近年來隨著無人機技術(shù)的飛速發(fā)展，飛翼式布局飛機其科幻的外形和獨特的飛行特性，吸引無數(shù)航空巨頭競相推出自己的飛翼式無人飛行器。在今天來說，毫無疑問，依靠著1989年首飛的B2轟炸機，已經(jīng)實現(xiàn)航母起降的X47B無人機，乃至即將問世的B21轟炸機，諾斯羅普格魯曼始終以其標桿地位，矗立在飛翼式布局飛行器研發(fā)領(lǐng)域的金字塔尖端。飛翼式飛行器依靠其高升力系數(shù)，低阻力特性，機體大容量，和優(yōu)異的隱身性能，在百年的飛機發(fā)展歷史上，是歷代航空大師們都難以忽視的飛行器氣動構(gòu)型。
飛行中的YB49
不僅我國在近兩屆珠海航展上高調(diào)展示的各型飛翼式無人機，近兩天互聯(lián)網(wǎng)上俄羅斯的大型飛翼式無人機終于也揭開了面紗?？雌饋硇阅軆?yōu)異的飛翼式飛行器卻僅僅只有幾個航空大國才能研發(fā)，卻真實的反映出飛翼式飛行器研發(fā)制造的難度，相較于傳統(tǒng)飛機，飛翼式飛行器沒有垂尾，一切動作都要依靠水平舵面的動作和對發(fā)動機的控制，橫向控制和縱向控制均使用水平舵面，當同時作用時即會造成耦合，一個舵面要擔負傳統(tǒng)飛機多個舵面的職責，既作升降舵又是副翼，方向舵，甚至要充當減速板，一個舵面動作，將會在縱向橫向和航向三個方向發(fā)生耦合，在計算機投入使用以前，靠飛行員基本無法解決耦合問題，解決飛翼布局的飛行穩(wěn)定性問題也讓很多設計者望而卻步。機體結(jié)構(gòu)不再是筒狀機身加機翼，而是真正實現(xiàn)翼身融合，最終整個機體只是個完整的機翼，成為真正的飛翼（Fly wing）。
諾斯羅普半個世紀技術(shù)積累之作B2轟炸機
每當談及B2轟炸機時，對航空史熟悉的朋友很容易想到德國二戰(zhàn)末期黑科技"Ho 229"戰(zhàn)斗機，德國戰(zhàn)敗后，大量軍事研究資料和科學家們被美蘇俘獲；人們會很自然的聯(lián)想到Ho 229與B2之間的血緣關(guān)系，乃至直接下結(jié)論，B2就是美國盜竊納粹德國Ho 229技術(shù)的產(chǎn)物。今天萊特灣就帶領(lǐng)朋友們回顧一下飛翼式飛行器的歷史，抽絲剝繭一探B2轟炸機與德國飛翼研究的關(guān)系，最后一起討論二戰(zhàn)德國黑科技與其它國家黑科技相比，究竟是黑科技還是科研大國正常的前沿技術(shù)探索。
僅生產(chǎn)一架的YRB49A
在討論飛翼式飛行器之前，我們先來確定一下飛翼布局飛行器的概念。飛翼布局是一種無垂尾且沒有明確的機身和機翼的構(gòu)型，或者說整個飛機就是一面機翼，有效載荷，燃料，航電設備均容納在主翼內(nèi)；現(xiàn)在我們見到的這些飛行器嚴格意義上稱為高度翼身融合的飛行器，不過為了與傳統(tǒng)飛機區(qū)分，現(xiàn)在也泛稱為飛翼式布局飛行器。
YRB49A仍需要小垂尾提高穩(wěn)定性
在萊特兄弟的飛行者一號首飛震驚世界的五年后，在工程學和事業(yè)上早已成功的德國人容克斯已經(jīng)49歲，在機械工程領(lǐng)域已有諸多成就的他并沒有滿足現(xiàn)狀，而是在接下來二十多年里全身心的投入到了航空事業(yè)中。從1908年開始研究全金屬結(jié)構(gòu)飛機到1915年Junkers J1世界首架全金屬飛機首飛，在此期間，他申請了僅有機翼的飛機概念專利，用于實現(xiàn)航空運輸，飛翼布局的巨大的內(nèi)部體積和低阻力高升力特性，很適合用于實現(xiàn)當時很熱門的載客跨大西洋飛行。然而剛剛試飛完Junkers J1，正要全面開展的飛翼研究計劃被當時的德國政府打斷了，在1915年到1918年期間，德國政府迫使容克斯放棄其它研究，專注于全金屬飛機的生產(chǎn)以及軍用飛機的開發(fā)，直到1919年才正式開始開發(fā)JG1巨人，一戰(zhàn)戰(zhàn)敗的德國，在戰(zhàn)后條約的制裁下，JG1項目在開始兩年后，機體還未完工，便被拆除，一直到1929年容克斯G38的首飛，才最終使他的心愿達成。
