B2轰炸机的奥秘
B2的奥秘
2002年8月20日
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远程轰炸的问题
美国拥有原子弹后，立即面临一个关键问题：必须拥有能够深入敌方领土实施打击的洲际载具，目标是苏联。起初，美国在1945年仅拥有“B-29超级堡垒”轰炸机，这些飞机曾执行了对广岛和长崎的轰炸任务，隶属于驻罗斯威尔的第509轰炸大队。然而，这些飞机的性能不足以对苏联领土实施有效轰炸。因此，诺斯罗普公司开始研发一种飞翼飞机，这种飞机被认为具有极远的航程和高度的隐身能力，即在当时雷达系统下几乎无法被探测到。杰克·诺斯罗普早在1939-1945年战争爆发前就启动了这一项目。第一架采用螺旋桨推进的飞翼飞机XB-35A于1946年6月26日在爱德华兹空军基地首次试飞。
随后，这些飞机换装了八台涡喷发动机，并被命名为YB-49。
这些飞机于1947年在加利福尼亚州霍索恩组装。两型飞机的翼展均为52米。为此项目建造了一小批约十二架的预生产型飞机。然而，试飞结果却极为惨败。当时人们对后掠翼的空气动力学特性了解甚少，尤其不清楚在大迎角情况下，机翼翼尖的气流分离会迅速向机头方向迁移，导致飞机突然进入剧烈俯冲。这一现象在YB-49的失速测试中多次发生，甚至导致一架飞机坠毁，飞行员遇难。显然，不能让一种飞机投入使用，却必须规定飞行员永远不得接近失速状态。此外，当时诺斯罗普公司与波音公司之间还存在商业竞争，最终波音公司胜出。所有YB-49均被销毁。严格来说，这一致命的失速俯冲问题在采用螺旋桨推进的XB-35A上并未出现，但原因一直未被完全理解。YB-49所遇到的问题在所有后掠翼飞机中普遍存在，解决方法是加装“挡板”（fences）。下图（a）展示了这一解决方案，其设计与“卡拉维尔”客机的机翼所采用的方式相同：
在后续的后掠翼飞机中，包括采用三角翼的飞机，采用了另外两种解决方案。第一种是在前缘制造一个“锯齿”（b），这种结构在大迎角时产生强烈的涡流，形成天然屏障，有效阻止翼尖气流分离向机头方向迁移。
目前普遍采用的经典解决方案（如幻影III战斗机）是在前缘设置一个凹槽（c），其效果与上述锯齿相似。顺便提一句，B2飞机后缘的锯齿状设计具有双重目的。其一，确实能降低雷达回波信号（这正是如今普遍采用“发夹形”或“发卡形”接缝和边缘的原因）。其二，在大迎角状态下，这种锯齿状后缘会产生涡流，形成屏障，防止翼尖失速气流向机头迁移（d）。
如果这一解决方案（即在前缘加装延伸至前缘的挡板）在1947年就已为人所知，那么杰克·诺斯罗普设计的飞机或许本可被挽救。美国本可因此率先拥有一款隐身性能极强的飞机。但似乎在试飞过程中，除了失速俯冲问题外，还出现了发动机过热等其他技术难题。
需要提醒的是，德国人似乎最早认识到隐身性能的重要性（他们因英国雷达系统在战争末期能提前探测到其机群而遭受重大损失），并在此期间开发了一种由霍滕兄弟设计的飞行器。
该飞行器没有垂直尾翼，同时始终采用对雷达反射极弱的材料制造（这一点后来也被著名的英国木制“蚊”式战斗机所继承）。读者可能会好奇，这类飞机如何实现偏航控制？答案非常简单。B2飞机也采用相同设计，同样没有垂直尾翼。其原理是同时在机翼翼尖向上和向下打开两个襟翼，从而局部增加阻力。
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