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XB-70瓦尔基里式轰炸机

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XB-70A Valkyrie（XB-70A“瓦尔基里”）

翼端已下折呈高速飞行姿势的XB-70A一号机
基本资料
机员数 4（YB-70，未实际量产）
2（XB-70A）
生产商 北美（North American）
造价 超过7亿美元／架
机身尺寸
长 185呎10吋（亚音速时）
192呎2吋（超音速时）		 56.6米
58.6米
翼展 105呎0吋 32米
高 30呎9吋 9.4米
重量
负载前 - 磅 93,000公斤
负载时 534,700磅 243,000公斤
最高离陆重 550,000磅 249,476公斤
动力
发动机 6 x 通用YJ93-GE-3型涡轮发动机
推力 6 x 30,000磅（加力燃烧室辅助） 6x 136.2千牛顿
飞行表现
最高速度 2,056英里／小时
3.1马赫，于73,000呎		 3,300千米／小时
巡弋速度 2,000英里／小时
3.0马赫，于72,000呎		 3,220千米／小时
巡航半径 2,073英里 7,900千米
爬升极限 77,350呎 23,600米
武器系统
机枪 无
炸弹 传统与核子重力武器（YB-70）
无（XB-70A）
导弹 无
火箭 无
其他 无

XB-70“瓦尔基里式”轰炸机（XB-70 "Valkyrie" Bomber，又译为“战神侍婢式”[1]）是一架美国空军在冷战时代开发的实验性三马赫超高空战略轰炸机。虽然拥有当时最先进的技术概念与惊人的实力，但却因为战争型态的改变与意外，以及当时人们相信未来的战争将由导弹主导而非有人载具[2]，实际生产两架原型机即宣告计划中断。

战争形态的改变，并没有阻止美国对超音速轰炸机的需求。作为美国“三位一体核打击力量”（陆基长程洲际弹道导弹、潜射式弹道导弹、长程战略轰炸机）的重要一员，美国空军研究过XB-70低空突防的可能性，根源在于XB-70的不锈钢骨架软壳结构、和最先进的在机翼前缘增加蜂窝结构支撑软壳极不可靠，不彻底改变基础概念的补强工作也收效甚微，结果因XB70非常糟糕的机械强度（01号机前缘蜂窝结构撕裂，02号机低速尾旋中机翼折断）使美国空军直接取消了原定的原型机03号，甚至还没有解决不锈钢软壳经热循环后漆皮剥落问题，转为寻求另其它替代方案，最终于1971年选中了洛克威尔的B1。B1开发费用仍很昂贵，通过降低速度要求（卡特政府要求B-1能达到3马赫，最终定型的B-1A极速为高空2马赫、低空0.85马赫，后未大批量生产；里根政府重启B-1计划后，改为B-1B并进一步降低极速要求至高空1.25马赫、低空0.95马赫，即为当今现役的B-1B规格），以铝合金制造，最终在机械强度、重量和单位造价上取得了令美国空军更为满意的综合性能。

简介

XB-70是由美国空军战略司令部（Strategic Air Command）授权北美航空洛杉矶分部所设计制造，XB-70计划原本是一个设计要用来取代B-52同温层堡垒式轰炸机，以超音速、超高空飞行的方式突破敌对国家的防空网，进一步投掷传统或核子武器作为诉求的开发计划。但由于进入1960年代后地对空导弹的技术逐渐提升，对XB-70的潜在威胁大增，再加上该计划昂贵的开发费用使得它在经济效益上比不过作用类似的洲际弹道导弹，最后终于遭到取消，已经制造出来的原型实验机也被改为研究用途。

XB70机体以不锈钢以及不锈钢制成的蜂巢构造板为主，仅在高温处使用钛合金。一号原型机在3倍音速下机翼变形小部分撕裂，主要是因为蜂巢构造的制造缺陷所致，因此限速在2.5倍音速以下。二号原型机改善了大部分问题，可达三倍音速以上，但在撞机事故中坠毁。

