主题:【原创】“飞槌”(上) -- 蛇公子
杰克·诺斯罗普的XP-79B喷气战斗机的样子看起来与众不同,而其攻击方式更是异乎寻常。
二战末期,德国上空的美国轰炸机编队偶尔会遭到一种小型的火箭动力拦截机——梅塞施密特Me-163“彗星”的攻击。虽说高速的Me-163的表演可说是壮观多过有效,不过美国飞行员们还是为这种看起来如此先进的武器感到惊异,丝毫没意识到他们自己的国家早在1942年就进行了类似技术的研发。
该项研发几乎与Me-163同时开始,其最终成果就是诺斯罗普XP-79,最初这是一种火箭动力的飞翼型飞机,但是后来美国人的设计改为喷气动力的XP-79B。两者之间另一个重要区别是攻击的方式,Me-163试图用30mm航炮和无控火箭保卫摇摇欲坠的第三帝国,而XP-79B击落其对手的方式的最佳诠释就是它的绰号——“飞槌”。
约翰·K·“杰克”·诺斯罗普设计过众多常规布局的飞机,而他对于飞翼概念的着迷也是众所周知。他认为纯粹的翼形表面具有最有效的升力性能。而且没有机身和尾翼部件也意味着影响整体性能的阻力最小,制造费用也更低。在设计了著名的洛克希德“织女星”系列单翼机后,诺斯罗普在加利福尼亚柏班克成立了一家自己的小公司“飞机公司”。1929年诺斯罗普的第一架飞翼机在柏班克机场进行了第一次成功的试飞。同年他的企业改名为“诺斯罗普飞机公司”并加入了联合飞机和运输机公司。大萧条期间,诺斯罗普暂时搁置了他的飞翼梦想,转而制造一些能赚钱的产品,像是屡破记录的阿尔法、贝塔、伽玛和德尔塔系列高速邮政机,和BT-1、A-17这样的军用飞机。1939年诺斯罗普脱离了联合体成为一家完全独立的企业——“诺斯罗普飞机有限公司”并迁移到加州霍桑。
XP-56“黑子弹”
1940年开始诺斯罗普设计并试飞了多种飞翼机,如N-1M和N-9M。他还制造了一架近乎于飞翼的战斗机XP-56“黑子弹”,最后证实是一个失败的作品。不过诺斯罗普的飞翼概念在1942年取得了戏剧性的进展,他让陆军航空队相信他可以建造一种能够达到音速的战斗机。1942年9月,在德国人的Me-163首飞一年后,诺斯罗普完成了美国第一种火箭动力军用拦截机的可行性研究。随后陆军与之签订了合同,掩藏于陆航的保密项目“12号工程”之下,该项设计是一种翼展只有32英尺的火箭动力飞翼机。首先要建造三架滑翔机测试这种布局的空气动力特性,并作为火箭动力飞机的模型。“12号工程”的第一个试验品是一种无动力滑翔机,其型号被指定为MX-334。
诺斯罗普MX-334滑翔机
第一架飞机安装了滑撬,后来改为可分离的四轮滑车,可在起飞后抛掉,之后在第二架和第三架飞机上又改为流线形的三轮车式固定起落架。前起落架如果安装在机身中线上,其减震杆就要穿过驾驶舱,因此只好向左偏移,不过对飞机的起降没有什么影响。整架飞机由具有焊接的钢管中心部件的胶合板构成。飞行员俯卧在机舱中驾驶飞机,这种姿势让飞翼结构可以更“薄”而减少阻力;也使飞行员可以承受更大的过载。然而这也让他不得不以一种毫无尊严的方式进入机舱——从机翼后缘爬上飞机,然后趴下来滑进三角形的舱口。控制系统包括由飞行员控制杆操纵的升降副翼,和被称为“brudder”的具有方向舵和减速板双重作用的控制面;翼尖安装了在XP-56上试验过的气动膜盒方向舵,这是一个水平的管道,飞机飞行时空气可以自由通过,当飞行员操纵脚踏板时,一个阀门会控制膜盒中的气流偏转,起到辅助翼尖分裂式襟翼方向舵的作用,当飞行员操作另外一个把手时,则可以起到刹车的作用。
诺斯罗普和他的首席空气动力学家威廉·R·希尔斯博士将飞机设计成纯粹的飞翼,没有任何垂直翼面。相关计算显示若想在高速飞行时保持稳定就需要增加垂直尾翼,这引起了一场争论,最后希尔斯不情愿地同意加上一个钢丝张紧的垂直翼面,条件是一旦试飞结果显示没有必要就可以把它锯掉。但是这个看起来完全是多余的东西在后来的试验中一直保留下来。
