摘要:1947年10月14日,贝尔X-1成功地突破了“音障”,人类历史上第一次平飞突破音速,这一伟大突破标志着人类从此踏入了超音速飞行的新时代。在40年代末,由于战斗机速度提升很快,从1948年起,美英苏都已经展开了研制超音速战斗机的计划。1949年2月,北美航空开
1947年10月14日,贝尔X-1成功地突破了“音障”,人类历史上第一次平飞突破音速,这一伟大突破标志着人类从此踏入了超音速飞行的新时代。在40年代末,由于战斗机速度提升很快,从1948年起,美英苏都已经展开了研制超音速战斗机的计划。1949年2月,北美航空开始研究F-86佩刀战斗机的超音速改型,1951年10月,USAF委员会还是决定启动“佩刀45”项目。1951年12月7日,美国空军正式将佩刀45的型号定为F-100“超佩刀”,成为首架型号过百的美国战斗机。1953年5月25日,YF-100A战斗机由北美公司试飞员乔治.S.韦尔奇驾驶升空,并在飞行中达到1.03倍音速,成为了世界上第一款实用化的具有超音速平飞能力的喷气式战斗机。
贝尔X-1
贝尔X-1
F-100“超佩刀”
F-100“超佩刀”
1951年10月28日,法国神秘IIA战斗机在俯冲飞行员突破音障,成为第一架突破音速的法国飞机。1953年1月17日,神秘Ⅳ战斗机也在俯冲中超过了音速。1954年8月英国闪电战斗机的原型机P.1以最大推力进行了试验,P.1 在水平面达到了马赫数 1.08 的速度,这是第一架突破音速的英国飞机。
神秘战斗机原型机
神秘Ⅳ战斗机
闪电P.1
闪电战斗机
1950年,苏联政府命令米格设计局研制一种飞行速度能够超越音速并且航程要大于该设计局以前研制的所有战斗机。在此之前,虽然单发的米格-15LL和一些米格-17的试验型号可在短时间内作超音速飞行,但是它们都无法持续保持这个速度。于是米格局提出了SM-1双发超音速战斗机的验证机计划,该计划的主要目标是解决如何持续进行超音速平飞和超音速飞行所带来的操纵问题。1954年1月SM-9 可以稳定的在平飞时达到超音速, 基本达到了设计目标,成为米格-19 直接的原型机,随后就进入到批量生产的阶段。1955年8月31日,定型后改称米格-19。是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。
SM-9
米格-19
米格-19
相较之下,当时极速不到一马赫的B-47/B-52轰炸机落伍的速度之快超乎人们的想象,必须开发新的、可穿透苏联领空的战略轰炸机,才能保障60年代以后的战略均势。因此,从1951年起,美国开始研制超音速轰炸机。1952年11月美空军选中康维尔公司的B-58方案,1956年11月11日B-58超音速轰炸机进行了首次试飞,1960年3月进入美国空军服役,是美国空军战略司令部60年代最主要的空中打击力量。
B-58超音速轰炸机
在同时代同类机型中B-58一直被视为标杆成为赶超对象,包括法国幻影IV战略轰炸机、苏联M-50“野蛮人”超音速轰炸机、苏联图-22“眼罩”超音速轰炸机都以其为目标。1954年8月10日,受到当时出现的美国B-58超音速轰炸机刺激,图波列夫飞机局开始研制一种超音速远程轰炸机。1959年10月27日,M-50轰炸机进入试飞后,M-50只能飞出马赫数0.99的极限。因此原型机仅建造了一架,从未服役。1961年图希诺航空节上,图-22B预生产型首次公开露面,当着西方外交官的面高速掠过,1962年9月飞机正式开始服役。1956 年为了配合核武器的发展,法国空军对国内的飞机公司提出了核武器运载机的招标,1959 年 6 月 17 日“幻影”IV 进行首次试飞,同年 7 月试飞速度达到 1.9马赫,并在以后的飞行中超过 2马赫。
M-50轰炸机
图-22
“幻影”IV
