波音B-47“同温层喷气”轰炸机

万磁王

原作者：Armstrong

——“牛魔王”前传

　　波音B-47“同温层喷气”是世界上第一种正式列装的喷气式后掠翼轰炸机，而且是美国空军战略轰炸司令部在整个20世纪50年代期间中型轰炸机的中坚力量。波音共生产了2042架“同温层喷气”，成为是二战后美国最大的轰炸机项目。

“同温层喷气”是美国空军战略轰炸司令部在整个20世纪50年代期间中型轰炸机的中坚力量

　　以B-47的大小和复杂程度来看3人制机组有些少，他们要应付超过300个的仪表、开关和控制杆。B-47在研制过程中遇到大量的技术问题需要解决，在很长时间后才形成战斗力。B-47在服役之初频繁遭遇故障和坠机事故，虽然很多事故并不是因为“同温层喷气”本身的缺陷导致的，更多是因为乘员疏忽或操作失误造成的，但该机还是被冠以“机组杀手”的称号。由于接地速度较高、反应迟钝的发动机、以及非常规的自行车式起落架，B-47的降落难度很高，甚至因降落弹跳损失了几架。有55%的B-47事故可被归咎于人为错误，既有飞行员操纵问题也有地勤维护不当。在美国空军花费大力气培训机组和地勤后，B-47的事故率才慢慢降低到可以接受的水平，到1954年改进训练的成果已经显现，“同温层喷气”成为当时事故率最低的喷气式飞机。不过B-47直到退役也没有摆脱“机组杀手”的恶名，资深“同温层喷气”飞行员厄尔·C·卡拉克准将在1975年回忆说：“人们会钦佩、尊敬、诅咒和担心‘同温层喷气’，但从来不会爱上她。”
　　不过，B-47为大获成功的B-52“同温层堡垒”奠定了坚实基础，堪称B-52“牛魔王”前传（关于B-52的故事请看：牛魔王的不老传说——波音B-52“同温层堡垒”轰炸机）。

不过B-47直到退役也没有摆脱“机组杀手”的恶名，资深“同温层喷气”飞行员厄尔·C·卡拉克准将在1975年回忆说：“人们会钦佩、尊敬、诅咒和担心‘同温层喷气’，但从来不会爱上她。”

不过，B-47为大获成功的B-52“同温层堡垒”奠定了坚实基础，堪称B-52“牛魔王”前传

万磁王

来自德国的后掠翼设计
　　B-47“同温层喷气”的研制历史可以追朔到二战时期。1943年6月，美国陆航邀请几家制造商开始非正式研究一种多发喷气式高速照相侦察机/中型轰炸机。1944年11月17日陆航颁布了该机的正式招标书，要求研制一种中型喷气式轰炸机，航程5630千米，实用升限13700米，最大速度885千米/时。
　　波音的喷气式大型飞机研究甚至早于陆航发起该项目，最早的的方案是Model  424，基本上就是一架按比例缩小的B-29，在翼下的两个发动机舱中安装了4台涡喷发动机。

图中这个模型是Model 424之前的方案——Model 413，基本上就是B-29换装4台涡喷发动机。Model  424的不同之处在于增加了战斗机式座舱

　　但是在模型吹风时，波音工程师发现这种发动机布局不尽如人意，于是在1944年12月又拿出了Model  432方案，把所有4台发动机都挪入了机身以增加机翼效率。发动机安装在机身主油箱正上方，通过驾驶舱两侧的圆形进气口进气，尾喷管都布置在机背。Model  432方案依旧没有摆脱B-29的影子，不过机翼更薄。

1944年12月又拿出了Model 432方案，把所有4台发动机都挪入了机身以增加机翼效率

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　　陆航对Model  432颇感兴趣，于是授予波音一份第一阶段研究合同，并赋予该方案XB-47的编号。当然，陆航不会把中型喷气式轰炸机的鸡蛋放在一个篮子里，在同时，北美获得了XB-45、康维尔获得了XB-46、马丁获得了XB-48的研究合同。

北美XB-45

康维尔XB-46

马丁XB-48

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　　XB-47的构型很快就发生的巨大变化。1945年5月欧战胜利后，著名空气动力学家西奥多·冯·卡门率领美国陆军科学顾问团考察德国飞机厂和航空研究所，收集所有具有价值的德国航空技术和创新，波音首席气动学家乔治·谢勒也是顾问团的一员。

西奥多·冯·卡门，匈牙利裔美国工程师和物理学家，主要从事航空航天力学方面的工作，是工程力学和航空技术的权威，对于二十世纪流体力学、空气动力学理论与应用的发展，尤其是在超声速和高超声速气流表征方面，以及亚声速与超声速航空、航天器的设计，产生了重大影响

波音首席气动学家乔治·谢勒

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　　很快，美国科学家们就有了一项重大发现，那就是德国早在30年代后期就开始研究的能提高飞行速度的后掠翼设计。美国航空咨询委员会（NACA）随即对后掠翼进行了独立研究，肯定了该设计的效果：在近音速时，45度后掠角的机翼能有效推迟激波形成，提高了飞机的高速性能。