容克斯G38
G38視圖
雖還有傳統(tǒng)的水平尾翼和垂尾結(jié)構(gòu)，但G38對于飛翼研究已經(jīng)是里程碑式的意義。也許對大多數(shù)人來說G38聽起來陌生，但看過宮崎駿2013年上映的《起風了》的朋友一定會有所印象，男主角堀越二郎在1929年前去德國學習期間，這架機庫中對主角產(chǎn)生巨大沖擊的全金屬客機就是容克斯G38。在現(xiàn)實歷史中，德國生產(chǎn)了兩架G38進行商業(yè)運輸，并且給予三菱生產(chǎn)許可，在三十年代日本生產(chǎn)型Ki-20生產(chǎn)了六架，對日本的大型飛機研究和二戰(zhàn)末期的飛翼研究有很大影響。
背景即為容克斯G38
然而早期飛翼研究并不是德國的一枝獨秀，蘇聯(lián)和美國也加入到了飛翼的研究，蘇聯(lián)設計師鮑里斯·伊萬諾維奇·切拉諾夫斯基在二十年代也開啟了飛翼研究，先后制成無動力滑翔機BICh-1和BICh-2與動力版飛翼BICh-3，二戰(zhàn)后期同時開始探索飛翼式噴氣戰(zhàn)斗機BICh-26，其設計指標是最大飛行高度22000米，最大速度1.7馬赫，可惜過于超前未受蘇聯(lián)當局重視，于1948年停止開發(fā)，沉溺在了歷史中，這也算是蘇聯(lián)夭折的"黑科技"吧。進入三十年代，德國"黑科技"Ho 229的父母和美國B2轟炸機自己的真正父輩才進入人們的視線。
鮑里斯·伊萬諾維奇·切拉諾夫斯基與他的BICh-3
少年時期的霍頓兄弟參加了德國20-30年代風靡一時的滑翔機俱樂部，成年后制作了自己的第一架無垂尾飛翼式滑翔機，其最終完善版本為H.IV，后開始動力版飛翼式飛機的研發(fā)，當年第一架動力版飛翼式飛機H.V下線，主要由膠合板和塑料制成，由一部二活塞發(fā)動機驅(qū)動。
霍頓兄弟，左為弟弟，右為哥哥，拍攝于不同時期
上為H.IV，下為H.V
在1937年完成雙發(fā)飛翼式飛機H.VII的研發(fā)，1943年在德國空軍的號召與資助下，作為哥哥的德軍戰(zhàn)斗機飛行員沃爾特 霍頓和空氣動力學專家的弟弟繼續(xù)H系列的研發(fā)工作，對于戰(zhàn)時資源緊張的德國，霍頓兄弟得到的資源并不算多，在當時的背景下，工程師有什么想法，德國當局一般是先提供些資源讓工程師們嘗試做一做，所以直到1944年霍頓兄弟的H.IX才正式轉(zhuǎn)為德國空軍項目，得到昂貴的噴氣式發(fā)動機開始測試，也就是大名鼎鼎的Ho 229，當年3月，由哥達制造了第一架Ho 229 V1原型機并沒有發(fā)動機，經(jīng)過測試后，后續(xù)原型機才配備Junkers Jumo 004B噴氣式發(fā)動機，單發(fā)推力8.5 kN，設計時速可以達到1030 km / h。
雙螺旋槳發(fā)動機的H.VII
試飛員歐文齊勒駕駛Ho 229 V2在1945年二月奧拉寧堡完成飛行測試后，Ho 229優(yōu)良的空氣動力學特性使得德國空軍當即讓哥達制作了第一批次的40架飛機；但尬尷的是可靠性堪憂的004B發(fā)動機使得試飛時多次翻車~試飛員也因此喪生；
試飛員Erwin Ziller
