XB-70轟炸機(jī)（The North American XB-70 Valkyrie），代號“女武神”，是美國的一種超聲速戰(zhàn)略轟炸機(jī)，由北美航空公司于20世紀(jì)60年代開始研制，其飛行中創(chuàng)造了3675.24千米／小時的飛行速度紀(jì)錄，是迄今為止最快的戰(zhàn)略轟炸機(jī)。
XB-70的開發(fā)計(jì)劃起源于1955年，當(dāng)時的美國空軍需要一架可以取代B-52轟炸機(jī)的戰(zhàn)略轟炸機(jī)，并需要該型機(jī)具備躲避蘇聯(lián)超音速戰(zhàn)機(jī)攔截的能力。最終，波音公司與北美航空公司參與了項(xiàng)目競標(biāo)，并由北美航空公司的方案中標(biāo)。1964年9月21日，XB-70“女武神”的第一架原型機(jī)首飛，并且在第二年的一次試驗(yàn)飛行（第17次飛行）中飛行速度達(dá)到了M3，高度達(dá)到21500米。1965年7月，第二架原型機(jī)試飛成功。
由于地空導(dǎo)彈的發(fā)展，XB-70的戰(zhàn)場生存性備受質(zhì)疑。到20世紀(jì)60年代中期，美國超聲速戰(zhàn)略轟炸機(jī)研制計(jì)劃被下令停止。1969年1月，在完成了最后一次試驗(yàn)飛行之后，第一架XB-70原型機(jī)被送進(jìn)俄亥俄州的懷特·帕特森空軍基地博物館。
歷史沿革
研發(fā)背景
二十世紀(jì)在40年代末，由于戰(zhàn)斗機(jī)速度提升很快，從1948年起，美英蘇都已經(jīng)展開了研制超音速戰(zhàn)斗機(jī)的計(jì)劃，3倍音速的戰(zhàn)斗機(jī)也在50年代初進(jìn)入設(shè)計(jì)階段。在冷戰(zhàn)時期，為了躲避當(dāng)時速度超過兩倍音速的最先進(jìn)的蘇聯(lián)殲擊機(jī)的攔截，并可深入前蘇聯(lián)腹地進(jìn)行戰(zhàn)略轟炸或投放核武器，美國軍方開始研制這種被稱為"瓦爾基里"(Valkyrie)大型超音速戰(zhàn)略轟炸機(jī)，并打算作為B-52轟炸機(jī)的后繼機(jī)裝備美國空軍的戰(zhàn)略部隊(duì)。以保障60年代以后的戰(zhàn)略均勢。
研發(fā)歷程
從1951年起，美國開始研制超音速轟炸機(jī)。XB-70（或正確的說，B-70）的開發(fā)計(jì)劃，起源于1955年。
參與B-70競標(biāo)的航空制造公司包含了波音公司與北美兩家，1958年時由北美人航空中標(biāo)。XB-70“女武神”由北美航空公司于20世紀(jì)60年代開始研制。1964年9月，第一架原型機(jī)首飛。1965年7月17日，第二架原型機(jī)（編號為62-001）試飛成功，并且在1966年1月3日的一次試驗(yàn)飛行中飛行速度也達(dá)到了M3。由于地空導(dǎo)彈的發(fā)展，XB-70的戰(zhàn)場生存性備受質(zhì)疑。到20世紀(jì)60年代中期，美國超聲速戰(zhàn)略轟炸機(jī)研制計(jì)劃被下令停止。1969年1月，在完成了最后一次試驗(yàn)飛行之后，第一架XB-70原型機(jī)被送進(jìn)俄亥俄州的懷特·帕特森空軍基地博物館。
基本設(shè)計(jì)
機(jī)體結(jié)構(gòu)
XB-70轟炸機(jī)采用了鴨式、無平尾、大三角翼飛機(jī)的總體布局。不過這類專為超高空飛行打造的超薄三角翼結(jié)構(gòu)相對脆弱，即便經(jīng)過強(qiáng)化也不適用于低空穿透飛行來躲避對方雷達(dá)的搜尋。與SR-71偵察機(jī)和米格-25戰(zhàn)斗機(jī)高速飛機(jī)一樣，XB-70也采用了雙垂尾，而且為了確保它在M3的速度下飛行時有足夠的穩(wěn)定性，其機(jī)翼翼尖部分還可以向下折疊。一般在低空超音速飛機(jī)時可下折25度，在高空高速巡航飛行時可下折65度。垂直尾翼采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式，前部是固定的垂直安定面，后面是可操縱的方向舵。
