主题：【原创】折翼的“女武神”-美国XB-70轰炸机史(1) -- 八音机

最近大家都忙着谈利比亚和核电站了，英雄版技术贴不多啊。

偶最近写了一个，发出来博大家一笑，疏漏错误之处还望大家多多指正。

背景起源

对于冷战初期的美国空军而言,如果能够做的事情只是整天待在基地里，等候着苏联的战略轰炸机快飞到自己头顶的时候起飞拦截是不可想象，也是不能忍受的。美国空军需要的不仅是坚实的盾牌——截击机，在自己的国土上建立一道密不透风的防空网；更需要锋利的长矛——战略轰炸机，穿透敌人的领空，给敌人以不可承受的打击。但是在20世纪50年代，第一代实用超音速战斗机正在紧锣密鼓地研制之中，而更先进的战斗机设计也被提上了议事日程。相比之下，曾经显赫一时的B-47、B-52等亚音速轰炸机比想象中落伍得更快。朝鲜战争的经验表明，低速笨重的轰炸机如B-29等在高速灵活的战斗机面前生存力极为低下。这使得当时美国所奉行的大规模核报复战略的效用大打折扣。因此必须开发一种新的，能够有效穿透苏联领空的轰炸机，才能保证60年代以后的战略平衡。

于是美国空军在 1954 年 10 月提出发展具有洲际能力的轰炸机的构想，后来变为发展一种 B-52 的后续机种，要求其需要具有 B-52 同等武器载荷和续航力，1955年定名为“WS110A武器系统计划”，由北美航空公司和波音公司进行设计竞争。1957年12月选定北美航空公司作为主承包商，决定采用高效能化学燃料及压缩升力气动布局的火箭式飞机方案。同时与通用电气公司签订了发展J-93-GE-5涡轮喷气发动机的合同，计划于1962年1月开始试飞这种发动机。1959年“WS110A武器系统”定名为XB-70，并取消采用化学燃料的火箭式飞机计划，改成使用6台J93-GE-3涡轮喷气发动机。同 年 3 月国防部核准制作实体模型，于是北美公司在加利福尼亚州羚羊谷的棕榄谷分厂建立制造 XB-70 的专业工厂，而发动机则由通用电气公司设在俄亥俄州的辛纳蒂厂来进行推力改进的工作。与同时期的B-58轰炸机相类似，当时的空军非常倾向于尝试全新的技术，因此给予承包商极大的设计自由，甚至可以全权决定武器系统的设计。XB-70最初设计指标是：最大速度3倍音速，最大航程12,230千米，可携带多种核武器和常规武器，以3倍音速的速度飞往目标，并以以同样速度返航。

女武神的“凶姿”，大家可以与旁边的人作对比感受一下她的大小

• 【原创】女武神的黑星魂

它试飞的时候和护航的F104相撞坠毁是一个各种空难记录片都会提到的著名事故。Discovery的great planes - xb-70就是这架飞机的专题片。

Discovery的纪录片我倒是真没看过，哪里能下载到？那次著名的坠毁事故后文会提到。

设计特点

气动布局　为了适应3倍音速的飞行速度，XB-70在总体气动布局上有一些独特之处。在很尖的机头两侧装有鸭式前翼。主翼为小展弦比三角翼。机身细长，翼下有发动机进气道和发动机舱。装有双垂尾，起落架为前三点式。XB-70的鸭式全动前翼的后部为可下垂20°的襟翼，主翼后缘的左右两侧各有6块升降副翼，用于俯仰和横滚操纵。鸭式前翼则用于纵向配平调整。鸭式前翼偏转时(0°～+6°)，在飞机重心和升力重心之前产生一个正升力。这样，在实现纵向配平时几乎不产生配平阻力，从而获得较好的总升阻比。起飞着陆时升降副翼可作为襟翼使用。鸭式布局的缺点是大攻角时的俯仰稳定性差，侧风对垂直尾翼的影响大，前翼的洗流对发动机进气道产生干扰等。XB-70经过14,000小时的风洞试验，最后设计能保证大攻角时的稳定性。XB-70气动设计的另一特点，是成功地利用了1956～57年间提出的“乘波飞行”理论。飞机的巨大楔形进气道和发动机舱位于机翼之下。在以M3的速度巡航时，主激波之后的正值静压力作用于很大的机翼下表面，而上表面却没有相应的压力与之平衡，从而形成附加升力，其值约为总升力的30%。压缩升力并不产生相应的附加阻力，而且由于飞机可以用较小的攻角巡航，从而进一步减小阻力。“乘波飞行”理论的应用，使起飞重量从原来预计的350吨降为240吨,同时也使得XB-70成为全世界升阻比最高的载人飞机。XB-70的翼尖部分可以下折以适应不同的飞行状态。低空超音速飞行时下折25°；高空3倍音速巡航时下折65°。翼尖下折可以增大方向稳定性，使升力中心前移，以减小巡航配平阻力。XB-70采用了可转动的风挡整流罩。低空飞行时，机头前部很长的一块壁板可以绕其前铰接点折向下方，露出前风挡，形成良好的视界；速度大时，壁板上升，并使风挡与机头保持良好的流线形。XB-70采用电动控制激波位置的可调节进气道。矩形截面进气道长约24.5米，被飞机对称面分为对称的两半，每侧进气道向三台发动机供气。进气道进气楔的前半部分是固定的，稍后是三个铰接点和一个滑轨，使三块可动内侧壁板改变喉道截面。每块壁板由两个液压作动筒操纵。进气道后段上方的机翼上表面设有主分气门和调节分气门，用来控制喉部激波的位置。

