摘要:在冷战的阴霾下,轰炸机是核威慑的重要部分,其地位不言而喻。1960 年 2 月 13 日,法国在沙哈拉沙漠的 Reggane 爆炸了自行研制的第一颗原子弹,成为世界上第四个拥有核武器的国家。1956 年为了配合核武器的发展,法国空军对国内的飞机公司提出了核武器
在冷战的阴霾下,轰炸机是核威慑的重要部分,其地位不言而喻。1960 年 2 月 13 日,法国在沙哈拉沙漠的 Reggane 爆炸了自行研制的第一颗原子弹,成为世界上第四个拥有核武器的国家。1956 年为了配合核武器的发展,法国空军对国内的飞机公司提出了核武器运载机的招标,参加招标的有法国国营南方航空公司的超级“秃鹰”4060 和达索飞机公司在著名的“幻影”III 型战斗机放大尺寸而研制的“幻影”IV 超音速轰炸机。超级“秃鹰”4060 是在法国装备的 SO.4050“秃鹰”双发喷气轰炸机的基础上改进而成,最大速度 M1.3,由于超级“秃鹰”4060 的研制周期超过了法军方的要求而被淘汰出局。1959 年 6 月 17 日“幻影”IV 进行首次试飞,同年 7 月试飞速度达到 M1.9,并在以后的飞行中超过 M2。随着1964 年 36 架“幻影”IV轰炸机首先进入战备值班,由此拉开了法国核威慑政策的面纱。
SO-4050 秃鹫 IIN全天候截击机
“幻影”III与“幻影”IV
“幻影”IV
“幻影”IV
“幻影”IV
二战结束之后,英国维克斯公司跻身全球航空制造和开发领域的顶级公司之列。它在萨里州的韦布里奇设立了类似于“臭鼬工厂”的秘密开发组织,参与了多个机密的战争开发项目。50年代初迅猛发展的航空技术,让第一代3V轰炸机的作战方式在还没服役时就变得危机四伏。50年代初英国一批新的轰炸机计划纷纷出台。1952年提出了两个计划,一个是“低空轰炸机”方案,采用超低空突防的方式突破苏联防空网;另一个是“远距离超音速轰炸机”方案,利用高空超音速突防。维克斯在这两个项目最初拿出的方案都是“英勇”轰炸机的改进型,这可是维克斯公司首个超音速轰炸机提案。飞机起飞重量达80t,能在10973m高空实现M1.48的速度。但这个方案被航空部轻易地否定了。
维克斯方案
维克斯方案
1953年,英国航空部再次提出高速轰炸侦察机的提案。当时的方案是打造一架兼具轰炸与侦查功能的高超音速飞机。1954年2月,维克斯公司开启了超音速轰炸机的设计研究。他们提出一款新型的高空远程轰炸机,可携带一枚核炸弹,在静止空气中的航程为4315海里,到达目标上空时高度为70000英尺,飞行期间巡航速度为马赫2.2 - 2.5,整体上和B—58盗贼轰炸机差不多。维克斯提交了type 799方案,毋庸置疑,1954年的轰炸机设计延续到了799方案,从其早期方案的引擎布局就能看出来。尽管最终维克斯的几个方案都没能实施,但这架充满未来主义的飞机,在当时仍旧是一个令人惊艳的概念。
type 799方案
type 799方案
type 799方案
到了1956年,维克斯公司建成了用于实验的超音速模型。这是一架采用无尾翼设计的大型4发轰炸机,它的狭长机翼安装位置相对靠后,每侧机翼上下各安装一具发动机短舱,总计4台涡轮喷气发动机可以让名为“燕子”的轰炸机达到2马赫的最大飞行速度。根据1956年在导弹试验场进行的超音速模型测试,这种奇特的气动布局实际上符合高速飞行的需求,曾经达到过2.5马赫的最大飞行速度,这至少看起来非常吸引人。1957年英国的国防防务白皮书标志着有人驾驶军用飞机的时代因导弹而黯然失色,对“燕子”的资助也随之终止。美国NASA在测试中发现其在某些特定飞行状态下存在上仰问题,并且阻力高于预期,这使得“燕子”项目的设计最终被终结。
“燕子”轰炸机
“燕子”轰炸机
“燕子”轰炸机
