鲸鱼的故事，诺斯罗普隐身技术先驱——默蓝

万磁王

　技术上的突破并不容易实现。精确的混合曲面是几何学上的难题，特别是在机尾部分。
　　默蓝的机首部分就是一个例子。在设计阶段，负责前机身设计的工程师要面对驾驶室部分的外形问题。顶部应该是平坦的，两边需要倾斜15度。同时，整个部分需要与机鼻的突出部流畅  地融合成一体，类似中国式的锅铲。

默蓝的锅铲机头后来也被YF-23借鉴

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来自迪士尼乐园
　　工程师弗雷德·奥谢一直很苦恼，因为他所做的所有设计都导致雷达反射面积大到无法接受的程度。某一天，当他正坐在迪士尼乐园的一条长椅上等孩子们的时候，手里玩着一块塑形黏土打发时间。他把它放在手里挤压，并最终形成了他认为可能合适的形状。第二天，车间工长根据这块塑形黏土的形状，打造处理一个机鼻的模型，最终其不但成为默蓝的机首，而且成为B-2轰炸机驾驶舱外形的设计基础。
　　一些前默蓝设计团队的成员仍旧保留着这块塑形黏土的石膏翻模，提醒着他们在创造历史的尖端计划里工作的日子。
　　对于奥谢所做的突破，卡申回忆到：“那个形状一直在他的头脑里挥之不去，但是除了制作出模型，他也没有其它的选择，因为这个是太复杂的几何形状了。”
　　20世纪80年代早期，位于加利福尼亚霍桑市的诺斯罗普公司的工厂制造了一架30000磅的默蓝测试平台，并生产了第二套机身外壳作为备份。这种单座飞机在外表应用了一些吸波材料，但主要还是采用铝制机身，并基于当时的常规制造技术。飞机大概长56英尺，翼展正好在50英尺以下。
　　诺斯罗普用了很多现成的部件来降低鲸鱼的制造成本。起落架用的是F-5E的库存备件，弹射座椅选用了麦道的ACES  II，发动机是两台加莱特ATF3-6涡轮风扇发动机，这个和稍小一点的达索隼-20公务机是一样的配置。发动机被隐藏在机身之中，以减少红外辐射的目标特征，同时采用顶部吸入式进气道，进一步减少了飞机的雷达反射面积，虽然偶尔在发动机启动时会遇到些麻烦，但是这种进气道在飞行中运行良好。

默蓝的起落架来自F-5E战斗机

默蓝的单人座舱选用了选用了麦道的ACES II弹射座椅

默蓝的尾喷管也是向上弯曲的，避免从后方被直视发动机涡轮

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　　米尔纳将军认为鲸鱼是为“中等飞行高度，即25000到30000英尺，以及250节时速的低速飞行优化设计的”
　　这种飞机是专门为侦察监视任务而设计，因此没有考虑配备武器。飞机配备的侧视雷达是休斯公司开发的低拦截率地面监视雷达。对于地面移动目标的探测能力，使默蓝能够探测隐藏在战线后敌方地面部队的运动。
　　与E-8联合星不同，默蓝并不携带雷达操作员，因此它的操作概念要求雷达工作于地面站与飞机保持视线连接的状态，这种概念有些类似于当今的无人机的运作方式。
　　因为是为了雷达与隐身能力做了优化设计，就不能指望这个测试平台能在任何飞行竞赛中有着优异的表现。因为在俯仰操作和偏航特性上的不稳定性，默蓝必须依靠通用电气设计的四余度线传操作系统才能安全飞行，这毕竟是能飞的鲸鱼。
　　如果默蓝的模型在其重心上保持平衡的情况下，将其放入风洞中，它会马上像风向标一样旋转，直到机尾向前进入汹涌的气流中，而在飞机完全翻转之前，机鼻并不用拉起太多。
　　卡申回忆到：“你们所说的可能是当时已经飞行的最不稳定的一种飞机。”

默蓝是一种静不稳定设计的飞机，必须依靠线传飞控才能稳定飞行

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　　知道这些操作特性，只是增加了试飞员迪克·托马斯在首飞前夜的紧张情绪。1982年2月上旬，默蓝进行了首飞。首飞前一天，他和开发团队的主要成员在西部沙漠中的一个隐秘的机场附近的酒吧中等待着试飞的来临。两杯啤酒并不能让他放松下来。他和卡申来到球场打球发泄，直到两个人都累瘫下为止。

