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XB-70“女武神”三馬赫轟炸機 被地空導彈扼殺
送交者: 一劍破天 2024年09月02日14:36:31 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  1955年,當B-52“同溫層堡壘”服役之後,美國空軍認為需要一架比B-52飛得更快、更高,還能夠躲避蘇聯截擊機的新型轟炸機。

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  1960年試飛中的XB-70“女武神”。

  於是,北美航空公司(North American Aviation)根據美國軍方的需求,在上世紀50年代中期開始研製一款超音速戰略轟炸機XB-70“女武神”,用於取代波音B-52“同溫層堡壘”和康維爾B-58“盜賊”。

  本文是“兵工廠生活(Armory Life)”網站發布的介紹文章,作者Friedrich Seiltgen,本人翻譯並編輯給大家分享。

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  北美XB-70“女武神”剖面圖。

  北美航空公司的設計思想是依靠速度來提高完成轟炸任務的幾率。然而,當時蘇聯地空導彈(SAM)技術得到了改進,迫使轟炸機戰術發生變化,轉而採取低空突防方式。低空突防的美國轟炸機可以更好地利用防空雷達的盲區完成空襲任務,而在高空飛行的XB-70“女武神”的速度不再是決定性因素。

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  2015年10月26日,修復人員在XB-70“女武神”被轉移到美國空軍國家博物館新建的四號館之前,對其進行清洗。

  同時,研製成本也註定了“女武神”項目的失敗,研製成本較低的洲際彈道導彈(ICBM)讓軍方認為載人戰略轟炸機已經過時了。因此,美國空軍放棄了XB-70.並於1961年終止了這個看似非常有前途且極其先進的項目。

  XB-70“女武神”設計概念

  1957年9月,美國空軍發布了新型超音速轟炸機的設計要求:

  巡航速度3.0~3.2馬赫

  升限70.000~75000英尺(21336~22860米)

  航程16900千米

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  XB-70發布會。

  1957年12月,北美航空公司被選為新型XB-70戰略轟炸機的主承包商。此後不久,美國空軍舉行了“為B-70命名”競賽,收到了兩萬多份參賽作品,最終“女武神(Valkyrie)”獲勝。

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  美國空軍國家博物館中收藏的北美XB-70轟炸機駕駛艙。

  人們認為,B-70以3馬赫的速度在70000英尺以上的高空飛行時,不會受到截擊機的攻擊。在“女武神”設計之初,像蘇聯米格-19、米格-21這樣的超音速截擊機,是唯一能夠有效對抗這種轟炸機的武器。

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  XB-70轟炸機與北美X-15(畫外)一起參加NASA試飛。XB-70最高飛行速度超過3馬赫。

  然而,隨着XB-70項目的繼續,蘇聯工程師在地空導彈設計方面取得了巨大進步,這使“女武神”的無敵神話遭到質疑。蘇聯S-75“德維納河(Dvina)”地空導彈(北約代號SA-2“導線”)在1957年莫斯科五一國際勞動節遊行中的亮相,進一步證實了這一點。

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  “Pye Wacket”碟形導彈風洞模型。它將成為XB-70轟炸機的防禦系統。

  1957年,通用動力公司的康維爾分部開始為“女武神”研製一種自衛導彈,代號為“Pye Wacket”。這是一種碟形導彈,重25千克,由三台固體火箭發動機提供動力,最高速度可達6.5馬赫。雖然試射取得了成功,但由於“女武神”項目的終止,這種自衛導彈的研製工作也被取消。

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  起飛時,XB-70的翼尖部分會展開,以獲得最大的升力翼面。

  雖然轟炸機計劃被取消,但美國空軍還是訂購了兩架“女武神”原型機作為試驗飛機,以研究超音速飛行的推力和大型飛機的空氣動力學特性。

  大型戰略轟炸機

  “女武神”是一架大型飛機,翼展32米,機長58.6米,機高9.4米,鴨翼長8.8米,最大起飛重量243噸。

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  2015年10月27日,修復人員將北美XB-70“女武神”轉移到美國空軍國家博物館新建的四號館。

  與所有的尖端項目一樣,“女武神”使用了一些非凡的新技術。以3馬赫速度飛行時,機身平均溫度會達到230℃,前緣溫度則會超過315℃。如此高的溫度就要求在機頭和機翼上使用鈦合金。

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  北美XB-70“女武神”戰略轟炸機。

  不過,最重要的技術是採用了不鏽鋼蜂窩板,這構成了“女武神”的大部分蒙皮。這項技術可以處理熱量,並利用超音速產生的激波來“壓縮升力(Compression Lift)”。