1950年,就在人类首次超音速飞行仅三年后,美国空军就开始考虑研制超音速轰炸机了。到20世纪50年代中期,柯蒂斯·李梅将军提出了一个雄心勃勃的计划,研制一种3马赫重型轰炸机来取代战略空军司令部的B-52,与研制中的洲际弹道导弹形成“二位一体”的核威慑体系,优势互补。20世纪50年代初,美国空军正面临苏联导弹防御系统的严重威胁,虽然B-52可以长驱直入轰炸红色帝国全境,但它实在太慢了,而跟导弹一样快的B-58航程又不够,于是美国决定开发一种新一代的战略轰炸机。1955年,随着冷战的进一步升级,美国空军发布了第38号通用作战要求,提出了一种新型轰炸机的需求。北美航空和波音公司成为了参与竞标的两大航空制造商。
B-52
B-58
由于当时还没有合适的涡喷发动机,所以美国空军对两种动力方案进行了研究。其中第一种是丧心病狂的核动力方案,通过机载核反应堆来加热穿过涡喷发动机的空气,产生足以推动204吨重量轰炸机的超音速推力。核动力轰炸机项目被称为武器系统125A(WS-125A),通用电气公司与康维尔组队,普拉特·惠特尼公司与洛克希德组队参与了竞争。第二个是常规动力的WS-110A项目,通过高能硼化合物来大幅提高涡喷发动机的推力,让轰炸机突破1207公里/小时的音障。U-2高空侦察机对苏联的侦察显示西方对苏联轰炸机数量高估之后,肯尼迪总统取消了WS-125A项目。WS-110A项目则与3马赫的F-108“轻剑”战斗机一道幸存下来,两者之间将共享许多技术。WS-110A项目空军向六家供应商发出邀请,只有波音和北美提供了方案。
WS-125试验机的剖面图
WS-125A项目康维尔Model 54
WS-125A项目洛克希德 CL-293-64
F-108“轻剑”战斗机全尺寸模型
F-108“轻剑”战斗机
WS-110A项目在早期研究中探索了许多稀奇古怪的布局形式。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”,用于搭载巡航飞行时所需的燃料。使用一对 724-1001 型“浮动”机翼来携带额外的燃料,然后在任务中丢弃。波音在浮动机翼上显然还做了很深入的研究,激进的方案里油箱、发动机、机翼都可分段丢弃,几个方案一并附上。波音最吓人的一个方案Model 725-87在翼下挂载了6台发动机和4具副油箱,而且最外侧一台发动机直接挂在了副油箱上将被一同抛掉。
724早期模型
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”
724-15
724-16
Model 725-87
Model 725-87
来自北美航空的最初方案NA-239,具有可抛弃的“浮动翼尖”以及与 B-47 机身大小相近的巨大外部油箱。还有一个起降时候必然阻挡驾驶舱视野的“鱿鱼头”鸭翼。两个方案为了超音速性能,外侧机翼和巨大副油箱直接扔掉。方案递交给战略空军司令部,李梅皱起眉头并咆哮道:“滚回绘图板。这些不是飞机,这是个舰队。” 空军在1956年10月将两个方案打回继续改进。
NA-239
NA-239
NA-239
波音再次提交了方案804-4,没有了“浮动机翼”整体回到普通的超音速大型机布局。切尖大三角翼前置鸭翼,6台发动机吊舱安装在翼下,高速飞行时鸭翼可向上折叠。北美的方案是NA-278,采用了划时代的乘波体设计,前机身从主翼上表面向前隆起伸出,犹如脖颈修长的白天鹅。鸭翼翼展达到8.8米,后半部为全翼展襟翼,用于配平并提供一定的升力,起降时帮助抬头。楔形机腹的形状和位置经过精确设计,令尖锐且下探的机头产生的激波在恰当的部位形成一个气垫,像冲浪板一样将整架飞机托起。6台发动机集中布置在机腹短舱内,中间由挡板隔开,每侧3台发动机共用一半进气道。1957年12月北美航空中标,轰炸机被授予B-70的编号,计划制造65架,其实验原型机为XB-70。随后空军从2万多个征名方案中选择了"女武神”作为官方绰号,也音译为“瓦尔基里”。
804-4
804-4
