B-47试飞计划

时间:2022-04-09 07:07:19

B-47试飞计划

波音公司的B-47是美国第一种采用后掠翼的多发轰炸机。它是航空史上的一个里程碑,也是飞机设计中的一次革命。今天的所有大型喷气飞机都是B-47的子孙后代。

波音工程师早在1943年就已经在酝酿采用喷气发动机的飞机了。但是,用装平直机翼的喷气飞机进行的风洞吹风试验表明,平直机翼发挥不出喷气发动机的全部潜能。

二战接近尾声的时候,波音公司空气动力学家乔治・谢勒(George Schairer)参加了一个到德国的“真相调查团”。在德国的一个秘密航空实验室里,谢勒看到后掠翼喷气飞机的风洞试验数据,立即把这个情报送回国内。波音工程师利用当时已经建成的波音高速风洞开发和设计出有35度后掠角的细长机翼的XB-47。

B-47上另一项创新是把发动机放在吊在机翼下面的短舱里。机翼内侧的短舱里安置两台通用电气公司的J-35发动机(后来的生产型飞机都装GE J-47),机翼外侧的短舱里还有一台发动机。

B-47在机身的前、后段有自行车式的起落架,在地面停放时内侧发动机上的小型支撑轮可以防止飞机侧翻。

由于早期喷气发动机无法提供足够的起飞推力,XB-47、B-47A和B-47B在机身上都有18发小型火箭装置,用作喷气助推起飞装置(JATO)。因为当时还没有反推装置和防滑刹车,因此使用带式阻力伞减小B-47的着陆速度。

一旦上天,外形优雅的B-47立马创造了速度和距离纪录。1949年2月,该机以978千米/时的速度不到4小时横穿美国,打破以往全部东西海岸间的速度记录。B-47只需要机身后部设防,因为从其他角度没有一种战斗机能跟上它的速度。

20世纪50年代,B-47成为美国空军新成立的战略空军司令部的基础,很多B-47经过改装适应执行多种专门的任务,包括导弹载机、侦察机/教练机、为其他飞机携带远程控制装置。1947~1956年间,各型B-47共生产了2032架,其中波音公司1373架、道格拉斯公司274架、洛克希德飞机公司385架。

B-47的第一架原型机 (机号46-065)于1947年9月12日在西雅图下线,该机安装6台推力1247千克的通用电气公司J35-GE-7/9涡喷发动机,是美国制造的第一架大型后掠翼喷气机。

地面测试完成后,B-47的第一次飞行因为天气原因推迟到12月17日才进行,那天正好是莱特兄弟实现人类第一次飞行44周年。鲍勃・罗宾斯担任飞行员,斯科特・奥斯勒坐在他后面狭小的驾驶舱内担任副驾驶员。波音机场上的每一个人都被笼罩在一种不同寻常的紧张情绪中。B-47设计如此大胆,连接在机身上的后掠翼和发动机如此新颖,在试飞中任何不可知的情况都会发生。人们对两位飞行员的生命安全忐忑不安,也为这个设计项目能否得以继续忧心忡忡。一位工程师事后回忆,“对站在地面上的我们来说,那腾空而起的一瞬可谓是最心惊胆战的时刻。”

下午1时30分,B-47沿跑道开始加速。每小时160千米的滑行中,火警显示板上有一个红灯闪烁,指示有一个发动机着火。罗宾斯立即熄火,踩刹车。一切停止了几分钟之后,副驾驶奥斯勒发现那个红灯是监视系统出现故障而发出的误警。罗宾斯大胆地决定再次起飞,尽管灼热的刹车在他下次想用时也许无法启动。B-47再次沿跑道滑行。那盏火警指示灯又亮了起来,但罗宾斯坚持往上飞。速度升至216千米/时后,飞机腾空而起,迅速升高。罗宾斯不禁松了口气,一切稳定,尽在掌握中。但起飞时使用的阻力板却不能立即缩回,只好使用另一组备用的可收放阻力板系统。在高高的空中,罗宾斯飞越喀斯喀特山脉,朝192千米外的摩西湖飞去。这第一次的试飞只是一次短暂的飞行,终点就在摩西湖空军基地。

摩西湖陆军航空基地是1942年启用的,先后是P-38战斗机和B-17轰炸机的临时训练中心。战争结束后,基地停用了两三年,之后作为波音公司B-47 和B-50两种轰炸机的试验基地。

之所以把摩西湖基地推荐给波音公司用作B-47试飞计划的试验场,因为它场地空旷,气候适宜。罗宾斯检查了飞机的各项基本性能,发现了一些预料中的小故障,但没发现一时半会儿解决不了的大毛病,飞机设计基本上没有问题。它终于安全着陆,试飞成功让全公司与之休戚相关的每一个人兴奋雀跃。