在多次尝试用汽车牵引MX-334起飞的努力失败后,只好由P-38“闪电”拖曳它升空。1943年10月2日约翰·麦尔斯驾驶第一架无动力滑翔机进行了试飞。在随后几个月里,约翰·麦尔斯同其他诺斯罗普试飞员哈利·克罗斯比和亚力克斯·帕帕纳一起进行了大量试飞,研究了三架滑翔机的安定性和控制特性。陆军航空队的试飞员也在加州莫洛克干湖和内华达罗奇干湖的试飞基地参与了试飞,在官方的试飞报告中,陆军飞行员认为这种滑翔机确实可以飞行,在三个轴上都可以控制。副翼效率不错,但是不能满足战斗机的必要条件。对于方向控制,从操作方向舵踏板到气动控制面动作的时间滞后很大,因而这种布置形式看起来行不通。除了这些缺点,MX-334的操纵性能和当时所有陆军飞行员测试过的飞翼机一样或更好。
1944年初哈利·克罗斯比在试飞期间站在MX-334中间,MX-334上下各有一个舱盖,通过这张照片可以对滑翔机的尺寸有个直观的印象。
MX-334座舱特写,可以看见用于支撑飞行员下巴的V形支座。
在一次试飞中,克罗斯比刚解脱牵引绳就飞进了P-38的尾流,他的滑翔机上仰后失速并进入了自旋,虽然很快就莫名奇妙的脱离了自旋,恢复为稳定的浅滑翔,但问题是飞机还处于倒飞状态。经过一番努力,克罗斯比发现已经无法控制,于是抛掉了逃生舱盖,蠕动着爬到机翼上面(也就是飞机的下表面),稍坐片刻,搞清楚自己所处的困境后,跳出去打开了降落伞。正当他环顾四周时,发现那架无人驾驶的滑翔机竟然转了半圈儿冲着他撞来,险险擦着降落伞飞过,惊出他一身冷汗。滑翔机和克罗斯比几乎同时落在相距不远的地方,飞机完全损毁,不能修复,飞行员毫发无损,可是幸运女神不会永远眷顾于他。
尽管损失了第二架MX-334,从1943年末到1944年初试飞仍然按计划进行,直到诺斯罗普的技术人员将427磅重的航空喷射火箭发动机装上飞机。发动机喷嘴从机翼后缘突出,四个加压罐和两个推进剂罐以及液压、电气控制系统被小心地安装在机翼中,装有乙基苯胺燃料和发烟硝酸氧化剂的推进剂罐分别安装在飞行员两侧,中间用厚重的氯丁橡胶帘隔开。从1944年6月20日开始,在哈伯干湖进行了火箭发动机的地面测试,由哈利·克罗斯比完成了滑行试验。到7月4日,飞机和飞行员都准备好进行重要的飞行。
美国的第一架火箭动力飞机,诺斯罗普MX-324,在俄亥俄代顿莱特场陆军航空队装备中心设计制造。
哈利·克罗斯比驾驶火箭动力的MX-324飞行。
1944年7月5日,Me-163首飞近三年后,MX-324在P-38的牵引下到达了8000英尺上空,克罗斯比扣动操纵杆上的扳机,点燃了200磅推力的航空喷射XCAL-200火箭发动机,进行了约3.5分钟的飞行,然后柔和的降落在湖床上。这是美国第一架火箭动力飞机的首次飞行。此后又进行了多次火箭动力飞行,值得一提的是,在这些试飞中应用了早期的遥测技术,通过无线电将飞行测试数据传送到地面记录器。
*如果将本文涉及的英制单位都换算成公制,就会出现一堆很不顺眼的奇怪数字,所以将换算标准列于此处:
1英尺=0.3048米 1英寸=25.4毫米 1磅力=0.4536公斤力=4.4482牛
1磅=0.4536公斤 1mph=1.6093km/h
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🙂【原创】“飞槌”(上)
🙂06年送花时踊跃啊,现在补上 Slay0r 字192 2009-06-27 15:00:17
🙂这个感觉出现在卢卡斯的电影里更合适啊 导演刘化卿 字0 2006-09-02 10:26:35
🙂【原创】“飞槌”(下) 11 蛇公子 字8519 2006-09-02 07:57:08
🙂我觉得啊,中国的飞机设计与制造业应该把航空历史上做过 1 然后203 字92 2009-06-26 19:38:06
🙂这个不现实,也无必要 忘情 字198 2009-06-27 03:17:18
🙂分散和集中体制各有优势吧. 然后203 字292 2009-06-28 05:10:18
😄蛇皮地板还归俺 肥肥烤猪 字0 2006-09-02 09:06:56