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进击的巨人(五)——核动力与B-36杂技团

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发表于 2015-11-22 10:40:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
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本帖最后由 万磁王 于 2015-11-22 10:47 编辑

进击的巨人(一)——康维尔B-36狂想曲
进击的巨人(二)——B-36大战超级航母
进击的巨人(三)——多炮塔怪兽
进击的巨人(四)——时髦的后掠翼
进击的巨人(五)——核动力与B-36杂技团


什么?核动力!
  美国核动力飞机的设想可以追溯到20世纪40年代末,1946年美国空军授予费尔柴尔德发动机与飞机公司一份合同来研究核动力飞机的可行性,核动力飞机的续航力能以天而不是小时为单位计算。这项研究名为NEPA(核能推进的飞机),在田纳西州橡树岭展开。1948年原子能委员会又委托麻省理工学院开展了另一项研究,他们的结论是核动力飞机完全可行,但至少需要15年的时间去研发。
  1951年初美国空军得出结论:NEPA的研究成果已经明确表示可以开始研制实际的核能推进装置,于是责成通用动力为主承包商。这种核动力推进系统的原理是使用压缩机直接驱动高压空气经过炽热的反应堆核心,经过加热的空气膨胀从喷管排出产生推力,简单粗暴,但是没有考虑喷气的辐射污染问题。普惠也获得了一份合同研制一种间接循环核发动机,使用液体工质来加热空气,而不是直接让空气通过反应堆核心,看起来要靠谱许多。
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GE设计的P-1型核涡喷发动机设计图,为直循环系统

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 楼主| 发表于 2015-11-22 10:41:08 | 显示全部楼层
  1954年空军决定开始制造一架实际的核动力飞机,项目名称WS-125A。普惠和通用电气同时被选为主发动机承包商,洛克希德和康维尔负责制造机身部分。WS-125A是一种高空亚音速轰炸机,但以后会具备超音速巡航能力。
  作为项目的一部分,工程师有必要测试一下反应堆辐射对飞机仪表、设备、机身的影响,并研究相应的屏蔽措施。为此,空军在1953年5月11日把B-36H  51-5712调拨给该项目用于辐射试验。之所以用这架飞机,是因为在1952年9月1日,51-5712被席卷卡斯维尔空军基地的龙卷风严重破坏,空军觉得与其维修重伤的机鼻,不如直接把这架飞机拨给康维尔用于辐射测试。
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改装中的B-36H 51-5712,机头开了大口以容纳乘员舱

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 楼主| 发表于 2015-11-22 10:41:30 | 显示全部楼层
  工程师们在51-5712的后弹舱中安装了一台设计功率1000千瓦、重15876千克的核反应堆。当然,这台反应堆并不是飞机的动力装置,仅仅是辐射源,在地面可以用吊车整体拆除。为了冷却反应堆,B-36H在后机身两侧和下方开设了一系列大型进气口和排气口。该机机组定员5人,包括正副飞行员、飞行工程师、以及两名核工程师,都坐在机鼻高度屏蔽的乘员舱内。乘员舱被厚厚的铅和橡胶层包裹得严严实实,挡风玻璃也是厚达30厘米的含铅玻璃。此外,康维尔还在机身中部安装了一个重达4吨的铅护盾,飞机内装有供乘员监视反应堆的闭路电视系统。改装完毕后,51-5712的编号被改为XB-36H,绰号“十字军”。
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乘员舱被厚厚的铅和橡胶层包裹得严严实实,挡风玻璃也是厚达30厘米的含铅玻璃
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安装在NB-36H弹舱中的热交换器

