
1964年5月11日,以每小時3200公里速度飛行的B-70轟炸機(jī)在加利福尼亞州帕默達(dá)爾北方美國飛機(jī)廠正式露面,而該飛機(jī)起飛前的研究工作并不為人所知。
在耗資13.4億美元的空軍工程中,按計劃只能再生產(chǎn)一架這類飛機(jī)。該機(jī)設(shè)計能力為在20000米上空飛行6000英里,它為飛機(jī)的性能創(chuàng)造了新的標(biāo)準(zhǔn)。但是批評者們認(rèn)為它的技術(shù)是過時了的。飛機(jī)的支持者反駁說B-70開創(chuàng)了使用輕金屬鈦的先例,其中有6噸鈦用于飛機(jī)機(jī)體前身?梢韵嘈,機(jī)重275噸的B-70是迄今建造的飛機(jī)最重的,由6部噴氣發(fā)動機(jī)作動力,進(jìn)氣口大到足以使一個身高1.8的人直立其中。B-70將在今年夏季試飛,試飛中所得數(shù)據(jù)將用來設(shè)計商業(yè)運輸機(jī),這種運輸機(jī)將以3倍于聲音的速度飛行。
關(guān)于B-70轟炸機(jī):
美國空軍在 1954 年 10 月構(gòu)想要發(fā)展具有洲際能力的轟炸機(jī),后來變?yōu)榘l(fā)展一種 B-52 的后續(xù)機(jī)種,于是要求具有 B-52 同等武器載荷和續(xù)航力,1958 年北美公司集才構(gòu)思藍(lán)圖,1959 年 3 月國防部核準(zhǔn)制作實體模型,于是北美公司在加州羚羊谷的棕欖谷分廠建立制造 B-70 的專業(yè)工廠,而發(fā)動機(jī)則由通用電氣公司設(shè)在俄亥俄州的辛納蒂廠來進(jìn)行推力改進(jìn)的工作。年底國防部要求僅制一架原型機(jī),1960 年冬又改要求增造相當(dāng)數(shù)量
的 B-70,供戰(zhàn)略空軍使用,最后 1963 年 3 月對大型戰(zhàn)略轟炸機(jī)的觀念改變,又縮減僅制造兩架,歷經(jīng)數(shù)年的毒性燃料、洲際彈道導(dǎo)彈、U-2 事件等政策改變波折,終于第一架 XB-70A(編號 20001)在 1964 年 5 月 11 日首次公開展示,1964 年 9 月 21 日首次試飛,而在后續(xù)飛行測試過程創(chuàng)下 21,500 米高度,3 馬赫巡航速度的世界紀(jì)錄。第二架 XB-70A(編號 20207)于 1965 年 7 月 17 日首次試飛,做一系列測試,并在 1966 年 4 月 30 日創(chuàng)下連續(xù) 32 分鐘飛行 3 馬赫空前紀(jì)錄。不幸于 1966 年 6 月 8 日被伴飛的 F-104 撞到右垂直尾翼,墜于沙漠煙塵之中。
第一架 XB-70A 仍繼續(xù)活動,1967 年 3 月 25 日 NASA 進(jìn)行國家超音速運輸機(jī)計劃,進(jìn)行為期 15 個月的飛行研究計劃。 此后便送到俄亥俄州懷特.派特森空軍基地安享晚年。
氣動設(shè)計
B-70 采用三角翼設(shè)計,前緣向下傾斜,并將約 47 平方米的翼尖與主翼以鉸鏈方式接合,在高速飛行時翼尖可垂下 25 度至 65 度。 理論上此折動機(jī)翼有三種好處(高速時):
。1) 使翼尖起到部分垂直安定面作用,有助于 B-70 的方向安定性。
。2) 超音速時,可抵消其上反角效應(yīng)
。3) 破壞翼面后部所產(chǎn)生的部份升力,避免升力中心過度向后移動,使飛機(jī)趨于穩(wěn)定。
而在設(shè)計 B-70 前,NACA(為 NASA 前身)曾發(fā)現(xiàn)一種壓縮升力的現(xiàn)象,即在某種高速下,一種適當(dāng)形狀的物體可使音障形成的激波撐起物體,如同沖浪快艇般的乘波奔馳,因此 XB-70A 的進(jìn)氣道位于三角翼之下,其巨大體積恰使激波形成向上的壓縮空氣,能被機(jī)翼捕捉,從而提供了免費升力。
XB-70 前置鴨翼的設(shè)計部份是為了抵消因高速飛行主翼升力中心后移時,機(jī)鼻向下的趨勢。 鴨翼前緣有一個可微調(diào)的翼緣,后緣是各自獨立動作的襟翼。 但在 3 馬赫時,前置鴨翼無法抵消升力中心后移所產(chǎn)生的力矩,此時就必須使主翼翼尖向下彎折,以增加其俯仰和方向的安定性,然而這種設(shè)計,卻對其結(jié)構(gòu),操縱系統(tǒng)增加了危險的復(fù)雜性。