默蓝座舱中的迪克·托马斯

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　　“两个四十多岁的家伙这么做有多荒谬。但这样能让迪克放松下来可以睡一会儿。”卡申回忆到。第二天，他站在跑道旁，看着那个疲惫又痛苦的飞行员完成了一次成功的首飞。
　　尽管控制繁琐，但是默蓝还是顺利安全的完成了135次总共250小时的飞行测试，平均每个航次飞行时间大概2个半小时。

试飞中的默蓝

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　　早在项目的早期，默蓝就很明显不大可能会进入实际生产阶段。因为虽然作为先进技术的先驱，默蓝有着很多优点，但是它的缺点也影响了它作为武器系统的价值，并导致诺斯罗普最终失去了将其投入生产的希望。
　　首先，默蓝的预期任务需要它不仅仅要在雷达上隐身。为了避免被目视发现，隐形轰炸机和战斗机都活动在夜间，但是侦察飞机则必须要在白天进行很多活动，来获得地面部队需要的实时信息。默蓝大型的机身可以被地面目视发现，如果需要白天在敌后活动的时候，可能需要战斗机的保护。
　　第二，E-8联合星拥有的29英尺大型雷达天线以及优越的视野，使其可以执行大部分默蓝的预期任务。而且与默蓝相比，联合星成本更低，拥有更长的续航时间，而且还可以进行空中加油，更可以进行更大范围的雷达扫描。
　　米尔纳将军表示：“默蓝项目变成一个测试平台，是因为它的低可视性技术比其他任务贡献更有价值。”

默蓝的飞行员舱门

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鲸鱼的收获
　　米尔纳将军提到这些低探测性特征涉及飞机的雷达以及外形，休斯与DARPA的技术人员利用默蓝平台的试飞获取了很多雷达隐身技术的相关经验，例如使用低功率雷达信号与信号扩频技术。这些方法与其他方法一起使用可以欺骗敌方，使他们相信他们检测到的信号只是电子背景噪声中的某些随机尖峰。
　　联合星的多模式雷达不需要这种低截获概率雷达，但是这种技术可以增强战斗在第一线的美军作战飞机的战场生存能力。
　　其它现代化的美军作战飞机已经应用了默蓝先驱性的低截获概率雷达。“B-2幽灵轰炸机很明显应用了这种技术。”米尔纳将军如是说。
　　诺斯罗普的工程师们从来没有设计出鲸鱼的批量生产版本，这个可能会拥有一个比验证机更大的尾部，而且更有可能采用中单翼的设计。他们也没有将计划中的电子侦听设备整合进默蓝中去，虽然这样将使其具备执行类似美国空军EC-135联合铆钉现在进行的一些电子情报任务。

托马斯在第100架次默蓝试飞的庆祝活动上

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　　美国空军不会透露11年中他们将默蓝验证机到底隐藏在了哪里。众所周知的是，它和相关的技术资料被封存于一个封闭机库，经过8个月的审查过程之后，于1996年春季被公诸于众。
　　多年来，一直有人私下暗示空军制造了一架具有更强隐身能力的联合星飞机。空军官员承认，普通民众可能看到过进行白天测试飞行的默蓝验证机，因为作为正常的研发测试，默蓝只在白天进行飞行。但总体来说，默蓝仍然是美国国防部那20年间保密程度最好的项目。而国防部对于它的解密原因的解释是已经不需要对它所代表的技术进行保密了。在最先进的武器系统中，B-2幽灵隐身轰炸机已经运行在公开场合之中。而同样由诺斯罗普设计的已经被取消的TSSAM导弹具有与默蓝极其相似的外形，则被称为“杀人鲸”。诺斯罗普的更著名的YF-23先进技术战斗机验证机，应用了与默蓝相似的碟形尾翼和埋入式发动机喷口，但是在竞争中败于更传统的洛克希德马丁的F-22。

默蓝与YF-23

　　米尔纳将军说：“我们试图将纳税人的钱投资的项目解密而公诸于众。”
　　同时，唯一一架默蓝验证机已经在位于俄亥俄州莱特-帕特森空军基地的美国空军博物馆展出。虽然只制造了一架，但是作为默蓝项目的领导人之一，领导了B-2隐身轰炸机项目的“隐身先生”卡申任然认为这是他最喜欢的一个项目。“这是第一个项目，一个开创性的项目，每一天都有新的发现。”