但是,后来进行的试飞中却发生了两桩大事故。在飞行中,若飞行非常平稳的话,驾驶员可以放开操纵装置,让飞机凭惯性飞行一小段时间,就像骑自行车两手撒把让车子往前走一样。但罗宾斯却发现,他一旦松开操纵装置,B-47就发生偏航,或者机尾发生动摇,或者机身发生偏航,或者机尾发生倾斜。过了一会儿,又向另一个方向发生偏航或倾斜,且偏航和倾斜的角度越来越大,做S形前进。波音公司空气动力学家们认为这是一种典型的不稳定性,被称为“荷兰滚”(此名也许源于荷兰滑冰运动中的一种技巧)。如果不查出来,这种滚动的力量能使整个飞机翻过来,完全失去控制。一旦这种情况发生,非常难以纠正;没有经验、技术不过硬的驾驶员根本无法及时逃离飞机,躲开爆炸。B-47的设计师们很明白用后掠翼非常容易发生荷兰滚,但他们以为在设计中已作了技术处理。现在他们已经落在别人后面,就算还有时间能重新设计,他们也没有把握一定能在第二次试飞中将这个不稳定因素除去。他们想出了一个别出心裁的解决办法,即装上一个被称为“小赫比”的控制钮,它能自动感应并停止导致荷兰滚的波动。在航空技术发展史上,这是一件惹人注目的大事,因为这是第一次,尽管存在不稳定性,整项设计仍能为大众所接受。荷兰滚在装后掠翼的飞机上是很难避免的棘手问题,因此“小赫比”已成为喷气式飞机必备的设计。

参与试飞的飞行员挂在嘴边的一种说法是,让你丢掉性命的常常不是一些大问题,而是不引人注意的小毛病。发生在斯科特和副驾驶员弗雷泽身上的性命攸关的那次试飞充分证明了这一点。在那次飞行中,座舱舱盖上的一个锁突然失灵,顶上的盖板飞了出去。令人悲伤的是,把斯科特的脑袋也一起带了出去。在极度惊恐中,弗雷泽终于战胜自己,平安降落到地面,但从此以后,他再也不肯驾驶B-47飞机了。

B-47确实难以驾驭。一方面,发动机对控制阀的反应很慢,当驾驶员要求发动机以最大能量运行时,它起码要在一分钟后才做出反应。起落装置的设计也要求飞行员在起飞或着陆时必须保持机身平稳,而不能像驾驶别的飞机那样把机头抬起来,不然就拽到尾巴了。一直要等机身完全腾空,才可以让飞机前半部抬升起来。当飞行速度接近声速时,若飞机头抬升得太快,一旦失去控制,会让整架飞机如纺锤般旋转起来。机翼后掠使其具有的灵活性,加上在如此大型的飞机上所具备的前所未有的飞行速度和能量,开惯别的飞机的飞行员确实面临相当大的难度。

波音公司为B-47的驾驶人员提供额外的奖金,但丝毫不能减轻他们每次飞行时面对每时每刻都可能发生的灾祸那种提心吊胆的感受。因为飞行员们表现出的高度谨慎,整个试验计划进展缓慢,远远落在原定计划后面。美国空军对波音公司谨小慎微的态度甚为恼火,遂指派他们自己的飞行员汤森少校负责B-47的试飞。汤森(后来他也成了波音公司高级管理人员)立即加快试验进程,在被分派去执行别的任务前,将B-47试飞计划纳入正轨。在空军的推荐下,波音还聘请到当时国内大名鼎鼎的试飞员特克斯・约翰斯顿来完成剩下的试验项目。约翰斯顿一直声称驾驶B-47是一种乐趣,最终安然无恙、平平静静地给B-47的试飞划上了句号。

约翰斯顿(1914.8.18―1998.10.29) 11岁就学会飞行,不到20岁就成了能走街串巷表演特技动作的飞行员。日本偷袭珍珠港之后,他加入美国陆军航空队转运司令部服役。1942年进入贝尔飞机公司当试飞员,试飞过P-39、XP-63、P-47、P-51和美国第一种喷气飞机XP-59。1949年加入波音公司,参与B-47和B-52两种轰炸机的试飞,接着成了波音公司367-80、波音-707和KC-135等项目的首席试飞员。一生中使他名声大噪的行动是:1955年8月7日,在华盛顿湖上空的一次展示飞行中,他没有预先通知公司高层,擅自驾机完成了震惊四座的横滚机动,而且是连续两次。当机身翻转向下的时候,副驾驶吉姆・甘尼特用照相机透过舷窗记录下这惊险一刻。事后遭到时任波音总裁的比尔・艾伦质问时,他说:“我就是想推销飞机。”这个回答很有说服力,他没有惹上任何麻烦,之后继续担任试飞员。当然,大型民用飞机进行横滚机动,也从此成为绝响。

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