“杰克”诺斯罗普飞行翼的历史

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 约翰·克努森·诺斯罗普(绰号杰克)的航空创新历程。
  • 翼身融合设计的发展,如N-1M和YB-49,以及相关的试验和技术挑战。
  • 诺斯罗普航空项目的发展历程,从洛歇维加水上飞机到战略轰炸机。

“杰克”诺斯罗普的飞翼传奇

诺斯罗普飞翼传奇

约翰·克努森·诺斯罗普(后来被称为“杰克”诺斯罗普)于1913年中学毕业。1916年,年仅20岁的他正在圣巴巴拉担任汽车机械师,距离一个车间不远,那里的艾伦和马尔科姆·卢克黑德兄弟(他们的名字不久后将被重新拼写为洛克希德)正在设计他们未来的水上飞机F-1的图纸。诺斯罗普被兄弟俩注意到,很快便加入团队,并被改称为“公司工程师”。1927年,由年轻诺斯罗普设计的无尾高单翼飞机——著名的洛克希德维加(Vega)首次试飞成功,这款飞机深受阿梅莉亚·埃尔哈特等著名飞行员的喜爱,迅速获得商业上的巨大成功。该机可搭载四名乘客,以170公里/小时的速度飞行900公里。此后,诺斯罗普创立了自己的公司。

战争初期,诺斯罗普便开始设想完全摒弃尾翼和机身的飞机。于是他设计了N-1M。这款飞机你们中许多人可能见过,因为它曾作为电影《夺宝奇兵》中一段场景的原型:

诺斯罗普N-1M(1940年)

翼展12米,配备两台65马力的发动机,采用桃花心木结构,N-1M旨在探索飞翼飞机的性能潜力。这款“可变几何”飞机可在地面通过调整机翼的上反角和翼尖的倾斜角度(此处为下放状态)来改变其飞行姿态。在制造飞机之前,诺斯罗普曾在帕萨迪纳的一座大舞厅中进行过试验。他从最高处的阳台放下一个35厘米长的模型,仔细测试其在失速时的恢复能力。当时后来著名的空气动力学家冯·卡门正在场内记录数据。

  • “由于模型在落地前总能自行恢复到正常飞行状态,我们感到非常安心。”

于是N-1M被制造出来,并进入试飞阶段。

诺斯罗普N-1M,机翼翼尖展开状态。

尽管动力较弱,但这款原型机的飞行表现令人满意。诺斯罗普放弃了最初将翼尖下放的设计理念,这一想法或许源于观察鸟类飞行。在随后的三年里,飞机逐渐优化了外形线条,例如1943年试飞了近百次的N-9M。

1943年,诺斯罗普N-9M在空中飞行。

实际上,这是巨大远程轰炸机的飞行模型。该机型最高时速可达400公里,升限达六千米。1941年12月7日日本袭击珍珠港后,美国希望开发远程轰炸机,以便从遥远基地打击日本本土。于是,该项目的第一个型号——四发、每台发动机功率达3000马力的YB-35诞生了。

诺斯罗普YB-35,1946年完成,配备八副对转螺旋桨,翼展52米(与后继机型B-2相同)。

为何该机型建造进度如此缓慢?原因众多。早在N-9M模型阶段,稳定性与失速问题就已显现。实际飞机比预期更重,外形也不够流线。1944年,欧洲战场已能利用前线基地对德国进行轰炸,B-17轰炸机便足以胜任。在太平洋战场,随着美军逐步夺回日本以南的岛屿,B-29“超级堡垒”轰炸机得以从这些基地起飞,最终在战争末期投下了第一颗原子弹。此外,喷气式飞机的出现也宣告了螺旋桨飞机时代的终结。在美国,尽管转型较晚,但进展迅速而显著。于是,YB-49项目应运而生——这是基于YB-35的八台涡喷发动机版本,于1947年首次试飞。

诺斯罗普YB-49八发喷气式飞机,美国首架隐身飞机。

YB-49的试飞过程充满挑战,从首次飞行便暴露问题。这类飞机的致命弱点在于失速时的飞行特性——机翼某部分失去升力。在这些飞翼上,失速区域不稳定,容易向翼尖移动,从而引发立即的螺旋。因此,YB-49加装了“翼障”(fences),在照片中清晰可见,但末端的副翼效率极低。遗憾的是,这些翼障并未延伸至机翼前缘,因此无法有效防止失速螺旋。

顺便一提,美国人在此过程中首次发现了隐身概念。每当巨大的飞翼飞机接近其目的地机场时,雷达操作员都难以探测到它。在第25次任务中,第二架原型机失踪。由于当时飞机无护航,事故原因无法查明。空军随后要求进行补充试飞,以分析飞机的飞行性能、失速特性及改出螺旋的能力。正是在此阶段,问题爆发。1948年底,在9000米高空进行失速测试时,YB-49突然在短尾部出现上仰,随即如枯叶般盘旋下坠。飞行员直到降至2500米才重新控制住飞机。从军事应用角度看,飞翼飞机因飞行稳定性差,根本无法胜任轰炸任务。其地面炸弹散布圆直径甚至达到著名“超级堡垒”B-29的两倍。

东西方冷战的加剧催生了美国著名的战略空军司令部。远程轰炸机的问题再次浮现。空军最终决定采用螺旋桨推进的康维尔B-36“战略堡垒”作为第一代洲际战略轰炸机:

同一张照片中,B-36“战略堡垒”、诺斯罗普YB-49和B-49“战略喷气机”。

前景中是诺斯罗普YB-49,它最终被四发喷气动力的B-49“战略喷气机”取代,后者成为中程轰炸机。在远程导弹尚未主导战场之前,B-52逐渐取代了B-36。这些飞机正是电影《奇爱博士》中出现的机型。所有照片均摘自1998年6月出版的《AIR FAN》第57期特刊。Aifan nanavia,巴黎巴蒂尼奥勒大道48号,75017区。最后几张鲜为人知的照片尤为惊人。1949年,哈里·杜鲁门对YB-49飞翼飞机极为兴奋。在一次飞行展示中,他要求飞机飞越白宫,“让民众看看我打算购买的东西!”他如此说道。

1949年2月15日,YB-49飞越白宫。

第二张照片展示了十三架YB-35中已建成的十一架,正在……