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 楼主| 发表于 2015-11-22 10:41:51 | 显示全部楼层
  1955年9月17日,“十字军”首飞,试飞员是A·S·小威彻尔。出于安全考虑,该机的所有试飞都在人烟稀少的地区进行,而且在飞机爬升到安全高度后才敢开启反应堆。XB-36H每次试飞时都会伴随着一架C-97运输机,里面搭载一个排的海军陆战队员,万一XB-36H不幸坠毁,他们就跳伞下去冒着生命危险封锁坠毁地点。该项目一直处于保密状态,直到1955年末美国国防部才承认B-36核测试机的存在。
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NB-36H的垂尾涂上了醒目的辐射标志
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NB-36H与B-50轰炸机编队飞行,注意机身侧面的冷却空气进气口

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 楼主| 发表于 2015-11-22 10:42:10 | 显示全部楼层
  1956年秋,XB-36H的编号又被改为NB-36H,但是此时空军出于实用性考虑决定取消WS-125A项目。1957年3月28日,NB-36H进行了最后一次飞行,至此共飞行了47架次。1957年末NB-36H在沃斯堡退役,数月后被拆解,具有放射性的零件被深埋。
  鲜为人知的是,美国空军在1951年认真订购了一架真正核动力的B-36H,编号X-6,不过因项目取消而没有交付。
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X-6模型,机腹的反应堆下方安装了4台P-1型核涡喷发动机
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X-6全尺寸模型,可以清楚的看到反应堆与发动机的布置
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X-6分B-60和B-36两种构型,反应堆布置大同小异

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 楼主| 发表于 2015-11-22 10:42:49 | 显示全部楼层
B-36杂技团
汤姆-汤姆
  早期喷气式战斗机的航程和续航力有限,所以美国空军在40年代末50年代初进行了一系列奇葩的拖曳试验来探索如何增加喷气式战斗机的续航力,其中既有轰炸机拖曳战斗机的也有战斗机寄生在轰炸机上的,但最离奇的要数“汤姆-汤姆”项目了,在这个项目中,战斗机通过翼尖挂钩与B-29或B-36轰炸机的翼尖对接,需要飞行员具备极其高超的驾驶技术。
  在“汤姆-汤姆”项目的早期试飞中,两架F-84B(46-641和44-661)在翼尖安装了对接装置,编号EF-84B,可以在空中和一架同样经过改装的RB-29A  44-62093对接。正如预期的那样,这种对接方式极端危险,最大的问题是EB-29A翼尖产生的强烈涡流导致对接好的战斗机有向内侧翻滚的趋势。1953年4月24日,EF-84B/EB-29A/EF-84B三架对接完毕后,其中的一架EF-84B突然向内侧翻滚,撞向EB-29A,导致飞机全部坠毁,所有乘员无一生还。此后不久,项目被终止。
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EB-29A翼尖的锥套
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EF-84B翼尖的探管
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两架飞机是这样连接的
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这种极不安全的对接方式终于有一天造成了灾难

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 楼主| 发表于 2015-11-22 10:43:30 | 显示全部楼层
  除了EF-84B和EB-29A外,还有两架RF-84F(51-1848、51-1849)和一架RB-36F  49-2707参加了“汤姆-汤姆”项目的试飞。这架RB-36F之前还参加过FICON项目(参见下文)的测试,该机在翼尖安装了铰接式对接臂,两架RF-84F也在翼尖安装了铰接式对接钳总成。1952年中期三机开始试飞,1953年初RF-84F完成了第一次成功对接。在EB-29A/EF-84B全数坠毁后,RB-36F/RF-84F仍继续试飞了好几个月,但在测试中RF-84F只完成了几次成功对接,翼尖涡流和乱流总是使对接行动变得极端困难和危险,在大多数情况中不得不放弃对接。1953年末,康维尔试飞员埃里克森驾驶的RF-84F被乱流从RB-36F的翼尖吹离,虽然飞机安全降落,但康维尔公司认为该项目极端危险,决定退出,一个月后,空军正式取消了“汤姆-汤姆”项目,所有三架飞机都被改回到原先的配置。此时,空中加油技术已经能大幅增加喷气式战斗机的航程,而且操作危险性要小得多。
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RB-36F翼尖的可收放挂钩

