康维尔B-58“盗贼”战略轰炸机 冷战尖端科技 专为热核战争而生
1968年,笔者还不到三岁。一天,父亲下班回家,把笔者扛在肩上,在屋后树林里跑着。
康维尔B-58“盗贼(Hustler)”战略轰炸机,在机身中心线通过MB-1C吊舱携带一枚B53核武器。
当父亲跑进养牛场时,笔者被一声巨响吓了一跳,那声巨响突然从晴朗的蓝天中传来。抬头一看,笔者发现三架三角形的飞机在极高的高度飞行,每架都留下了四条不同的尾迹。即使在56年后的今天,笔者仍然清楚地记得那个画面。
本文是“兵工厂生活(Armory Life)”网站发布的介绍文章,作者Will Dabbs, MD,本人翻译并编辑给大家分享。
B-58“盗贼”战略轰炸机结构图。
当时,在有人居住的地区上空出现音爆显然还是一种常有的情况。笔者最终成为一名飞行员,但那是笔者第一次对飞机有意识的记忆。那也是笔者第一次接触到非凡的康维尔B-58“盗贼”。
B-58“盗贼”战略轰炸机的起源
B-58“盗贼”战略轰炸机诞生于冷战时期。现代军用飞机是多用途型号,设计用于完成多个任务,而B-58轰炸机的设计初衷是执行单一的特定任务。“盗贼”战略轰炸机的使命就是毁灭世界。
一架康维尔B-58“盗贼”战略轰炸机正在进行飞行训练,该机在执行训练任务时经常携带B53核弹。
B-58采用流线型三角翼设计,这样令人震惊的机型体现了这样一个现实:在上世纪60年代的空战中,速度和高度就是生命。“盗贼”可以轻松在70000英尺(21336米)高度上达到2马赫的飞行速度。
一架正在进行总装的B-58“盗贼”,该机的设计目的就是毁灭世界而建造的航空奇迹。
当时,美国空军规划人物认为,在空气稀薄的高空飞行的战略轰炸机基本上是不会遭到攻击的。然而,在1960年,弗朗西斯·加里·鲍尔斯驾驶的U-2高空侦察机在苏联领空内20000米高空,被S-75“德维纳河”雷达制导地空导弹炸成碎片,整个世界发生了一点变化。
B-58“盗贼”是世界上第一架2马赫轰炸机,于上世纪50年代末到60年代初,在加利福尼亚州爱德华兹空军基地进行试飞。
尽管如此,B-58“盗贼”仍然是一项令人难以置信的工程壮举。“盗贼”于1956年首次试飞,四年后的1960年开始服役。这架造型独特的轰炸机在接下来的十年里成为美国“三位一体”核战略的重要组成部分。
战略轰炸机的设计参数
B-58“盗贼”的设计完全是为了速度。
康维尔B-58“盗贼”轰炸机的三视图。当时许多超音速飞机都采用三角翼设计。
机动性、机组人员舒适度甚至是安全性都远远落后于高空高速性能,导致这架轰炸机极难驾驶,生产的116架“盗贼”共有24架坠毁——损失率为21%。五分之一的量产型飞机最终坠毁,而且这架飞机从未真正用于战斗。
B-58“盗贼”机身狭窄,三名机组串联布置在机身内。
B-58的设计反映了这种极端的设计精神。机翼后掠角为60°,并且故意设计得比较薄,以尽量减少阻力。机身可以容纳三名机组人员,仅此而已。由于机身结构狭窄,没有空间容纳多余的设备,不具备其他功能。更多的燃料和一枚核弹装在机腹中心线挂载的大型外部吊舱中。
B-58轰炸机最大飞行速度为2.0马赫,实用升限为63400英尺(19324米)。实际上,B-58能够超越速度和高度的限制。
当人们意识到地空导弹很快就会抵消“盗贼”设计中拥有的高空和高速优势时,这架轰炸机就经过改装为执行低空高速轰炸任务。这一改装包括增加四个外部挂架,用于携带四枚核弹。B-58从未打算用于执行核弹载机之外的任何任务。
关于核武器的一点知识
核武器大致分为两类。裂变核弹使用铀或钚作为装药,投在广岛的原子弹装填的就是铀,而投在长崎的原子弹使用了钚。这两枚原子弹都通过较大的原子分裂为较小的原子来发挥作用。每枚核武器的实际爆炸当量相当于1.6~2万吨TNT常规高爆炸药。
战略空军司令部负责管理美国空军的战略轰炸机。图为B-58“盗贼”的待命机组在一次突发任务中紧急出动。
相比之下,“盗贼”携带的B53是一种热核武器。热核反应通常采用常规核爆炸来产生引发聚变反应所需的极高温度,其中氢原子聚变成氦原子,这与为太阳提供能量的反应相同。