不過德國當局決定在生產(chǎn)型解決發(fā)動機的毛病，V3生產(chǎn)型比之前的原型機V1 V2更大，在細節(jié)上進行了修形，其中訂購了20架V3換裝Jumo 004C發(fā)動機提供動力，每臺發(fā)動機的推力比用于Me 262A和Ar 234B的早期Jumo 004B大10％，在翼根部安裝兩部MK 108 30毫米機炮。另外20架為雙座版Ho 229 V4和Ho 229 V5夜間戰(zhàn)斗機，Ho 229 V6武器測試原型機和Ho 229 V7雙座教練機。
剛剛制造完成的Ho 229 V3
Ho 229 V3的控制舵面
未完工的Ho 229V3,由盟軍拍攝于腓特烈羅達工廠
隨著盟軍的迅速推進，1945年4月14日，第三美國陸軍軍團占領(lǐng)哥特在圖林根州的腓特烈羅達工廠時，僅有一架剛剛下線的Ho 229 V3和幾部尚在制造階段的改型機，雖然當時并沒引起美國地面部隊多大重視， 第九美國裝甲師在萊比錫附近發(fā)現(xiàn)H IX V1。但在回形針計劃的要求下，本著不能讓蘇聯(lián)撈走一點德國科技遺產(chǎn)的目的，Ho 229 V3還是被裝箱發(fā)往英國皇家航空研究院進行測試，本來準備換裝英國產(chǎn)噴氣式發(fā)動機測試它的飛行性能，英國的大涵道噴氣式發(fā)動機并沒有成功的裝上Ho 229 V3,因為德國的噴氣式發(fā)動機太細了。。。
Jumo 004發(fā)動機
經(jīng)歷在英國的短暫停留后，來到美國經(jīng)過測試后塵封進了倉庫中，史密森尼學會得到后捐給了國家航空博物館，即今天的美國國家航空航天博物館。直到上個世紀八十年代B2研發(fā)階段，B2的研發(fā)人員在博物館看到Ho 229 V3的復制模型，諾斯羅普才開始注意到這架飛機，并進行復原展開測試。而沒引起多少重視的Ho 229設計者霍頓兩兄弟也未被美蘇俘虜回國，弟弟Reimar.霍頓戰(zhàn)敗后移居阿根廷，繼續(xù)設計制造滑翔機，研究飛翼式飛機，但沒有得到當?shù)卣闹С?，在商業(yè)上也沒有獲得成功。哥哥沃爾特.霍頓在戰(zhàn)后成為戰(zhàn)后德國空軍的軍官。1994年，Reimar在阿根廷去世，沃爾特于1998年在德國去世。
要說B2和Ho 229沒一點關(guān)系也是不恰當?shù)?，但也只說得上是有影響，真正的技術(shù)背景還是歸結(jié)于諾斯羅普自家，1994年以前，諾斯羅普和格魯曼兩架還沒合并，諾斯羅普還在專心致志玩飛翼和無人機，而養(yǎng)貓廠格魯曼還在專心養(yǎng)貓。
大貓F14D
在諾斯羅普創(chuàng)始人杰克.諾斯羅普的人生中，飛翼式飛機亦是他一生的驕傲，亦是伴隨了40年的辛酸無奈。先后就職于洛克希德和道格拉斯，不滿現(xiàn)狀的他在1929年后開始創(chuàng)辦自己的公司，目的就是自己設計飛機，自己造飛機！1929年，創(chuàng)建Avion公司，剛剛試飛完X-216H飛翼布局飛機，1930年Avion被迫賣給了聯(lián)合飛機和運輸公司。1932年，在道格拉斯飛機公司創(chuàng)始人唐納德·道格拉斯的支持下成立了諾斯羅普。研發(fā)的單翼飛機諾斯羅普伽瑪和諾斯羅普三角洲獲得了巨大成功，但卻發(fā)現(xiàn)自己的公司在道格拉斯的資本籠罩下已經(jīng)淪為道格拉斯子公司，于是選擇了單干，1939年創(chuàng)立了真正屬于自己的諾斯羅普。在自己的公司里，諾思羅普專注于飛翼設計，他確信未來的飛機就應該是這個樣子，經(jīng)歷數(shù)年間斷，1940年，諾斯羅普終于又可以專心玩飛翼了！1940年B2的先祖問世了，7月3日N-1M完成首飛，N-1M在穩(wěn)定性和控制方面令人滿意，但存在機體超重和發(fā)動機動力不足的問題。這架飛機的兩臺65馬力Lycoming O-145四缸發(fā)動機后來被兩臺120馬力的發(fā)動機取代，為后期XB35和YB49的研制進行了先期探索。