1939年末，德国科学家休伯特·路德维希就发现了后掠翼的优点，并完成了首次量化对比

　　德国后掠翼研究情报传回西雅图后，波音工程师就立即停止了平直翼XB-47的研制，他们用风洞验证了后掠翼的有效性后，就开始研究XB-47的后掠翼构型。

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创新设计
　　到1945年9月初，波音已经准备好第一种后掠翼XB-47设计，编号Model 448。该方案沿用了Model  432的机身，换上了一副前缘1/4弦长处后掠角35度的薄机翼，并在两侧翼尖各增加一台发动机变成6发飞机，其余四台发动机仍在机身中未做改动，只是改成机头进气。

到1945年9月初，波音已经准备好第一种后掠翼XB-47设计，编号Model 448

Model 448的外形完全不走寻常路

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　　陆航认为把发动机布置在机身内部会增加起火的危险性，希望能改成更易维护和更换的外置布局。于是波音工程师在1945年10月推出了Model  450-1-1方案，把6台发动机都安装在机翼外置短舱中，每侧内翼段下方各吊挂一个双发发动机短舱，每侧翼尖各安装一个单发短舱。陆航很欣赏新方案，在1945年10月批准波音继续推进Model  450-1-1的研究。

波音工程师在1945年10月推出了Model 450-1-1方案，把6台发动机都安装在机翼外置短舱中

从Model 424到Model 450-1-1，B-47经历的构型变化

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　　1945年11月，Model  450-1-1的翼尖发动机吊舱向内移动2.44米改成吊挂在外翼段下方，同时翼展也增加到35.26米。1945年12月，陆航接受了波音制造两架XB-47原型机的提议，这两架飞机将用于验证和试飞工作，不会安装任何武器。1946年4月，陆军正式订购了这两架XB-47。

1945年11月，Model  450-1-1的翼尖发动机吊舱向内移动2.44米改成吊挂在外翼段下方，同时翼展也增加到35.26米，就是图中的这个Model 450-2-2模型

最近处的就是Model 450-2-2模型

Model 450-2-2模型进行风洞测试

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　　1946年6月，波音制造的XB-47模型并通过了检查和审核。军方检查委员会对模型的机鼻舱室、正副飞行员座位以及起落架安排提出了修改意见。
　　波音工程师随后开始对原型机进行细化设计，不过在设计起落架、控制翼面、以及翼吊发动机短舱时遇到了难题，进度受阻。由于XB-47的后掠翼较薄，无法被用于支撑起落架和收纳机轮，所以只能采用收入机身的串列自行车式起落架，两个双轮主起落架沿机身中线前后布置，并在机翼内侧的双发短舱上设置了可收放支撑小轮。为了给波音  XB-47和马丁XB-48测试这种新奇的自行车式起落架，马丁公司把TB-26G-25-MA  44-68221从前3点式起落架改为自行车式起落架。在机身下一前一后排列两个主起落架机轮，并在发动机舱下增加一组辅助轮以保持平衡，另外机身经过加强以承受前后主起落架带来的负荷。这架飞机的编号也改成XB-26H，绰号“中央河跳跃者”，在1945年5-6月间在马丁机场进行了成功的测试。
　　由于两个主起落架都远离飞机重心，所以XB-47无法用传统的抬机头方法起飞，所以前起落架较长，使飞机在地面呈后坐姿态，在滑跑中以抬机头的姿势直接升空。
　　由于早期涡喷发动机的推力不足，X-47B在起飞时需要增加额外推力，于是波音工程师在后机身上设置了18个内置固体火箭推进器，每个推进器产生450千克推力。

正在制造中的XB-47全尺寸木制模型

为了给波音 XB-47和马丁XB-48测试这种新奇的自行车式起落架，马丁公司把TB-26G-25-MA  44-68221从前3点式起落架改为自行车式起落架

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后机身的内置固体火箭推进器，在B-47后期型上改成了外置

测试中的火箭推进器

　　XB-47机翼内侧后缘设置有一组福勒襟翼，展开时襟翼会从嵌套位置后退相当多的距离以增加翼面积。
　　薄后掠翼柔性很大，机翼上下弯曲导致翼尖可偏离正常位置达1.52米。XB-47的机翼并没有设置下反角，但在地面时因机翼的正安装角以及翼面因重力下垂而看起来有很大下反角。
　　波音在最初很担心柔性机翼会导致操控问题，因为副翼偏转可能会扭曲机翼，导致副翼操纵被抵消，甚至是产生反效操纵。于是波音工程师在第一架原型机的机翼上表面安装了一组扰流板以辅助转弯，最后试飞证明扰流板无关紧要，传统副翼足以完成横向操纵，所以扰流板设计被取消。
　　XB-47的机组编制3人：飞行员、副驾驶/机枪手、投弹手/导航员。飞行员和副驾驶坐在机头的战斗机式样串列气泡舱盖之下，投弹手/导航员坐在透明的机鼻内，下方天线罩鼓包中安装有雷达轰炸系统。
　　由于薄机翼无法容纳油箱，所以XB-47把所有燃油都装在机身油箱中。因为沿飞机纵轴分布有大量燃油，极易导致重心不稳，这意味着工程师要高度重视燃油管理。