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利维坦按:
如果你对“飞翼”这一概念感兴趣,B-2“幽灵”隐身轰炸机自然是绕不开的,但其实,它背后有着漫长且曲折的发展历程。
它可以飞至超过15,000米(50,000英尺)的高空,几乎不需加油便能飞行近10,000公里(约6,000英里)——接近地球周长的四分之一。它能够突破防御最严密的空域,以极高的精确度投下多达18,000公斤的炸弹,并在几乎不被雷达发现的情况下脱离战区。而它的外形更是与当今任何一种飞行器都截然不同。它没有尾翼,整体呈现出一种有机的、蝙蝠般的形态,看起来宛如被“生长”出来的,而非制造出来的,就像直接从科幻小说中走出来一样。它就是诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop-Grumman)制造的B-2“幽灵”隐形轰炸机,被认为是有史以来最先进、最独特的飞行器之一。它也是迄今为止最昂贵的飞机,每架造价超过惊人的20亿美元。
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那么,究竟是什么让B-2如此与众不同?如此庞大的飞机为何能在敌方防空系统面前“隐形”?这种科技奇迹最初是为了什么而设计的?又为何造价如此之高?让我们深入了解航空工程史上最伟大、也最具争议的成就之一。
B-2最具辨识度的特征无疑是它缺乏传统意义上的长机身、尾翼以及我们通常认为飞机应有的构造。事实上,它是“飞翼”理念最成功的案例之一——这一概念长期被认为是航空工程的“圣杯”。飞翼是飞机最纯粹的形态,拥有最小的阻力、最高的结构效率以及在同等尺寸和重量下的最佳性能。虽然直到最近工程师们才成功地将这种看似太空时代的异想天开转化为现实,其基本概念的历史却比你想象的更为悠久,可追溯至飞行诞生的萌芽期。
即使在飞行刚刚起步的年代,发明家们就意识到,那种后来成为标准的“机身+机翼+尾翼”的结构并不一定是最有效率的。早在1904年——也就是莱特兄弟历史性首飞后的第二年,英国陆军退役军官约翰·W·邓恩(John W. Dunne)中尉就提出了一种革命性的飞机设计。这种设计在滚转、俯仰和偏航这三个控制轴上都具备天然的稳定性,使飞行更容易、更安全。
邓恩的设计采用了类似现代战斗机的后掠翼,但他采用这种设计并非为了高速时减少阻力,而是为了增强飞行的稳定性。关键在于,他的机翼在从翼根到翼尖的角度逐渐变化——靠近机身的部分迎角较大,越接近翼尖迎角越小。这种被称为“负扭转”(washout)的设计,再加上后掠翼将翼尖置于翼根之后,使飞机在俯仰方向上具有天然的稳定性。例如,当飞机抬头俯仰角增加时,由于翼根迎角更大,会比翼尖先失速,从而减少升力,产生一个让飞机向下恢复平飞姿态的力矩;相反,当飞机俯冲时,翼根升力增加,也会产生反向力矩,使飞机再次抬头。这种“负扭转”还能在失速时维持翼尖的气流,保持副翼(负责滚转控制)的有效性,防止飞机进入危险的螺旋状态。
邓恩的D.1原型机。© Early Birds of Aviation
1906年,邓恩在第二次布尔战争中因患心脏病被判不适合服役,被调往英国法恩伯勒的陆军气球工厂。在那里,他获得了官方资助以建造他那激进的新型飞机设计。1907年,他制造了一架双翼滑翔机,被命名为D.1。出于保密目的,他在苏格兰高地塔利巴丁侯爵(Marquis of Tullibardine)的庄园布莱尔·阿索尔(Blair Atholl)进行了试飞。试飞由气球工厂司令卡珀上校(John E. Capper)亲自驾驶,D.1只飞了短短8秒便撞上墙壁,导致飞机受损,卡珀也受了轻伤。
尽管如此,飞机展现出预期的天然稳定性,邓恩决定立刻将其改造为动力飞行器。改装后的D.2配备了两个7.5马力的汽油发动机驱动螺旋桨,但动力不足,即使借助斜坡起飞也无法离地。之后又有多个版本问世,最终发展为D.4,配备25马力发动机和四轮固定起落架。然而这架飞机也只完成了几次短暂跳跃,1908年,军方终止了对邓恩的资助。
邓恩D.5原型机。© wikimedia
邓恩并未放弃,而是将他的设计带到飞机制造商肖特兄弟(Short Brothers)公司。在塔利巴丁侯爵成立的布莱尔·阿索尔飞机公司出资下,肖特兄弟于1910年推出了D.5。D.5的机翼不仅采用了后掠角和负扭转设计,还在正面视角下呈现明显下垂角(称为“下反角”[anhedral]),以增强滚转稳定性。此外,翼尖设置了端板,不仅提高了偏航稳定性,还通过减少翼尖涡流提升了翼的效率。由于没有传统尾翼结构,D.5依靠翼尖的“升降副翼”(elevon)进行控制——这种控制面集升降舵与副翼功能于一体。没有方向舵,偏航靠升降副翼产生的差异阻力控制。
D.5由一台60马力发动机驱动,于1910年夏首飞,观众中包括奥维尔·莱特本人。《飞行》(Flight)杂志1910年6月18日一期报道了此次飞行,编辑们评论道:
“最近《飞行》杂志报道中最重要的事件之一,是邓恩中尉在谢佩岛伊斯特彻奇成功飞行了2.25英里,其自主设计的飞机显示出极强的天然稳定性,几乎不需要操作杆控制,仅仅用来调整方向而已。”
事实上,邓恩在飞行过程中甚至可以放开操纵杆记录笔记。这标志着首架天然稳定飞机的成功飞行;此前设计,特别是莱特兄弟的飞机,都非常不稳定,飞行员必须不断紧张操控才能保持飞行状态。这也可能是第一架真正意义上的飞翼飞机——尽管纯粹主义者会争辩说,D.5更像是无尾飞机而非纯粹的飞翼,因为它仍具备垂直稳定面,而且飞行员舱并未完全融入机翼中。
无论如何,《飞行》杂志的编辑指出:
“这次飞行无疑标志着飞机发展史上的一个重要时刻,虽然其未来发展尚难预料,但这丝毫不影响其当前的重要性,反而应该进一步激发人们对该机型的兴趣。”
这一判断不幸成为了预言。邓恩随后继续改进其设计,最终推出了D.8型。1913年,一位法国飞行员在一次表演中松开操纵杆,走到机翼上,向观众展示D.8极强的稳定性。该设计随后授权给法国的纽波特公司和美国的伯吉斯公司,美国陆军通信兵团、海军以及加拿大航空兵团(加拿大历史上第一个短命的空军)均采购了少量伯吉斯-邓恩飞机。
邓恩D.8原型机。© wikimedia
然而,第一次世界大战的爆发令邓恩的研究被迫中断,军事指挥官更青睐传统机型。同时,伯吉斯-邓恩被认为过于稳定,机动性不足,因此未投入实战。此外,邓恩所开发的多项关键创新——除机翼后掠角以外——也未被广泛采纳。若当初被广泛应用,飞行器设计史也许会完全不同。但对“飞翼”这一航空理想形态的探索从未终止。