為了制造一架可以以3馬赫的速度飛行7500英里（12070公里）的轟炸機(jī)，北美航空公司的工程師使用了一種稱為“壓縮升力”的原理。當(dāng)機(jī)翼中心下方的錐形體將空氣推向兩側(cè)時，就會發(fā)生壓縮升力，從而增加機(jī)翼部分下方的壓力，從而顯著增加升力。這消除了對產(chǎn)生大量阻力的大機(jī)翼的需求。XB-70旨在利用壓縮升力原理，利用超音速飛機(jī)產(chǎn)生的自身沖擊波并使用由此產(chǎn)生的升力。
機(jī)翼的外部20英尺（6米）部分以超音速液壓向下旋轉(zhuǎn)，以捕獲并真正駕馭產(chǎn)生的高壓沖擊波。這也減少了發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口/機(jī)翼沖擊波造成的阻力。壓縮升力的效率提高了30%，因?yàn)闄C(jī)翼下的壓力得到了更好的管理。當(dāng)XB-70起飛時，翼尖是直的。在亞音速巡航速度下，它們將降低到25度和1.4馬赫以上，達(dá)到65度。折疊翼尖允許使用較小的垂直穩(wěn)定器，并且還補(bǔ)償了三角翼飛機(jī)隨著速度的增加而在其升力中心向后移動，從而減少了配平阻力。
以3馬赫的速度連續(xù)飛行（甚至短時間）會給飛機(jī)帶來沉重的熱負(fù)荷，因?yàn)闆_過機(jī)身的空氣運(yùn)動會使其升溫。女武神的機(jī)頭和其他前緣部分以330馬赫的速度上升到625攝氏度（3華氏度），而機(jī)身的其余部分保持在232攝氏度（450華氏度）。為了承受這些極端溫度，XB-70由不銹鋼蜂窩板和鈦制成。焊蜂窩板由厚度僅為0.02英寸（0.508毫米）的不銹鋼組成。
動力系統(tǒng)
裝6臺通用電氣的YJ93-GE-3加力渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，加力燃燒室可長時間連續(xù)工作，開加力時單臺發(fā)動機(jī)推力為136.8千牛（13950公斤）。由于安裝設(shè)計(jì)，發(fā)動機(jī)可以在幾個小時內(nèi)拆卸和更換。發(fā)動機(jī)并排安裝在翼下吊艙的后部。兩個大型矩形進(jìn)氣管道提供二維氣流。進(jìn)氣口內(nèi)的一系列可變坡道，稱為空氣感應(yīng)控制系統(tǒng)（AICS），將膨脹和收縮，以操縱流向發(fā)動機(jī)的氣流，并保護(hù)它們免受超音速空氣的強(qiáng)大沖擊。該系統(tǒng)檢測到飛行過程中壓力的微小變化，并將發(fā)動機(jī)面的超音速空氣降低到亞音速。
武器裝備
按設(shè)計(jì)要求，該機(jī)可攜帶22.5噸常規(guī)武器和核武器，沒有自衛(wèi)性武器裝備。它的自衛(wèi)方式主要依靠高空高速飛行和先進(jìn)的機(jī)載電子設(shè)備作保障。武器主要掛在機(jī)身下長而大的彈艙內(nèi)，在執(zhí)行核轟炸任務(wù)時共可掛14枚核彈和其他武器。XB-70的載彈量達(dá)11340公斤，可充分滿足戰(zhàn)略轟炸的需求。后來還計(jì)劃裝載導(dǎo)彈以及其自身的自衛(wèi)武器系統(tǒng)。
座艙設(shè)計(jì)
XB-70共有4名乘員，即正、副駕駛員，轟炸／領(lǐng)航員和防衛(wèi)系統(tǒng)操作員。飛機(jī)座艙前方有一大片涂成黑色的區(qū)域，這主要是為了減少強(qiáng)反射光，以免影響飛行員的視線和對眼睛造成傷害。機(jī)組人員在襯衫袖子環(huán)境中操作，并提供了客機(jī)式的舒適性。他們坐在帶有翻蓋門的繭狀座椅上，在減壓的情況下，這將為他們提供單獨(dú)的密封逃生艙。太空艙內(nèi)有自己的氧氣瓶和應(yīng)急用品，以及關(guān)閉油門和調(diào)整以進(jìn)行緊急下降的基本控制，同時通過太空艙的窗戶監(jiān)控儀器。太空艙可以在安全高度重新打開，或者以高達(dá)3馬赫的速度和超過70000英尺（21336米）的高度通過可拋棄的屋頂板進(jìn)行火箭彈射。