康维尔B-58“盗贼”战略轰炸机是专为携带核武器设计的。图中展示了它的最大核弹携带量。
B53核弹的名义当量约为900万吨,即900万吨TNT炸药的爆炸威力。一枚B53热核武器相当于同时引爆562颗广岛级原子弹。值得庆幸的是,这些巨大的毁灭武器从未真正使用过。
通用电气J79涡喷发动机
B-58 的制造成本很高,运营成本也很高。
B-58“盗贼”配备四台通用电气J79涡轮喷气发动机。图为B-58研发和测试期间的一台发动机。
这架轰炸机配备四台带有加力燃烧室的通用电气J79涡喷发动机。洛克希德F-104“星”和麦克唐纳道格拉斯F-4“鬼怪II”战斗机都使用了同样的J79涡喷发动机。
B-58“盗贼”三名机组人员串联布置在机身内,只有飞行员有对外视野。
其中一架预生产型YB-58A“盗贼”被命名为NB-58A,经过改装以测试通用电气J93发动机。J93就是北美XB-70“女武神(Valkyrie)”战略轰炸机使用的喷气式发动机,这种轰炸机的飞行速度达到3马赫。
B-58“盗贼”使用四台通用电气J79涡喷发动机,使其飞行速度达到两倍音速。
采用极端设计的B-58“盗贼”的每飞行小时成本,比配备八台发动机的B-52“同温层堡垒(Stratofortress)”战略轰炸机的每飞行小时成本高出三分之一。
B-58“盗贼”通过四台涡轮喷气发动机实现超音速飞行。
J79是出了名的“油老虎”,将四台这样的发动机装在一架飞机上,使B-58的燃油效率极低,执行远程任务需要大量加油机进行保障。B-58创造了19项不同的飞行速度纪录,其中一些纪录至今仍然保持着。
超音速三角翼设计的奇怪飞行性能
“盗贼”的流线型三角翼设计产生了一些令人不快的飞行特性。在低速飞行时,B-58需要过高的仰角才能保持控制状态。在0.5马赫飞行时,飞行员必须保持水平线以上9.4°时,才能保持平飞状态。如果这个角度超过17°,飞机就会俯仰并旋转。在15000英尺(4572米)以下的任何高度,这种旋转都被认为是不可摆脱的。
1962年9月8日,菲茨休·“菲茨”·富尔顿少校驾驶B-58,携带5000千克有效载荷飞到26017米高空——这一纪录至今仍未被打破。
还有一个问题被称为“燃料堆积(Fuel Stacking)”。在急加速或急减速时,燃料在油箱中晃动,并改变飞机的重心。对于这种重心问题至关重要的高性能飞机来说,对飞机的操控性产生了不利影响。
这是位于俄亥俄州代顿的美国空军国家博物馆,收藏的康维尔B-58A“牛仔城盗贼(Cowtown Hustler)”号驾驶舱。
在那个时代,B-58体现了最先进的技术,其中就包括录制的驾驶舱语音警告。诺斯罗普公司聘请了女演员兼歌手琼·埃尔姆斯(Joan Elms)录制飞机的语音警告,B-58机组人员将飞机的性感嗓音称为“性感莎莉(Sexy Sally)”。
康维尔B-58逃生舱弹射静态测试,进行测试的是XB-58原型机。逃生舱专为高空高速时弹射而设计。
康维尔设计师拼命想要设计一种弹射系统,让机组人员能够在飞机以两倍音速状态飞行时,弹射逃生时并幸存下来。他们的解决方案是使用翻盖式逃生舱,在弹射前将飞行员紧紧闭合。如果在水上着陆,这种逃生舱可以当作独木舟使用。
康维尔58-9型SST原计划是一架超音速客机,可搭载52人,巡航速度为2.4马赫,但没有建造出来。
在这些逃生舱投入使用之前,已经使用活的黑猩猩和熊(信不信由你)进行了测试。事实上,1963年,熊成为第一只在超音速弹射中幸存下来的生物。那显然是一个不同的时代,笔者怀疑PETA(善待动物组织)今天是否会对这种事情做出积极回应。
结语
随着苏联S-75地空导弹系统的列装,康维尔B-58“盗贼”超音速战略轰炸机已经过时。
康维尔B-58“盗贼”是纯粹的末日武器。在没有全球热核战争的情况下,这架高度先进的飞机基本上毫无价值。然而,“盗贼”是太空时代冷战技术的明星。B-58速度快、外形时髦、致命性强,然而一旦飞行员疏忽大意,就难以逃脱坠毁的命运,确实是一款令人惊叹的战略轰炸机。