主翼后緣各有六片升降副翼(總計 12 片),外部翼尖各兩片升降副翼,在翼尖折下時不能使用。雙垂直尾翼除了小三角形面積固定垂直翼面外,其余部分都是可活動的方向舵,鏈結(jié)在垂直翼面斜邊上,上擺弧度大于下擺弧度,雖然增加了方向舵效率,但對其結(jié)構(gòu)有部份影響。
推力裝置
6 具通用電氣公司 YJ93-GE-3 渦輪噴氣發(fā)動機(jī),具有變距渦輪葉片,每具加力推力高達(dá) 14,060 公斤。YJ93 的設(shè)計源自 F-4 使用的 J-79 發(fā)動機(jī),是 J-79 系列的放大型,僅比 J-79 重約 680 公斤,但推力增加了一倍。XB-70A 具兩個大方箱型進(jìn)氣口,尺寸巨大,可供一般人直腰走進(jìn),每一進(jìn)氣道可供給三具發(fā)動機(jī)所需的空氣,而進(jìn)氣道內(nèi)有可變壁式,旁通門,以控制其進(jìn)氣壓力與溫度,六具發(fā)動機(jī)并排安裝在機(jī)尾及飛機(jī)中心線兩側(cè)。
通用公司設(shè)計師布拉克曼(Bruckman)設(shè)計的 YJ-93 發(fā)動機(jī),在全推力時,每小時需耗掉約 27,000 公斤燃料(哇! 六個引擎不就……)。 利用燃油吸收滑油的熱,解決了排熱問題,也增加推力,此成就列為五角大廈的機(jī)密檔案。 然而其高能量硼基燃料的毒性倒是引起部份人士的反對。
結(jié)構(gòu)材料
由于 XB-70 高速產(chǎn)生的高溫需要特殊的耐高溫材料,于是采用了難以處理的鈦金屬,工程師們尋求各種鑄造方法,終于馴服鈦金屬,鑄成 XB-70 可變機(jī)鼻的形狀,也因此得到美國金屬學(xué)會的研究成就獎。
其實 XB-70 大多數(shù)結(jié)構(gòu)是采用不銹鋼的蜂窩夾層結(jié)構(gòu),此精巧結(jié)構(gòu)是用黃銅將薄鋼皮焊接在六角形蜂巢式鋼結(jié)構(gòu)物上制成的,需要在凈塵環(huán)境內(nèi)處理,其強(qiáng)度與實心鋼差不多,同時也是良好熱絕緣體,能使高熱保持在表皮而不致?lián)p及內(nèi)部。
在機(jī)身后部,由于內(nèi)有引擎加熱,外有摩擦熱的影響,故此部份是由高強(qiáng)度工具鋼所做成的。
外部尺寸和性能簡介
翼 展: 32 米
前置翼展: 8.78 米
機(jī) 長: 59.74 米 (含機(jī)鼻探針)
機(jī) 高: 9.14 米
輪 軌 距: 7.06 米
輪 基 距: 14.08 米
主翼總面積: 585.02 平方米
前置翼總面積: 38.61 平方米
垂直尾翼總面積: 21.73 平方米
機(jī)體總重: 250 噸
油箱總?cè)萘浚?1個) :136 噸
最大速度:3 馬赫(21,500 米高空)
進(jìn)場速度:500 公里/時(機(jī)身后準(zhǔn)備了三個直徑 8.53 米的減速傘)
人物志
Walter A.Spivak:主持 XB-70A 設(shè)計總工程師
Bruno Bruckman:設(shè)計 J-93 發(fā)動機(jī)總工程師,二次大戰(zhàn)曾為德國 BMW 工廠設(shè)計 Messerchmit 系列飛機(jī)發(fā)動機(jī)。
Alvin S."Al" White:北美 XB-70 主任工程試飛員,亦是 XB-70A 駕駛員,曾任 X-15 助理試飛員。1966 年 6 月 8 日擔(dān)任 XB-70駕駛,失事彈射重傷。
Joseph F."Joe" Cotton:空軍駐廠試驗監(jiān)查,也是 XB-70 助理試飛員,即副駕駛。
L.Pyne:XB-70 的總檢查機(jī)工長。
Joseph A.Walker:當(dāng)時 X-15 最快,最高的記錄保持者。1966 年 6 月 8 日事故中,他駕駛 F-104 與 XB-70 相撞失事殉職。
Carl A.Cross:越戰(zhàn)英雄。1966 年 6 月 8 日事故中,是 XB-70 副駕駛失事殉職。