N-9M
1941年，美國陸航開始征集洲際轟炸機方案，要求可攜帶4500公斤炸彈飛行16000公里執(zhí)行轟炸任務。最高時速要超過720公里/小時，旨在英國淪陷后，轟炸占據(jù)歐洲的德國。很幸運，諾斯羅普的飛翼設計方案XB35入圍了!諾斯羅普先制造了兩架全木結(jié)構(gòu)三分之一縮比的飛翼式飛機來測量飛機性能和飛行穩(wěn)定性; 被命名為N-9M（M代表模型），不僅用于收集飛翼設計的飛行試驗數(shù)據(jù)，還為了訓練飛行員，因為XB35駕駛起來太復雜了！N-9M在2019年的今天仍然在飛。
N-9M維護中
圖片來自于諾斯羅普格魯曼
飛行中的N-9M
XB35不僅僅是一架真正意義上的大型飛翼式飛機，杰克.諾斯羅普還為了加上了4部共軸雙槳發(fā)動機，直到1946年6月才得以首飛，但是超前的共軸雙槳發(fā)動機帶來的不僅是強大的推力，還有難以克服的振動問題。無法解決的振動問題才讓諾斯羅普極不情愿的換上了傳統(tǒng)單槳，但是仍然性能優(yōu)于競爭對手。但美國軍方認為螺旋槳飛機已經(jīng)過時了，于是XB35開啟了自己的噴氣化之路。最近很熱門的《皇牌空戰(zhàn)7》的反派大BOSS靈感應該就是來自XB35。
XB35
其中兩架改裝后安裝了八臺艾里遜J35噴氣發(fā)動機，并命名為YB-49，第一架改裝成YB-49的YB-35完成了所有失速測試，甚至可以從自旋中改出。但這兩架均在試飛中墜毀，杰克 諾斯羅普晚年對XB35 和 YB49項目回憶道，當時的美國第一任空軍司令斯圖爾特·賽明頓強迫諾斯羅普和競爭對手康維爾合并，但是因為條件過于不公平而拒絕了，在兩架YB49的測試中，美國空軍在諾斯羅普技術(shù)人員的警告下仍然進行劇烈的機動飛行測試，最后兩架均在測試中墜毀。
YB49三視圖
飛行員與地勤的噩夢，機械手動控制八臺噴氣發(fā)動機
在后續(xù)資金缺乏，空軍不配合的情況下，YB49也夭折了，而史密斯尼學會提出保存剩余XB35捐給博物館的提議也被空軍司令否決了，一架被改為偵察機YRB-49A的XB35，在毫無問題地飛行13次試飛后被空軍勒令停飛了，飛機被送回諾斯羅普，空軍沒有任何解釋的情況下取消了30架YRB-49A的訂單。它在機場吃灰兩年后，于1953年12月1日被拆毀；不僅是政治原因，事實上，在沒有計算機控制的電傳操縱系統(tǒng)的幫助下，YB49仍然沒有解決好穩(wěn)定性問題和解除耦合的難題。杰克.諾斯羅普在XB35家族項目失敗后，也在公司高層失去了話語權(quán)，感覺被背叛和拋棄，兩年后杰克.諾斯羅普從他的職位辭職，從他創(chuàng)立的公司退休。
集體等待改裝的XB35
等到最后卻是集體槍斃
直到晚年病危時，仍對飛翼式飛機抱有堅定的信念，希望NASA能堅持飛翼布局的研究，現(xiàn)實并沒有讓他失望，1980年4月，杰克.諾斯羅普被自己創(chuàng)辦的公司邀請，在B2轟炸機設計師約翰·卡森的介紹下看見在研的B2轟炸機模型，讓他知道自己的執(zhí)念并沒有被時代拋棄，他對飛翼式飛行器的寄語成真了。此時已經(jīng)無法開口的諾斯羅普在紙上寫下；"我現(xiàn)在知道了為什么上帝讓我多活了25年。"十個月后，杰克.諾斯羅普這位一生投身在飛翼研究的飛機設計師逝世了。而B2的翼展與YB49同為52.4米，YRB-49A的技術(shù)積累也成為了B2的研制基礎。