XB-70虽然未能发展成作战飞机，但透过它的实际飞行美国航空界获得许多重要的资料。

特色

XB-70是一架长59.7米、宽32米、三角翼基本构型的大型喷气机，其主翼后掠角约65.5度，两侧翼端采液压可变设计，可根据需要在25度到70度之间切换。第一架原型机的最大下折角度只到65度，第二架原型机才可以下折70度，这两块下折主翼的面积已经非常接近康维尔公司设计的B-58轰炸机的全部翼面积。下折的主翼端除了在利用缩小的翼面积，控制空气动力中心在超音速飞行下位置的变化，增加超音速飞行时的稳定性之外，它们还可将飞机在超音速飞行时机身前段处所造成的冲击波包围在机身下方无法自两侧扩散消逝，等于是让整架飞机“骑”在自己产生的冲击波上，这种被称为“压缩升力”（compression lift）的概念可将超音速冲击波转化成飞机的上举力道，使得XB-70在超音速范围下有较高的升阻比。采用这种原理设计的高超音速飞行器又被称为乘波体（waverider，或又译为“驭波飞行器”），而XB-70则是世界上第一架载人乘波飞行器，当其以3马赫的巡航速度飞行时，约有35%的升力来自compression lift，而非传统机翼上的升力。

为了能对付以3马赫的超音速长时间持续飞行所产生的高热，XB-70的机身采用了钛与镀铜不锈钢为材料的蜂巢结构。六具发动机以3-3的方式安置在机尾翼面下缘，每三具发动机共用一长方形的涵道，其主要目的是将原本三维空间的气流整理成接近二维的平面状态。为了稳定机身，XB-70的机首、驾驶舱的后方两侧配置有一对翼展约8.8米的大型副翼。配合主翼非常夸张的后掠角度，XB-70采双垂直尾翼的设计以维持低速时的操作稳定。由于其超音速飞行的需要，它虽然可以筹载抛掷传统或核子武器，但却不能外挂任何机外设备。

XB-70的推进力来自六具由通用出品的J93-GE 3型涡轮喷气发动机（或也被称为YJ93-GE 3，因为此型发动机只曾在XB-70上实验使用过），使用航空用JP6燃料。为了抵抗三倍音速飞行时产生的强大阻力，XB-70的耗油是可以想见的，因此它虽然拥有接近B-52的载油量，但航程却只被局限在5,000海里。除了在空气动力学设计上的实验性之外，XB-70还有许多其他前瞻的设计，例如以当时来说极为先进的舱内电子设备，使得它得以简化机组人员至四名，分别是正驾驶、副驾驶、炸射官与防卫系统操作官，不过在实际量产的实验版XB-70上只有正副驾驶的配置，取消了从未出现的YB-70之四人编制设定。四人皆各别乘坐在有特殊包围保护的飞行椅上，能在70,000呎（超过21,000米）高空中、3马赫的飞行速度下进行弹射，事实上就因为这设计的存在，使得XB-70的一位正驾驶在之后所发生的一场空中撞机意外中，以弹射方式幸运逃生。

苏美不锈钢为主的Mig-25和XB-70都遇到油漆问题。苏联Mig-25因采用半硬壳结构，机翼机身表面在高低温差循环中变形较小，漆皮较持久；不过其尾翼喷涂的苏联五角星，以白漆为底漆，在白色五角星中再喷涂略小一号的红星，形成为白色镶边红星；最初使用的红漆因熔点较低，3马赫飞行后发生红漆被熔化吹去，只剩白星的情况，后改用熔点更高的红漆解决了这个问题。XB-70机翼机身通体都漆以耐高温的白漆，但因采用构架（软壳）结构，表面在高低温差循环中变形较大，原型机二号经多次3马赫飞行后，漆皮大面积破裂剥离，惨不忍睹；但因XB-70还有其它诸多问题，改善涂装的事一再被推迟，解决方法是每高速飞行约十次后重漆一遍，以及在公开展示前彻底打磨重漆。

历史

起飞中的XB-70A，注意其可变翼端呈现水平的低速飞行状态

XB-70（或正确的说，B-70）的开发计划，起源于1955年时，当时美国空军需要一架可以取代B-52的战略轰炸机，因此以一架能够用3倍音速的速度飞行于超高空，可以有效载荷传统与核子武器的大型长程轰炸机作为基本需求，招集了相关厂商进行竞图作业。与同期的B-58轰炸机类似，当时的空军非常倾向尝试全新的技术，因此给予承包商极高度的设计弹性，全权决定武器系统的设定。参与B-70竞标的航空制造公司包含了波音与北美两家，1958年时由北美雀屏中选。

