1989年,美国第一种隐身战略轰炸机B-2首飞成功,也标志着飞翼布局在长久的沉寂之后,终于迎来了高光时刻;30多年后第二款隐身轰炸机B-21首飞,依然采用了飞翼布局。两款飞机的背后,实则是诺斯罗普和他的公司在飞翼布局上长达半个多世纪的不懈坚持和不断积累。
B-2轰炸机↑
把飞翼的成功归结于杰克·诺斯罗普个人肯定是不合适的,飞翼本来也不是诺斯罗普的首创,但却肯定是他一生的追求和梦想,在老诺之前,英国的约翰·威廉·邓恩、杰弗里·特伦斯·罗兰·希尔,还有那个著名的德国容克斯公司的老总雨果·容克斯等人,都先后开展过飞翼布局的研究,后来还有德国霍滕兄弟的几种研究机,邓恩的D.5飞翼布局双翼机还被认证为史上第一架实现自稳定性的固定翼飞机。
邓恩D.5于1910年试飞成功,见证者之一是莱特弟弟↑
老诺斯罗普开始迷上飞翼,始于20世纪20年代末,当时老诺刚从道格拉斯公司跳槽到洛克希德公司不久,于1929年生产了一架“准飞翼”的X-216H。
X-216H↑
其实说X-216H是“准飞翼”都有点勉为其难,因为常规布局上的平尾、垂尾、方向舵、升降舵等部件,X-216H一应俱全,通过两根强长的尾梁连接到翼根部,只是如果光看主机翼和机身方面,的确具备了飞翼的一些特征。
机身很短,双垂尾之间是平尾和升降舵↑
X-216H之后没多久,诺斯罗普从洛克希德公司辞职并成立了一家公司单干,但不久就被联合飞机运输公司兼并,30年代初诺斯罗普在道格拉斯公司总裁道格拉斯的帮助下成立了诺斯罗普公司,小批量生产了“德尔塔”和“伽玛”两款飞机,其中的“伽玛2E”型有20多架由我国组装生产,在我国抗战初期被用作轻型轰炸机。不过这种飞机也有一些其他型号被卖给了日本。
伽玛2E(Γ-2E)↑
中央飞机制造厂组装的“伽玛2E”和技术人员↑
回到诺斯罗普。诺斯罗普的这家公司实际是道格拉斯的子公司,因此运行了几年之后,大概觉得还是施展不开,于是1939年又成立了一家完全独立的公司,还叫诺斯罗普公司,这家公司一直延续到90年代和格鲁曼公司合并,成了现在的诺斯罗普·格鲁曼公司。
还在与道格拉斯合作的期间,诺斯罗普就提出了一种飞翼轰炸机的概念,这种轰炸机比之前的X-216H更接近完全的飞翼,去掉了后部的尾翼组,但在两侧翼尖仍然设置了两片垂直安定面,有两个螺旋桨。诺斯罗普制作了风洞模型并进行了一些测试,但后来老诺出走以后道格拉斯没有进一步研制。
开了新公司之后,老诺为了响应美国陆航1939年提出的新型高空中型轰炸机要求,对前面的飞翼进行了一些改进,命名为N-1,主要是机翼加厚、将机身融入机翼,以下垂翼尖代替之前的垂直安定面等等,这架飞机后来停留在模型阶段,但为后来进一步的发展的N-1M奠定了基础。
N-1M在诺斯罗普发展飞翼布局的探索中有很重要的意义,它是老诺设计和生产的第一架真正意义上的“飞翼”,后来成为诺斯罗普飞翼布局技术的试验平台。N-1M于1941年7月3日首飞成功,说是首飞,实际当天的计划本来是跑道高速滑行试验,首席试飞员万斯·布里斯操纵飞机离开了地面,干脆就飞起来了,首飞效果并不好,飞行员必须精确保持一定迎角才能稳持稳定,老诺专门请来了冯·卡门,冯老通过调整升降副翼的后缘解决了问题。
N-1M,两具推进式螺旋桨↑
N-1M的早期原型机的翼尖还是向下倾斜的,但后来试验证明这点倾斜角度对方向安定性作用并不大,于是又恢复了平直翼。N-1M证明飞翼布局在稳定性和控制方面可以接受,但N-1M的重量过重且动力不足,后期更换了两台120马力的发动机,飞行测试一直持续到二战结束。
保存在美国国家航空航天博物馆里的N-1M ↑
1941年底,当时美国的珍珠港还没被小鬼子炸,美国陆航委托诺斯罗普和联合伏尔提公司开发一种大型远程轰炸机原型机,老诺从减阻增升的角度出发,建议采用飞翼布局方案,这就是XB-35,但最后只发展到YB-35就结束了,联合伏尔提的方案是常规布局,后来成了装十台发动机的B-36。
B-36是老熟人了↑
理论上飞翼布局的飞机可以比同等规模的常规布局飞机拥有更高的速度和更远的航程,有效载荷也更大,但飞翼毕竟是少见的新事物,也意味着更多的新技术,为此诺斯罗普先研制了两架三人之一尺寸的缩比试验机,称为N-9M,因为XB-35在诺斯罗普的编号是N-9,加个M表示“model”——模型的意思。
正在组装的N-9M ↑
N-9M一共生产了4架,最初采用的是两台290马力倒置风冷直列六缸发动机,后期的N-9MB换成了两台300马力发动机。首飞发生在1942年12月27日,但在1943年5月19日首架原型机在试飞中坠毁。另外三架原型机中,两架则在50年代就已经销毁,第四架在90年代被恢复到可飞行状态,在多个航展上进行表演,因为机背黄色、机腹蓝色涂装被称为“黄蓝飞翼”,最后于2019年4月也坠毁了。