飞翼故事的下一位关键人物是英国航空工程师杰弗里·T.R·希尔(Geoffrey T.R. Hill)。如同邓恩中尉,希尔关注飞机的稳定性与飞行安全,目标是设计一种几乎不可能失速或进入螺旋状态的飞行器。1924年,希尔与妻子合作,在邓恩的设计基础上,制造出一架飞翼滑翔机,具有大后掠角和负扭转设计,该机被命名为“翼手龙”(Pterodactyl)。
“翼手龙”原型机。© Ed Nash's Military Matters
原型机表现优异,希尔为其安装一台35马力发动机,并于1925年在英国空军国务大臣萨缪尔·霍尔爵士(Sir Samuel Hoare)面前成功演示。霍尔印象深刻,指示空军部资助该研究项目,由西部飞机公司(Westland Aircraft)承接,希尔担任项目主管。
加装了发动机的翼手龙Mk.IC。© Secret Projects Forum
此后7年间,希尔和西部公司制造并试飞了多个版本的“翼手龙”,其中一些是按空军部规格制造,并正式递交供皇家空军作为双座战斗机评估。然而,如同邓恩的设计,“翼手龙”最终败给了更为传统的飞机,该项目于1932年结束。
与此同时,在德国,飞翼的研发获得了远比其他国家更高层级的官方支持。德国空气动力学家亚历山大·利皮施(Alexander Lippisch)早期从事无尾翼与三角翼飞机的研究,他在1928年设计了世界上第一架火箭动力飞机——利皮施“鸭式”(Lippisch Ente)。他后来又设计了极具创新性但也极其危险的梅塞施密特Me-163“彗星”火箭动力截击机,该机在二战末期曾少量服役。
瓦尔特(左)与雷马尔·霍顿兄弟。© wikimedia
利皮施在无尾翼飞机方面的研究极大地激励了瓦尔特·霍顿(Walter Horten)与雷马尔·霍顿(Reimar Horten)兄弟。这对来自哥廷根的兄弟与许多德国年轻人一样,对滑翔运动痴迷不已。由于1919年《凡尔赛条约》禁止德国组建空军,滑翔俱乐部就成为一种权宜而合法的方式,用来秘密训练德国下一代的空军飞行员。
自1931年起,霍顿兄弟便开始设计并试飞他们自己的滑翔机。受到利皮施工作的启发,他们很快从传统设计转向了激进流线、无尾的飞翼布局。为了进一步减少迎风面积以降低阻力,飞行员被安排俯卧于一个流线型、紧密包裹的座舱罩下。尽管霍顿兄弟最初的几个设计并不成功,1941年推出的霍顿H.IV性能却异常优异,最高时速可达每小时200公里。
霍顿H.IV的驾驶舱空间十分狭小,飞行员必须以俯卧姿势驾驶飞机。© Fiddlersgreen
这一成果的问世时机恰到好处。1943年,德国空军司令赫尔曼·戈林(Hermann Göring)提出了一项“3×1000”轰炸机需求:能在1000公里距离上,以1000公里的时速投掷1000公斤炸弹。只有喷气动力才能满足所需的速度,但当时的喷气发动机极度耗油,因此必须配备一个异常高效的机身才能实现既定航程和载弹量。
霍顿兄弟相信他们的飞翼设计是关键,于是向帝国航空部(RLM)提交了一份正式提案。该提案是唯一一个接近满足所有性能需求的方案,在戈林的热情支持下,项目得到了批准,并获得初始编号Ho.IX。由于霍顿兄弟缺乏大型制造设施,该项目被分配给飞机制造商戈塔(Gothaer Waggonfabrik)进行生产。帝国航空部随后下令生产100架编号为Go.229的战机,配备两门30毫米机炮,并设有炸弹挂架,使其既能作为轰炸机,也可作为战斗机使用。
霍顿Ho.IX原型机。© La Segunda Guerra Mundial
除了其激进的无尾翼设计,Go.229还具备一系列先进特性,包括一个原始的弹射座椅以及一套加压服,以便飞行员能在高空飞行。然而,为了节省铝等战略材料,飞机的大部分结构使用了木材建造,只有中央部分采用焊接钢管结构。尽管其空气动力学效率极高,Go.229在稳定性方面存在严重问题——尤其是在偏航方向。通常情况下,垂直尾翼为飞机提供被动横向稳定性;没有它的话,Go.229极易进入失控的侧滑甚至致命的平尾旋转状态。
Go.229试飞员穿上加压服后的视觉效果有些诡异。© Nest of Dragons
霍顿兄弟为了解决这一问题,在飞机上安装了可上下开启的分体副翼,以通过差动阻力替代方向舵的作用。然而,Go.229依然需要飞行员更频繁地主动操控,且飞行时受限于可实现的倾斜角度。
第一架V1原型机几乎完成之际,其配套的BMW 109-003A-1涡喷发动机终于抵达,但令霍顿兄弟失望的是,这款发动机比预期尺寸大,根本无法安装进Go.229的机翼中。因此,V1在整个1944年都被作为滑翔机进行试飞,而V2则被修改为可安装更强劲但更庞大的容克109-004B-1发动机。
1945年2月2日,V2原型机首次试飞。© Key Aero
到了这时,德国日益恶化的战略局势迫使帝国航空部将最初的100架订单削减为仅7架原型机与20架量产机。V2原型机于1945年2月2日首飞,由德国空军测试飞行员欧文·齐勒中尉(Erwin Ziller)驾驶。飞机飞行表现良好,齐勒随后又进行了另一场成功试飞,最高时速达到了950公里。但在2月18日的第三次试飞中,飞机飞行45分钟后,其中一台发动机起火并停止运转。齐勒尝试通过一系列俯冲动作重启发动机,但最终失控坠毁在机场外不远处,并在稍后因伤不治身亡。
被美军缴获的Go.229 V3原型机。© National Air and Space Museum
尽管如此,Go.229的开发仍在继续,但到了1945年4月,美军已攻入戈塔工厂,飞机尚未进入实战。最完整的一架原型机V3随后先被运往英国,之后再被送往美国进行评估,但从未再次飞行。如今,这架极具异国情调的纳粹飞翼战机陈列在弗吉尼亚州尚蒂伊市的史蒂文·F·乌德沃尔-哈齐中心——即美国国家航空航天博物馆的分馆中。
Go.229 V3的部分机体。© NASM
外界常称,Go.229独特的外形、木制结构与含有木炭粉末的耐火涂料使其几乎无法被雷达发现,从而成为历史上第一架“隐形”战斗机。但事实并非如此。
2008年,在国家地理频道拍摄的一部纪录片中,美国飞机制造商诺斯罗普-格鲁曼公司建造了一架与Go.229等比例的木质模型,并将其置于加州泰霍恩(Tejon)的雷达反射截面积测试场上进行实验。测试结果显示,该机的雷达反射面积仅比德国主力战斗机梅塞施密特Bf-109小约10%。
