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我是如何研制“黑鸟”的(3)

 xxqa的新文艺 2015-02-12

  早些时候,我们在X-7试验飞行器上已经能用马赫数4飞行几秒钟。要在长时间飞行中保持马赫数3.2的速度,我想是“臭鼬”工厂从来没有接到过的最艰巨的任务,也是我一生中最困难的任务。在开发工作的早期,我答应赌50美元给任何可以轻而易举地完成这件事的人。我本应该赌1000美元,因为反正没有人想得出,那笔钱还在我这里。

  飞机要在这样的高度,用这么高的速度飞行,需要开发新的特殊燃料、结构材料、制造设备和新工艺、液压油、燃油箱、密封胶、漆、塑料、导线和连接插头,飞机和发动机的设计也必须是新的。总而言之,飞机上每一件东西都需要重新“发明”,桩桩件件。

  为了寻找适用的燃油,我们最初考虑过采用高能燃料的方案,例如用液氢、煤或硼悬浮燃料。

  采用液氢的方案实际上已经进行到很深的程度,只差签订一项制造相当架数的生产合同了。这个方案初看大有指望。飞机可能会很大,但是很轻。使用普惠公司研制的特殊发动机,巡航高度可以超过30500米,比以后“黑鸟”达到的高度还要高,只是速度和航程要小一些。不过,随着我们的发展工作越深入,发觉问题越难得到解决。

  这架液氢方案CL-400实质上会是一个巨大的飞行真空瓶,液氢需要严密的绝热保护,保持在尽可能接近绝对零度的低温状态。如何从美国的工厂将这种燃料运送到这种飞机的基地,仅这个问题就会使该方案变为不可行。因为要保持少数几架液氢飞机飞行,就需要整一编队C-124机群来供应燃料。没有哪一个国会批准美国用这样大数量的飞机来运液氢,也不会准许美国在他们的港口停泊一艘加工船,在当地将氢液化。


液氢方案CL-400实质上会是一个巨大的飞行真空瓶

  我们请波默罗伊公司为在我们的飞机厂及莫哈韦沙漠中的帕姆代尔机场不远处建立液氢厂作出设计。设计中的这座工厂的耗能量惊人,将用掉1972及1973两年供应洛杉矶市的天然气的10%。

  一天,空军部部长助理道格拉斯及空军的欧文将军来到洛克希德公司,他们问:“凯利,进行得怎么样了?”

  我说:“请来看看吧。这是内部布置图。你们可以看到,除了前上方有一个小驾驶舱之外,从头到尾全部装的是液氢。”

  液氢不能装进形状古怪的燃料箱,不能放在带转角或者缝隙多的容器,它的容器必须是圆筒形的,并且严密绝热的。


洛克希德为CL-400制造的液氢罐

  活塞式或者喷气式飞机上,增加燃油就可以增加一些推力或者延长航程,但是液氢飞机可没有这种条件。比如说,“星座号”客机在它的整个发展期内起飞总重增加了一倍,大部分战斗机也可以做到这一点。但是在液氢飞机上,燃料箱的容积一经确定,就只能是这么多了。也许可以再加上外挂燃料箱,但是很困难,因为增加了阻力。

  因而部长和将军转向普惠发动机设计的头头普拉特,说:“在发动机上也许有些进展吧,普拉特,发动机进展如何?”

  普拉特回答说:“也许在5年内会有3~4%的进展。”

  这不是一个乐观的预测。我们全部同意别在这上面再花钱,决定放弃这个方案。当时如果继续干下去,到了70年代出现能源危机时也会碰得头破血流。

  煤悬浮燃料,是将精磨的煤粉以轻油为基加水混合成浆状,注入发动机作燃料。这也是一种可能的能源,但是细小的煤灰可能会损坏涡轮叶片。

  我们也试过硼悬浮燃料,但是很难使用,常常堵塞发动机和加力燃烧室的喷嘴。

  我们决定仍然用液态石油作为燃料。但是在这样高的高度和很大的温差下使用(高空空中加油时温度为-68°C,而超音速飞行时达到343°C),这必须是一种十分特殊的燃料。

  我们将这个问题提给我们的老朋友杜利特(没错,就是奇袭东京的杜利特),现在是壳牌石油公司的最高领导。这家公司曾研制过我们称为LF-1A燃油,(这几个字母是“洛克希德轻油一号”的意思),供U-2飞机使用,对那种飞机确实是很好的燃料。壳牌公司协同阿什兰、孟山都及普惠公司合作,为超过马赫数3的飞机研制化学润滑剂及燃油,再次获得成功,我们称之为LF-2A,当然美国空军另有编号。


LF-2A/JP-7燃油的物理性质,沸点很高

  研制这种燃料花了很多功夫。它很贵,但是确是一种优良的燃油。

  这架飞机的燃油同时用作绝热剂。燃油箱不只是装油用,还设计用来保护起落架。主起落架收起后藏在几个油箱的中间。由于燃油的冷却辐射作用,橡胶轮胎就与飞机在长时间飞行所产生的高温隔开了。反之,如果轮胎随时可能爆破,飞机则无法着陆。


这架飞机的燃油同时用作绝热剂。燃油箱不只是装油用,还设计用来保护起落架。主起落架收起后藏在几个油箱的中间

  在为超过马赫数3的飞机选结构材料时,铝合金自然而然地被淘汰了。空气冲压会使机体产生427°C的温度,铝合金承受不了。基本结构可能要用高强度不锈钢合金或者钛合金。而雷达罩、座舱罩和某些其他区域可能需要研制高温塑料。

  不锈钢作为高温材料实际上比钛合金更好。洛克希德的佐治亚州工厂正在为B-70超音速轰炸机制造不锈钢零件。我去看了,发现为机身制造蜂窝壁板需要一间“净化室”,那实质上是一间大增压气囊,在入口和出口都要有压力密封,每个人都穿着白色的净化室服装。为保持净化还需要控制设备。

  我们“臭鼬”工厂的老格言是:“简单点,傻瓜!”越是复杂,出问题的可能性越大。我认为生产不锈钢零件所需的条件对“臭鼬”工厂太复杂了。我们将使用我们已经试用了十年的材料,即新的先进钛合金用在常规结构上。

  飞机的外形是通过许多风洞试验及其它试验确定的。其结果是,从前方看起来很象一条吞吃了3只老鼠的蛇。这是有道理的。我们在机身两侧加了边条,起增加升力和其他作用。有几架没有加,但大部分飞机都加了。


飞机的外形是通过许多风洞试验及其它试验确定的。其结果是,从前方看起来很象一条吞吃了3只老鼠的蛇。这是有道理的。我们在机身两侧加了边条,起增加升力和其他作用

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