  壓縮升力

  在超音速飛行時,可偏轉的外側機翼會產生激波。北美航空公司的工程師利用這種激波為這架超大型飛機產生升力。

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  當向下偏轉的外側機翼前緣穿過空氣時,它會在機翼下方產生激波,從而為XB-70轟炸機帶來額外的升力。

  飛行過程中,XB-70機翼下方的壓力會比激波前方高276 kPa。機翼外側部分可以向下偏轉至近65°,這增加了飛行穩定性,並為“女武神”帶來了約5%的升力。

  北美超大“六發”飛機

  “女武神”要達到美國空軍的設計要求,速度必不可少。XB-70配備了六台通用電氣YJ-93-GE-3渦輪噴氣發動機。這種發動機實際上就是F-4“鬼怪II”戰鬥機使用的J79發動機的放大版。

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  北美XB-70“女武神”配備六台通用電氣渦輪噴氣發動機,總推力約24.5噸。

  這些發動機在正常運行時每台可產生8.6噸推力,打開加力燃燒室時可以產生12.7噸推力。推重比為5:1.它們讓“女武神”在22250米的高空飛行速度達到3310千米/小時(3.1馬赫),最大航程6900千米。

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  着陸時,XB-70會拋出三個減速傘以縮短滑跑距離。注意,此時機翼外側完全展開,以提高低速時的操縱性能。

  發動機需要一種特殊配置的JP-6發動機燃料,類似JP-5.但凝固點更低,熱氧化穩定性更高。這種燃料還用於冷卻,並在進入發動機之前通過熱交換器循環。

  遭遇災難的轟炸機

  1966年6月8日,“女武神”二號機與其他四架飛機編隊飛行,四架飛機分別為麥克唐納道格拉斯F-4“鬼怪II”戰鬥機、洛克希德F-104“星”戰鬥機、諾斯羅普T-38“禽爪”教練機和諾斯羅普YF-5A“自由戰士”戰鬥機。該編隊是通用電氣公司為了拍攝宣傳照臨時組織的,這五架飛機安裝的發動機都是通用電氣公司製造的。

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  1966年6月8日空中撞擊事故發生之前,XB-70為長機,兩側是T-38A、F-4B、F-104(橙色尾翼)和YF-5A。

  一切都進行得很順利,然後災難就降臨了。F-104戰鬥機撞上了“女武神”的右翼尖,滾過“女武神”的機翼上方,摧毀了兩個垂尾,並損壞了左翼,導致“女武神”失去操縱能力。F-104當即爆炸,XB-70繼續飛行了幾秒鐘,然後失去控制,翻滾着墜入加利福尼亞州巴斯託附近的沙漠。

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  這張照片展示了XB-70和TB-58伴隨機。雖然速度比XB-70慢,但TB-58(經過改裝的B-58“盜賊”)通過更低的高度和更小的轉彎半徑跟上“女武神”的行動。

  F-104飛行員、NASA首席試飛員喬·沃克(Joe Walker)在飛機爆炸時當場身亡,“女武神”副駕駛卡爾·克羅斯(Carl Cross)同時遇難,“女武神”機長艾爾·懷特(Al White)成功彈射逃生。但是,當彈射座椅的翻蓋式保護罩放下時,他被保護罩壓碎了胳膊,導致其重傷。

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  XB-70的彈射座椅,左側為標準狀態,右側為彈射狀態。彈射之前,保護罩會快速落下,保護飛行員不會受到氣流的傷害。

  事故調查表明,F-104飛行員距離“女武神”太近,無法看到轟炸機的翼尖。“女武神”機翼的氣流導致F-104被拉向XB-70.從而導致事故的發生。

  最後的“女武神”

  “女武神”計劃提供了關於空氣動力學、壓縮升力、推力和其他領域的重要數據。1966年底,“女武神”被用來測試美國超音速運輸機計劃的音爆強度。

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  倖存的“女武神”轟炸機現陳列在美國空軍國家博物館。

  “女武神”取得的數據還用於研製羅克韋爾B-1“槍騎兵”轟炸機、美國超音速運輸機(SST)。美國間諜發現,圖波列夫圖-144超音速客機的設計過程中,使用了“女武神”的數據。

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  1967年,愛德華茲空軍基地內的XB-70A,該機是世界最大的實驗飛機。

  1969年,“女武神”實驗飛機的飛行任務結束後,這架飛機被運往賴特帕特森空軍基地的美國空軍國家博物館。

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