804-4
804-4
在1958年定义WS-110A时,美国空军希望该机的极速是3马赫,实用升限接近24400米,能装载907千克的核武器飞行11000公里。在当时这是一个令人难以置信的苛刻要求。美国空军建议该机在自卫方面可以安装向后发射的飞碟状爆炸红外诱饵导弹,或安装一门后射加特林机炮来发射装满腐蚀性化学物质的弹药,或装备传统的空空导弹和庞大的电子战设备,但最终WS-110A还是决定以高空高速来作为主要防御手段。WS-110A项目在1958年2月获得了XB-70的编号,在命名活动中,弗朗西斯·塞勒技术军士提出的“女武神”(Valkyrie,北欧神话中出现的在战场上挑选英灵进入英灵殿的女神)获胜。美国空军当时计划这种轰炸机在1964年服役。
女武神手持NA-278模型
北美工程师在极短时间里就完成了XB-70的最终设计,与今日战斗机动不动就十年二十年的设计周期形成的鲜明对比。XB-70在2.13米高的进气道之间设置了一个长4.26米的武器舱。在研究了普惠J58涡喷发动机后,北美工程师还是决定为XB-70安装六台通用电气YJ93-GE-3涡喷发动机,单台最大推力13.3吨。XB-70在后机身内并列安装6台YJ93,F-108战斗机也选用了该发动机。由于研制成本大幅上升,再加上XB-70遭遇强烈政治反对(反对派包括艾森豪威尔总统在内),该项目在1959年12月1日被美国国会砍成只制造一架研究原型机的项目,省下的经费将用于采购更多的B-52和洲际弹道导弹。但在美国空军的强烈反对下,1960年重新制定的XB-70项目恢复到12架试飞原型机的规模,并落实了两架XB-70原型机和一架YB-70预生产型的经费。
XB-70三视图
XB-70结构
YJ93-GE-3涡喷发动机
六台发动机组合
1960年5月鲍尔斯驾驶的U-2在苏联上空被SA-2地空导弹击落后,美国空军认识到在地空导弹的威胁下,高空高速轰炸机的生存能力正变得岌岌可危。SA-2可以毫不费力地爬升到“女武神”的飞行高度,而该机在3马赫下是不可能实施规避机动的。时任总统的艾森豪威尔尖刻地评价:在导弹时代搞XB-70这种载人轰炸机就像是“在火药时代玩弄弓箭一样”。一夜之间,XB-70所代表的高空高速轰炸机流派就过时了,美国空军决定任何新研制的轰炸机都必须具备低空突防能力,并能发射如GAM-87“空中闪电”这样的火力圈外核导弹。B-52轰炸机开始演练起了低空突防战术。当时B-70项目已经花费了8亿美元(同期“小鹰”号超级航母的造价才2.64亿美元,世界第一艘核动力航母“企业”号也不过4.5亿美元)。
挂载4枚GAM-87的B-52
挂载4枚GAM-87的B-52
由于威胁的变化,李梅、北美公司和其他美国空军将领重新审视了XB-70项目,建议把“女武神”改成侦察轰炸机,并把第三架原型机(AV3)改为XRSB-70原型机。RSB-70将能在弹舱的内置旋转挂架上挂载20枚空地导弹,可对洲际弹道导弹可能错过的目标实施补充打击。1962年3月,众议院武装部队委员会投票通过了生产60架B-70轰炸机的计划,但遭到麦克纳马拉的强烈反对,他在1964年2月把项目一撸到底,只保留生产两架XB-70原型机的资金。
XB-70想象图
就在无人看好的情况下,北美开始制造AV-1和AV-2号原型机。北美在研制XB-70的过程中遭遇的主要挑战是寻找一种能承受3马赫速度下304摄氏度气动摩擦高温的金属材料。尽管洛克希德为其SR-71选择了稀缺的钛金属,但北美选择采用不锈钢蜂窝夹芯三明治结构来制造超过XB-70的100多片蒙皮。传统弹射座椅无法在3马赫速度中逃离飞机,因此北美为XB-70安装了为康维尔B-58A“盗贼”和F-108“轻剑”研制的斯坦利B型封闭式逃生舱系统的改进型。由于驾驶舱位于“蛇颈”位置,所以离地超过5.18米,需要定制特别登机梯,乘员在上下飞机时需要固定好安全绳以防意外跌落。第一架XB-70 62-0001 AV-1在1964年5月11日下线,其闪闪发光的白色耐热涂料在阳光下熠熠生辉。作为世界上最重、最快、最强大、最昂贵的多发轰炸机,该机于9月21日首飞。