实际上,虽然Go.229的木质机翼面板与“干净”的外形(即没有垂直稳定面等大型平面结构)理论上能减弱雷达回波,但这一优势几乎完全被内部结构如钢结构座舱框架与反射性极强的发动机所抵消。而且,尽管霍顿兄弟声称Go.229的油漆中加入了石墨,但在现存原型机中并未发现石墨成分;即便存在,后续研究也表明,石墨本身并非良好的雷达吸收材料。
不过,飞翼结构本身具有天然隐形优势这一理念在理论上是成立的,日后也的确在B-2“幽灵”轰炸机上得到了更有效的实现。
霍顿H.XVIII飞翼轰炸机构想图。© Nevington War Museum
尽管Go.229是二战中最具创新性的飞机设计之一,霍顿兄弟的野心远不止于此。他们还设想过更为宏大的计划,包括霍顿H.XVIII——一种翼展达40米的喷气动力飞翼轰炸机。这架飞机是“远程轰炸机”(Langstreckenbomber)计划,也即“美洲轰炸机”(Amerikabomber)计划的一部分,旨在跨越大西洋,对北美目标如纽约市实施打击。霍顿兄弟还设想过该机的民用版本,将其打造成一款能够以前所未有的舒适与风格横跨大西洋、搭载60名乘客的民航机。
然而,战争在这些设计付诸实践之前便已结束。像许多德国人一样,战后雷马尔·霍顿移居阿根廷,加入了该国的国家航空与交通联合体DINFIA,并着手设计一种名为I.Ae 38的特殊无尾翼运输机。虽然该机承袭了他与兄长早期的设计理念,但I.Ae 38并非真正意义上的飞翼飞机,其配备有大型中央机身,并设有双开壳门用于装卸货物。
I.Ae 38无尾翼运输机。© Wikipedia
由于政局不稳,该机的研发进度缓慢,1960年完成首飞后表现不佳——飞行不稳定、动力不足且发动机易过热。项目最终于1962年被取消。尽管德国人在飞翼概念上的探索走得很远,但真正将这一理念推向完成阶段的,是一位美国人——杰克·克努森·诺斯罗普(Jack Knudsen Northrop)。
令人难以置信的是,尽管诺斯罗普被誉为航空史上最伟大的飞机设计师之一,他却几乎没有受过正式教育。他后来曾这样说道: “我所受的教育,仅止于小学和中学的程度,真正让我成长的是‘挫折之校’(school of hard knocks)。我没上过大学,也没修过函授课程或类似的东西。”
诺斯罗普1895年出生于新泽西州,但在加州圣巴巴拉长大。1916年,他在洛克希德飞机制造公司(Loughead Aircraft Manufacturing Company,后更名为洛克希德公司)担任绘图员,由此开启了航空生涯。在短暂服役于美国陆军并参与第一次世界大战后,他回归平民生活,并加入了道格拉斯飞机公司。在那里,他参与了“道格拉斯环球飞行者”(Douglas World Cruiser)的设计。该机于1924年4月6日至9月28日期间,由其中三架飞机完成了人类首次环绕地球的飞行。1927年,诺斯罗普重返洛克希德公司,参与设计了极具创新性的“维加”(Vega)飞机,该机成为多位开拓性飞行员的最爱,包括阿梅莉亚·埃尔哈特(Amelia Earhart)与怀利·波斯特(Wiley Post)。
1929年,诺斯罗普离开洛克希德,创办了自己的公司阿维翁公司(Avion Corporation),并开始追逐其终极航空梦想:实现实用型飞翼飞机。他的首次尝试是X-216H,这是一种渐进式飞翼,采用厚翼设计,但为了稳定性仍保留了双尾梁结构。更重要的是,该机抛弃了当时常见的帆布包裹结构或木制机身,转而使用铝合金蒙皮博星优配,这也预示了日后技术的方向。
X-216H原型机。© Reddit
该机由一台90马力发动机驱动后推式螺旋桨,于1929年7月30日在加州的迈恩斯机场(今洛杉矶国际机场)进行非正式短距滑跃试飞,由试飞员埃迪·贝兰德操控。之后,该机被运往莫哈韦沙漠的穆洛克干湖床(今爱德华兹空军基地)进行正式测试,并于9月26日完成首次官方飞行。随后进行的多次试飞中,诺斯罗普团队不断对起落架和垂直稳定面进行调整优化,初步测试结果令人鼓舞——X-216H的性能比同期同类大小、重量与动力的传统飞机高出25%。
不幸的是,大萧条很快波及到了诺斯罗普,他于1930年被迫将阿维翁公司出售给“联合飞机与运输公司”(United Aircraft and Transport Corporation)。不过他并未气馁,在1932年,他得到了道格拉斯飞机公司的支持,创办了一家“诺斯罗普公司”(Northrop Corporation)。这家公司随后制造了许多极为成功的全金属单翼飞机,包括“伽马”(Gamma)与“德尔塔”(Delta)系列,其中“伽马”更是在1935年完成了人类首次的飞越南极洲飞行。1939年,原诺斯罗普公司被道格拉斯飞机公司完全收购,因此诺斯罗普在加利福尼亚州霍桑市创立了一家同名的公司。近十年后,他终于在那里重新开始了飞翼机的研究。
起初,诺斯罗普曾尝试向美国陆军航空队推销一种中型飞翼轰炸机,但并未获得关注。于是他转而建造了一架小尺寸的验证机,用于研究飞翼设计的飞行动态。这架飞机被命名为N-1M,翼展达25米,配备两台65马力的后推式螺旋桨发动机。为了克服所有飞翼机常见的横向不稳定性,诺斯罗普为N-1M设计了下垂翼尖,翼尖角度可在地面调整,以测试不同的构型。此外,外翼段也可以调整后掠角,以研究其空气动力学效应。
早期的试飞证明,翼尖向下的N-1M飞行控制性令人满意,但在空中太不稳定,因此这些翼尖在随后的验证机中被拉直。© Skytamer Images
飞行测试于1940年7月在穆洛克干湖床展开,首飞颇为戏剧化:7月3日,试飞员范斯·布里兹(Vance Breeze)在进行高速滑跑测试时意外地撞上了一个地面凸起,使飞机离地腾空。在短短的30米飞行中,布里兹发现N-1M的操控性出人意料地良好。不过原始的发动机动力严重不足,布里兹最多只能将飞机飞至3米高的低空。直到换装117马力的新发动机后,该机才能顺利飞上高空。N-1M共进行了约100次试飞,积累了大量关于飞翼设计的宝贵数据。测试中确认下垂翼尖其实并非必要,因此下一代飞翼验证机——N-9——就采用了直翼设计。
尽管诺斯罗普早先未能引起军方兴趣,但一切即将改变。1941年4月,美国陆军航空队发布了一项新需求:希望研制一种能携带10,000磅(约4.5吨)炸弹、航程达10,000英里的战略轰炸机。
诺斯罗普与他的XB-35。© wikipedia
