布局設計
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經多次最佳化,到1967年,AMSA的基本外形數據為:長41.02米,高8.99米,機翼完全後掠時翼展37.92米。機翼為上單翼布局,三角翼,翼尖圓滑過渡,前緣凸齒正好位於進氣道後部,最大後掠角約為55°。平尾位於機翼偏下一點,當機翼處於最大後掠角75°時,機翼和平尾平面幾乎構成了一個連續平面。機翼有一個小上反角,以增大其安定性。四台發動機位於機身後部,尖削形的二維進氣道位於機身前部。矮小的單垂尾位於機身尾部,在機腹下部發動機短艙外側有兩個腹鰭。座艙後緣柔和過渡至機身中部。整機重量為158760千克。
隨後,空軍要求“短程攻擊飛彈”(SRAM)的內部掛載量從24枚增加到32枚,也就是說,要把發動機短艙從機身尾部移至飛機氣動中心附近,但發動機排出的高溫氣體又會對機體產生不利影響,而且平尾位置也要重新布置。經上述調整後,AMSA1968方案就和後來的B-1有了一些相似。機身加長至45.6米,高度增加至16.6米,機翼最大後掠時的翼展增加至40.60米。發動機上下疊加,成對位於機身兩側的發動機短艙,進氣道基本沒改變。垂尾高度和面積增加較多,安裝位置前移數英尺,取消了腹鰭。座艙鼓包更平滑地融入機身。機翼前緣凸齒的尺寸有所縮小,不再融入機身,而是相交於發動機短艙上部的整流包皮,機翼也後掠收入該整流包皮。機翼外形做了修改,機翼前緣平直地向翼尖延伸,並與後緣相交。
當美國B-1轟炸機最終飛上天時,羅克韋爾公司又對它進行了一些修改。和AM-SA1968方案比起來,其機長增加到46.02米,機高減少到10.09米,機翼處於最小後掠時的翼展增加到42.73米。為提高低空乘坐品質,在座艙前部機頭兩側增加了鴨式小翼。機身設計第一次採用了面積律,機冀前緣凸齒的前緣從發動機進氣道引出,在機身外部形成一道凹曲線。機翼翼尖曲線更鈍,機翼後掠角為15°-75°。
在AMSA1968方案中,一直存在著翼尖失速問題。為此,將接近正方形的機身剖面改為圓形,將機翼前緣凸齒加厚,並和圓形機身形成翼身融合構形。發動機也改成左右並列配置。機翼位置下移,在兩組發動機短艙間形成一個凹槽,正好用來布置主起落架艙,而在AM-SA1968方案中,主起落架艙位於發動機短艙內。
研製歷程
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在歷經9年研製後,由於經費限制,整個飛機的性能數據都做了進一步修改。經費削減以前,鈦合金比例約為40%,經權衡,最終將其控制在21%。機載“短程攻擊飛彈”(SRAM)數量由32枚又減少到24枚。整機重量由159155千克增加到163296千克,滿載起飛距離因此增加了152米,實施空中加油的最大高度減少了152米,推/阻比也降低廠大約10%。調整後,機長減小至43.74米,機高增加至9.88米,最小後掠角時的翼展減少到41.66米。與此同時,機翼前緣凸齒和機身進一步融合,平尾安裝位置上移,採用了一個複雜的固定式壓縮進氣道。
1971年7月,基本構形通過了設計評審,這標誌著美國B-1轟炸機的研製進入了一個新階段。在此階段,對整體彈射式救生座艙也進行了完善。在初始方案中,該座艙採用兩台火箭發動機,一台提供基本扣力,另一台提供機動推力。通過詳細設計發現,只用一台發動機也可以達到要求,雖然低空性能會輕微降低,但整個費用卻下降不少。
此時,美國發生了通貨膨脹,當時處於研製階段的許多項目——如C-5“銀河”運輸機的經費都開始大幅上漲。最後,系統工程辦公室要求,美國B-1轟炸機的研製經費必須壓縮下來。
這一決定對整個項目的影響是可想而知的。原先定購的用於飛行試驗的樣機數量從5架減為3架,用於試驗的發動機從40台減為27台,首飛時間也從1973年12月l日推遲至1974年5月l日,而原定於首飛之後6個月要做出的投產決定,又推遲了6個月。
1973年,首架美國B-1轟炸機原型機開始製造。但即使在這個時候,對標準模組的升級改造研究仍在冒險實施。這些模組主要集中在航空電子設備方面。另外,在機體結構方面,也發展出一種先進的金屬機翼結構形式——傳載盒。測試和評估結果證實,它和B-1的機體尺寸及結構要求是一致的。通過採用上述先進材料及新概念,達到了減輕機體重量和節約經費的雙重目的。
1973年7月,整個項目再次被美國空軍新的“先飛後買原則”所衝擊。這不僅減緩了項目進度,而且還使首飛到投產的時間從12個月延長至24個月。
在1974年10月的試驗中發現,整體彈射式救生座艙在大約556千米/小時的速度下,會處於不穩定狀態,因此決定為4名機組人員配備彈射座椅。當搭乘2名飛行教官時,他們在緊急情況時只能從機腹艙門離機。在前三架原型機的製造過程中實施改裝已很困難,因此從第四架原型機開始,在後續飛機上都裝了彈射座椅。但這樣一來整機重量也隨之上升到了179172千克。