當(dāng)Valkyrie達(dá)到超音速時，駕駛艙前方的機(jī)頭坡道被抬起，因此擋風(fēng)玻璃將是一個更光滑的表面，與機(jī)身的其余部分齊平，并在空氣動力學(xué)上流線型。在亞音速下，擋風(fēng)玻璃向下傾斜，而在高速下，擋風(fēng)玻璃幾乎是水平的，這干擾了飛行員的視野。
性能參數(shù)
參考資料
技術(shù)特點(diǎn)
緊急起飛快
XB-70最大不凡之處，在于它的緊急起飛能力。同樣是3675.24千米／小時巡航的飛機(jī)，洛克希德·馬丁公司生產(chǎn)的SR-71偵察機(jī)起飛前需要花上大半天慢慢暖機(jī)，飛行員還需在檢查生理狀況后，穿上增壓服才能飛行。而XB-70從開始暖機(jī)到離開跑道只需25分鐘，跑道滑行時間最快僅需45秒，而且飛行員無須做生理檢查，甚至在飛行時不穿飛行服，也絲毫無礙生理健康。
載彈量高
XB-70的武器裝載能力超過一般戰(zhàn)機(jī)，達(dá)11340公斤，可充分滿足戰(zhàn)略轟炸的需求，后計(jì)劃裝載導(dǎo)彈以及自身的自衛(wèi)航空武器系統(tǒng)。
淘汰原因
價格昂貴
XB-70造價高達(dá)5億（相當(dāng)于如今100億）美元，這在當(dāng)時，就可以造出好幾枚彈道導(dǎo)彈。更重要的是，該轟炸機(jī)若以3馬赫飛行時，在21021米高空投彈的圓周公差半徑竟達(dá)1.5千米，其準(zhǔn)確度低于當(dāng)時裝備的各種彈道導(dǎo)彈，沒有對移動目標(biāo)進(jìn)行精確打擊的能力。美軍方最終還是取消了這種飛機(jī)的生產(chǎn)計(jì)劃，答應(yīng)該機(jī)以技術(shù)展示機(jī)的名義，生產(chǎn)2架實(shí)驗(yàn)機(jī)。
試飛撞機(jī)曝光
1966年的試飛中，一架伴飛的F-104戰(zhàn)斗機(jī)因?yàn)樘咏黊B-70號機(jī)而發(fā)生撞機(jī)，導(dǎo)致兩機(jī)墜毀，使得美研制新型轟炸機(jī)的計(jì)劃被曝光，克格勃得到了這種飛機(jī)的有關(guān)資料，隨即研制出可對付XB-70的SA-5地空導(dǎo)彈及MiG-25截?fù)魴C(jī)。
新式空中突防戰(zhàn)術(shù)出現(xiàn)
隨著防空導(dǎo)彈性能的不斷提高，各國紛紛放棄過去的高空高速空防戰(zhàn)術(shù)，改以低空、超低空突防轟炸。如美國軍隊(duì)隨后研制的新一代戰(zhàn)略轟炸機(jī)B-1、FB-111等，都改以低空穿透轟炸，而不再追求高空高速。而XB-70的結(jié)構(gòu)無法適應(yīng)遠(yuǎn)程低空飛行，并且也難以通過改裝來適應(yīng)低空穿透作戰(zhàn)。
戰(zhàn)略導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展
關(guān)于導(dǎo)致XB-70夭折的原因，過去航空界還曾有其他說法，但實(shí)際上導(dǎo)致其被淘汰的主要原因，還是現(xiàn)代彈道導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展，以及美國核戰(zhàn)略思想的轉(zhuǎn)變。在蘇聯(lián)擁有洲際彈道導(dǎo)彈之后，美國再也無法避免本土遭到核攻擊的可能性，并且由于蘇聯(lián)防空網(wǎng)的不斷強(qiáng)化，也使得轟炸機(jī)的報(bào)復(fù)成功率難以和洲際彈道導(dǎo)彈相比，XB-70已完全失去了存在的意義，于在1969年進(jìn)行完最后次飛行后，便被送進(jìn)了美國空軍博物館收藏。
