33枚助推火箭,空中開傘,源自德國技術的B-47後掠翼噴氣轟炸機

美國航空發展史上有一款極具代表性機型，它就是上世紀40年代末期投入服役的B-47「同溫層噴氣」轟炸機，說它具有代表性是因為這是全球首架實用型噴氣式、後掠翼轟炸機。在那個活塞跨入噴氣動力還比較朦朧時代，B-47就採用了一大堆當時相當先進前衛技術，包括大型後掠翼、自行車式起落架、發動機夾艙設計等。

1955年拍攝的《戰略空軍》描寫了美軍B-47轟炸機跨洋訓練場景，從美國本土飛向日本橫田機場，B-47中途由KC-97進行一次空中加油（硬管），另外遭遇惡劣天氣選擇肓降。全片既體現了長航程戰略核威懾能力（總計15個小時），也展現了機組成員精湛的飛行技術，主旋律宣傳電影需要展示美軍的強大以及飛機性能優良（畢竟早期B-47大量飛行事故都是人為造成）。

飛行路線

其實正是由於缺少經驗再加上需求的急迫性，才造成這款機型在服役初期由於人為失誤事故率極高，整個服役期間墜毀203架造成464人死亡，甚至直接被稱之為「機組殺手」。而且由於早期噴氣式發動機並不成熟可靠，突然造出個最大起飛重量接近100噸的巨型怪物，就算是標配6臺發動機也有力不從心的時候。因此我們經常看到B-47起飛畫面驚天動地、濃煙滾滾，那是因為它加裝了數十個助推火箭用以將這個龐大機身快速推離地面。

下圖是B-47轟炸機在火箭發動機輔助推動下，開始短距起飛的場景，如果在現場看絕對的備感震撼。

B-47轟炸機起飛畫面

研製背景

二戰中後期由於噴氣式發動機已經趨於實用化，雖然技術性能都還處於初級階段，但它們表現出來與眾不同的飛行特性吸引了各大航空強國。航空先行者包括：英國『流星「戰鬥機以及德國Me-262戰鬥機，這兩款噴氣式戰鬥機先後投入戰場，前者用於執行攔截V-1飛彈任務、後者則主要用於攔截盟軍轟炸機及護航機群。

「流星」戰鬥機

Me-262戰鬥機

此時已經處於世界第一航空大國的美國自然不會落下，1943年美國陸軍航空兵就非正式提出多發中程噴氣式偵察/轟炸機需求，1944年正式發出招標書。新機型初始設計要求如下：航程5631公裡、實用升限13725米、最大時速885公裡，參與競標公司包括北美、康維爾、波音以及馬丁公司，各方分別提出對應方案XB-45、XB-46、XB-47、XB-48。

研製歷程

以最後中標的波音公司說起，作為二戰最成功的B-29戰略轟炸機生產商，波音對於下代機型早就有所準備。在陸航正式提出要求之前就在B-29基礎上推出了Model 424，下圖是稍早還沒有安裝戰鬥機駕駛艙的Model 413，合B-29換上四臺渦噴發動機構成。

Model 413

不過由於吹風試驗後發現布局性能不盡如人意，因此在它的基礎上又進行了修改，將發動機移入機身成為Model 432型方案。發動機進氣道分布於駕駛艙兩側，尾噴管在機背後方，發動機整體搭在機體主油箱上方。432方案構型一點也不像美式風格，缺少美感機身前部就像一隻大青蛙，不過萬變不離其宗還是整著B-29的影子。

Model 432

雖然長的醜但陸航對此風格卻青睞有加，授予波音第一階段研製合同並給了XB-47編號，正如上面提到的為分擔風險其他幾家也都有各自XB系列研製方案。不過截止目前為止大家基本還在同一起落線，拿出的方案都是平直翼配渦噴發動機，缺少創新步子邁的不夠大。

北美XB-45 康維爾XB-46

1945年5月，隨著德國投降歐戰落下帷幕，在著名航空動力學家馮·卡門率領下包括波音工程師在內的代表團進入德國，考察德國琳琅滿目的各式航空大作。當然考察只是藉口，收集德國前沿航空技術和科研成果才是目的，德國戰敗後包括美、蘇、英、法均各自派出專家學者針對性收集技術，這才促進了戰後各國航空技術大爆發。

