飛機(jī)趴著開，無頭怪物，NORTHROP XP-79飛槌試驗(yàn)機(jī)
飛翼構(gòu)型的概念在很早的時(shí)候就已經(jīng)存在，并在上個(gè)世紀(jì)20年代到30年代開始陸續(xù)有真正意義上的飛翼飛行器問世，在第二次世界大戰(zhàn)中德國和美國都在飛翼研發(fā)領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究，其中美國的飛機(jī)設(shè)計(jì)師約翰·諾斯羅普是一位對(duì)飛翼結(jié)構(gòu)非常著迷的設(shè)計(jì)師，在二戰(zhàn)中他提出了一種高速火箭動(dòng)力飛翼戰(zhàn)斗機(jī)，并說服美國陸軍航空軍簽署了兩架原型機(jī)，這款飛行器就是本期武器大講堂的主角-諾斯羅普XP-79火箭動(dòng)力飛翼項(xiàng)目。
趴著駕駛的飛翼
諾斯羅普XP-79項(xiàng)目本身并不成功，該項(xiàng)目發(fā)展于盟軍與德軍空戰(zhàn)激烈的年代，當(dāng)時(shí)盟軍發(fā)現(xiàn)德國正在研制一種高速的飛行器，這款飛行器就是后來的梅塞施密特Me-163彗星火箭動(dòng)力戰(zhàn)斗機(jī)。
在二戰(zhàn)后期美軍在德國上空轟炸機(jī)編隊(duì)會(huì)時(shí)不時(shí)的遭到德軍的這種小型火箭動(dòng)力攔截機(jī)的襲擊，編隊(duì)的美軍機(jī)組人員對(duì)這種外觀先進(jìn)，速度超快的武器所采用的技術(shù)驚嘆不已，幾乎是在同一時(shí)期，美國本土的飛機(jī)設(shè)計(jì)師約翰·諾斯羅普其實(shí)也提出了這種采用火箭動(dòng)力將飛行器的速度提升到音速的方案。
美國陸航參考了在德國上空的遭遇，認(rèn)為這種方案能讓美軍跟上噴氣動(dòng)力和飛翼等瘋狂的新技術(shù)，讓自己的軍事科技水平不會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐洲，于是在1943年1月，當(dāng)時(shí)的美國陸軍航空軍簽署了購買倆架原型機(jī)的合同，并將項(xiàng)目命名為 XP-79，綽號(hào)為飛行公羊。
XP-79飛行公羊外形設(shè)計(jì)成飛翼的構(gòu)型，機(jī)身、機(jī)翼與發(fā)動(dòng)機(jī)艙融為一體，整個(gè)飛機(jī)長度為4.26 米、翼展11.58 米、高2.31米、空重2.65噸。
中間部位是一個(gè)以中心線為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱設(shè)計(jì)的駕駛艙，駕駛艙前部為箭頭形狀的防彈玻璃艙，能擁有不錯(cuò)的前向和上部視野，駕駛員進(jìn)出駕駛艙通過機(jī)背中心線上的一個(gè)三角形的艙門進(jìn)出機(jī)艙。
在進(jìn)出的時(shí)候，飛行員需要從機(jī)翼后緣爬上飛機(jī)，然后趴下來爬入駕駛艙內(nèi)部，并向前滑到最前面趴著駕駛，因此飛行員是趴在兩個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)之間的機(jī)艙進(jìn)行駕駛的，當(dāng)時(shí)這么設(shè)計(jì)的原因有兩個(gè)，第一個(gè)是趴著駕駛正面面積更小，讓飛行器的正面橫截面處于最小的程度，減少空氣阻力的同時(shí)還能為敵方炮手提供最小的機(jī)身輪廓，減少受彈概率。
第二個(gè)是采用俯臥駕駛姿勢(shì)可以使飛行員能夠承受高達(dá) 21G的G力值，這能讓飛行員承受住高速飛行和瞬間加速。
駕駛艙兩側(cè)是發(fā)動(dòng)機(jī)艙的位置，原本計(jì)劃使用的是兩臺(tái)Aerojet的 XCALR-2000A-1旋轉(zhuǎn)噴氣火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，該火箭發(fā)動(dòng)機(jī)能提供8.9KN的推力，使用單乙苯胺燃料提供動(dòng)力，并由發(fā)紅硝酸氧化。
這些燃料非常的危險(xiǎn)，所以設(shè)計(jì)師對(duì)燃料罐的保護(hù)做得很到位，在機(jī)翼主體機(jī)構(gòu)上都加上了相當(dāng)厚重的裝甲進(jìn)行保護(hù)。