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RF-84F翼尖的颚式捕获机构
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RB-36F和RF-84F进行地面模拟对接,RF-84F用捕获机构引导锁住RB-36F的挂钩
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然而对接过程万分困难,捕获机构磕磕碰碰是难免的
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这就比较危险了,RB-36F的挂钩被扯掉了
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对接成功的次数寥寥无几

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 楼主| 发表于 2015-11-22 10:44:04 | 显示全部楼层
寄生战斗机
  二战后出现的第一代喷气式战斗机都是臭名昭著的油老虎,无法为当时还在绘图板上的远程B-35和B-36轰炸机护航。1944年1月29日,美国陆航邀请工业界设计一种能为远程轰炸机护航的喷气式战斗机,陆航重拾30年代初的寄生战斗机概念作为一种可行的解决方案,那就是在前往目标途中,轰炸机携带着护航战斗机一起飞行。
  圣路易斯的麦克唐纳飞机公司是唯一响应招标邀请的公司,麦克唐纳提交了一种小型战斗机方案,可半埋挂载于B-29、B-36、B-35重型轰炸机机腹。但在1945年1月,陆航否决了这个方案,他们认为战斗机必须被完全装入B-35或B-36内部。
  1945年3月19日,麦克唐纳提交了修改后的方案,这是一种具有蛋形机身的迷你战斗机,三垂尾,平尾有很大的上反角,机身两侧是向上折叠的后掠翼。该机安装一台1360千克推力的威斯汀豪斯J34-WE-7轴流式涡喷发动机,机头进气,进气道和尾喷管纵贯机身。飞机配备有增压座舱和弹射座椅,前机身两侧安装有4挺12.7毫米机枪。飞机将通过安装在母机上的类似于空中飞人吊架的装置进行发射和回收。
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天生蛋机,麦克唐纳的XF-85

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 楼主| 发表于 2015-11-22 10:44:21 | 显示全部楼层
  这次陆航很欣赏麦克唐纳的方案,在1945年10月9日订购了两架XP-85原型机和一架静力测试机。同时陆航规定从第24架投入服役的B-36起要具备挂载一架P-85的能力,甚至还打算把部分B-36改装成不挂炸弹而是能够挂载3架P-85的母机。
  陆航曾经考虑根据试飞结果看是否订购首批30架生产型飞机,但是在第一架原型机完工前就打消了这个想法,改为较谨慎的先观望两架原型机的试飞情况,如果一切顺利的话再考虑采购数量。
  因为XP-85依靠安装在B-36机腹的可收放吊架进行发射和回收,所以没有配备传统起落架,并在座舱前方的机身安装了一个可收放捕捉钩。在回收时,XF-85先从下方接近B-36机腹,然后飞行员展开钩子,操纵飞机钩住吊架,钩子安全锁定后,飞机就被向上拉入轰炸机机腹。为了实现紧急降落,XF-85的机腹安装有一个可收放钢制滑撬,在翼尖也有钢制滑块。
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结构复杂的吊架装置包括了固定机身的夹子
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这是一次成功的对接
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完成对接后,母机就把XF-85拉入机身

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 楼主| 发表于 2015-11-22 10:44:39 | 显示全部楼层
  由于当时抽调不出B-36进行试飞,所以陆航调拨了一架B-29B-65-BA  44-84111进行改装,编号EB-29B。该机安装了一套特殊的发射-回收吊架,配合XP-85进行了几次试飞,结果发现回收作业的难度比想象的要大许多,由于对接失败,XP-85不得不实施多次紧急降落。美国空军不情愿地发现,即使对经验丰富的试飞员来说,回收作业也是极为困难的,这远远超出了普通飞行员的能力范围。再加上XF-85的性能迅速过时,1949年的预算危机导致很多研发项目都资金短缺,因此在1949年10月24日,空军终止了XF-85项目。在整个项目中,XF-85从未和B-36一起飞过。
  尽管XF-85“小鬼”没有获得成功,但为50年代的FICON项目提供的很有价值的参考数据。
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XF-85的试飞常常以迫降告终

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