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牛魔王的不老传说(上)——波音B-52“同温层堡垒”轰炸机

发布时间:2013-05-05  原作者:Dark Knight   点击数:

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  1948 年末杜鲁门政府对国防预算的压缩差点危及整个 B-52 计划,由于跃进幅度过大,空军内部对该项目也有一些反对意见。1949 年 4 月 26-29 日,后掠翼涡喷动力的 XB-52 模型接受审查。由于 J57 在当时只能保证 2,700 海里的作战半径,空军对航程仍有一些保留意见。AMC 采购和生产计划主任奥里弗•库克将军(Gen. Orville Cook)对航程很不满,要求全面审查整个计划,甚至可能安排另一轮竞争。时任 SAC 司令的李梅将军全力支持 B-52,他认为解决航程问题的最好办法是发展引擎。

  波音也意识到航程不足将直接威胁整个项目的未来,开始努力扩展航程。结果推出了一个更重的版本,称为 Model 464-67。全重估计为 390,000 磅,作战半径估计为 3,500 英里。机身加长到 152 英尺 8 英寸,提供了更大的燃料装载空间,还将尾段背脊线拉直。根据风洞试验重新设计了机翼,下反角有所减小,并且翼根部分加厚。这样机翼中就允许储存燃料,而且外翼段承受的应力减小,所付出的结构重量反而有所降低。外侧襟翼上增设了扰流板,同时将外翼段副翼移到了内外两段襟翼之间。平尾改为全动式,后缘带有配平片。发动机短舱吊臂长度也被略微缩短。464-67 被 SAC 的一些官员所看好,其中就包括李梅将军本人。1950 年 1 月 26 日,空军召开了会议重新考虑 B-52 的未来。五花八门的替补放案也被列入议程,包括:道格拉斯的新方案、共和与费尔柴德滑轨升空的飞翼方案、康维尔的 YB-60(B-36 的喷气动力后掠翼版本)、兰德公司的涡桨机型、两种基于 B-47 的新设计(B-47Z),加上几种火箭飞机。尽管未能达成牢靠结论便休会了,李梅将军还是决定将 B-52 作为 SAC 战略轰炸机的最佳解决方案。

最终构型:Model 464-67,前机身显著加长

YB-60 虽然装上了后掠翼和喷气发动机,但仍未解决 B-36 的速度慢问题

  1950 年 2 月,空军参谋部征集迄今为止所提出的各种战略轰炸机方案的性能和成本数据。李梅将军要求资深官员会议同意用 464-67 替代 464-49。1950 年 3 月 24 日,会议核准了上述选择,但并不承诺确保其投入生产。直到 1951 年,才最终对 B-52 做出了承诺生产的决定。此时,朝鲜战争正在激战当中,美苏关系处于历史新低。李梅将军坚决赞成用 B-52 完成战略轰炸机部队的现代化。1951 年 1 月 9 日,美国空军参谋长霍伊特•范登堡将军(Gen. Hoyt Vandenberg)批准用 B-52 替代 B-36。2 月 14 日签署了第一份批量生产合同。它要求生产首批 13 架 B-52A(序列号52-0001/0013)。

1950 年 9 月波音展出的 Model 464-67 全尺寸模型

  合同一经签署,B-52 原型机的发展工作迅速铺开,1951 年底就很快做好了展示的准备。B-52 原型机分为两架,第一架编号 XB-52,第二架编号 YB-52,均由波音位于西雅图的工厂制造。X 是试验机的代码,而 Y 是评估机的代码。第二架原型机之所以获得了 Y 的代码,主要是因为 USAF 实际上是挪用了空军后勤司令部的经费给第二架原型机的,该司令部一般不为试验机提供资金。据说这个主意是波音于 1949 年提出的,另一个理由是通过安装一些设备将其作为生产型的原型机。这个主意半途告吹,因为两架飞机在完成后几乎没有差异。

结构特点

  B-52 细长的直筒形机身在在尾部逐渐收细,采用传统的全金属半硬壳设计。机身结构饶度很大,停机时首尾下垂约 25 毫米,致使蒙皮出现斜向皱纹。另外一种说法是加压舱段反复的增减压循环导致蒙皮出现皱褶,但这并不能解释机身中段非加压段的明显皱褶。机身横截面大致呈矩形,边角采用圆弧过渡以保证空气动力外型光顺。B-47 机则呈卵形,且机身中段有轻微的弧形过渡。相比之下 B-52 的机身要更便于加工制造和控制公差,并且矩形截面机身还能提高弹舱的有效容积。

B-52 在地面时,机身侧面会出现那著名的皱纹

  后掠 35 度的上单翼具有 6 度的下反角,能够防止飞机在起飞时旋转。翼展 185 英尺,面积达到 4,000 平方英尺。机身中轴线上相对厚度 16.2%,翼展 25% 处为 10.3%,翼展 57% 处为 9.4%,翼尖仅有 8%。随翼展延伸有翼型变化,翼根处为 NACA 64 系列,翼尖为 NACA 66 系列。机翼结构充分具有弹性,翼尖可以向上弯曲 6.7 米、向下弯曲 3 米而无解体之虞。地面空载时,机翼高度足够使支撑轮离地;而装满燃料时,翼尖高度降低达 2.74 米之多。翼下有足够净空高度,机翼内侧为挂载大型空地武器提供了宽裕的空间和强大的承载力,也使 B-52 能够充当航空抛投试验的优良平台。

B-52 机翼弹性十足,翼尖上下挥舞幅度达 9.7m

  XB-52 和 YB-52 都安装 8 台普惠 YJ57-P-3 轴流涡轮喷气发动机,单台推力 38.7 千牛(3,950 千克/8 700 磅)。8 台引擎分 4 组安装在发动机短舱内,短舱依靠悬臂吊挂在翼下,突出于机翼前缘。内外短舱距离中心线分别为 10.4 米和 18.29 米。发动机前伸使机翼剖面重心前移起到防颤振配重作用,提高了机翼颤振临界速度,还能方便设置后缘增升装置。发动机重力使机翼飞行载荷减少了 10-15%。吊臂还能充当翼刀,有助于推迟失速并提供横向稳定。在垂尾严重受损的个案中 B-52 仍能安全返航,这与吊臂提供额外的垂直安定面积不无关系。相比当时同样流行的翼根发动机布局,两者在阻力方面区别不大。但后者通常会加大翼根弦长,造成展弦比减少使升阻比降低。发动机吊舱布局缩短了进气道长度,总压损失小,这对于当时推力有限的喷气发动机很有现实意义,而且便于维护保养。同时减小了引擎火灾和叶片断裂直接威胁弹舱和主油箱的机会,还为机身内设置大型弹舱腾出了有效空间,由于省去了防火隔壁也相应降低了结构重量。后来 B-52H 能够在基本不对结构做大改动的情况下实现换发同样得益于此。一旦某一短舱发生无法控制的火灾,该短舱会从机翼上掉落,从而保住飞机其余部分,工程师后来认为这一特征是个“出乎预料的优点”。

没有垂尾的 B-52 还能飞吗?答案是:

没错!

J57 是普惠的又一名作,核心机源自 JT3 涡喷发动机

翼下的双联发动机吊舱,吊臂在翼面上突起的部分可以充当翼刀

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