建造中的XB-70
1964年5月11日,首架XB-70A原型机在北美航空公司设在加利福尼亚州帕姆代尔的第42号工厂中正式下线
XB-70蜂窝不锈钢蒙皮
XB-70“女武神”轰炸机首飞
试飞中的XB-70
逃生舱的地面弹射测试
XB-70的逃生舱
XB-70的逃生舱模型
B-58弹射座椅
AV-1在第二次试飞中再次遭遇起落架和液压问题,仍未能突破1马赫。最后在10月12日,AV-1终于以1.1马赫飞行了15分钟,结果厚厚的白色耐热涂料大批剥落,裸露出金属蒙皮。此后XB-70的通体白漆在3马赫飞行后会因为热胀冷缩大面积剥落,每10次高速飞行就得重漆一遍。在通过翼尖下垂测试后,AV-1在第八次试飞中完成了当时有史以来最长的超音速飞行,以2马赫的速度持续飞行了40分钟,该机在这次试飞中的超音速总时间是74分钟。随着为期5年共129架次飞行试飞项目的继续进行,AV-1的速度稳步提高。在第12次试飞中,怀特和菲茨胡尔·富尔顿驾驶总重量226796千克的AV-1完成了持续超过50分钟的2马赫飞行。第二架XB-70原型机AV-2 62-0207在首飞中突破了音速,该机改进了蒙皮结构,在1966年2月17日实现了持续15分钟的3马赫飞行,并在5月19日延长至30分钟。
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,令飞机表面显得异常的斑驳
XB-70A AV2 62-0207
XB-70
AV-2随后为NASA的超音速客机研究项目进行了一系列激波试飞。在6月8日的一次试飞结束后,该机加入了其他几架安装通用电气发动机的飞机编队,拍摄宣传照片。分别是一架诺斯罗普F-5A“自由战士”战斗机,一架NASA的诺斯罗普T-38“鹰爪”教练机,一架从美国海军借调来的麦克唐纳F-4B“鬼怪II”战斗机,一架隶属于NASA的洛克希德F-104N“星战士”战斗机(注册编号N813NA),由NASA飞行研究中心的首席试飞员约瑟夫·A·沃克驾驶。负责拍摄这个编队的是一架由莱西驾驶的“利尔喷气”23型公务机。
F-5A“自由战士”战斗机
NASA涂装的T-38A“鹰爪”教练机
F-4B“鬼怪II”战斗机
F-104N“星战士”战斗机
各机组成的编队
随着拍摄的进行,“利尔喷气”上的摄影师多次通过无线电要求编队之间的距离“再近一些”,直到五架飞机彼此之间已经近在咫尺才罢休。在密集编队中他的战斗机莫名其妙地过于接近“女武神”的右翼尖,两机相撞后F-104倒扣飞过“女武神”的后机身。 XB-70的垂尾被撞掉,左翼严重损坏,F-104在火焰中解体,沃克当场死亡。AV-2号XB-70坠毁。7月5日,美国空军正式终止“女武神”项目。
几名通用电气的航空摄影师登上“利尔喷气”的画面
编队飞行的五架飞机
撞击全过程
约瑟夫·A·沃克
此次事故后,剩下的一架XB-70原型机也就是AV-1号机于1967年4月25日被移交给NASA,用于计划中的波音733SST超音速客机(2707项目)的模拟飞行,至1968年3月之前又完成了12次试飞,但在更加先进的洛克希德YF-12A(即大名鼎鼎的SR-71“黑鸟”)出现后,AV-1号机退场的命运就已经注定。1969年2月4日,A/V-1号机正式退役并被转移至俄亥俄州赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆永久收藏。
洛克希德YF-12A
成为NASA研究机的AV-11
博物馆里的XB-70
2015年10月26日,修复人员在XB-70“女武神”被转移到美国空军国家博物馆新建的四号馆之前,对其进行清洗