1957年5月,英国皇家空军发布第339号通用作战需求(GOR.339),需要一种新型轰炸机在60年代中期接手“堪培拉”执行的打击(核武器)、攻击(传统武器)和侦察任务。当时所有18家主要飞机制造商还是都提交了各自的GOR.339设计方案,无一例外都配备了先进的加力涡喷发动机。1958年初,航空部经过评估后选出了两种设计方案,其中英国电气的571号方案被认为最具希望。1958年1月1日,维克斯-阿姆斯特朗公司与英国电气公司签订合同,双方各出一半资金联合研制新机。
英国电气的571号方案
1960年6月,两家公司正式合并成英国飞机公司(BAC),很快又吞并了发动机制造商布里斯托尔飞机有限公司。空军部在BAC成立之前把GOR.339升级成GOR.343,额外增加了配备先进侦察系统执行侦察任务的要求,其中包括红外线扫描系统和分别工作在3厘米和1.8厘米波长的侧视和斜视雷达。在此阶段,新机获得了TSR.2的编号,一开始“TSR”代表战术支援和侦察,后来修改为战术打击和侦察。
“堪培拉”T.4轰炸机
“勇士”轰炸机
整个项目的“设计权”被授予了维克斯公司,TSR.2应用了大量新技术,每个部件不仅都是全新设计的,而且也是英国航空工业之前未曾接触过的。1960年10月,BAC获得了制造9架试飞原型机的合同(序列号XR219至XR227),1962年6月28日,又获得了制造11架预生产型TSR.2的合同(序列号XS660至XS670)。经过多次长时间推迟后,XR219终于在1964年9月27日从博斯科比顿的飞机与军械实验研究所首飞。TSR.2 XR219在1965年2月22日的第14次飞行中首次实现超音速飞行。虽然该机在总长13小时的试飞中暴露出许多问题,但这对于一架原型机来说还是非常正常的。虽然TSR.2项目因技术问题而继续被推迟,但皇家空军对该机仍初心不改。但随着成本增加,英国空军开始表示只买得起106架TSR.2来取代140架“堪培拉”和24架“勇士”轰炸机。
TSR.2
TSR.2组装中
XR219首飞
XR219
1964年3月,皇家空军又提出另一个“P计划”,采购193架TSR.2装备轰炸机司令部、英国驻德空军、英国远东空军空军和近东空军。到1964年10月英国大选前夕,该项目已经成为政治焦点。掌权的保守党承诺继续发展该机,工党则表示坚决取消该项目,转为并购买美国通用动力公司的F-111。压垮TSR.2项目的最后一根稻草是项目成本严重超支,该机在研制过程中没有严谨的遏制超支机制,英国空军也坚决不肯降低GOR.339性能指标以降低研制难度。所以哈罗德·威尔逊的工党政府当选后,立即召开一系列紧缩预算的内阁和部长级会议,此时TSR.2迎来了自己的最终裁决。1965年4月6日的财政预算案发表日,所有与TSR.2项目有关的人都挤在收音机旁,等待听到最坏的消息。他们的预感是正确的,项目被取消了。这对于英国在超音速轰炸机上的发展来说是一个非常悲惨的结局。
在伯斯坎比停机坪上的TSR-2
博物馆中的TSR-2
赫鲁晓夫时代,苏联很少在生产线上制造战略轰炸机,也很少有战略轰炸机进行相关测试。例如,在“导弹万能论”的影响下,苏联之前设计的M-50和M-52这两型战略轰炸机都在20世纪60年代被取消,甚至连从事这两型轰炸机设计的米亚西舍夫设计局都被解散了,直到1967年才恢复。不过随着美国发展B-1先进轰炸机的消息传进苏联,1967年,也就是赫鲁晓夫下台之后的第三年,苏联开始重新重视已经忽视很久的战略轰炸机力量。1967年11月28日,苏联部长会议发布了第1098-378号决议,提出开始研制一款新型战略轰炸机,并组织各大计局均参加此次研制计划,希望研制出一款性能先进的武器投放平台。
M-50轰炸机