诺斯罗普提交了其N-1设计的改良版,最终于10月正式获批,项目编号为XB-35。起初,陆航只委托诺斯罗普制造一架全尺寸样机和两架可飞行原型机;但1942年,他们取消了原本订购的402架马丁B-33“超级掠夺者”中型轰炸机,将合同拆分给诺斯罗普的XB-35与团结飞机公司(Consolidated Aircraft)的XB-36设计。
由于诺斯罗普的霍桑工厂规模较小,XB-35的生产任务被分配给位于加州圣安娜的格伦·马丁公司(Glenn L.Martin Company)。这一科幻感十足的飞翼飞机立即点燃了公众的想象,《纽约时报》当时曾激动地写道:
“或许在不远的将来,飞翼型飞机将统治军用、商用乃至私人飞行领域的全部天空。”
XB-35的设计极其庞大,翼展达52米,比同时期研发中的波音B-29“超级空中堡垒”还要长。考虑到建造这种新颖且未经验证的飞翼巨机所面临的巨大挑战,诺斯罗普再次决定先制造四架缩比验证机,编号为N-9M。N-9M翼展为18米,配备两台269马力发动机,最高时速为160公里,实用升限6000米。
飞行测试自1942年12月启动,但由于发动机可靠性不足,前期飞行多次中断。1943年5月19日,N-9M在飞行中突发操控反转,旋转坠毁,试飞员马克斯·康斯坦特(Max Constant)被操纵杆困住无法逃生,撞地当场死亡。
2017年“荣誉之翼”飞行表演中的诺斯罗普N9M-B飞翼。诺斯罗普N9M 是诺斯罗普YB-35飞翼轰炸机的三分之一比例研发型飞机。它的作用是作为飞行测试平台,并用于使空军飞行员熟悉全翼式飞机的操控方式。荣誉之翼航空博物馆收藏的这架飞机是四架原型中的一架,也是唯一一架幸存者。遗憾的是,2019年4月22日,N9M-B在美国加利福尼亚州诺科市坠毁,事故原因不明,飞行员遇难,飞机完全毁损。© Flickr
为此,诺斯罗普为剩余三架N-9M增设了类似霍顿式的分体阻力副翼,以提升横向稳定性,并更换了更可靠的新发动机。测试计划于1945年恢复,并一直持续至1946年底,三架验证机累计飞行超过200次。在这段时间内,数名特邀飞行员参与试飞,其中包括格伦·爱德华兹上尉(Glen Edwards)。他对N-9M的评价是: “这架飞机的飞行表现令人惊讶,远比多数人预期的稳定,也更易操控。”
不过正如我们即将看到的那样,他或许很快就会后悔这番话……
与此同时,XB-35项目仍在推进,按比例制作的全尺寸非飞行模型于1943年完工。诺斯罗普还参与了一系列相关的衍生项目,其中包括体型更小的MX-324。这架飞机于1944年7月5日成为首架由火箭推动的美国国产飞机。它之后成为XP-79的基础,这是一款由两台西屋19B涡轮喷气发动机驱动的小型战斗机。XP-79并非真正意义上的飞翼机,它装备了一对小型垂直尾翼以提供横向稳定性,飞行员则以俯卧姿势位于两台发动机之间,这一设计与当时德国霍顿兄弟的飞翼方案相似。尽管装备了四挺.50口径机枪,XP-79的前缘由实心镁材制成,以便能切断敌方轰炸机的机翼,因此被戏称为“飞行冲角”(The Flying Ram)。
XP-79原型机。© Air Force Test Center
XP-79于1945年9月12日在穆罗克进行了首次也是唯一一次飞行,但15分钟后飞机突然失控,螺旋坠地。试飞员哈里·克罗斯比(Harry Crosby)尝试跳伞,但被飞机撞击身亡。项目随后被取消。
诺斯罗普原计划于1943年交付XB-35,但由于生产问题和技术障碍造成的持续延误,到第一架原型机在1946年完工时,战争早已结束。更糟糕的是,随着战争进入尾声,对新型轰炸机的需求急剧下降,空军在1944年5月决定取消XB-35的生产合同。但他们仍继续资助该原型机的建造,以用于研究目的。
YB-35原型机。© wikipedia
最终完成的飞机看起来就像科幻小说里的产物,巨大的机翼宛如半个足球场大小,闪闪发光。这架“巨兽”由四台3000马力的普惠R-4360涡轮增压发动机提供动力,驱动四对反转螺旋桨,可携带高达33,000公斤的炸弹。驾驶舱配置为战斗机式罩舱,略微偏离中线,飞行员与副驾驶坐于其下;而另外7名机组成员则分布在机翼庞大的中央结构内。中央的一位机枪手位于机身尾部透明的观察窗中,通过遥控操作四座双联机枪炮塔。另外还配备了两座载人四联机炮塔,组成完整的防御火力系统。这架外形如外星飞船般的飞机激发了战后美国公众对未来科技的想象力,并在航空和科技类杂志及其他主流媒体中被广泛报道。
YB-35原型机巨大的前起落架。© PICRYL
XB-35于1946年6月25日进行了首次飞行——从诺斯罗普霍桑工厂短途飞往穆罗克干湖床试飞基地。这次飞行平稳无事,但随后的测试暴露出一系列技术问题,主要集中在复杂的反转螺旋桨系统上。尽管该系统在空气动力学上极为高效,却非常不可靠且振动严重,迫使诺斯罗普在仅飞行19次后停飞此机,并将其更换为传统的单转螺旋桨系统。然而这导致XB-35的起飞距离大大增加,最高速度和升限也明显下降。其发动机的复杂排气系统也表现得极为不稳定。尽管存在诸多问题,该机仍表现出显著潜力,《空军杂志》在1946年7月曾写道:
“与一架具有相同动力、重量和燃料载荷的常规飞机相比,飞翼将具备以下优势:1)可多载四分之一的有效载荷;2)在同样燃料载荷下航程延长四分之一;3)以相同推力或功率输出飞行速度提高约20%。”
但一个问题仍然存在:XB-35被设计为投放常规炸弹,其弹载被分配至多个小型弹舱中。这使得XB-35无法携带第一代原子弹,而原子弹正迅速成为现代战争的主流武器。更令人困惑的是,空军一方面禁止诺斯罗普改装XB-35以适配Mk.III“胖子”型核弹,另一方面却又表示只有能携带这种武器的飞机才会被接受。他们还宣称,该机所采用的活塞推进系统在喷气时代已显过时。尽管如此,空军仍因实际需要继续资助该项目,支持者认为,XB-35及其竞争对手XB-36是当时唯一拥有足够航程可打击苏联本土的飞机,并且在未来数年内仍将如此。
为使XB-35现代化并提升其在空军眼中的吸引力,1947年诺斯罗普将14架预生产原型中的三架改装为喷气机,安装了多达8台艾利森J35涡轮喷气发动机,总推力达144千牛。为提升横向稳定性,还在机背与机腹加装了小型垂直翼面,同时移除了防御机炮塔。新飞机被命名为YB-49,并于1947年10月22日首飞,立即表现出比其活塞动力前身更优越的性能,最高速度达到837公里/小时。它还创下了一项非官方纪录,连续在12,000米以上的高度飞行达6.5小时。但与此同时,喷气发动机所带来的额外重量及其高油耗,严重削弱了该机的升限、航程和载弹能力,使其更不适合作为战略核轰炸机。它还存在令人担忧的横向稳定性问题,试飞员中尉格伦·爱德华兹在描述该原型机时表示:
“这是我见过最难搞的飞机。它有时几乎无法操控。希望今后印象会有所改善。”
但那一天永远也不会到来。1948年6月5日,在一次试飞中,YB-49在空中突然解体,爱德华兹中尉、副驾驶丹尼尔·福布斯少校及另外三名机组成员全部遇难。事故原因至今未能最终确认。为纪念爱德华兹在实验飞行研究中的贡献,1949年12月,穆罗克空军基地被正式更名为爱德华兹空军基地。
YB-49原型机。© PICRYL
尽管发生了这一悲剧,飞行测试仍在继续。侦察型试验机YB-49A于1950年5月4日首次试飞。然而不到一年,该项目就被突然取消,转而支持竞争对手康维尔的B-36“和平使者”项目。尽管B-36是活塞推进飞机,技术上比XB-35和YB-49都更加落后,但它有一个决定性优势:其弹舱足够大,能携带原子弹及更大的一代热核武器(即氢弹)。
但即使XB-35或YB-49成功改装用于携带核武器,诺斯罗普公司也确实将飞翼设计推向了现有技术的极限。飞翼虽然具有空气动力学效率,但本质上是不稳定的,如果没有某种自动稳定性增强装置,飞行员操控起来总是困难甚至危险的。此外,要将一架传统飞机所需的所有组成部分——驾驶舱、发动机、起落架、油箱、载荷等——全部塞进一个机翼中,就必须设计出极其厚重的翼型,这不仅会增加阻力,还会严重限制飞机的整体性能。
尽管如此,XB-35和YB-49项目为诺斯罗普公司积累了大量关于飞翼设计的宝贵数据。当技术最终赶上飞翼概念的理想时,诺斯罗普已经做好了准备,创造出一款史上最非凡的飞机之一。
现在,我们终于进入了本片的真正主角:B-2“幽灵”战略轰炸机。但要理解这架飞机为何会采取如此不寻常的设计,首先需要理解一个长期存在的战略难题:如何将核弹送达苏联腹地?
1948年,击败XB-35和YB-49的康维尔B-36“和平使者”成为美国战略空军司令部(SAC)的主力战略轰炸机。这架飞机的载弹量高达40,000公斤,无需空中加油即可飞行超过6,000公里。然而,它飞行速度慢、飞行高度低,极易被苏联截击机拦截——如果真的爆发核战争,这些缓慢庞大的B-36很可能在抵达目标前就被击落。美军曾试图改善B-36的性能与生存能力,例如加装喷气发动机,甚至尝试使用一种可投放的“寄生战斗机”——麦克唐纳XF-85“地精”来抵御敌方截击机。但事实很清楚:B-36属于上一代军事航空时代的产物。最终,该机于1959年退役,由更先进的喷气式波音B-47和B-52“同温层堡垒”所取代。尤其是后者,成为冷战期间的标志性战略武器平台。
B-52“同温层堡垒”战略轰炸机。© BBC
1961年至1968年期间,满载核弹的B-52参与了“铬穹行动”(Operation Chrome Dome),全天候轮流在苏联边境附近上空巡航。这一举措旨在确保即便苏联发动首次打击、摧毁了美国大部分地面核力量,仍有B-52在空中保持警戒,能够迅速飞越苏联边境实施报复性打击。
不过,尽管B-52比B-36飞得更高、更快,它依然远未“刀枪不入”。这款飞机原本是为飞得比现有战斗机更高而设计的,但苏联防空导弹技术的迅速发展很快就弥补了差距。1960年5月1日,美军侦察机洛克希德U-2在高空飞行时被苏联击落,飞行员弗朗西斯·加里·鲍尔斯(Francis Gary Powers)被俘,这一事件充分说明了高空飞行并不再安全。
作为应对,美国开发出多种空射远程导弹,例如道格拉斯GAM-87“天矛”、诺斯美洲AGM-28“猎犬”和波音AGM-69短程攻击导弹,以便让B-52能在敌方防空系统射程外打击目标。然而,这些手段终归只是权宜之计。要准确打击苏联腹地的目标,需要一种全新类型的轰炸机——一种能飞得比任何拦截机或导弹都更高、更快的飞机。
这种需求促成了两款极具前瞻性的轰炸机项目:康维尔B-58超音速轰炸机(Hustler,1960年服役)和诺斯美洲XB-70“女武神”(Valkyrie,1964年首飞)。前者最高速度可达2倍音速,飞行高度约为19,000米;而后者更是能够达到3马赫、飞行高度21,000米——几乎与洛克希德SR-71“黑鸟”侦察机齐平,后者是历史上服役速度最快的军机。
康维尔B-58轰炸机。© The Learning Center
XB-70“女武神”高空战略轰炸机。© Air Force Museum
然而,尽管性能惊人,这两款轰炸机仍未能摆脱苏联新一代防空导弹的威胁。于是美国空军被迫彻底改变战术:不再高空高速突防,而是转向超低空突防,依靠地形掩护躲避敌方雷达的侦测。不幸的是,B-58和XB-70原本是为高空高速而设计,它们在低空的飞行表现并不理想,因此B-58于1970年退役,XB-70则早在1961年就被取消,从未正式列装。XB-70继续作为高速测试平台服役至1970年,随后也正式退役。
随着B-58和XB-70的退役,战略空军司令部手中仅剩一款现役的战略轰炸机:B-52“同温层堡垒”。尽管机龄已久,但由于极强的适应性与可靠性,B-52仍继续服役。不过,B-52并不适合执行低空突防或战术阻断任务,因此美国空军开始着手研发更具针对性的专用机型。
其中第一款是通用动力公司研制的F-111“土豚”(Aardvark),这是一种可执行战术低空打击的飞机,但缺乏执行洲际战略核打击所需的航程。因此,这一角色最终由洛克韦尔国际公司研制的B-1“枪骑兵”(Lancer)来承担。B-1的设计目标是结合 B-58“超音速轰炸机”的马赫2极速、B-52 的载弹量,以及 F-111 的地形跟随飞行能力,以全面取代前两者。
B-1B“枪骑兵”轰炸机。© Air Force Museum
然而,B-1的研制过程充满技术难题与拖延。该项目于1970年正式下达订单,但直到1974年才首飞,到1975年时,每架飞机的预计成本已从最初的4000万美元飙升至近7000万美元。该项目成本之高,甚至促使吉米·卡特将“重新评估并取消B-1项目”列为其1976年总统竞选中的重要民主党纲领之一。
更糟糕的是,就在1976年,苏联战斗机飞行员维克多·别连科(Viktor Belenko)驾驶其超音速的米格-25“狐蝠”(Foxbat)从俄罗斯东部的楚古耶夫卡基地叛逃至日本北海道。在随后的审讯中,别连科透露苏联新一代战斗机——尤其是米格-31“猎狐犬”(Foxhound)——配备了所谓的“俯视/射击”雷达,这类雷达不受地形掩护影响,甚至能够探测非常低空飞行的目标。