结构特点　机体结构重68吨，为总重的28%。主要结构材料是沉淀硬化不锈钢PH-15-7Mo，占69%，钛合金占9%，还采用了少量镍钴合金Rene-41和高强度钢H-11，铝合金仅占1%，大量采用了PH-15-7Mo钎焊蜂窝壁板作为机身中、后段、机翼整体油箱部分和垂尾的蒙皮。最大壁板面积达3.05米×4.56米。这种结构是用黄铜将薄钢皮焊接在六角形蜂巢式钢结构物上制成的，需要在超净环境中生产，其强度与实心的钢差不多，同时也是良好的热绝缘体，能将高温限制在表面而不致于损伤内部。此外，还采用一些PH-15-7Mo的挤压件。XB-70A的非油箱结构部分，大量采用了钛合金。机身前段全部是用钛合金制造的普通蒙皮长桁结构。鸭式前翼、垂尾和升降副翼也都采用了钛合金结构。发动机舱采用了René-41镍钴合金。

机翼　悬臂式三角形下单翼，翼极有轻微翘曲。展弦比1.751，翼根处弦长35.89米，翼尖处0.67米。第一架全翼展有下反角，并略有扭转。第二架有5°上反角，前缘后掠角65°34′。整个机翼面上都是不锈钢蜂窝夹芯结构壁板钎焊在一起。蜂窝结构的前缘直接连接在前梁上。翼梁腹板是正弦波形。后缘有12片升降副翼，翼尖处的两片升降副翼在翼尖下折时不使用。升降副翼的结构与机翼的相似，每个由两个液压作动筒驱动。翼尖下折由液压操纵，低空超音速飞行下折25°，高空3倍音速巡航飞行下折65°，以改善稳定性和机动性。还有三轴增稳系统。

前翼　鸭式前翼很薄。可调节配平。有后缘襟翼。可放下升降副翼，也起襟翼作用，使这种飞机能从现有的美国空军重型轰炸机的机场起飞和着陆。前翼扭力盒是用钛合金的波纹形梁和蒙皮制成。前缘是不锈钢蜂窝夹芯结构，襟翼用钛制成。前翼和襟翼由液压作动筒操纵。每个都有两条独立的液压系统。展弦比1.997，后掠角31°42′。

　　机身　半硬壳式结构，基本上为圆形截面。顶部在座舱区是平的。机翼以前的机身主要是钛合金制成，但在当时其加工仍是一大难题，工程师们竭尽全力，终于将其驯服，他们也因此获得了美国金属学会的研究成就奖。之后的机身是不锈钢蜂窝夹芯结构。乘员四人：正副驾驶员、轰炸领航员和防卫系统操作员。登机门设在飞行舱壁板后边的右侧。

　　垂尾　结构与机翼相似。装有液压作动筒操纵的方向舵，前缘后掠角很大，达51°46′。

起落架　主起落架为四轮小车式，主要构件由H-11锻件制成。前起落架为双轮式，并有转向操纵装置。主起落架装有直径为1米的耐高温轮胎。起落架共重5,448千克，仅占飞机总重的2.2%。主起落架装有盘式刹车装置和自动防滑系统。此外，在机尾还装有三个直径为8.53米的着陆减速伞。