参加这次新型战略轰炸机设计竞标的主要有三家,分别为苏霍伊、米亚西舍夫和图波列夫三家设计局。苏霍伊的T-4MC方案为升力体设计和可变后掠翼布局,米亚西舍夫设计局提出了M-20型轰炸机设计方案。M-20共有三种亚型,基本型号为使用导弹核武器和炸弹突袭敌方战略目标,并实施战略侦察任务的战略轰炸机;另一型为防空截击机,其主要任务为搜寻和击毁敌方运输机、预警机以及战略轰炸机;最后一型为远程反潜机。图波列夫设计局提供的方案是在图-144超音速客机的无尾三角翼布局的基础上改进的图-160M轰炸机方案。1972年,苏联空军对苏霍伊T-4MS、米亚西舍夫M-20,以及图波列夫图-160M方案进行评估,最后居然是压扁的T-4MS获胜。
T-4MC方案
T-4MC方案
M-20方案之一
M-20方案之一
M-20方案之一
图-144
图-160M
经过三年多的等待,好不容易进入第二轮竞标,此时第一轮获胜的苏霍伊却选择放弃,转回到自己更擅长的战术战斗机研制。米亚西舍夫设计局表现照样最积极,可能手上也没什么项目很快就提交了M-18方案,它源自M-20IV的改进型号。图波列夫还是以图-160M方案竞争。高空高速两者航程差不多,亚音速条件下M-18拥有比图-160M高35-45%的航程,毫无疑问M-18方案胜出。但问题是米亚西舍夫设计局太小,在当年M-50项目下马后设计师们各奔东西,虽然M-18方案能够画出来却无法将它变成现实。于是苏联政府指定图波列夫接手M-18方案。
M-18方案
图-160M大改后
1975年1月,图波列夫设计局冻结技术设计工作,并最终放弃原来类似图-144和“协和”飞机的方案,改为米亚西舍夫设计局采用可变后掠翼的M-18方案。因而可以说,图-160是上述两家设计局共同设计的。1981年12月19日,图-160原型机首飞,1987年开始装备部队,1988年形成初始作战能力。
图-160原型机
图-160
图-160
80年代初,随着国际形势的变化,B-1A 项目被取消后,美国空军仍然在寻求 B-52 的后继机。并实施了几项研究。其中一项就是能降低被截获概率的隐身技术,研究成果包括改变飞机外形,以最大限度向敌方雷达方向的雷达波反射;雷达吸波材料涂层;以及光滑没有缝隙的连续表面。这些研究的成果最终被应用到了高度机密的先进技术轰炸机(ATB)项目上,但是该项目是一个长期的计划,并不能在短时间内满足美国空军对新型战略轰炸机的需求。
另一个途径就是改进现有机型以获得一种新型战略轰炸机。要求该机可以挂载一组 ALCM(空射巡航导弹),后者作为穿透苏联防空网的一种手段正在被进行越来越多的研究。巡航导弹可在敌防御圈有效范围之外发射,并依靠先进制导系统贴地飞行,从而避免被雷达发现。ALCM 在波音 AGM-86B 和通用动力 AGM-109“战斧”的竞争中产生,两者的航程都在 2,414 千米左右。
AGM-28B“猎犬”巡航导弹
在冷战初期,巡航导弹成为了核力量的重要组成部分。美国在1950年代末开始研发能够从本土打击苏联内陆目标的洲际巡航导弹。1960年,AGM-28“猎犬”巡航导弹应运而生,它能够以2.1马赫的速度飞行,射程超过1200公里。然而,随着苏联建立起严密的高空防空体系,“猎犬”导弹被拦截的概率大增。因此,美国在1970年代初开始研发新型空射巡航导弹,以规避苏联的防空系统。1974年,波音公司被选为开发单位,随后AGM-86A巡航导弹问世。与之前的“猎犬”不同,AGM-86A能够低空渗透苏联的防空网。1976年5月,B-52轰炸机首次试射AGM-86A巡航导弹,并在六次试射中成功四次。然而,AGM-86A的射程仅为1200公里。为了满足美国空军的需求,射程更远、体积更大的AGM-86B巡航导弹应运而生。从1981年8月开始,AGM-86B被装备在B-52G/H轰炸机上,射程达到2400公里。
AGM-86A巡航导弹
AGM-86B巡航导弹
