世界最快,能在3倍音速的極限速度下飛行,曾被稱為冷戰(zhàn)奇跡的美國女武神戰(zhàn)略轟炸機XB-70為何從未服役?造價7.5億美元,甚至比美國當(dāng)時航母價格還高,美國為何干這種冤大頭的事,讓錢打水漂?是技術(shù)太超前,還是冷戰(zhàn)博弈的犧牲品?
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冷戰(zhàn)產(chǎn)物
上世紀(jì)50年代,美蘇冷戰(zhàn)正酣,蘇聯(lián)搞出米格-25等高速攔截機,如此一來,美國現(xiàn)有的B-52轟炸機瞬間就顯得不夠看了。見此,美國空軍自然是急了,另辟蹊徑想要搞核威懾,要造個能甩開一切導(dǎo)彈和戰(zhàn)機的超級轟炸機。
最主要的是能穿透蘇聯(lián)嚴(yán)密的防空網(wǎng),將核彈投送到蘇聯(lián)腹地。當(dāng)時的主流方式是高空高速突防,在2萬米以上高空,以3倍音速,也就是以每小時3200公里的速度飛行,讓當(dāng)時的截?fù)魴C和防空導(dǎo)彈都望塵莫及。
于是1954年,美國空軍向各大公司招標(biāo),要求研制一款能取代B-52、具備洲際航程的戰(zhàn)略轟炸機。目標(biāo)更是簡單粗暴,速度3馬赫,升限7萬英尺,航程8000公里以上,能在2.1萬米高空持續(xù)巡航。最終北美航空公司接了這個地獄難度的訂單,搞出了XB-70,而它的設(shè)計即便在今天看來也相當(dāng)前衛(wèi)甚至科幻。
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科幻的外觀
根據(jù)美國國家博物館公開的檔案《航空周刊》1964年專題報道,XB-70長56米,翼展32米,相當(dāng)于一棟20層樓長的巨無霸,機身更是長得像一把利劍,機頭尖銳到能戳破音障。而獨特的“下折翼尖”則是XB-70最標(biāo)志性的設(shè)計,高速飛行時,主翼的外側(cè)部分會向下折疊,最大甚至可以到65度。
這產(chǎn)生了兩個神奇的效果,除了利用機身和折下的翼尖共同兜住激波,白嫖額外的升力,大大提高了高速飛行效率,還能解決了超音速飛行時飛機重心后移導(dǎo)致的穩(wěn)定性難題。這種設(shè)計理念在當(dāng)時看來簡直是腦洞炸裂,最主要的是帶來的各種性能參數(shù)也的確像模像樣。它的首飛飛行員阿爾文·懷特曾感嘆,駕駛它就像“駕馭一道閃電”。
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硬核性能參數(shù)
而綜合美國空軍官方報告、史密森尼學(xué)會2023年解密文件的數(shù)據(jù)。雖然XB-70當(dāng)時的設(shè)計指標(biāo)為3馬赫,但實際試飛中穩(wěn)定達到了3.08馬赫,也就是每小時3270公里。不要小看這多的0.8馬赫,要知道3馬赫已經(jīng)夠炸裂了,這加起來是什么概念呢?
聲音的速度在海平面大約是每秒340米,也就是說它飛得比聲音快三倍還多,而這個速度紀(jì)錄,對于一款大型戰(zhàn)略轟炸機來說,至今未被打破。
并且要知道,蘇聯(lián)當(dāng)時最先進的米格-25截?fù)魴C,最大速度也才約2.83馬赫,而且高速飛行時間還很短,發(fā)動機隨著有報廢風(fēng)險。至于美國自家的SR-71“黑鳥”偵察機,雖然最大速度約3.2馬赫,但“黑鳥”是偵察機,不承擔(dān)轟炸任務(wù),體型和重量也比XB-70小得多,沒有太大的可比性。
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此外,XB-70最終巡航高度在70000至75000英尺,也就是約21300至22800米。在這個高度,空氣稀薄,阻力小,有利于高速飛行,更重要的是,當(dāng)時絕大多數(shù)的地對空導(dǎo)彈和截?fù)魴C根本飛不到這個高度,或者到了這個高度也基本失能了。這樣對比下來,優(yōu)勢不要太明顯。
材料與動力
而為了實現(xiàn)高速下的耐熱,XB-70的機體則大量使用了當(dāng)時極其昂貴和難以加工的鈦合金以及不銹鋼。為此采用了一種獨特的“蜂窩夾層結(jié)構(gòu)”面板,表面是不銹鋼,就像保溫杯一樣,中間是蜂窩狀的支撐結(jié)構(gòu),這種設(shè)計既輕便又能在高速摩擦產(chǎn)生的高溫下保持強度。畢竟在3馬赫飛行時,機體表面溫度最高可達330攝氏度以上,常規(guī)鋁合金早就化了。相比之下,B-52的主要材料還是鋁合金,飛行速度不足0.9馬赫。
不僅如此,XB-70還安裝了6臺通用電氣YJ93-GE-3 加力渦輪噴氣發(fā)動機,單臺最大推力達到14000磅,也就是大約6.4噸。而6臺發(fā)動機全開的時候,提供的澎湃動力是它達到3馬赫的關(guān)鍵。但代價是油耗極其驚人,被戲稱為“油老虎”,雖然這讓它航程在一定程度上受到了限制,但XB-70的火力卻并不拉垮。