几乎一夜之间,B-1赖以生存的低空突防任务变得不可行。1977年,卡特就任总统后正式下令取消该项目。
但与1970年代初不同,此时的空军很快就迎来了可行的替代方案,两款新型战略打击平台已蓄势待发。其一是AGM-86巡航导弹,这是一种具备核打击能力的远程空射导弹,可由高度适配的B-52平台发射;而另一种,则来自我们的老朋友——诺斯罗普公司,他们带来了一款极具异域色彩的新型轰炸机,它采用了一种突破苏联领空的全新思路:不再高飞、不再低飞、不再拼速度,而是让自己几乎对雷达“隐形”。
这就是B-2“幽灵”(Spirit)轰炸机的登场。
© Air Force Museum
隐身技术的历史与科学既悠久又复杂,就本文的主题而言,B-2轰炸机的直接起源可以追溯到1974年。当时,美国国防高级研究计划局(DARPA)向本国制造商征集有关降低飞行器雷达反射截面积(Radar Cross Section, RCS)的技术资料。这项征集促成了两个隐身技术研究项目的诞生,代号分别为“拥蓝(Have Blue)”和“默蓝(Tacit Blue)”。
“拥蓝”项目的合同最终授予洛克希德公司。此前,该公司在A-12和SR-71等高速侦察机上率先使用了雷达反射几何结构与雷达吸收复合材料等隐身技术。拥蓝项目最终产出了F-117“夜鹰”隐身战斗机,该机于1983年正式服役,并在1991年海湾战争、1990年代的南斯拉夫战争,以及2003年伊拉克战争中,执行了深入敌后的精确打击任务。
洛克希德F-117A隐身战斗机。© Pinterest
F-117最具辨识度的特征是由多个平面构成的棱角状机体表面,这些平面通过定制的计算机程序设计,可将绝大多数雷达波反射至其他方向。发动机进气口上覆盖的金属网可防止涡轮叶片强烈反射雷达波,而特殊涂料中含有纳米级金属球,用以吸收并消散雷达波。
与此同时,默蓝项目则交由诺斯罗普公司承接,其实现隐身的方式大相径庭。早在20世纪40年代,人们就已知晓飞翼结构由于其流畅的曲线和缺乏大型平面控制面,具有极低的雷达反射截面。但要精准设计出满足隐身需求的曲面结构,在当时的计算能力下无异于天方夜谭。进入1980年代后,计算技术终于迎头赶上。1982年,诺斯罗普制造出一架非常规试验机YF-117D,用以展示其隐身设计理念。这架飞机被昵称为“鲸鱼”或“外星校车”,不仅外形采用了平滑曲面以消散雷达波,还配备了与机身融合的进气道,以降低发动机反射面积。
YF-117D验证机。© Flickr
但更重要的是,YF-117D引入了一项关键技术,使飞翼与隐身飞机成为现实:飞行稳定增强系统,也称“电传飞控”(Fly-by-wire)系统。正如前文所述,纯飞翼结构本质上极度不稳定,对飞行员而言难以掌控、极度疲劳,甚至危险。而像F-117与YF-117D这样的隐身飞机,其空气动力学特性更接近一块砖头,根本无法通过传统操纵杆飞行。飞控系统的作用正是由计算机实时分析飞行员指令并做出千分之一秒级别的微调,以保持飞行器稳定。设计师们甚至打趣道:“只要发动机够强,飞控系统够好,就连一辆拖拉机都能飞起来。”正是得益于这一技术的革命性突破,杰克·诺斯罗普毕生追求的高效实用飞翼终于具备实现条件。
同时,另一项飞翼设计的基础难题也因技术进步得以破解。如前所述,飞翼需容纳发动机、起落架、燃料与武器等所有飞行组件,因此翼型必须极厚,这会造成显著的阻力,严重影响性能。到了1960年代,美国国家航空航天局(NASA)研发出“超临界翼型”(Supercritical airfoil),它能延迟机翼上表面激波的形成,使得较厚、升力更大的翼型也能以更高亚音速飞行。如今,多数商用客机都采用这一设计,赋予其高效而快速的洲际飞行能力。
随着这些设计理念的逐步验证,诺斯罗普转向了“先进技术轰炸机”(Advanced Technology Bomber, ATB)计划的正式研发工作,该项目最终发展为B-2。ATB的政治渊源可追溯至1979年总统大选,当时共和党候选人罗纳德·里根批评时任总统吉米·卡特取消B-1“枪骑兵”的决定,称其在国防议题上软弱。为回应质疑,卡特政府宣布正在秘密研发一款前所未有的隐身轰炸机,以实现对苏联的技术压制。
洛克希德的Senior Peg(构想图)更像是F-117的变形版本。© The War Zone
该项目的代号为“Aurora”,由诺斯罗普与洛克希德共同竞标,诺斯罗普的设计被命名为“高级冰(Senior Ice)”,而洛克希德的版本为“高级钉(Senior Peg)”。两家公司都选择了飞翼结构:诺斯罗普采用圆滑曲面,洛克希德则继续延用F-117式的反射棱面设计。1981年10月,诺斯罗普方案中标,被正式命名为B-2“幽灵”,首批订单为165架。对杰克·诺斯罗普来说,这标志着其一生梦想的终极实现。在1981年2月去世前不久,他获准前往诺斯罗普工厂,亲眼见证这架尖端飞翼的雏形。
B-2是一项“黑色项目”(Black Project),即完全保密的军事计划,其研发过程极度保密。为建造B-2,诺斯罗普接管了位于加州皮科里维拉的一处废弃福特工厂,并设立多个空壳公司负责施工与零件采购,以避免外界觉察。零件总在夜间通过无标识卡车运输,军方人员到访工厂时严禁穿制服,员工则须接受详尽的背景调查,并定期接受测谎仪检测以确保可靠性。尽管如此,1984年仍有员工托马斯·卡瓦诺(Thomas Cavanaugh)因试图向苏联出售机密信息被捕并判无期徒刑;2005年,工程师诺希尔·高瓦迪亚(Noshir Gowadia)因向中国出售B-2推进系统技术被判处32年监禁。
© Mike James Media
作为一项高科技项目,B-2本身造价已极为昂贵。1980年代中期,空军决定将其原定的高空战略轰炸角色转为低空突防任务,此举令项目成本上升10亿美元,并使研发进度整整延迟两年。为填补空缺,1981年10月,新上任的里根政府决定重启被卡特取消的B-1项目。B-1被重新设计为低空突防平台:最大速度由马赫2降低至1.25马赫,同时显著提升其低空性能与导航系统。新型号B-1B于1986年服役,1988年交付最后一架(共计100架)。
同年,即1988年11月22日,首架诺斯罗普B-2隐身轰炸机终于在加州帕姆代尔的空军第42工厂首次公开亮相。活动管控极为严格,访客被禁止从后方观察飞机。不过,《航空周刊》杂志的编辑们发现空军并未在帕姆代尔上空设立禁飞区,于是租用飞机从空中拍摄了整架B-2的照片——这下可是闹了个“大乌龙”。
1988年11月22日,从B-2上空拍摄到的完整视图。© Aviation Week