动力装置　6 台通用电气公司 YJ93-GE-3加力式 涡轮喷气发动机，具有变距涡轮导向叶片，每具加力推力高达 14060 千克。YJ93 的设计源自 F-4 使用的 J-79 发动机，是 J-79 系列的放大型，仅比 J-79 重约 680 千克，但推力增加了一倍，而且其加力燃烧室可以长期连续工作。 YJ-93-GE-3发动机用JP-6碳氢燃料。机内共11个整体油箱，每侧机翼内各三个，机身内五个，总载油量为136吨。

液压系统　四套独立工作的液压系统，其中两套主系统，两套公用系统，分别向七条分系统供压：第一飞行操纵系统；第二飞行操纵系统；着陆装置系统；军械系统；座舱环境控制系统；推进系统和应急发电驱动、着陆伞和风挡整流罩系统。液压系统的工作压力为280大气压，工作温度范围为-54℃～+232℃，液压油为Oronite70液压油，共833～984升。全机共有85个线性作动筒，44个液压马达，50个机械活门和400个电磁液压活门。液压管路长达1,600米，包括3,000个钎焊接头和600个机械接头。

飞行操纵系统　各舵面的作动筒和翼尖折转液压马达均是双重的。翼尖下折时，翼尖两块升降副翼被锁住。采用一套阻力装置防止驾驶员将鸭式前翼和垂尾操纵过度。低速时方向舵舵效低，其操纵系统采用两种传动比：起落架放下时偏转角为±12°；收上时为±3°。机上装有自动增稳系统，分别对绕三轴的摆动进行阻尼。增稳系统的电子部分是双波道的。

座舱环境控制系统　 两套平行工作的氟利昂制冷设备对驾驶舱和电子设备舱提供冷却和增压，使座舱温度保持为21℃～38℃，电子设备舱保持为44℃～77℃。

电气系统　一套115～200伏、400赫全交流馈电系统，由两台240/416伏60千伏安无刷旋转整流式主发电机供电。电气系统包括三根主汇流条：左、右和基本汇流条。基本汇流条按应急制联接，由一台液压马达驱动的120/208伏应急发电机供电。

XB-70结构示意图

工人正在检查油箱的密封性，注意他是站在油箱中！

工作人员在检查进气道

三具YJ-93 发动机,注意中间那具涡轮叶片有破损

网上有关于X70女武神的相当详细的资料。

http://wenku.baidu.com/view/4327d269a45177232f60a208.html

写的相当不错！

我就是随便写写，大家觉得有意思就看看。

那篇文章我看过，美言网常长真臻四代机基本知识系列，这个系列写得都相当不错，建议大家都看看。可惜这家伙09年挖的这个大坑到现在也没填满。

顺便给出这个系列的链接吧，不过美言网需要先注册,而且图片链接好像也失效了。

外链出处

我对XB-70知之甚少,也是看了楼主的帖子才在网上放狗看资料,看视频,跟着了解了不少东西.

CCH海纳百川,群英荟萃,这也是我喜欢来的理由之一

感谢楼主.

都是汉字，有人去翻字典吗？

牛的关键有三点：

1，变距涡轮叶片。虽然我觉得是笔误，实际应该是变距涡轮导向叶片，但即使这样，仍是非常牛。我完全是拍脑袋猜测这是笔误，因为变距涡轮似乎尚未在实用发动机上有过；

2，长期加力的加力燃烧室。希望能知道具体信息。

3，JP-6碳氢燃料。这与黑鸟用的那个连火柴都点不着的燃料是同一种吗？

黑鸟为了抗热变形，飞机在地面时漏油。女武神是否克服了这个问题？

我手头的资料只是说她燃油系统工作时小毛病不断，但是没有具体的资料，由于使用的是JP-6燃油，因此肯定不会像黑鸟那样漏油

比起JP-6来的优点就是高燃点低挥发性。

第一个确实应该为变距涡轮导向叶片，多谢指正。

第二个我再查查

难道JP-6比较粘稠所以不容易漏油？

首先说一下两种燃料。JP-6本身就是高温燃料了，而黑鸟用的JP-7更为变态，需要用三乙基硼烷才能引燃。至于粘稠度肯定是JP-7更为粘稠，但是黑鸟漏油的臭名昭著是举世公认的。

个人认为，之所以JP-7高燃点，低挥发性，漏一点也无妨，使得黑鸟的燃油系统更为简单可靠。而XB-70却不得不设计复杂而可靠性低的燃油系统防止JP-6的泄露。这大概也是黑鸟后来翱翔天空三十年，而女武神只能终老于博物馆的原因之一吧。