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載彈能力
XB-70作為戰(zhàn)略轟炸機,彈艙設(shè)計要求是可以攜帶多達14枚核武器,或常規(guī)炸彈,包括當(dāng)時的各種核炸彈和核導(dǎo)彈,美國空軍要求的戰(zhàn)略核打擊能力是完全達標(biāo)的。再加上XB-70在速度和高度上對同時代的轟炸機B-52是碾壓級的,甚至比專門用來攔截它的截?fù)魴C米格-25還要快、還要高。說它是冷戰(zhàn)奇跡真的絲毫不過分,各種黑科技完全點滿了。這也解釋了XB-70驚人的造價,單架原型機造價7.5億美元,相當(dāng)于今天的數(shù)十億美元了。
然而XB-70女武神這樣的大殺器,又花了這么多錢,美國卻從未讓它真正服役過,這是為什么呢?這主要是因為女武神有3大致命傷。
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三大致命傷
第一個就是防空導(dǎo)彈的崛起。就在XB-70研發(fā)的同時,地對空導(dǎo)彈技術(shù)日新月異。1960年,蘇聯(lián)用S-75防空導(dǎo)彈擊落了美國U-2偵察機,這直接證明了高空高速不再是“免死金牌”。等XB-70首飛時,蘇聯(lián)又搞出了速度超4馬赫的S-200導(dǎo)彈。而洲際彈道導(dǎo)彈的崛起,更是讓美國破防。當(dāng)時美國的“民兵”、“北極星”等洲際彈道導(dǎo)彈技術(shù)已經(jīng)成熟了。并且這些導(dǎo)彈價格更便宜,相比XB-70速度更快,只要半小時內(nèi)就能全球到達,根本不需要飛行員冒險,而且突防概率極高。相比之下,XB-70直接來了場事故打臉。
第二個就是事故的致命打擊, 1966年,第二架XB-70原型機與一架伴飛的F-104N戰(zhàn)斗機相撞,兩機俱毀,XB-70項目首席飛行員阿爾文·懷特雖彈射成功了但卻身受重傷,另一名飛行員不幸遇難。之后,事故調(diào)查曝露出XB-70存在嚴(yán)重設(shè)計缺陷,比如高速飛行時機體穩(wěn)定性差,飛行員逃生系統(tǒng)形同虛設(shè)。一時間,輿論炸鍋大罵這是送死飛機,見此國會趁機掐斷經(jīng)費。
第三個自然就是性價比太低。 7.5億美元的單價,當(dāng)時可是能造差不多兩艘航母,加上使用了海量的鈦合金等昂貴材料,制造和維護成本更是是天價。這么一對比下來,不管是從性價比還是安全性上來看,導(dǎo)彈比有人駕駛的超音速轟炸機優(yōu)勢太明顯了,與其花天價造個活靶子,還不如多搞點便宜導(dǎo)彈。
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為此, 當(dāng)時美國戰(zhàn)略空軍司令部內(nèi)部出現(xiàn)了導(dǎo)彈派與轟炸機派的激烈爭論,最終現(xiàn)實主義的導(dǎo)彈派占據(jù)了上風(fēng)。并且新任國防部長羅伯特·麥克納馬拉是一位精于成本效益分析的官員,他極力反對昂貴且單一的武器平臺。在他的推動下,美國空軍采用了“高低搭配”的策略。
簡單來說,就是保留并改進龐大的B-52機隊,利用地形掩護進行低空突防,成本低,數(shù)量多。然后發(fā)展新一代的FB-111中型轟炸機,以及后來的B-1槍騎兵轟炸機,它們兼具低空高速和高空高速能力,靈活且相對“便宜”。而在這種背景下,功能單一、天價的XB-70就變得有些雞肋了,是時候該放棄了。
7.5億美元真打水漂了?
可如此一來,美國之前在XB-70身上投資的7.5億美元不就打水漂了嗎?美國再財大氣粗也不至于到這個地步吧?
那你想多了,美國這么精明,才不會這么輕易當(dāng)冤大頭呢!別看XB-70沒服役,它攢下的技術(shù)可是養(yǎng)肥了整個美國航空業(yè),為什么這么說呢?比如,XB-70大規(guī)模使用鈦合金的經(jīng)驗,為后來的SR-71“黑鳥”偵察機、F-15戰(zhàn)斗機乃至航天飛機鋪平了道路。
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而氣動設(shè)計,特別是對激波的控制和利用,則深深影響了后來的可變后掠翼設(shè)計,如B-1B轟炸機和超音速飛行器的設(shè)計。還有YJ93發(fā)動機的研發(fā)為后續(xù)高性能發(fā)動機積累了寶貴數(shù)據(jù)。此外,還有人機工程與飛行控制,在如此高速下飛行,對飛行員生命保障系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)都提出了極高要求,這些經(jīng)驗都是無價的。
雖然“XB-70的項目經(jīng)費養(yǎng)活了美國航空工業(yè)十年”的說法可能有點夸張,但它的技術(shù)遺產(chǎn)確實滲透到了美國后續(xù)幾十年的多個頂尖航空項目中。
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