尽管B-2直接源自早期的XB-35与YB-49飞翼机型,但它与之前的任何一种军用飞机都截然不同,将数十项尖端技术集于一体,成就了一种优雅非凡的飞行器。B-2翼展达52米,是一架真正意义上的飞翼机,没有任何独立的安定面,座舱段与发动机舱体也平滑地与翼身融合一体。不同于以往的战略轰炸机,B-2仅由两人操作——一位指挥官和一位飞行员——尽管在特别长时间的任务中可增设第三人作为替补。这得益于其高度自动化的飞控系统,该系统具备复杂的电传操控能力,以补偿飞翼机身本身的不稳定性。实际上,在长时间飞行中,即使只有一人操作整架飞机,另一人可以休息、如厕,甚至在机上厨房里准备热餐。
© The Azadi Times
B-2由四台通用电气F118-GE-100涡扇发动机提供动力,总推力达308千牛,最大速度可达1010公里/小时(约马赫0.95),升限为15,000米,不加油最大航程约11,000公里——通过空中加油几乎可以无限续航。先进的地形跟踪雷达、GPS与星光惯性导航系统使B-2能够贴地低飞,规避敌方防空系统。抵达目标后,B-2能投放多达18,000公斤的常规或核武器,包括Mark 82和Mark 84炸弹、精确制导的JDAM联合攻击弹药、B61与B83热核重力炸弹,以及AGM-129空射巡航导弹。通过先进的APQ-181合成孔径雷达对地形进行扫描并锁定目标,B-2可以实现高精度打击。
一枚2000磅的BDU-56炸弹正被装入B-2的旋转弹舱。© Military Wiki
然而,B-2最令人惊叹的独特之处是其几乎完全为实现雷达隐身而优化的设计。其首要隐身特征是独特的气动外形,该形状通过计算流体力学(CFD)模拟反复优化,最大程度地将来袭雷达波偏离反射方向。这项任务远比表面看起来复杂,因为隐身需求常常与空气动力学相冲突。例如,隐身要求前缘无限锐利,而气动性能则要求一定厚度与曲率。诺斯罗普公司最终折中,采用一种前缘半径不断变化的设计,避免使用固定半径段以降低雷达反射强度。同时,前缘呈下弯曲线,以更好贴合气流,形成B-2极具辨识度的“鹰嘴”轮廓。
B-2机鼻的鹰嘴造型。© The War Zone
B-2没有任何垂直尾翼或大面积平面结构(这些极易产生雷达反射),方向控制则依靠差分刹车副翼、升副翼以及差动发动机推力的组合实现。发动机被埋入机翼之中,进气口以S形通道嵌入上翼表面,并内衬雷达吸波材料,以避免雷达波照射到高速旋转的涡轮叶片后被强烈反射。除少数钛合金关键部件外,飞机大部分结构均为碳石墨复合材料制成,这种材料不仅轻且强度高,同时能吸收和散射大量雷达能量。不过这种材料也给设计带来极大挑战:复合材料由多层细薄片铺叠而成,微小的形状误差会迅速放大,而B-2对外形精度要求极高,任何板件间隙都可能在浅角度雷达波照射下产生强回波。因此,B-2首次在航空史上采用“外模内构”的建造方式,即先塑造外壳面板,再根据其形状设计内部结构。
此外,前缘结构中还填充有玻璃纤维蜂窝等构成的雷达吸波结构(RAS),整机表面覆盖有专用吸波涂层,座舱风挡内嵌精细金属网(类似微波炉门)以防雷达波在舱内反射。为进一步减少雷达反射并改善气动外形,武器全部置于两个机内弹舱中,并采用旋转式发射装置,以缩短弹舱开启时间——因弹舱内部极易反射雷达波。
对隐身性能的追求渗透至每一个细节:例如B-2所用罗斯蒙特(Rosemount)空速系统采用嵌入式气压传感器而非传统皮托管,因为后者雷达反射过强。遗憾的是,正是这一设计后来导致航空史上最昂贵的坠毁事故之一。总体而言,这些措施将面积达478平方米的B-2雷达反射截面压缩至仅约0.1平方米(约等于1平方英尺)。截至目前,尚无B-2被敌方防空系统锁定或攻击的记录。
当然,雷达并非唯一探测方式,因此B-2还拥有多项降低视觉与红外信号的设计。整机涂覆非反光涂料——下翼面为深灰色,上翼面为浅灰色,以降低昼间或黄昏时的可见度。早期型号还会向发动机尾喷注入化学剂以减少凝结尾迹;后期改为使用传感器自动提示机组改变飞行高度,以避免生成尾迹,并能自动调节尾喷温度,直接抑制其形成。发动机埋入机翼内部,也有助于降低红外特征。
B-2标志性的扁平尾喷口。© Pinterest
此外,B-2还配有特殊系统,可将发动机高温废气与进气道前方收集的冷空气混合,并沿大型钛合金散热板扩散排出,降低尾焰红外特征。正因如此,B-2不装配加力燃烧室,且不具备超音速能力——加力燃烧会极大提升红外信号,超音速飞行则会产生持续音爆与摩擦生热,进一步暴露飞机位置。
然而,所有这一切尖端技术也带来了高昂的代价。1997年服役时,B-2单机建造成本为7.37亿美元,按今日币值约合14亿美元;若计入研发支出,每架成本更高达惊人的23亿美元,堪称史上最昂贵军用飞机。而这还只是造价:B-2的维护和飞行运营费用更是惊人。其隐身涂层极易损伤,需不断保养,必须停放于每座造价500万美元的专用恒温机库中。
此外,每架飞机每7年需接受一次价值6000万美元的大修,期间要用结晶小麦淀粉喷砂去除整机涂层,以检视复材外壳是否有微裂或刮痕。这意味着,每小时飞行需119小时地面维护,花费近13.5万美元——几乎是B-52与B-1的两倍,相当于每月每架飞机340万美元的运营成本。
2018年戴斯空军基地(Dyess Air Force Base)航展上的“密苏里精神”号。© wikipedia
可想而知,美国国会对这些数字颇为震惊,最初订购132架的采购计划很快被削减至75架。1991年苏联解体,使如此先进昂贵的战略轰炸机项目面临质疑。美军内部对此存在分歧,支持者强调其作为常规轰炸机的战略价值,反对者则批评其代价过高、作用有限。1992年,小布什政府批准继续推进该项目,但将总采购量限制在20架。1996年,克林顿政府又批准将原型机改装为战备状态,使B-2总数达到21架。
B-2于1989年7月17日首度公开飞行,从帕姆代尔工厂飞往爱德华兹空军基地进行测试。1993年12月起交付首批作战飞机,1997年1月正式服役于美国空军。除“美国精神”(Spirit of America)与“小鹰精神”(Spirit of Kitty Hawk,纪念1903年莱特兄弟首次动力飞行)外,21架B-2均以美国州名命名,其他19架依次为:“亚利桑那精神”,“纽约精神”,“印第安纳精神”,“俄亥俄精神”,“密西西比精神”,“德克萨斯精神”,“密苏里精神”,“加州精神”,“南卡罗来纳精神”,“华盛顿精神”,“堪萨斯精神”,“内布拉斯加精神”,“乔治亚精神”,“阿拉斯加精神”,“夏威夷精神”,“俄克拉荷马精神”,“宾夕法尼亚精神”与“路易斯安那精神”。
