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2018-05-21 06:56 来源:励志网

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。

默蓝的起落架来自F-5E战斗机

鲸鱼的故事起源于20世纪七十年代晚期。国防高级计划局(DARPA)刚刚开始了解作为新技术的“隐身”技术的含义:可以大幅度降低飞机的雷达反射回波,从而降低被雷达发现的可能性。DARPA的官员就此询问诺斯罗普:是否能开发一种采用低可视技术的前线战场侦察-监视飞机,从而可以躲避敌人的攻击,而可以安全的在战场上执行任务。如果这个设想能够实现,这种飞机可以作为另外一个刚刚开始的项目有力的补充。这个项目就是远程长续航时间雷达平台,成为联合监视与目标攻击雷达系统(JointSTARS),即后来在海湾战争中大放异彩的E-8联合星。当隐身飞机深入战场监视对手的第二梯队的时候,可以解放E-8,使其专注于战场第一线。

访客们总是想知道这些的意义。但是他们的询问往往被含糊其辞的拒绝了。“这些是不能对你们说的”约翰·卡申,当时的诺斯罗普首席工程师如是说。他被后来人称为“隐身先生”。“人们会问,而我们会说:‘鲸鱼是一种高贵的动物。’”

但是鲸鱼的设计团队发现无法在这种飞机上使用切面的隐身设计处理方法,他们另辟蹊径,采用了曲线或者说是高斯逼近拟合表面技术,使飞机表面可以将雷达波束的能量散射到各个方向上。最终的结果是制造出一条长着翅膀的鲸鱼——一个长条形的盒子,有着一个倾斜的背部,弯曲的腹部和铲子般的机首。这种设计是有效的,使得鲸鱼至少具备与海弗兰/F-117相同水平的雷达对抗能力。

高斯逼近拟合法在隐身技术上应用的完善是默蓝项目取得的最重要的技术突破,也是二战后防务技术发展中最重要的技术突破之一。”B-2与F-22以及其他很多飞机平台都受益于这种隐身设计方法,虽然默蓝‘从未投入实际运作中’”默蓝首飞时,任职空军第6513测试中队指挥官的米尔纳将军如是说。

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。”

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。

#p#分页标题#e#但是满足这个要求是一个工程上的挑战。在实质上,DARPA是要求诺斯罗普研发出一种携带低可探测性雷达的隐身飞机。诺斯罗普的隐身设计工程师们将第一次将隐身技术应用于一种特定的现实世界中的武器系统之中。

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。”

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。

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。

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。

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。”

诺斯罗普AGM-137TSSAM导弹完全就是一个翻过来的缩小版默蓝

#p#分页标题#e#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。”

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。

默蓝三面图和尾喷管设计

默蓝的鲸鱼首飞纪念牌

为了塞进PaveMover的大型雷达天线,导致飞机具有了一个盒子般的机身

诺斯罗普公司的鲸鱼图像其实都象征着默蓝隐身远程雷达战场监视飞机

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

默蓝座舱中的迪克·托马斯

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。

托马斯在第100架次默蓝试飞的庆祝活动上

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

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。

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。

“铺路发动机”(PaveMover)计划的徽标

附录:默蓝——为隐身而生

最初,设计团队考虑在飞机的表面采用类似宝石切面的外形造型。与默蓝同时期开发中的海弗蓝战斗轰炸机验证机就是采用这种技术,并最终发展成为。

默蓝的最大贡献是作为一个技术实验平台。它是美国空军有史以来最成功的高科技验证机计划。

默蓝的单人座舱选用了选用了麦道的ACESII弹射座椅

美国之后的许多隐身飞机都受益于默蓝的开创性设计

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。

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。

默蓝直接引领了低可视技术与雷达技术的关键性进展。例如,美国空军B-2幽灵隐身轰炸机光滑的隐身外形直接来源于默蓝发展的弯曲外表隐身技术。超精密拦截雷达技术在某些方面帮助实现了E-8联合星战场监视飞机等的强有力的电子“眼”。而在冷战结束后被取消的AGM-137TSSAM导弹(TriserviceStandoffAttackMissile),则完全就是一个翻过来的缩小版默蓝。AGM-137TSSAM更是现在洛克希德马丁的拳头产品AGM-158JASSM联合空对地打击导弹隐身技术的直接来源。