在1970年代初,美国海军已经开始发展可能的长程潜射反舰武器,一开始有潜射巡航飞弹(SLCM)1972年5月26日,美苏在莫斯科签署了《美苏关于限制战略进攻性武器的某些措施的临时协定》。这里没有限制潜射巡航导弹,于是两家便都把脑筋动到了这里。在1972年6月2日,美国国防部正式批准海军的SLCM项目。从1974年1月开始,通用动力和LTV为争夺发展潜射巡航导弹的合同就一直在竞争。两家都搞出了各自的模型弹。通用动力的编号为ZBGM-109,LTV的为ZBGM-110。在1975年9月进行飞行测试之前,美国海军作战部就已经将SLCM命名为战斧(Tomahawk)飞弹。
ZBGM-110
相较于美国海军对战斧巡航飞弹的投入,美国空军对ALCM则明显缺乏热情;当时美国空军最高优先的战略武力计划是新的B-1轰炸机以及陆基的MX洲际弹道飞弹(ICBM)(MX“和平卫士”弹道导弹),认为ALCM这样的武器只能用来装备老式的B-52轰炸机。依照1977年初的估计,如果海军SLCM以及空军ALCM都采用海军的战斧巡航飞弹,可以节省约3亿美元。虽然ALCM的预算最后获得保全,美国空军已经感受到众议院的不满,只好勉为其难地加速推动ALCM,避免最后被迫要在空军轰炸机弹舱内装入海军的飞弹。空军ALCM项目由波音(Boeing)成为主承包商,编号为AGM-86A。自1976年4月海军选定通用动力为主承包商后, 战斧转入工程研制阶段。
MX“和平卫士”弹道导弹
1977年初海军决定战斧进入全尺寸研制,并在同年1月初进行首次全尺寸“战斧”的飞行试验,ZBGM109更名为YBGM109。从1977年至1980年共进行了40余次飞行试验。直到1983年,难度最低的战斧反舰型BGM109B(潜射)方始服役,核攻击型战斧BGM109A(舰射)及常规精确打击型战斧BGM109C于次年服役,而实际上BGM109C的作战试验要到1987年才完成,距离1972年五角大楼的声明已经过去了15年,说是十年磨一剑只多不少。
早期战斧巡航导弹
从上到下:BGM-109C、BGM-109A、BGM-109B
BGM109B
除了美国海军外,美国空军在1984年也部署了一批战斧飞弹的陆基发射衍生型──BGM-109G人面狮身兽(Griffin)飞弹,但在1987年美苏签署中程核子武力条约(INFTreaty),这批飞弹在1991年撤出欧洲,随后除役。此外,美国还曾有一个中程空对面飞弹计划(MRASM),打算发展AGM-109H/L空射型战斧飞弹,换装不同的弹头与巡标器,然而经过一系列测试,美国空军最终放弃AGM-109战斧巡航导弹,转而选择AGM-86巡航导弹。
BGM-109G
B-52挂载空射战斧测试
B-52同时挂载战斧与AGM-86巡航导弹测试
最终败北的AGM-109
最终败北的AGM-109
从 1979 年至 1981 年,几个科研机构在轰炸机突防评估(BPE)项目中合作来确定上述改进到底在穿透苏联防空系统时有什么效果,结论是挂载 ALCM 的远程作战飞机(LRCA)可穿透任何已知的苏联防空网络,其优势可一直持续至 20 世纪末。1981 年 1 月 20 日里根总统上任,他许诺进行大规模的国防建设以应对苏联这个“邪恶帝国”,并着手实施。突然间研制新型战略轰炸机的提议有了光明的前景。1981 年 6 月 1 日美国空军宣布选择罗克韦尔 LRCA 方案作为新的多任务战略轰炸机。1981 年 10 月 2 日里根总统宣布战略轰炸机现代化项目(SMP),其中一项关键内容就是采购 100 架 LRCA,编号为 B-1B。运气极差的“枪骑兵”迎来了起死回生的机会。