原設(shè)計(jì)方案是在地面起飛階段，通過兩個(gè)能輸出1,000 磅推力的火箭助推器作為噴射輔助起飛裝置進(jìn)行起飛，起飛之后拋掉，繼續(xù)使用主火箭發(fā)動(dòng)機(jī)飛行作戰(zhàn)。
然而這僅僅存在于設(shè)想中，因?yàn)閷?shí)際上這款火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)并不順利，這種火箭動(dòng)力本身的安全性并不是很高，而持續(xù)時(shí)間也很短，無法滿足保持飛機(jī)滯空時(shí)間超過 30 分鐘的要求，因此一再拖慢了項(xiàng)目的發(fā)展，最終美國陸航取消了Aerojet的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)任務(wù)，而諾斯羅普的XP-79飛行公羊兩架原型機(jī)也同時(shí)被取消。
在一番周旋之下，美國陸航覺得不能因?yàn)閯?dòng)力的原因也把XP-79項(xiàng)目也給放棄了，所以最終還是同意完成第三架原型機(jī)的設(shè)計(jì)建造，第三架原型機(jī)則是直接將動(dòng)力改成軸流噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)而成，引擎換成兩臺(tái)西屋 19B (J30)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，單臺(tái)推力為5.1 kN，優(yōu)化修改之后的型號(hào)被重新命名為XP-79B，綽號(hào)也由飛行公羊改成了飛槌。
噴氣動(dòng)力的XP-79B進(jìn)氣口位于駕駛艙左右兩側(cè)，基本上占滿了駕駛員的左右視野，該套動(dòng)力系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)880公里/小時(shí)的最高速度，最大實(shí)用升限為12,000 米，爬升率為20 m/s，機(jī)內(nèi)的燃油儲(chǔ)備為1100 升，可以提供1,598 公里的續(xù)航里程或者2.45 小時(shí)的續(xù)航時(shí)間。油箱安裝在兩側(cè)機(jī)翼內(nèi)部，得益于飛翼結(jié)構(gòu)造型，油箱可以很好的隱藏在機(jī)翼內(nèi)部。
其飛翼采用半硬殼式結(jié)構(gòu)，材料選擇的是鎂合金，而不是傳統(tǒng)的鋁合金，并且連接工藝也由傳統(tǒng)的鉚接換成更新的焊接工藝，這樣的選擇可以降低整個(gè)機(jī)身的重量，但是鎂在發(fā)生事故的時(shí)候燃燒起來也很猛烈，所以這款飛機(jī)在后來出事故的時(shí)候這種材料就成為了一個(gè)隱患。
在飛翼前緣設(shè)計(jì)有裝甲蒙皮防護(hù)，機(jī)翼后緣蒙皮厚度為3.2 毫米，前緣蒙皮厚度最大處為19 毫米，之所以設(shè)計(jì)這么厚裝甲機(jī)翼前緣，一個(gè)說法是早期設(shè)計(jì)的時(shí)候是使用火箭動(dòng)力，配備的單乙苯胺燃料和發(fā)紅硝酸氧化劑非常危險(xiǎn)，為了保護(hù)燃料和飛行員所以才設(shè)計(jì)了這么厚的裝甲蒙皮。
另一個(gè)說法是一開始陸航的要求是能跟德國一樣通過撞擊的方式攻擊來襲的敵方飛機(jī)，加固的前緣機(jī)翼和更加高強(qiáng)度的鎂合金結(jié)構(gòu)可以輕松的切掉敵機(jī)的機(jī)翼或機(jī)尾，從而達(dá)到擊毀敵方飛機(jī)的目的，這個(gè)說法目前還是有不少的爭(zhēng)議，畢竟在1945年時(shí)美國的空中力量已經(jīng)主宰了當(dāng)時(shí)的大部分戰(zhàn)場(chǎng)天空。
在后來設(shè)計(jì)升級(jí)的XP-79B則計(jì)劃在機(jī)翼前緣加裝四挺12.7 毫米機(jī)槍，雖然從未真正的安裝，但是從這也看得出來本身的設(shè)計(jì)，并不是單純的為了用自己的的機(jī)翼去撞擊敵方飛機(jī)而達(dá)到殺傷的目的，更多的可能是為了保護(hù)飛機(jī)免受正面炮火的傷害。
在機(jī)翼后緣設(shè)計(jì)有升降副翼和減速板等結(jié)構(gòu)，其中靠近翼尖的部位設(shè)計(jì)了一個(gè)具有雙功能的翼尖分裂式襟翼，這個(gè)襟翼的作用跟如今的B-2幽靈隱形戰(zhàn)略轟炸機(jī)上的開裂式襟翼是一樣的，其作用和操作原理都是同樣的，感興趣的朋友可以自行查看我們第468期做過的B-2轟炸機(jī)的視頻。