原文作者 Peter Grier，发表于美国《空军》杂志1996年8月号。做了部分修改

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附录：默蓝——为隐身而生
　　虽然从未进入批量生产，但是拥有奇怪外表的默蓝仍然是诺斯罗普公司众多遗产中非常重要的一个。从1982年开始的为期三年的测试，诺斯罗普用默蓝证明了公司在隐身技术方面的技术突破的可行性，为B-2幽灵轰炸机以及其后35年其它的隐身飞机的设计铺平了道路。

　　默蓝起始于诺斯罗普于1975、76年度参与的“实验生存平台”（XST)计划的竞标。虽然洛克希德赢得了该项竞争，并最终使F-117夜鹰隐身战斗轰炸机投入了实用。虽然没有赢得竞标，但是国防部与国防高级研究计划局仍将诺斯罗普的隐身设计团队视为重要的国家资产，并确定予以保留。
　　在1978年，诺斯罗普被要求开发一种新型号飞机，它将作为隐身的战场管理与控制平台出现在战争的最前线。“实验战场监视飞机”（BSAX）将具备扫描对手地面部队以获取其编成位置信息的能力。在这点上，类似日后投入实用的E-8联合星飞机的功能。
　　依靠这种飞机，前线指挥官将可以直接使用空中力量，炮兵以及战术导弹打击高优先级目标。这意味着飞机需要搭载一种主动相控阵雷达系统，而且具备在战场环境下的360度全方位的低可探测性。
　　该项目中的关键技术是休斯宇航开发的新型雷达，从而可以实现不需要转动雷达就可以将雷达波束指向不同的方向。由于雷达的尺寸问题，飞机本质上是围绕着雷达进行的设计，构造成一个箱体，并在四周做低可探测性的外形设计。因此默蓝的基本外形类似一个带机翼的黄油盘。
　　由此导致了有许多的工程问题需要解决，但其中有三个隐身技术方面的技术必须有所突破。它们包括可以控制雷达探测波束的方向与强度，改善具备低可视性外表的航空动力学特性以及对抗低频雷达的隐身能力。
　　与大众的观点相反，隐身飞机并不能对雷达完全隐身。虽然不能避免被雷达探测到，但是可以使雷达反射波束的方向改变并最小化。仔细处理过的飞机外形设计，可以降低平行方向上雷达的对其的探测能力。将这些边缘方向的数量最小化，飞机被雷达探测到的机会将大大降低，即使被探测到，也将因为持续时间过短，而无法建立有效的跟踪。
　　第二个突破在于外形。由于计算机计算能力的限制，早期低可探测性设计的功能实现都是基于平面的。虽然平面可以有效降低雷达的反射波，但是对于空气动力学带来了太多的麻烦。平滑流畅的复杂弯曲表面将是最佳解决方案，不仅具备平滑的隐身曲线，优雅的外表，而且在空气动力学特性方面表现更佳。
　　第三个突破在于空军决定飞机需要能在低频雷达下具备低可探测性。学会击败这些额外的系统，不仅对于默蓝，而且对于其后的其它设计提供了至关重要的战场生存能力。
　　两片弯曲的蝶形尾翼优雅的出现在默蓝原型机的尾部，犹如鲸鱼的尾鳍。这使得默蓝获得了“鲸鱼”的非正式昵称，而参与项目的人们自豪称自己为“捕鲸者”。
　　“鲸鱼”的首飞在1982年2月5日，这并是一次简单的飞行。整个项目进行了135次试飞，成功验证了低可探测性的外形设计与先进的雷达技术。
　　默蓝并没有作为战场监视飞机投入服役，这个角色让位给基于商业飞机平台的设计。这就是E-8联合星联合监视目标打击雷达系统，它采用了默蓝项目发展的雷达技术。对于诺斯罗普公司而言，默蓝的成功给空军提供了一个有力的证明：当时在开发中的B-2隐身轰炸机会具备像宣传中的那样的隐身能力。35年之后的今天以及可以预见到的未来，默蓝的影响一直持续影响着诺斯罗普格鲁曼公司的隐身飞机的设计。

默蓝如今在美国空军国家博物馆安享晚年

本文感谢：Tony Chong，诺斯罗普格鲁曼公司航空历史专家，《Flying Wings & Radical Things:  Northrop's Secret Aerospace Projects & Concepts 1939-1994》的作者。本文基于他为Northrop  Grumman默蓝项目撰写的纪念文章。