系列機(jī)型
已建造機(jī)型
第一架XB-70A原型機(jī)-（NA-278）機(jī)身編號62-0001，總飛行次數(shù)83次，總飛行時數(shù)160小時16分，現(xiàn)存于俄亥俄州戴頓，美國空軍國家博物館。
第二架XB-70A原型機(jī)-（NA-278）機(jī)身編號62-0207，總飛行次數(shù)46次，總飛行時數(shù)92小時22分，于1966年6月8日墜毀于加州巴斯托北方沙漠地區(qū)。
未建造機(jī)型
第三架XB-70B原型機(jī)-（NA-274）機(jī)身編號62-0208（預(yù)計(jì)），1961年3月時以YB-70A預(yù)產(chǎn)型的身份起造，但在1964年建造半途被取消，未完成。
YB-70A-原本計(jì)劃建造10架改良型原型機(jī)的計(jì)劃在1960年12月時取消，這些YB-70原本是計(jì)劃在完成測試后，進(jìn)一步改裝成B-70A規(guī)格正式服役。
B-70A-計(jì)劃中原本要建造50架可執(zhí)行任務(wù)的戰(zhàn)略轟炸機(jī)（附有翼端油箱），但在1959年12月時取消。
RS-70-原本計(jì)劃要將B-70A改裝成50架偵查用飛機(jī)（具有空中加油能力），但在1959年2月的評估后放棄此計(jì)劃。
相關(guān)人物
Walter A.Spivak：主持XB-70A設(shè)計(jì)總工程師。
Bruno Bruckman：設(shè)計(jì)J-93發(fā)動機(jī)總工程師，二次大戰(zhàn)曾為德國BMW工廠設(shè)計(jì)Messerchmit系列飛機(jī)發(fā)動機(jī)。
Alvin S."Al" White：北美XB-70主任工程試飛員，亦是XB-70A駕駛員，曾任X-15助理試飛員。1966年6月8日擔(dān)任 XB-70駕駛，失事彈射重傷。
Joseph F."Joe" Cotton：空軍駐廠試驗(yàn)監(jiān)查，也是 XB-70 助理試飛員，即副駕駛。
L.Pyne：XB-70的總檢查機(jī)工長。
Joseph A.Walker：當(dāng)時X-15試驗(yàn)機(jī)最快，最高的記錄保持者。1966年6月8日事故中，他駕駛 F-104戰(zhàn)斗機(jī)與XB-70 相撞失事殉職。
Carl A.Cross：越南戰(zhàn)爭英雄。1966年6月8日事故中，是XB-70副駕駛失事殉職。
飛行事故
1964年9月21日，XB-70首飛時就出現(xiàn)事故，在降落時左側(cè)主起落架起火損傷。
1965年5月7日，XB-70A在試飛飛行中有不明物體飛入進(jìn)氣道，導(dǎo)致六臺發(fā)動機(jī)全部損傷。
1965年10月14日，XB-70A在高空飛行達(dá)到3馬赫的速度，但由于機(jī)身材質(zhì)問題，左側(cè)機(jī)翼翼尖0.6米的結(jié)構(gòu)脫落，這次事故直接導(dǎo)致XB-70的實(shí)用速度被迫降至2.5馬赫。
1966年6月8日，在一場為了拍攝空中定裝照而進(jìn)行的緊密編隊(duì)飛行中，XB-70A二號機(jī)與隨的一架F-104N戰(zhàn)斗機(jī)過于接近而發(fā)生了空中相撞意外，F(xiàn)-104N隨即發(fā)生爆炸，飛行員喬·渥克當(dāng)場死亡，而XB-70被撞掉左側(cè)垂尾后陷入無法控制的失速尾旋中，最后于加州巴斯托北方的沙漠里墜毀，XB-70的副駕駛卡爾·克羅斯都在意外中喪生，而XB-70的正駕駛艾爾·懷特卻幸運(yùn)地彈射跳傘成功。
參考資料 >
Mach 3 Legend: The North American XB-70 Valkyrie.Guy Martin.2024-02-08
[科普中國]-XB-70轟炸機(jī).科普中國網(wǎng).2024-02-07