除了襟翼和副翼之外，XP-79的翼尖還有一個(gè)輔助的控制裝置，這個(gè)裝置是一個(gè)氣動(dòng)膜盒方向舵，類似于一個(gè)圓管的形狀，里面是中空的，內(nèi)部設(shè)計(jì)有一個(gè)閥門，當(dāng)平時(shí)正常飛行的時(shí)候，空氣可以自由通過這個(gè)水平的管道，當(dāng)飛行員通過內(nèi)部的操作系統(tǒng)操縱腳踏板時(shí)，翼尖的氣動(dòng)膜盒內(nèi)一個(gè)閥門會(huì)控制膜盒中的氣流偏轉(zhuǎn)，從而起到輔助翼尖分裂式襟翼方向舵的作用，并且飛行員操作另外一個(gè)把手時(shí)，則兩個(gè)翼尖輔助裝置共同作用也可以起到輔助剎車的作用。
在飛行的時(shí)候，設(shè)計(jì)師在早期的同類型飛機(jī)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)控制存在很大的問題，尤其是起飛之后會(huì)發(fā)生自旋等無法操控的情況，并且經(jīng)過風(fēng)洞和相關(guān)模擬計(jì)算表明，這種飛翼結(jié)構(gòu)在高速飛行時(shí)想要保持穩(wěn)定就必須得增加垂直尾翼才行，雖然很不情愿，最后設(shè)計(jì)師也沒辦法只能妥協(xié)加上一個(gè)鋼絲張緊的垂直翼面用以穩(wěn)定飛行姿態(tài)，并在后續(xù)的一些測(cè)試中一直將這個(gè)垂尾保留了下來，并沒有如設(shè)計(jì)師預(yù)想的一樣當(dāng)試飛結(jié)果顯示沒有必要就把它鋸掉。
XP-79的起落裝置為非常獨(dú)特的四點(diǎn)式起落架，起落架安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙下方，可以在起飛之后收起，諾斯羅普XP-79火箭動(dòng)力飛翼項(xiàng)目兩架原型機(jī)因?yàn)榛鸺齽?dòng)力問題并未能成功研發(fā)下去，但是更換為軸流噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的XP-79B型號(hào)卻走到了試驗(yàn)階段。
在1945年6月，編號(hào)為43-32437的XP-79B原型機(jī)安裝了兩臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，被涂成全白色，蓋上帆布用卡車運(yùn)到了莫洛克干湖試驗(yàn)場(chǎng)，同年9月12日，在這個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)上的XP-79B進(jìn)行了第一次也是最后一次試飛。
在這次試飛中一開始的操作和飛行都沒有問題，直到飛行員在大約3000米的高空嘗試進(jìn)行慢滾轉(zhuǎn)動(dòng)作，卻在這個(gè)動(dòng)作中飛機(jī)發(fā)生失控旋轉(zhuǎn)頭朝下撞向地面，飛行員未能從后部的艙門逃出來，與飛機(jī)一起撞向地面死亡，也有一個(gè)說法是飛行員發(fā)現(xiàn)已經(jīng)不可能恢復(fù)控制，于是拋掉艙蓋試圖逃生，但是被瘋狂旋轉(zhuǎn)的機(jī)翼擊中，降落傘沒有打開墜地身亡。而墜毀的飛機(jī)因?yàn)殒V合金機(jī)身非常易燃，在爆炸中機(jī)身燃起白熱的火焰，從而燒毀了整架飛機(jī)，因此當(dāng)時(shí)的故障原因等數(shù)據(jù)就無從查起。
隨著第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)束，美國陸航認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)沒有意義了，再加上各種常規(guī)布局的噴氣式飛機(jī)出現(xiàn)，飛翼結(jié)構(gòu)的XP-79B計(jì)劃被徹底拋棄，結(jié)束了諾斯羅普對(duì)于飛翼飛行器的再一次探索，不過 XP-79B的有關(guān)技術(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)后來的飛翼飛行器—YB-35、YB-49和現(xiàn)在的B-2隱形戰(zhàn)略轟炸機(jī)的實(shí)現(xiàn)起到了非常重要的作用，可謂是現(xiàn)代飛翼飛行器的一個(gè)重要基石。