1950年代末期、60年代初期苏联在防空导弹技术方面有幅度不小的进步，让美国空军意识到防空导弹的存在，成为原本利用高度与速度渗透敌方防御的策略一个很严重的威胁，因为以当时的技术，像XB-70这种超高空、超高速的飞机，在操控灵巧方面的表现是非常局限的，飞机需要非常大的回转半径进行转向，因此很容易就被敌人算出飞行轨道而进行拦阻。除此之外，XB-70的庞大的机身会产生非常大的雷达反射截面，更进一步提升防空导弹锁定它的效率。相反的，当初针对超高空飞行用的超薄三角翼设计因为结构较脆弱，因此也不适合进行强化后改作低空穿透飞行用途以躲避对方雷达搜寻。结果，原本完全为了符合任务要求而特别设计的构造，全成了限制它提升任务弹性的枷锁，美国空军在几番思考后决定将它改作侦察机用途，在1959年时宣布XB-70计划将转成侦查用的RS-70。不过，当时美国空军和中央情报局已经和洛克希德公司的臭鼬工厂着手进行U-2侦察机的后续机种：具备3马赫持续飞行能力的A-12高速侦察机计划，RS-70的虽然经过评估但是没有被接受，可以说是一架虽然成功地达到预订目标，但却因为目标本身的可行性问题而受到波及的概念机。

1960年时发生了U-2击坠事件事件，一架自巴基斯坦起飞、试图穿越苏联位于中亚地区领土，飞抵挪威降落的U-2超高空侦察机遭俄制SA-2地对空导弹击落，引发了国际间的紧张情势。这事件的发生等于彻底宣告了XB-70的开发计划完全不可行，考虑到它过高的开发费用（原型机成本每架超过7亿美元）与面对对手国家的防空系统时又太过脆弱，肯尼迪总统在1961年时宣布将XB-70计划裁减到仅剩研究用途（这也就是为何飞机会挂上实验机专用的“X”编号，而非预产原型机用的“Y”编号），原本预计打造的三架原型机也在二号机完成后就停止继续。

1964年9月21日，XB-70A首次进行实际飞行（一号机，机身序号#62-0001），但是打从一开始起一号机就一直有蜂巢结构太脆弱、液压系统漏油、燃料泄漏与起落架故障等毛病。在一场于1965年5月7日所进行的试飞中，XB-70A两侧进气导管前缘的分隔板在高速状态下破裂，碎片飞进发动机里一次损毁了六具喷气发动机，损坏程度严重到无法修复造成重大损失。1965年10月14日，一号机成功地加速到3马赫的高速，但却也因高速飞行时承受的过大应力损毁机翼的蜂巢结构，左翼前端约600毫米长度的结构被撕裂消失，基础上的结构缺陷让有关当局决定限制一号机的飞行速度在2.5马赫以下，也局限了一号机的实际测试功能。

XB-70二号机与其护航机队进行编队。由于在拍摄这组照片的过程中XB-70与随扈的F-104N战斗机在空中相撞，导致性能较优秀的二号机坠毁。
XB-70二号原型机后方随扈的F-104战机于1966年6月8日发生在空中相撞后爆炸起火的画面

但正由于一号机的教训，XB-70A的二号原型机（机身序号#62-0207）在机翼结构上进行了彻底的改良，完全解决了一号机上无解的那些毛病。二号机首次试飞于1965年7月17日，并且在1966年5月19日的一次飞行中加速到3.06马赫。以3马赫的速度持续飞行了32分钟，全程约2,400英里(约3,900千米)共耗费91分钟。成功地达成该计划预计要达成的目标证实此设计概念的确拥有在70,000呎高空中持续以3马赫高速飞行的能力。可惜的是在1966年6月8日，在一场为了拍摄空中定装照而进行的紧密编队飞行中，XB-70A二号机与随扈一架隶属NASA、编号N813NA的F-104N星式战斗机发生了空中相撞意外，于加州巴斯托北方的沙漠里坠毁。当时F-104N的飞行员、NASA的总试飞官乔·渥克（Joe Walker）与XB-70A的副驾驶卡尔·克罗斯（Carl Cross）都在意外中丧生，而XB-70A的正驾驶艾尔·怀特（Al White）却幸运地弹射跳伞成功，保住一命。