不能不佩服二戰中德國在多個高新領域都處於前沿地位，美國人在考察過程很快有了大收穫，德國在30年代後期就進行了後掠翼技術的研製而且有了成果。波音工程師發現了德國進行後掠翼風洞實驗數據以及相關圖紙，確認在近音速時45度後掠角機翼能有效推遲激波形成，從而提高飛機的高速性能，而且德國人還在V-2飛彈上進行了後掠翼飛行測試。

研究數據

帶後掠翼的V-2飛彈（來自紀錄片）

有了德國人打下的基礎波音公司直接將成果轉化實用，1945年9月，放棄平直翼的波音推出了後掠翼設計的XB-47（編號Model 448）。機身沿用Model 432不變但改為機頭進氣（尾噴口在機背），換裝一副35度後掠角薄機翼（相對德國資料有點變化），兩側翼尖各加一臺發動機和機身上的四臺構成六發大飛機。

Model 448

同樣風格怪異的Model 448方案沒能完全得到陸航首肯，因為在此之前的轟炸機發動機都布置在兩側機翼內，如果發生火災很容易造成重大事故。因此為了安全起見以及更易維護著想，將原來放置於機體內的發動機改個位置，機翼兩側各放置3臺（其中兩臺以吊掛方式安裝在機翼中段雙發短艙，另一臺安裝在翼尖單發短艙）。1945年10月，這個編號為Model 450-1-1的版本得到陸航大力讚揚，此時的氣動布局已經接近成品B-47基本風格。

Model 450-1-1

吊掛式發動機短艙也成了後來很多大型飛機的標準設計，最簡單的道理就是它實用，更容易拆裝、維護保養。

吊掛式發動機保養

接下來波音公司對這個氣動布局沒事吹吹風，同時發現問題解決問題。1945年11月，將兩側翼尖短艙內的發動機內移2.44米同樣改為吊掛式，同時翼展也擴大到35.26米成為Model 450-1-2版本。到了1946年，陸航正式向波音訂購兩架XB--47原型機（Model 450-1-2版本），不配套任何武器只用於驗證飛行測試。

從下圖各機型就可以看出B-47的氣動選型有多難，就算是美國這種航空大國在噴氣時代到來之時也顯得手足無措。不論是發動機布局、機翼選擇都在不斷學習測試，在參考德國技術基礎上終於推出了劃時代巨作——B-47的最終氣動布局。

近處是Model 450-1-2

1947年12月17日，XB-47成功首飛成為美國航空史上第一款實用型後掠翼噴氣式轟炸機，隨後展開了大量飛行測試工作。首飛原型機採用6臺通用J35-GE-7/9渦噴發動機（單臺推力1247千克），由於推力不足飛行測試性能沒有達到預期，這個問題也終身伴其左右。

XB-47原型機

第二架原型機則更換為J47-GE-3渦噴發動機（單臺推力2359千克），1948年7月21日首飛成功，在新發動機支持下最大飛行速度達到966千米/小時，比當時大多數飛機飛的都快（測試期間伴飛戰鬥機曾跟丟）。1949年更是進行了遠程飛行測試，不間斷飛行航程超過3680公裡，創下了平均速度高達977公裡/小時的紀錄。

J47-GE-3渦噴發動機

1948年9月3日，波音獲得首批生產型B-47訂單，1948年10月28日新成立的空軍又訂購了10架B-47A服役測試機，由此開始了多達2000多架的B-47生產服役歷程。

結構特徵

B-47由於身處航空跨代過渡期，前面沒有經驗可以借鑑，只能在研製過程發現問題解決問題從而也帶來了很多創新設計。比如前面已經提到的後掠翼、吊掛發動機短艙，還包括：戰鬥機座艙式三人機組、自行車式起落架、機尾減速傘、內置\外置式助推火箭等，相對混亂的創新設計讓早期飛行員無可適從，這也是造成事故率高的重要因素之一。

B-47標配三人機組，機身前部駕駛艙是一個氣密座艙，正副駕駛員串列分布（副駕駛兼職尾部遙控機炮射擊）、導航員/投彈手則坐於機鼻中間。以B-47B為例注意紅圈處，由於安裝了K-2轟炸導航系統因此在機鼻處安裝了潛望鏡瞄準具，導航員坐姿已經明確說明。同時機尾安裝了兩挺12.7毫米機槍，通過A-2火控系統進行遙控射擊，副駕駛座椅可以180度轉向進行遙控操作（具備搜索跟蹤能力）。