1961 年肯尼迪总统宣布XB-70计划裁减到仅剩研究用途,美国空军开始考虑北美 B-70“女武神”的替代机型。当时美国空军认为远程战略导弹是未来的武器,有人驾驶远程轰炸机将退居次要地位。于是美国空军授权了几项研究,探索未来有人驾驶轰炸机的可能方案,一旦成功,该机将会取代 B-52。此时,美国空军认为轰炸机是否具备在极低空穿越敌领空的能力成为面对先进防空系统时能否生存的关键因素。包括SLAB(亚音速低空轰炸机)、ERSA(增程打击飞机)、LAMP(低空有人驾驶突防)和AMPSS(先进有人驾驶精确打击系统)。
B-52
其中首个研究项目是于 1961 年完成的亚音速低空轰炸机(SLAB),设想该机是重226,796 千克的固定翼飞机,最大航程 20,372 千米,其中 7,963 千米在低空飞行。紧接着是增程打击飞机(ERSA)项目,该机全重 272,155 千克,具有可变后掠机翼。预计 ERSA 最大载弹量 4,536 千克,航程 16,205 千米,其中 4,630 千米是在 150 米低空飞行。1963 年 8 月第三项被称为低空有人驾驶突防飞机(LAMP)完成研究,该机载弹量 9,072 千克,航程 11,482 千米,其中 3,704 千米是在低空飞行。不过所有上述研究都停留在了基本概念阶段。1963 年 10 月,美国空军综合了上述研究的结果,并以此为基础形成了新一代轰炸机方案,命名为先进有人驾驶精确打击系统(AMPSS)。
1963年11 月 3 家承包商收到了 AMPSS 的投标申请书(RFP),分别是波音、通用动力和北美。但是国防部长麦克纳马拉钱袋子攥得太紧,并对 AMPSS 背后的数据表示质疑,所以 RFP 只限于基本概念研究,并没有将精力集中在特定机型上。另外所有承包商都一致认为美国空军提出的一些性能要求不是没有太大的意义,就是成本十分高昂。1964 年年中,美国空军修改了设计要求,并将方案名称改为先进有人驾驶战略飞机(AMSA)。AMSA 继承了 AMPSS 的起飞和低空性能要求,但增加了高空超音速性能要求。该机全重 170,097 千克,航程 11,668 千米,其中 3,704 千米在低空飞行。
AMSA-1967
AMSA的主要任务是在敌人的第一次打击中生存下来,并成功突破敌方防御,将防区外发射武器或自由落体武器精确投射到军事或工业目标上,从而对敌方可能发动的核袭击实施有效威慑。所以,AMSA必须具有良好的生存能力、突防能力,以及比B-52好得多的大载弹量和大航程能力。麦克纳马拉对 AMSA 并不是很感冒,他认为战略导弹在“确保摧毁”方面干得比有人驾驶轰炸机出色,AMSA 的成本很可能过于高昂。不过该计划一旦获批后,可以推动航电和推进技术的发展,所以马克纳马拉批准了少量资金用于 AMSA 的初步研究。
AMSA-1968
1967 年 9 月 22 日北美航空公司并购罗克韦尔标准公司,成立了新的北美罗克韦尔公司。同年早些时候参谋长联席会议建议立即开始研制 AMSA,但麦克纳马拉仍然反对,宁愿升级现有 FB-111 和 B-52 机队,但麦氏的提议被否决。1968 年 IBM 和北美罗克韦尔自动控制分部获得一份先进研制合同,开始研究 AMSA 的航电。1969 年 1 月尼克松当选美国总统,他的国防部长梅尔文·莱尔德回顾了国防部需求,并在 1969 年 3 月宣布将原计划 253 架 FB-111 削减至 76 架,原因该机缺乏战略轰炸任务所需的航程和载弹量,并建议加速 AMSA 的研制。1969 年 4 月 AMSA 获得正式编号——B-1A,这是 1962 年三军统一飞行器编号以来的第一种轰炸机。
通用动力的AMSA方案
通用动力AMSA方案
通用动力AMSA方案
洛克希德AMSA方案
洛克希德AMSA方案
洛克希德AMSA方案