飛行測試
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整個項目已完成了20000多小時的風洞試驗,此時主要集中進行發動機和進氣道的大規模匹配試驗。另外,對推算的升阻比、穩定性和在所有飛行條件下的控制問題都進行了檢測。按照美國空軍後來的評價,整個B-1的飛行試驗工作,“可能是歷史上最成功的飛行試驗項目”。
按照計畫,在開始的6個月內,進行了最少18架次試飛,其中包括低空M0.85的飛行試驗。在試驗中,使用了遙控裝置,將飛行數據實時傳輸至地面,供分析和研究之用。由於低空飛行具有極大的風險性,而且此時只有一架原型機可使用,因此每次飛行航線都經過了謹慎選擇,對整個飛行包線的探索和研究也是逐步進行的。1975年4月10日,首次在試驗中完成Ml.05的超音速飛行,而且在同一架次飛行試驗中首次完成了空中加油。與此同時,第二架原型機——74-0159號進入了全面的靜力/結構試驗及檢驗性負載試驗,試驗於1975年7月全部完成。
美國B-1轟炸機的機組由正副飛行員、自衛系統操作手(defensivesystemsoperatorDSO)、攻擊系統操作手(offensivesystemsoperatorOSO)四人組成。機上的自衛系統包括AIL系統公司的ALQ-161電子戰系統,通過一個漢尼威爾公司(Honeywell)的多功能顯示裝置連線到攻擊電子系統(OffensiveAvionicsSystemOAS)上。攻擊系統則通過兩個上述同型裝置連線到攻擊電子系統上。當前B-1B沒有擔負核戰略威懾任務,但毫無疑問其具有強大的核戰略打擊能力。
1975年9月19日,在太平洋試驗場,首架原型機在海面上空152米高度,以M0.75進行了持續飛行。隨後,飛行速度和最低高度的數據在試驗中不斷被刷新,低空飛行速度從306千米/小時一直到1020千米/小時(M0.83)。1975年11月11日,在愛德華茲空軍基地主跑道上空進行的展示飛行中,其最低飛行高度已降到61米。在第三架發展型飛機加入試驗之前,所有飛行試驗任務都由首架B-1原型機來承擔,一直持續了大約15個月。1976年l月16日,74-0160號出廠,並於同年4月1日首飛成功。該機主要承擔進攻性航空電子設備、地形跟隨系統和武器投放試驗。5月11日,74-0159號也出廠,並於6月14日首飛成功,隨後也加入飛行試驗隊伍。
隨著三架飛機同時投入試驗,試飛進度大大加快。1976年9月,用於模擬戰略空中指揮任務的“初始任務試驗和發展”(IOTE)計畫順利完成。同年12月1日,美國空軍決定,包括試驗飛機在內.總計劃採購244架B-1戰略轟炸機。
被迫下馬
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但急風暴雨已快來臨。1977年3月,美國國防部決定將B-1的總採購量削減至150架。此時,美國正在與蘇聯進行裁軍談判。按照卡特總統的構想,如果談判能取得滿意效果的話,他將取消B-1計畫。接著,在1977年5月,又披露出B-1的採購單價可能高達1億美元,高昂的採購價格也招致反對者更強烈的抗議。禍不單行。1977年6月30日,卡特總統在聽取了國防部長布朗的建議之後,宣布取消B-1的生產計畫。布朗認為,攜帶現代巡航飛彈的作戰飛機可以更有效地確保美國戰略力量的有效性。巡航飛彈可以更有效地對付蘇聯未來的防禦體系,而且造價更低。最終,美國政府確定將B-52作為巡航飛彈載機。在卡特總統宣布上述決定後,空軍於1977年7月6日也宣布,將在90天內停止B-1的生產。幸運的是,現存的B-1將保留下來,作為研究和發展之用。第四架原型機當時已完成45%的製造工作,製造完成後,將用於所有航空電子設備的發展研究工作。首批生產型飛機,即第5、6、7號飛機,當時已開始製造,此時只能全部停產。整個項目的停止對於羅克韋爾公司而言確實是一個巨大打擊。
隨著國際形勢的變化,出於和蘇聯進行冷戰對抗的需要,美國總統里根決心啟動B-1B計畫,時運不濟的“槍騎兵”迎來了起死回生的機會。
基本數據
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機長 44.80m
機高 10.36m
翼展
全展開 41.76m
全後掠 26.51m
機翼後掠角15?~59.5?
機翼面積 181.20m2
主輪距4.42m
前後輪距 17.53m
重量及載荷
空重 83621kg
最大有效載荷 56699kg
載彈量
內部 34019kg
外部 26762kg
最大載油量88450kg
設計最大起飛重量 216366kg
最大翼載 1194kg/m2
性能數據
最大平飛速度 Ma1.25
突防速度(高度61m)965km/h
巡航速度 M0.7
起飛滑跑距離 2530m
航程 12000km