1982 年 1 月 20 日罗克韦尔收到了全尺寸研制(FSD)合同,合同中没有 B-1B 原型机,B-1A 74-0159 和 76-0174 经过改装用以支援 B-1B 研制工作。随后美国空军又签订了首批 B-1B 的生产合同、以及航电的研发合同。这也是降低成本的一个举措,避免该机被媒体过分关注从而引发争议。B-1B 与 B-1A 通用率 85%,攻击航电与 B-52H 的通用率 90%。
被用于B-1B测试的B-1A 74-0159
B-1A 76-0174 在 B-1B 项目测试中涂上了 B-1B 的标准迷彩
与 B-1A 相同,B-1B 结构的核心是机翼承力组件,几乎全部使用 6AI-4V 钛合金制造。固定内翼段与机身中段平滑过渡,翼套大型整流罩使用玻璃纤维制造。固定内翼段并没有采用明显的翼型剖面,其高度后掠的前缘很钝以容纳电子对抗系统的各种天线。B-1B 的尾翼与 B-1A 基本一致,十字形布局,全动平尾。平尾可差动控制滚转,垂尾后缘的方向舵分为三段,上段和中段在平尾整流结构上方,下段在下方。上段和中段控制飞机的偏航,下段由飞控系统自动控制用于防止飞机在湍流中的偏航。在 B-1B 风挡前方的机鼻两侧各有一片导向翼面,这两片翼面是结构模态控制系统的一部分,用于抵消在低空飞行时湍流引起的振荡。重心附近的一些列列加速度计和机鼻附近的横向和纵向加速度计向飞控系统提供数据,操纵导向翼面和方向舵实时偏转来抵消湍流的影响。
B-1B的变后掠翼机构
B-1B 机头两侧的导向翼面,最大下偏角度 30 度
B-1B 安装 4 台带加力的 GE F101-GE-102 涡扇发动机,每台最大推力 7,711 千克,加力推力 13,961 千克。F101 的旁通比约为 2,安装在 B-1B 翼根下方的双联发动机短舱中,尾喷口有 12 片被称为“火鸡羽毛”的整流片,但在实际使用中“火鸡羽毛”被拆除以减重并降低维护复杂性。既然取消了 2 马赫的速度要求,所以 B-1B 改用固定进气道,双联发动机短舱斜切进气口背靠背面向两侧,进气口内有一组挡板来折射雷达波,防止直接照射发动机风扇叶片。
F101-GE-102 涡扇发动机
被拆除了“火鸡羽毛”的 F101
F101安装整流片状态
B-1B 有 7 个独立的油箱,4个在机身内部,一个在承力翼盒中,机翼内各有一个,总容积 112,635 升。另外在三个弹舱内还可挂载桶形副油箱,同时在风挡前方还有标准的空中加油接口。与 B-1A 一样,B-1B 有 3 个弹舱,一个在主起落架舱后的后机身,紧邻发动机舱;其余两个在主起落架舱前方的前机身。B-1A 的 3 个弹舱每个长度 5.49 米,被设计用于挂载最早的 ALCM——波音 AGM-86A。而 B-1A 项目被终止后,波音开始研制航程加大的 AGM-86B,长度有 6.32 米,所以 B-1B 的弹舱需要进行重新设计。为了减少改动量,B-1B 的后弹舱维持 5.49 米的长度,两个前弹舱在挂载 AGM-86B 时可连为一体,平时仍通过一个隔板隔成两个弹舱。
弹仓加装的油箱
弹仓
弹仓
前后弹仓位置
理论上 B-1B 可安装外置武器挂架,每个弹舱舱门外侧可安装一对双联挂架,另外在中部弹舱挂架外侧还可安装一对单挂架,共可外挂 14 件战略武器,但是挂架很少使用。在战略武器限制条约/削减战略武器条约(SALT/START)中,不能外挂多于12件的核武器。而且外挂武器会大大降低飞机的性能,所以 B-1B 在服役中不使用外部挂架。
前后弹仓挂弹方式
B-1B 采用四人制机组:飞行员、副驾驶、防御系统官(DSO)和进攻系统官(OSO)。飞行员和副驾驶的并列座椅在大型大倾角的双片风挡后,该风挡可满足严苛的鸟撞规格。行员和副驾驶都有战斗机风格的操纵杆和油门。DSO 和 OSO 并排坐在后方,与 B-1A 不同,B-1B 的后座乘员各有一个舷窗。乘员通过前起落架后方的带伸缩登机梯的舱门进入座舱。4 名成员都配备韦伯 ACES II 弹射座椅,取代了头三架 B-1A 上的逃生舱,每个座椅内都有包括救生筏和无线电信标在内的救生套件。