2022年11月7日,密苏里州隶属于怀特曼空军基地的B-2“幽灵”隐形轰炸机在“幽灵警戒”中进行滑行演习。© Whiteman AFB
目前,所有B-2“幽灵”轰炸机均由美国空军第509轰炸联队(509th Bomb Wing)操作,该部队驻扎在密苏里州的怀特曼空军基地。颇具象征意义的是,该联队正是1944年为投掷首枚原子弹而成立的第509混成大队(509th Composite Group)的直接继承者。这21架现役飞机由一支仅有80人的精英飞行员队伍驾驶,他们都经过专门训练以驾驭这架复杂的隐形飞翼轰炸机。虽然大多数B-2任务直接从怀特曼空军基地起飞,但这些飞机也曾部署至包括关岛的安德森空军基地、印度洋上的迪戈加西亚海军支援设施、以及英国的皇家空军费尔福德基地在内的多个海外基地。
B-2的战斗首秀是在1999年科索沃战争期间的“盟军力量行动”(Operation Allied Force),在这场冲突中,B-2被认为投下了北约11%的炸弹,并摧毁了1/3的塞尔维亚目标。参与行动的B-2从怀特曼基地直飞往返巴尔干地区,单次任务平均持续约30小时。尽管B-2与洛克希德F-117“夜鹰”所具备的精确打击能力大大减少了传统区域轰炸造成的附带伤害,但这也暴露出精准打击在很大程度上依赖于情报的准确性。1999年5月7日,B-2投放的联合攻击弹药(JDAM)误击位于贝尔格莱德的中国大使馆——中央情报局误将其识别为一处武器库,造成三名中国记者遇难,并引发一场严重的外交风波。
几年后,B-2参与了阿富汗战争中的“持久自由行动”(Operation Enduring Freedom)以及2003年美军入侵伊拉克的行动,从怀特曼基地、迪戈加西亚及中东某前沿基地共执行49次任务,投掷炸弹超过68万公斤。2001年,“美国精神号”执行了有史以来时间最长的轰炸任务:从怀特曼基地起飞,直飞阿富汗,全程持续44小时。更令人惊叹的是,该机随后在附近一座基地仅做45分钟地面维护与更换机组人员(发动机不熄火),即再次起飞飞回密苏里,行程30小时。
2011年3月,B-2在“奥德赛黎明行动”(Operation Odyssey Dawn)中对利比亚加尔达比亚机场投掷40枚炸弹,执行联合国禁飞区任务;而在2017年1月,B-2向利比亚锡尔特附近的一处ISIS训练营投掷精确制导弹药,击毙85名武装分子。后一次行动引发了媒体的广泛批评,人们认为使用价值20亿美元的飞机在没有防空武器的情况下击毙装备简陋的叛乱分子是浪费。
1994年,加州穆古点(Point Mugu)附近的一次实弹演习中,一架B-2投下了47枚500磅(230公斤)的Mark 82炸弹,这超过了B-2总弹药有效载荷的一半。© Whiteman AFB
尽管B-2战绩斐然,但它并非毫无问题。在早期试飞阶段,飞机先进的吸波涂层被发现极易被雨水损坏,地形跟踪雷达在辨别降雨与地面障碍物方面也存在困难。这一问题使B-2几乎无法在恶劣天气条件下作战——这对一架号称能在24小时内部署至全球任何地点的飞机来说,是个不小的麻烦。所幸,到1997年正式服役前,大多数问题已被解决。服役近30年来,B-2不断接受各种尖端技术升级,包括GPS导航、卫星通信、雷达辅助瞄准系统(RATS),并整合了诸如联合空对地远程导弹(JASSM-ER)与远程核打击导弹(LRSW)等新型武器系统,后者最终将赋予B-2真正的远程核威慑能力。
尽管升级不断,B-2最大的弱点仍在于其数量极少且成本过高,使得每一架飞机的损失都造成巨大的财务打击。截至目前,唯一一次B-2的全毁事故发生于2008年2月23日,当时“堪萨斯精神”(Spirit of Kansas)在关岛安德森空军基地起飞时失速坠毁,两名飞行员——莱恩·林克少校与贾斯汀·格里夫上尉——安全弹射,但飞机被完全摧毁,成为史上最昂贵的飞机坠毁事件。事故调查发现,机上嵌入式气压系统受潮导致空速显示失误,飞行员由此错误拉起升力而造成失速。
坠毁的“堪萨斯精神”号。© Military Wiki
2010年与2021年,另有两架B-2在降落时发生严重事故;2022年又有一架飞机因飞行中发生故障紧急降落。这些事件导致整个机队被停飞数月,并为维修支付数亿美元。而随着零部件日益难以采购,B-2的维护成本还可能进一步上升。由于机队规模太小,许多厂商无利可图而停止生产关键部件,迫使空军维修人员不得不拆解其他飞机来维持整机飞行状态。
此外,B-2的隐身技术已不再领先。洛克希德·马丁公司研发的F-22“猛禽”与F-35“闪电II”隐形战斗机,其雷达反射面积不到这款隐形轰炸机的十分之一。出于上述原因,美国空军最初计划将B-2服役至2058年,但在2011年决定提前退役B-2与B-1,预计最迟于2040年全数退出现役,并由新一代诺斯罗普·格鲁曼公司研制的B-21“突袭者”(Raider)接替,这款“幽灵”的后继者预计于2027年服役。然而,若历史有何可教之处,那便是军购计划常常延误。如果B-21未能如期交付,美国空军很可能再次陷入只有一款战略轰炸机可用的窘境——那就是B-52“同温层堡垒”。
B-21“突袭者”隐身战略轰炸机。© Northrop Grumman
是的,你没听错:B-52,这架于1954年首飞、1962年停产的老将,不仅已超越其所有“接班人”,还成了美国历史上服役时间最长的军用飞机,全球服役时间第二长,仅次于安东诺夫An-2。得益于一系列现代化改装,这架“BUFF”(Big Ugly Fat Fuck)的昵称早已成了一种敬意。B-52预计将服役至2050年代,成为史上第一款服役整整一百年的军用飞机。
无论如何,B-2“幽灵”都是航空工程的伟大成就之一,它将众多先进技术优雅整合于一身,比任何飞行器都更接近“飞行”这一概念的纯粹精神。愿她如她的飞行姿态一样,优雅地退役。
文/Gilles Messier
译/tim
校对/tamiya2
原文/www.todayifoundout.com/index.php/2024/10/2-billion-each-a-deep-dive-into-the-incredible-engineering-that-culminated-in-the-b-2-stealth-bomber/
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