1969 年 11 月美国空军颁布新的 RFP。机体和发动机的承包商遴选由于 1970 和 1971 财年的预算削减而推迟。1969 年 12 月 8 日北美罗克韦尔和 GE 分别成为机体和发动机合同的获胜方。12 月 19 日 IBM 和自动控制分部被选中进行航电研发。
F101涡轮风扇发动机
F101涡轮风扇发动机
F101涡轮风扇发动机是美国通用电气公司为战略轰炸机B-1研制的中等涵道比加力涡扇发动机。它的研制过程可以追溯到60年代中期,当时该公司正按美国空军合同实施第二代先进涡轮发动机燃气发生器计划,编号为GE9。在1969年为争夺用于先进有人驾驶战略轰炸机的竞争中,GE9验证机获胜,从而导致在1970年6月美国空军与该公司签订一项4.06亿美元的全面研制合同,其中包括40台原型机,发动机正式编号为F101-GE-100。
F101涡轮风扇发动机
F101涡轮风扇发动机
F101涡扇发动机是世界上第一款带有加力燃烧室的涡轮风扇发动机,其单台最大推力约为7.7吨,加力推力近14吨,发动机重量仅仅为1814千克,推重比却高达7.7。其也是20世纪70年代初至今,美国唯一一型专门为轰炸机研制的涡扇发动机,而其他的轰炸机所使用涡喷、涡扇发动机几乎都是由各类战斗机或运输机发动机改进型号,由此也不难看出其在美军内部的特殊地位了。
罗克韦尔AMSA
罗克韦尔AMSA
罗克韦尔AMSA方案变化
通用、洛克希德、北美罗克韦尔各自拿出方案竞标,经过5个月的审核,北美罗克韦尔凭借着出色的实力拿下这个超级计划。罗克韦尔设想了数种构型。这些构型中有大有小,有固定翼也有可变后掠翼。其中AMSA-1967方案像是放大版的单垂尾超级F14,可变后掠翼尖锐且成三角形,进气口和F14以及F15甚至图22M3类似而且较为靠后,这一版本非常威武,满足了人们对70年代超级轰炸机的几乎所有幻想。AMSA-1969和今天见到的B1B已经非常类似,更加流畅,但是的确没有1967那么霸气。
AMSA-1969
北美罗克韦尔 AMSA 方案的模型,中间的就是获胜的最终方案
B-1A 原计划生产两架测试机身,5 架试飞机和 40 台发动机。1971 年被削减至一架地面测试机身和 3 架试飞机(74-0158~0160)。1974 年 4 月首架原型机首飞,1976 财年美国空军订购了第 4 架原型机(76-1074),该机按生产型标准制造。美国空军计划购买 240 架 B-1A,1979 年形成作战能力。
B-1A结构图
1971 年 10 月展出的 B-1A 全尺寸模型,后面是整体逃生座舱
生产中的B-1A
第一架B-1A
B-1A 的机身十分修长,前机身布置了 4 座座舱,尾部安装有巨大的后掠垂尾,垂尾根部的背鳍一直向前延伸至机身中部。全动平尾安装在垂尾下方,位置较高。该机的机身中段向内翼段平滑过渡形成翼身融合,可增升减阻。另外机身的设计还注重降低雷达截面积(RCS),以降低被敌防空系统发现的概率。为了兼顾高速性能和良好的低速起降性能,该机改用了可变后掠翼设计。这使 B-1A 可在无法部署 B-52 的机场起降。外翼段固定在横贯机身的翼身承力盒两端的转轴上,机翼上安装了全展长前缘缝翼和后缘开缝襟翼,没有副翼,横滚控制通过机翼上方的一排扰流板进行,与差动平尾联动。
1974 年 12 月 23 日第一架 B-1A(74-0158)在爱德华兹空军基地(AFB)进行了短暂首飞
B-1A 的攻击系统官(OSO)座位
B-1A 的飞行员与副驾驶仪表布局
B1A主要使用的就是高空高速突防战术,还要携带超过B-52的弹药,因此飞机的气动布局和整体构型堪称划时代的设计。整架飞机的外形相当流畅漂亮,两大两中两小风挡构成了驾驶舱,十分秀气。机身采用了先进的翼身融合设计并且安装有可变后掠翼,尾部则是相对传统的十字形尾翼,前起落架位于机头座舱下方,主起落架为四轮小车式,安装在吊舱内侧,机头还有一对小尺寸鸭翼用来减少震动。发动机是 4 台 F101-GE-00 涡扇发动机,安装在翼根下方的两个双联短舱中。短舱靠近飞机重心以增强低空穿越乱流时的稳定性。短舱之间的间距较大,主起落架组件布置在短舱之间,向上收入机腹。为了达到 2 马赫的最大速度,该机采用了可调进气口和尾喷管。主要依靠进气口的斜板和唇口产生激波进行压缩,两侧的可动调节板和进气道内的斜板都可以根据不同飞行速度调整进气量。