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。

原标题:鲸鱼的故事,诺斯罗普隐身技术先驱——默蓝

事实上,这些图像象征着空军在隐身远程雷达战场监视飞机方向上的一个尝试。按照官方的说法,这个计划的代号是“默蓝”,但是对于那些为了其诞生而努力的人们来说,这种飞机胖胖的,笨拙的外形使它拥有了一个长久而包含深情的昵称:“鲸鱼”。

E-8联合星战场监视飞机

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。”

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。

“默蓝”计划实际是于1978年启动的,这是美国空军的秘密计划“铺路发动机”(PaveMover)的一部分。诺斯罗普获得了一份1.36亿美元的合同,但是测试与支持费用将总费用推升至1.65亿美元。

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,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。

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。

时间回到20世纪七十年代,那是美国在在冷战中最尴尬的年代。在各方面,苏联都在挑战着美国的霸权。不仅在常规地面武装力量上,而且在空中,美国的空中优势也越来越不明显了。美国急需要空中力量上的技术突破,来保障已有的空中优势。以代表的第三代战斗机,刚刚开始投入服役,美国就已经投入资源对下一代的空中技术进行研究。其中,隐身技术是其中最隐秘的一部分。

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。

1996年4月,美国负责采购的助理空军部长阿瑟曼尼在通气会上表示:“这个计划为空军为国家提供了非凡的技术进步,这些技术将从现在到将来都在持续保护着我们的军人。”

鲸鱼的雷达反射截面积(RCS)“低于一只蝙蝠”时任负责采购的空军部长助理,乔治米尔纳中将开玩笑说。“我最近还没看到过一只蜜蜂的RCS等级。”

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。

“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。

默蓝的锅铲机头后来也被YF-23借鉴

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。

#p#分页标题#e#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。

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

20世纪七十年代晚期,位于加利福尼亚的的诺斯罗普公司高级研发部里充斥着鲸鱼的图像。大厅里有鲸鱼的绘画作品,公司的信笺纸的页眉有着鲸鱼的绘画,所有品种的公司备品上都有着鲸鱼的标识。员工有时候被互相成为“捕鲸者”,而高级经理们则把鲸鱼的模型置于他们的案头。

默蓝的最初外形来自一块迪士尼乐园出售的黏土

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。

一方面,工程人员发现对于战场监视飞机而言,它们对隐身设计的要求比轰炸机或者战斗机要高得多。对于后两者,它们通常的飞行方向是直指目标,并防御雷达,然后转向飞走,因此它们对于前隐身的要求更多集中在后两个方向上。而默蓝作为战场监视飞机,它的操作理念要求它在敌后空域盘旋飞行,它将暴露在敌方各个方向的探测设备之下,因此要求具备全方向的隐身能力。

#p#分页标题#e#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。

默蓝的飞行员舱门

此外,默蓝的任务要求它携带一部大型高性能雷达。将雷达的大型天线塞进一个相对较小的机身里,而且还要能保证雷达天线拥有足够大的视野,这是给飞机设计人员带来的最严峻的技术挑战。“将雷达天线整合进来,导致飞机具有了一个盒子般的机身。”卡申是这么介绍机身设计的由来。他与史蒂夫史密斯在诺斯罗普共同领导飞机的设计。“飞机设计的其余工作则是让这个盒子飞起来,而且还需要实现全方位的隐身能力。”

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”

来自迪士尼乐园

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。

诺斯罗普用了很多现成的部件来降低鲸鱼的制造成本。起落架用的是的库存备件,弹射座椅选用了麦道的ACESII,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。

直到1996年的春天,美国国防部才公开了默蓝的存在

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。

诺斯罗普在这个时候,开始着手设计,发展制作造直实验性的隐身侦察-监视飞机,以验证低可视性技术的可行性。最初的外形来自一块迪士尼乐园出售的黏土,而这种形状一直延续并引领着与的隐身设计。

鲸鱼从来没有进行过批量生产。诺斯罗普也只制造了唯一一架“默蓝”。它从1982年到1985年,进行了135次试飞。完成试飞之后,默蓝藏身于一个机密的场所长达十多年,直到1996年的春天,美国国防部才公开了它的存在。

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