杰克•诺斯罗普与他的飞翼

万磁王

作者：《空军》杂志的特约编辑约翰•T•科雷尔（John T. Correll）
原文发表在2017年2月份出版的美国《空军》杂志（AIR FORCE Magazine）
翻译：李昭辉  
来自空翼


　　译者注：本文原文发表在2017年2月份出版的美国《空军》杂志（AIR FORCE  Magazine）上，原作者是《空军》杂志的特约编辑约翰•T•科雷尔（John T.  Correll）。科雷尔曾担任过18年的《空军》杂志主编。译文所配图片有改动。
　　“飞翼并没有像他们设想的那样而‘被毙’。”

一架XB-35飞翼在飞行中超越了与其伴飞的B-17轰炸机，地点位于加利福尼亚州穆拉克（Muroc）陆军机场附近

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　　20世纪40年代，杰克•诺斯罗普与他创造的惊人的“飞翼”在世人中引发了巨大的兴奋。诺斯罗普的“飞翼”（Flying  Wing）在飞行时很像一架飞机，但在外观上看起来却不像一架飞机，至少不是传统意义上的飞机。这款造型怪异的飞行器证明，飞机不需要尾翼或机身也能飞行──只有机翼就够了。
　　事实上，诺斯罗普研制的第一架真正的飞翼是尺寸较小的N-1M。1940年7月，N-1M在加利福尼亚州沙漠里的一处干涸湖床上进行高速滑跑试验时自行“起飞”了：它撞到了一处粗糙的凸起的地方，飞翼弹了起来，“飞”到了10英尺（约3米）高的空中，在飞行了数百英尺之后，才被飞行员降落到地面上。

醉心于飞翼设计的约翰·K·诺斯罗普，谁知道直到B-2的问世，才实现了诺斯罗普先生的梦想

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　　诺斯罗普并不是第一个设想制造“全飞翼”（all-wing）构型的飞机的人，但他在这方面比其他任何人做的都要深入。在20世纪40年代中期，美国陆军航空队认为诺斯罗普的XB-35是其第二次世界大战期间装备的B-29轰炸机的最好的潜在继任者。

诺斯罗普在1941年提交的大型飞翼轰炸机方案

XB-35的缩比模型

　　XB-35在1946年6月进行了首飞。它是一款巨大的呈回旋镖形的飞机，其翼展高达172英尺（约52.46米），由安装在“机翼”后缘上的四台同轴对转螺旋桨推动。YB-49是XB-35的喷气推进版本，在1947年问世。
　　从正面看上去，飞翼像是一个飞碟，有时会被人错误地记入UFO目击报告中。公众对飞翼的兴趣通过其在新闻报道中的定期出现和凭借流行杂志中照片的传播而日益增加。
　　尽管如此，飞翼却存在严重的技术和操纵难题。同轴对转的螺旋桨从来没能良好地工作过，飞行中的不稳定性是YB-49自始至终都在头疼的一个难题。
　　1949年，美国空军取消了YB-49项目，围绕这一决定的争议随之而起。飞翼技术进入了“休眠期”，在许多人看来，这项技术已经宣告终结。
　　尽管如此，在20世纪70年代后期，飞翼再度复活，并成了“先进技术轰炸机”（Advanced Technology  Bomber，ATB）的候选项之一。“电传飞行操纵控制”（Fly-by-wire）技术解决了飞翼构型固有的难题，而且此时飞翼展现出了一个已经变得至关重要的优势：它很难被雷达所探测到。

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取消尾翼
　　人们对飞翼的兴趣可以追溯至航空事业诞生之初。应当理解的一点是，飞机的机身和尾翼为飞机提供了稳定性和控制力矩。不过，它们同样也会产生阻力，并导致气动效率的下降。
　　第一台有动力的“全翼飞机”（all-wing  aircraft）是1908年英国人研制的D.4飞机。这是一款V型的双翼机，由英国陆军军官约翰•威廉•邓恩（John William  Dunne）建造。邓恩自己承认，D.4飞机“与其说是一架飞机，不如说是一个漏斗更合适些”。
　　更先进的飞翼飞机纷纷被其他人制造了出来，特别是德国人沃尔特•霍顿（Walter Horten）和雷玛尔•霍顿（Reimar  Horten）兄弟。不过，飞翼的理念最终得到了约翰•克努森•“杰克”•诺斯罗普（John Knudsen “Jack”  Northrop）的青睐，并通过诺斯罗普的创新而得到了最大化的发展。

英国陆军军官约翰•威廉•邓恩制造的D.4飞翼飞机。邓恩自己调侃地说，D.4“与其说是一架飞机，不如说是一个漏斗更合适些”

德国人沃尔特•霍顿（左）和雷玛尔•霍顿（右）兄弟及他们研制的飞翼

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　　“如果要说我的初中和高中教育的话，那么学校之外的艰苦磨练是我曾经接受过的唯一的教育”，诺斯罗普这样说道。“我没有去上大学，我没有接受过任何的函授课程，抑或是诸如此类的事情。”尽管他缺乏正规教育，但诺斯罗普仍然被认为是二十世纪最出彩的飞机设计师之一。
　　诺斯罗普的事业始于1916年，当时他在洛格黑德（Loughead）兄弟公司当了一名绘图员──此时的洛格黑德兄弟还没有将其名字的拼写改成“洛克希德”（Lockheed）。洛格黑德兄弟公司位于加利福尼亚州的圣巴巴拉（Santa  Barbara）市。20世纪20年代，诺斯罗普是洛克希德公司的经典产品“织女星”（Vega，亦有资料将其音译为“维加”）单翼飞机的主要设计者之一，并与瑞安航空公司（Ryan  Aircraft）合作设计了“圣路易斯精神”（Spirit of St. Louis）号飞机──后者就是查尔斯•林德伯格（Charles  Lindbergh）驾驶着飞往巴黎的那架飞机。