杰克.諾斯羅普與自己的YB49合影
杰克.諾斯羅普
試飛中的YRB-49A偵察機
真正吸引B2研究人員的是Ho 229 V3的雷達隱身性能，經(jīng)考證，Ho 229的蒙皮厚達17毫米，Ho229 V1為整塊膠合板;三倍于設計所需強度。在生產(chǎn)型V3上，這塊17毫米的膠合板被兩塊1.5毫米膠合板替代，中間填充12毫米的鋸末，木炭和膠水混合物。
Ho 229 V3的夾層蒙皮結(jié)構(gòu)
之所以開始設計如此之厚，說起來也是很好玩的一件事，發(fā)動機到達后，發(fā)動機因為附件箱部分相較于設計直徑大了20厘米！竟然沒有人通知設計人員，現(xiàn)在，在第一次飛行前六周，德國工程師遇到的問題就是將一個80厘米的發(fā)動機安裝到翼梁上60厘米粗的涵道里！這意味著機翼必須做得更厚，不僅翼梁要加大，機翼也要加大，蒙皮也要提高自身強度，V3生產(chǎn)型就變得比原型機更大了。12厘米的填充層不僅能夠吸收雷達波，而且被擊中后有相當好的安全冗余度，當然燃燒彈除外。最終這種蒙皮材料和外形，使得諾斯羅普技術(shù)人員在進行雷達測試時發(fā)現(xiàn)，Ho 229的正面RCS在受英軍二戰(zhàn)海岸預警雷達Chain Home 30MHZ波段照射下僅為Bf 109的正面RCS的40％。在B2轟炸機的隱身研究上，Ho 229確實有其參考價值。
諾斯羅普工程師復原的Ho 229 V3
其實相較于美國和蘇聯(lián)的飛翼研究，也差不多是旗鼓相當?shù)乃?，要把當今的飛翼式布局飛機都和Ho229扯上關(guān)系確實是不太公正，誰又想把自己一生的努力成果被后世以為是曾經(jīng)競爭對手的技術(shù)結(jié)晶呢？德國二戰(zhàn)"黑科技"產(chǎn)量眾多，一方面是德軍對技術(shù)的被動接受，在大局上并未有對資源的全面統(tǒng)籌規(guī)劃，工程師們提出什么，便給些資源嘗試做一做，注意很多前衛(wèi)的設計思想都是當時的工程師們提出的，而不是德國軍方，反而營造出一種研究很自由的氛圍，最后雖然誕生了很多科幻的設計方案，但落地實戰(zhàn)的卻沒有多少，大量資源沒有整合完善成熟技術(shù)，反而本來就缺的資源被分散浪費。剩下的只有末日計劃中一個個過于超前的方案，最后卻被碾壓級別的工業(yè)生產(chǎn)能力和國力摧枯拉朽般的擊潰。另一方面也是作為戰(zhàn)敗國沒資格藏什么秘密，就算還在圖紙的方案也被公之于眾。
洛克希德的A12偵察機
如果讓美蘇英公布自己的秘密，恐怕流傳于世的黑科技傳聞也少不了多少。如果說納粹德國的航空技術(shù)對于美蘇是錦上添花，那么真正值得人們稱道的當為德國的火箭研究領(lǐng)域，德國的火箭技術(shù)遺產(chǎn)和專家們真正意義上極大促進了美蘇的火箭和導彈領(lǐng)域的發(fā)展。其它國家當然也有自己的黑科技，例如美國的曼哈頓計劃，飛行員的噩夢--美英的無線電近炸引信，配備磁控管的雷達，英軍密碼破譯技術(shù)，乃至進入試飛的美國垂直起降戰(zhàn)斗機，英國的超音速戰(zhàn)斗機，或是美國二戰(zhàn)設想的空天戰(zhàn)機。相較于把它們稱為黑科技，萊特灣更喜歡把它們歸類于科研大國正常的前沿技術(shù)探索，或超前難以落地，或雷霆一擊，平息戰(zhàn)局。他們的背后不僅是技術(shù)人員的創(chuàng)想，也要強大的綜合國力和強悍工業(yè)生產(chǎn)能力才能成真。
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