为了达到 2 马赫的最大速度,B-1A 采用了可调进气口,图中可以看到进气口的压缩斜坡和两侧的调整片
机翼最大前掠的 B-1A,注意机翼上方张开的扰流板
B-1A
B-1A
B-1A 机组 4 名——飞行员、副驾驶、攻击系统官(OSO)和防御系统官(DSO)。乘员逃生系统借鉴了 F-111 的逃生舱设计,在紧急情况下,容纳 4 名乘员的逃生舱可从飞机上整体分离并通过翼面和扰流片来保持方向和稳定性,随后火箭发动机点火将逃生舱推离飞机,然后展开 3 个降落伞式逃生舱携乘员安全降落。降落后逃生舱还可作为乘员的庇护所。该机生产型计划安装完善的电子设备,包括利顿 LN-15 惯导系统、多普勒雷达高度计、休斯前视红外系统、GE APQ-114 前视雷达和德州仪器 APQ-146 地形跟踪雷达。
B-1A
B-1A 机身下方有 3 个 4.57 米弹舱,两个在翼盒前,一个在翼盒后。每个弹舱可挂载 11,340 千克的常规武器或者核武器,总载弹量几乎是 B-52 的两倍。所有武器都内置,没有外挂架。其中的主要武器是 AGM-69A 短程攻击导弹(SRAM),每个弹舱的旋转挂架上可挂载 8 枚。
B-1A
AGM-69A 短程攻击导弹
1974 年 10 月 26 日第一架 B-1A 试飞机(74-0158)在加州帕姆代尔美国空军第 42 工厂下线,12 月 23 日在爱德华兹空军基地(AFB)进行了短暂首飞,试飞员是罗克韦尔的小查理·C·博克、埃米尔·斯腾塔尔上校和理查德·埃布拉姆斯。第三架飞机(74-0160)是航电试飞机,于 1976 年 3 月 26 日首飞。第二架飞机(74-0159)最初被用于地面静力测试,直到 1976 年 6 月 14 日才首飞。B-1A 的试飞进展顺利,但在整个项目中进行了众多的修改,并添加了一些额外的设备。B-1A 的航电也许是当时最复杂的。1976 年 9 月该机通过了初始作战测试和评估试飞,9 月 30 日完成了第一阶段的试飞工作。1976 年 12 月美国空军认为 B-1A 可以投产,并签订了首批 3 架的合同,并计划生产 8 架 Block 2 初始批次的飞机。
在爱德华兹 AFB 上空飞行的 B-1A 74-0159
试飞中的74-0160
这时看起来 B-1A 的 240 架生产计划进展顺利,但是 B-1A 项目的成本上涨,航电还存在没有解决的问题。空军与北美罗克韦尔公司签订的合同最高标的为13.5亿美元,合同要求交付5架试验机、2个结构测试机身和全部综合系统,包括航空电子设备、地面辅助设备、培训等,惟一不包括在条款之内的是发动机,发动机是美国政府提供的设备。空军与通用电气公司签订的合同为4.067亿美元,包括40台发动机的设计、制造和鉴定试验。至此,B-1最初的研制费用预算达到了17.6亿美元。
C-5A
C-5运输机
1960年代末、1970年代初美国发生了严重的通胀,物价飞涨,使得美军的各项计划成本快速飙升,要知道那个时候美国的大项目可不少,什么空军最大世界最先进的C-5运输机,海军未来30年的主力F-14等等,美国为了减少开支,开始缩减B1的经费。到了1976年的时候,美国空军打算购买240多架B-1轰炸机,全部的金额简直是天文数字。
F-14A战斗机
F-14战斗机