重返蓝天 ↑
XB-35的研制一直持续到了二战后,1946年6月25日,XB-35首飞成功,而在此之前的1943年9月30日美国陆航就订购了13架预生产的YB-35,YB-35一直到1948年5月15日才得以首飞,在整体性能和航程等方面的表现都优于B-36,当时美国空军参谋长霍伊特·范登堡认为直到20世纪50年代中期才会出现类似飞机有可比的飞机。
首飞中即将离地的XB-35 ↑
但XB-35的发动机和螺旋桨是美国陆航指定的,随着试飞的进行,发动机-螺旋桨的弊端不断暴露,先是震动超标,后来又发现高度无法超过4500米,由于进度严重滞后,美国陆航于1944年5月停止了YB-35的计划,已经完成的机身则继续用于其他试飞和改装。进入喷气时代以后,YB-35换装涡喷发动机,以YB-49的名义继续进行研制。
XB-35采用的是对转螺旋桨↑
后期的YB-35 ↑
YB-49本质上就是YB-35的机身、换装八台艾里逊J35涡喷发动机。前面提到YB-35下了13架的订单,这13架里面,除了第一架原型机首飞成功、第2架没有完成就销毁以外,其余的11架都改成了各种YB-39,不过实际上也只有3架完成了改装。
YB-49安装8台发动机,四个小垂尾只有安定面没有方向舵↑
这3架里,前两架都进行了飞行,其中首飞是1947年10月22日,随后创造了一些非官方的飞行纪录,但在1950年3月15日的一次地面高速滑行试验中,因为前起落架折断而起火烧毁,第二架试飞持续到了1950年,随后在一次试飞中因为飞行员拉过载太大、导致机翼折断坠毁。
首飞的YB-49 ↑
还有一架被改装为YRB-49A,这是一种远程侦察机,与其他不同的是它只有6台发动机,其中2台还是外挂,虽然因为气动外形被破坏而增加了阻力,但同时腾出了机翼空间也增加了载油量。这架飞机1950年5月4日首飞,但不到1年就宣布试飞结束,这期间只飞了13次,随后飞机从爱德华兹空军基地飞回诺斯罗普公司,闲置2年多以后,于1953年底被销毁。
YRB-49A,两台发动机挂在翼下↑
剩下的8架飞机里,还有一架计划改装涡桨发动机,但没有完成,其余飞机的计划全部改装为YRB-49A状态,但最终也没有一架完成。但正是在YB-49的试飞过程中,发现了这种布局可以有效减少雷达反射,这一点也为后来采用飞翼布局B-2所用。
等待改装的YB-35机身↑
除了轰炸机以外,诺斯罗普还有一个飞翼战斗机的项目XP-79,这种飞机于1942年开始研制,诺斯罗普原计划使用火箭动力,和德国的ME163一样,但发现性能并不理想,后期改用2台西屋公司的涡喷发动机,称为XP-79B,1945年9月12日首次中失控坠毁,飞行员跳伞没有成功。当时二战已经结束,这次首飞也意味着XP-79的终结。
XP-79,缩头缩脑的小可爱↑
飞行员是趴在“座舱”里驾驶 ↑
这是XP-79等比例的滑翔试验机,可以对比一下大小↑
1950年5月,时任美国空军部长的斯图尔特·赛明顿突然下令中止了全部飞翼布局研制合同,除了最后一架YRB-49A以外,剩余所有YB-49原型机机向在诺斯罗普工厂的熔炉里销毁,包括诺斯罗普本人在内的很多员工目睹了这一场景。此后不久,伤透了心的诺斯罗普就退出了公司,也不再从事航空事业,转而涉足房地产,但赔了不少钱。
XB-35首飞当天的诺斯罗普↑
实际上诺斯罗普的飞翼概念并没有被完全放弃,1976年,自感时日不多的诺斯罗普还向NASA宣传飞翼的优势,但他当时还不知道,彼时美国已经开始了隐身轰炸机的研制,其中就包括他创立的诺斯罗普公司。
诺斯罗普和N-1M ↑
诺斯罗普1981年2月18日去世,此前的1980年3月,诺斯罗普获准参观公司,并拿到了当时还是绝密状态的B-2的缩比模型,据说诺斯罗普当时只是在一张纸上写了一句话:“现在我知道,为什么上帝让我多活了25年”。
杰克·诺斯罗普和X-216H ↑
诺斯罗普死后8年,B-2首飞成功,除了是世界上首架隐身轰炸机以外,它也是世界上首架量产并服役的飞翼式飞机,此后飞翼式布局几乎成为各国研制新一代轰炸机的必然选项。有时候我们会惊叹于美国的科技创新,但在这些光鲜的创新背后,实则是经年累月在黑暗中的摸索和积累,其实也只有经过了这样的积累和沉淀,创新的光辉才会更加夺目。
航空本身就是一件集技术,资金,高风险的事业,有很多的项目会持续二十年甚至更长,但最终因为各种原因被放弃。这种探索没有强大的国力支持是根本做不到的,还得有足够的耐心。