著名的洛克希德“织女星”单翼机，自1927年问世起就打破了一系列速度世界纪录

诺斯罗普与瑞安航空公司合作设计的“圣路易斯精神”号飞机

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　　1929年，诺斯罗普制作了一架被当时的航空杂志称为“飞翼”的飞机。事实上，这架飞机是围绕一个较大的加厚的机翼而建的，飞行员就坐在机翼当中。不过，这架飞翼的两具尾撑向后远远地伸出，尾撑上安装了两个垂直尾翼。

诺斯罗普在1929年制作的“飞翼飞机”

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　　诺斯罗普研制的第一架真正的飞翼是N-1M，号称“诺斯罗普第一模型”（Northrop First  Mockup）。到1940年时，诺斯罗普已经是他自己开创的飞机公司的头头了。N-1M是一款小型的试验平台，翼展仅有38英尺（约11.59米）。该机主要由木材制成，这使得诺斯罗普可以很容易地对飞机作出修改。包括方向舵在内的气动控制面都“嵌入”了飞翼本身。
　　N-1M的测试结果相当好，好到足以让诺斯罗普在1941年向陆军航空队提出了申请以专门对此型飞机展开设计研究。与联合飞机公司（Consolidated  Aircraft）和波音公司一道，诺斯罗普也被军方邀请提交一款轰炸机的建议方案，设计要求为航程6000英里（约9600千米），最高时速450英里（约720千米/小时）。当时B-29轰炸机还在研发之中，但军方提出，新飞机较之B-29的各项预期性能要有一定的提升。

诺斯罗普制作的N-1M飞翼验证机，可视为B-2隐身轰炸机的“鼻祖”。  一开始N-1M的翼尖是下反的，意在增加稳定性，但后来发现无此必要

在博物馆中幸存到今日的N-1M，得以让我们一窥其“真容”

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壮观的XB-35
诺斯罗普设计的原型轰炸机被命名为XB-35，这款设计外观优雅、令人惊叹，给人们留下了深刻的印象──它就像一整段壮观的、优美的抛光铝材。所有的飞行控制面中，“升降副翼”（elevons）既可以作为升降舵发挥作用，也可以作为副翼发挥作用；襟翼则可以作为方向舵发挥作用。襟翼和副翼都安装在飞翼的后缘上。
　　XB-35的顶部有几处“凸起”和“气泡状结构”，特别是在飞行员位置上方的有机玻璃气泡状舱罩和用于导航员进行观测的较小的一个气泡状舱罩。不过，机组成员舱、油箱和弹仓都位于机翼内。这个“飞翼”足够厚，在“翼根”处厚达85.5英寸（217.17厘米），这可以给标准的9人机组提供狭窄的驾驶舱空间。

XB-35顶部的几处“凸起”和“气泡状结构”，照片中右侧的气泡式座舱盖下方为串列驾驶舱，前座是飞行员，后座是机枪手而不是副驾驶员

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　　在XB-35众多不寻常的特点中，一大亮点是同轴对转螺旋桨：每两具螺旋桨为一组安装在一起，一前一后地配置，两具螺旋桨都安装在同一台发动机的传动轴上，但按照相反的方向旋转。这比反向旋转的螺旋桨要复杂得多，因为反向旋转的螺旋桨虽然也沿相反的方向旋转，但每条传动轴上只有一具螺旋桨（译者注：所谓“反向旋转螺旋桨”常见于双引擎或者多引擎的固定翼飞机，指的是其两侧的螺旋桨转动的角速度方向相反）。

XB-35安装有4台普拉特•惠特尼公司的“大黄蜂”气冷星形发动机，R-4360-17型和R-4360-21型各两台。“大黄蜂”配有双涡轮增压器，采用强制风冷，冷却空气从机翼前缘的狭长进气口引入。每台发动机通过一根高于翼面的加长传动轴驱动一组安装在机翼后缘的同轴对转式4叶推进螺旋桨。上图所示的就是R-4360“大黄蜂”气冷星形发动机，可见其长得夸张的传动轴

XB-35复杂的对转螺旋桨导致了很多的问题，不得不停飞改装

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　　这种颇为“前卫”的推进系统具有更高的效率，但它从未在实际工作中展现出它所应该具备的高性能。最终，人们还是为XB-35换上了更加传统的单向旋转螺旋桨。
　　1941年底，美国陆军航空队订购了两架XB-35，当时的新闻报道对此可谓是欣喜若狂：“也许离飞翼布局主导包括军事、商业和个人飞行在内的整个领域的那一天已经不远了”，《纽约时报》在1941年11月发表了这样一番“高见”。
　　到了1942年，诺斯罗普更是交了进一步的好运──当时，美国陆军航空队取消了购买402架马丁公司的B-33轰炸机的合同，并将修改后的订单在XB-35和联合飞机公司的XB-36之间进行了平均分配。由于诺斯罗普设在加利福尼亚州霍桑市（Hawthorne）的工厂已经没有多余的总装线来满足这一产能了，于是XB-35的生产将由马丁公司接手。
　　诺斯罗普预计第一架XB-35将于1943年11月交付，但计划受到了生产问题的困扰，飞机航程和速度的测试结果也令人失望。1944年5月，由于对战时轰炸机的预期需求量减少，美国陆军航空队取消了XB-35的生产合同，但出于测试目的，还是将诺斯罗普的飞翼项目继续了下去。

杰克•诺斯罗普（Jack  Northrop），照片摄于1946年XB-35飞翼飞机首飞测试期间，地点是加利福尼亚州的穆拉克陆军机场。飞翼的发展直到1949年美国空军取消了该计划时才停止