駕駛艙布局

早期A型採用彈射座椅（最小彈射高度150米），正副駕駛員向上彈射、導航員/投彈手則只能向下方彈射，由於彈射座椅可靠性差再加上這種上下彈射方式更容易出事。因此B型直接取消了彈射座椅（後期型號再次配套），在機鼻下方增加傳統逃生門和跳傘擾流板，這種風格和蘇聯圖-95到是一脈相承。

自行車式起落架，由於B-47機翼太薄柔性太大，在飛行過程隨著風力作用翼尖可以偏離正常位置達1.52米。這樣薄的機翼沒有受力點無法安裝起落架用於支撐，因此改為串列自行車式起落架，兩個雙機輪主起落架分布在機身中線位置，兩翼發動機短艙內各增加一個輔助支撐小輪並可收納，這種布局後來在B-52、U-2以及蘇聯米亞-4等機型上都得到應用。

風洞試驗中誇張的效果

由於B-47發動機功率一直都不足，起降過程伴隨著高度危險進行，特別是起飛中斷或大載量落地速度太大剎車不足（連反推都無力實現）。於是在設計中加入了減速傘而且還是兩把，首先解決的是常規降落在尾椎裡面安裝了一把9.75米大傘，技術同樣是來自德國的帶式開縫傘。B-47從此又多加了一個特色，在空中還未接地狀態下直接開傘減速，以實現大幅減小著陸滑跑距離目的。

空中開傘

萬一飛機在降落過程需要中斷並復飛，此時性能太差的發動機需要大把時間加速（慢速到正常轉速高達20秒），在大減速傘制動下復飛可能性急劇下降。於是工程師乾脆再加了一把4.88米小傘，以後的著陸過程就變成先放小傘進場，萬一需要復飛立刻拋棄小傘並加速離開，正常著陸的話就一次釋放兩把傘減速效果更佳。

兩把減速傘

最後一個富有特色的設計就是助推火箭，正如文章開頭照片所顯示B-47發動機功率確實不給力，為了讓它能夠保持大載量正常或快速起飛，工程師們用了一個最簡單粗暴的方式來實現。早期型號在機身後方兩側各內置了9個固體助推火箭，總計18個火箭可以額外產生8100公斤推力（單個450公斤）。

後期型號則直接用上了33個外置式助推火箭，額外推力立刻提升到14850公斤，典型的動力不足火箭補。這麼多助推火箭參與使得B-47每次升空都是驚天動地，濃煙滾滾下急速爬升成了B-47標誌性動作，在很多照片中大家都可以看到這種震憾場景。

外置式助推火箭

性能參數：

最大起飛重量100噸、最大飛行速度0.8馬赫、實用升限10100米、航程7478千米。

結語

B-47誕生於航空跨代時期，服役後又恰逢冷戰初啟，有了對手的強勢壓力自然大量生產配屬於美國戰略空軍。B-47一度成為上世紀50年代美國戰略空軍的主力機型，除了前期B-47A/B型之外，後期主力型號則是在B型基礎上改進而來的E型。

B-47E型安裝6臺JF7-GE-25A渦噴發動機，以及33枚可拋式助推火箭，最大起飛重量從A型的72噸提升到103.5噸。雖然航程只有6000多公裡，但這並不妨礙它進行遠程戰略轟炸任務，因為B-47具備空中受油能力，曾經創下連續飛行36小時不著陸記錄。

B-47E轟炸機

B-47空中加油

服役期間雖然沒有進行過實戰，但由它引發的「斷劍」事故絕對驚心動魄。1958年一次模擬實彈演習中，一架掛載一枚馬克15型氫彈（1.9-3.6百萬噸級）的B-47，在返回基地過程遭遇扮演敵軍F-86L攔截被撞傷機翼。為了安全起見基地讓B-47將氫彈扔入海中，其後由官方和民間組織的數次打撈都沒能找到這枚氫彈，這估計是B-47幹過最牛的事情。

B-47「同溫層噴氣」轟炸機雖然是在一片探索中研製，而且早期由於性能缺陷以及操作不規範等造成大量飛行事故，但這並不影響其成為高亞音速時代重要的戰略轟炸機。二戰後在航空工業跨時代發展背景下，B-47身上出現了大量日後機型才會出現的設計，除了承擔起戰略突防任務外，也可以理解為噴氣時代全面到來之前的高新技術驗證機。

B-47「同溫層噴氣」轟炸機