B-1B 正副驾驶座位,左边为飞行员,右边为副驾驶
B-1B OSO(右)与 DSO(左)座位。观察员、教官座椅在 DSO 和 OSO座椅中间。控制台中间下方是通往驾驶舱的通道
在训练任务中座舱内还可安排两名坐在固定折叠小座位上的教官,在紧急情况时,教官需要抛掉舱门和登机梯,并放下前起落架,头朝下穿过座舱入口才能跳伞。但该系统并不是很可靠,在 1987 年 9 月 28 日导致了两名教官的死亡。这次事故后,美国空军限制该机在包括低空飞行的任何任务中乘员都是 4 名,教官需要替换其他乘员。
座舱入口,登机梯在前起落架后方
B-1B具有复杂的航电系统,包括自动飞行控制系统,负责导航、武器管理和投放的进攻性航电系统(OAS)、以及防御性航电系统(DAS)。OAS是数字可编程系统,可在飞行中按任务要求重新规划。OAS具备不借助任何光学和激光瞄准系统的传统炸弹的精确投放能力。OAS的关键部分是其雷达系统,并没有单独的地形跟踪雷达,被并入主攻击雷达系统的一个独立的模式。B-1B 安装一台单天线的威斯汀豪斯 APQ-164 雷达,该雷达发展自 F-16 的 APQ-66,采用一个相控阵天线,呈一定倾角以把敌方雷达波向下反射。B-1A并没有安装自卫武器的计划,依赖低空性能和电子对抗设备来避免遭受截击。生产型计划安装完善的电子设备,包括利顿LN-15惯导系统、多普勒雷达高度计、休斯前视红外系统、GEAPQ-114前视雷达和德州仪器APQ-146地形跟踪雷达。
威斯汀豪斯 APQ-164 雷达
B-1B 的尾椎内部安装有复杂的 DAS 系统和护尾雷达,两侧是突出的 DAS 天线。注意两侧上方和垂尾根部的涡流发生器
在垂尾前缘安装有ARC-190HF无线电的嵌入天线,耦合器安装在垂尾与机脊的交界处。ARC-171UHF无线电的小型刀状天线安装在机背,另外在每个发动机短舱前下方还各有一个天线。副驾驶负责操作KingKY-58保密语音视距无线电。B-1B在后期加装了ASC-19卫星接收机,其天线安装在座舱后上方。APX-101A敌我识别器(IFF)共享UHF-2在机背和左发动机舱下方的天线。DAS系统是专门设计用来探测敌雷达或导弹威胁的综合电子对抗套件,通过采取相应的对抗措施来保护飞机的安全,包括电子干扰或释放箔条和红外干扰弹等手段。
B-1B 固定内翼段前缘的天线下方,安装有高度机密的 AN-ALQ-161A 无线电频率监听、电子战系统
B-1B 前机身众多的天线,最左侧是 ASC-19 卫星接收机,中间机身侧面是射频侦察天线,最右侧是 ARC-171 UHF 天线
1984 年 9 月 4 日首架 B-1B(82-0001)下线,该机大部分由手工组装,并使用了给第 5 架 B-1A 准备的零件。10 月 18 日首飞,首飞共持续 3 小时 20 分,随后降落在加州爱德华兹AFB。1985 年 7 月 7 日第二架飞机交付。在首飞后仅 8 个月,B-1B 就被宣布可以交付战略空军司令部(SAC)。B-1B 首先交付了德州戴伊斯 AFB 的第 4018 作战机组训练中队(CCTS),该中队是在 1985 年 3 月 15 日组建的训练部队(RTU)。第一个 B-1B 作战部队是第 337 轰炸机中队(重型)(BS),该部队之前装备 B-52H,1986 年 10 月 1 日达到初始作战能力(IOC),但机组没有进行任何地形跟踪飞行和发射巡航导弹训练。1988 年 5 月 2 日第 100 架 B-1B 交付。
首架 B-1B(82-0001)下线
首架 B-1B(82-0001)试飞
1985 年 6 月,罗克韦尔举行了首架 B-1B 交付仪式
B-1B机群
B-1B
B-1B
B-1B
B-1B
B-1B
来源:夜鸿羽1