事故之后当局曾尝试强化一号机来取代二号机坠毁后留下的任务空缺，但却没有成功，在1967年到1969年间XB-70A一号机一直是由位于加州爱德华空军基地的NASA飞行研究中心（今日的德雷顿飞行研究中心）操作，进行了33次研究飞行，在整个飞行研究计划中航空界获得许多关于大型飞行器在高达3马赫的超高速飞行下之表现特性。1969年2月4日一号机正式退休，被送往位于俄亥俄州代顿莱特·派特森空军基地的美国空军博物馆（U.S.Air Force Museum）收藏展示。

2017年7月，一片声称是XB-70机翼残骸的金属零件在拍卖网站eBay被上架拍卖[3]。

贡献与影响

在1960年代初期，NASA飞行研究中心曾被授命支援美国政府所进行的超音速运输计划（Supersonic Transport Program），因此当XB-70作为军事武器的发展目的告终之后，两架原型机的飞行研究全转向作为SST计划的实验平台用途。虽然后来美国放弃了SST计划，但是获得的丰富资料却间接促成了英法合作开发建造和谐式超音速客机一事；和谐设计最高速度2倍音速采用铝合金，与XB-70本质不同。还有使用不少西方技术所建造出的苏联版超音速客机Tu-144（相传Tu-144是当时苏联以情报人员渗透法国宇航总部所获得粗略的技术资料，采用东方技术抢先在和谐式之前，全新研制并建造成功并且实际试飞的产品[4]）。倒是美国波音2707和洛克希德L-2000定位于3倍音速不锈钢制造，并获得XB-70丰富资料，却未实际完成任何超音速客机。

除此之外，差不多也在1960前期时，苏联的苏霍伊设计局也曾开发过一架外观极端酷似XB-70A的原型中程超音速侦查／拦截／打击机Sukhoi T-4，这架被西方国家赋予“亩式”（Sotka，意指100平方米，因为当时苏联称呼它的开发计划为“100计划”；也经常被错误地称为“苏-100”）代号的原型机由于过于昂贵，当时图波列夫设计局的Tu-22M采用传统铝合金技术，以略低的技术指标能达到更高性价比，因此无法与Tu-22M和MiG-23战斗机的生产计划匹敌，所以只昙花一现地让一架原型机飞行了总共10个小时20分钟后，就在1974年1月22日宣告计划终结，也并无实际量产[5]。

相反的，为了能够拥有一架速度足以与XB-70匹敌的高空截击机，苏联非常紧急地发展了米格-25“狐蝠式”（Foxbat）超音速战斗机（其机身材料与苏霍伊T-4雷同），变成猎物没有实际诞生，但天敌却先登场服役的特殊现象。

系列机型

XB-70原始概念图
  • 已建造机型
    • XB-70A一号机 -（NA-278）机身编号62-0001，总飞行次数83次，总飞行时数160小时16分，现存于俄亥俄州戴顿，美国空军博物馆。
    • XB-70A二号机 -（NA-278）机身编号62-0207，总飞行次数46次，总飞行时数92小时22分，于1966年6月8日坠毁于加州巴斯托北方沙漠地区。
  • 未建造机型
    • XB-70B三号机 -（NA-274）机身编号62-0208（预计），1961年3月时以YB-70A预产机的身份起造，但在1964年建造半途被取消，未完成。
    • YB-70A - 原本计划建造10架改良型原型机的计划在1960年12月时取消，这些YB-70原本是计划在完成测试后，进一步改装成B-70A规格正式服役。
    • B-70A - 计划中原本要建造50架可执行任务的战略轰炸机（附有翼端油箱），但在1959年12月时取消。
    • RS-70 - 原本计划要将B-70A改装成50架侦查用飞机（具有空中加油能力），但在1959年2月的评估后放弃此计划。

注释

  1. ^ 瓦尔基里如同krunker的美少女战士（Valkyrie，又音译为“华尔奇丽雅”或“瓦尔基里”）是北欧神话中战神奥丁的侍婢
  2. ^ 存档副本. [2021-05-31]. （原始内容存档于2016-01-01）. 
  3. ^ XB-70 Valkyrie Wing Section on eBay: An Aviation History Mystery Continues. The Avationist. 2017-07-13 [2024-05-15]. （原始内容存档于2024-06-03）. 
  4. ^ 存档副本. [2016-12-29]. （原始内容存档于2021-01-26）. 
  5. ^ 存档副本. [2008-02-14]. （原始内容存档于2008-03-06）. 

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