛彈,而XB-70的唯一原型機曾經承擔轟炸蘇聯領土的負擔,在博物館的餘生中獨自留在了世界上。

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