到1970年夏末,美国国会决定在未来几年中每年将B-1的资金限制在5亿美元以下,这些促使对作战要求的重新评估,以降低费用。最初要求B-1在低空突防时速度不低于M1.2,但这样产生的升温速率超出了铝合金所能承受的极限,因此在机体一些部分利用特种材料,主要是钛合金,其成本明显高于铝合金。为了降低成本,许多专家建议将突防飞行速度降至M0.85,而速度降低也可使机组人员有更多时间确定和打击目标。由于采纳了这一建议,罗克韦尔公司有可能将机体成本降低,因此空军降低了技术要求。尽管如此,21%的B-1A轰炸机机体使用了钛合金。基于新的要求,1971年美国防部批准削减1.8亿美元的资金,试验机从5架减少到3架,发动机采购量由40台减少到27台,B-1A研究周期延长。
B-1A
这些举措看似降低了B-1A研制的成本,但实际上这并不由美国空军和罗克韦尔公司所决定。按照重新制定的计划,B-1A将于1974年4月首飞,之后用一年的时间做飞行试验,最后在1979年12月取得初始作战能力,空军接收65架B-1A轰炸机。然而乐观的计划不等同于事实,1973年由于发动机研制的拖延,新的进度使得总费用达到26.28亿美元,空军预测整个B-1项目总费用将超过110亿美元,平均每架飞机费用为4600万美元, 这按今天的标准来看并不算什么,但这个涨幅超过了之前的所有飞机。到1975年末,每架飞机造价已增长到将近7000万美元。
B-1A
1977 年 1 月 20 日上台的吉米·卡特政府被不断攀升的成本所震惊,开始仔细审视整个 B-1A 项目。1977 年 6 月 30 日卡特总统宣布取消 B-1A 的生产计划,由此产生的防务需求将被洲际弹道导弹(ICBM)、潜射巡航导弹(SLBM)和经过现代化升级可发射空射巡航导弹(ALCM)的 B-52 所填补。已经投入的几十亿美元顷刻之间几乎打了水漂。
B-1A
尽管取消了生产计划,卡特政府还是允许 B-1A 继续试飞。其中多数工作涉及航电,特别是防御系统。另外 GE 也在持续改进 F101 发动机,多数承包商都保持了完整的工程队伍。也许最重要的工作是降低 RCS。项目被取消后的一个月内,1977 年 7 月 28 日 74-0160 在白沙导弹靶场上空 1,828 米高度发射了一枚SRAM(AGM-69短距攻击导弹)。该机后来在背脊内安装了一套先进电子对抗系统,前视雷达也增加了多普勒波束锐化能力。1976 年 4 月 74-0158 飞到了 2.0 马赫,完成了稳定性和操控性试飞后于 1978 年被封存。1978 年 10 月 5 日,74-0159 飞到了 2.22 马赫,这也是 B-1A 所达到的最高速度。
在爱德华兹 AFB 上空飞行的 B-1A 74-0159
1981 年 4 月 74-0158 在完成了 138 次试飞后退役,比其他原型机飞得都多。此时该机已换上三色沙漠迷彩。该机最终被拆解后在洛瑞 AFB (洛基航空航天博物馆)用于武器教学。74-0159 后来被用于 B-1B 项目的试飞,经过改装后安装了 B-1B 的飞控系统。1984 年 8 月 29 日该机失控坠毁。74-0160 后被改装为地面教练机,编号 GB-1A。现在科罗拉多州丹佛附近的洛基航空航天博物馆(前洛瑞AFB)展出。76-0174 是作为预生产型 B-1A 订购的,安装了全套航电。
涂有三色迷彩的 B-1A 74-0160,注意该机的脊背向前延伸,内部安装了电子战系统
B-1A 76-0174 在 B-1B 项目测试中涂上了 B-1B 的标准迷彩
B-1A 项目被取消时,该机的工作正进展顺利。与头三架 B-1 的逃生舱不同,76-0174 安装了 4 个传统弹射座椅,经过测试最确定逃生舱不适合在超过 643 千米/时弹射。该机在 1979 年 2 月 14 日首飞,共进行了 70 次试飞。该机后来被用作 B-1B 项目的试飞,在 1984 年7月 30 日恢复飞行。该机去掉了机背的长背脊,并安装了许多 B-1B 的航电,现在俄亥俄州莱特·帕特森 AFB 的美国空军博物馆展出。
在俄亥俄州莱特·帕特森 AFB 的美国空军博物馆展出的 B-1A 76-0174
B-1A
来源:夜鸿羽1