比翼而飛,美國為轟炸機提供護航的翼尖拖拽(空中母艦)試驗

2020-12-14 武裝志

二戰中,美國憑藉航空技術的領先(至少在轟炸機方面是領先的)和強大的工業能力玩轉戰略轟炸,把對手的戰爭潛力和基礎摧毀。當美軍的重型轟炸機出現在頭頂,勝敗就已經註定。

冷戰時,對手變了,要是打開地圖看看,會嚇一跳!那樣的國土幅員和縱深,無論從哪個方向到達目標的航程都那麼遙遠漫長。這麼遠的航程任何戰鬥機都提供不了護航,轟炸機群只能絕望的孤軍深入,全身而退就別想了,能抵達目標扔下核彈就已經是勝利。怎麼辦呢?

俗話說,辦法總比困難多,又到工程師們開腦洞的時候了。辦法管不管用暫不說,先得有,有了想法那就開始搞起來。

EB-29A在翼尖拖拽兩架EF-84D

翼尖耦合實驗

根據理論推算,在機翼末端增加一段機翼的話,可以增加機翼的展弦比,提高空氣動力效率。如果增加的這一段機翼是一架相對較小的飛機的話,那麼提高的效率基本可以抵消小飛機的阻力,在不損失大飛機航程的情況下,小飛機可以關閉自身的發動機「免費」搭「順風車」。

1949年,美國空軍在俄亥俄州萊特航空發展中心進行了驗證以上理論的翼尖耦合實驗(Wingtip coupling experiments)。實驗由C-47運輸機拖拽Q-14輕型飛機進行。

將進行翼尖耦合實驗的Q-14B和C-47

C-47大家很熟悉了。Q-14是卡爾弗公司研製的一種靶機,它由飛行員駕駛至預定空域,然後飛行員跳傘,飛機由無線電接管控制來讓高炮部隊打靶。兩架飛機的銜接機構也簡單粗暴,就是把一個金屬尖錐和一個金屬圓環用螺絲安裝在各自機翼翼尖。

兩機的銜接機構

最初的空中對接於1949年8月由二戰王牌巴德·安德森完成,此人還是P-51戰績最高的飛行員,擊落過16架敵機。至12月,其他飛行員也加入進行對接實驗。實驗和評估一直進行到1951年,前後共有17名飛行員駕駛Q-14B和C-47進行了對接。儘管在對接中發生過小磕碰,但都有驚無險,沒出大事。

對接後的Q-14B和C-47,帶你飛

對接後的Q-14B和C-47

對接後的Q-14B和C-47

「Tip Tow」項目

C-47和Q-14的成功實驗讓軍方看到了希望,這種方案貌似可行!共和公司獲得了進一步發展的合同,開始了「Tip Tow」項目。該項目是實用化的嘗試,將使用B-29拖拽兩架F-84D來進行測試。生產序號為44-62093的B-29被改裝為EB-29A,序號為48-641和48-661的兩架F-84D改裝為EF-84D。

參與項目的EF-84D661和641

母機變成了B-29,被拖拽的子機變成了噴氣式的F-84,銜接機構也不能是C-47上那樣簡單的了。共和公司(F-84的生產商)為此研發了一套類似於筆和筆套的銜接機構(翼尖耦合機構)。

兩架EF-84D只在一側翼尖安裝銜接機構,641安裝在右翼尖,661安裝在左翼尖。

EF-84D翼尖的銜接機構

EF-84D銜接機構頭部特寫,對接後,頭部會旋轉進行鎖定

EB-29A翼尖的銜接機構,液壓臂長19英寸,對接後收縮拉緊兩機機翼

1950年7月20日,前文提到的巴德·安德森駕駛661號首次與EB-29A進行了成功的對接。

1950年7月20日,Tip Tow項目完成首次對接

到了9月5日,測試首次實現了兩架EF-84D都對接在EB-29A上的目標。在後繼的試飛中,10月20日進行了時間最久的一次結合,飛行了2小時40分鐘。工程師們在試飛中也發現EF-84D關閉發動機後「被拽著走」的情況很明顯,如下圖一樣兩架EF-84D的機翼和EB-29A的機翼都不在同一直線上了。

兩架EF-84D被EB-29A拖拽飛行

為此共和公司對銜接機構進行了改進,並且增加了電力和油料輸送的功能。另外還為EF-84D開發了一套電子自動駕駛儀,可以讓對接後的彼此的機翼保持水平。

新的銜接機構在對接後可以由EB-29A(母機)給EF-84D(子機)供電供氧和供油,這已經有點空中母艦的意思了。

新的銜接機構可以由母機對子機進行油電氣供給

對接收緊後的銜接機構

新的銜接機構進行地面測試

新的銜接機構進行地面測試

1953年3月和4月,使用新的銜接機構和自動駕駛儀進行了6次試飛。自動駕駛儀的表現看似還行,各機的機翼能保持水平了,但油氣傳輸卻不順暢,多次發生無法供應的情況。

接著一次嚴重事故直接終結了該項目。1953年4月24日,約翰·戴維斯駕駛EF-84D在與EB-29A對接後開啟了自動駕駛儀,飛機突然失控抬頭並發生滾轉。EB-29A上的操作員啟動銜接機構的爆炸螺栓想要讓這架EF-84D脫離,但為時已晚,EF-84D繼續滾轉並反扣撞到EB-29A的機翼上,造成兩機墜毀EF-84D駕駛員戴維斯和EB-29A上5名機組人員遇難的重大事故。

EB-29A在拖拽EF-84D飛行

再接再厲,「Tom- Tom」項目

進行了3年還損失一架B-29,一架EF-84D和6名飛行員的「Tip Tow」項目雖然慘澹收場,但美國空軍並沒被嚇倒,1955年,又開始了加強版的「Tom-Tom」項目。

一架生產序號為49-2707的巨大B-36轟炸機曾作為「FICON」項目(另一空中航母項目,下篇介紹)的母機,編號為GRB-36F。現在它又被用來作為「Tom- Tom」項目的母機,名稱更改為JRG-36F。將和它對接作為子機的還是F-84,但已經是後掠翼兩側進氣的RF-84F了,這兩架RF-84F序號為51-1848和51-1849。

1953年4月「Tip Tow」項目那場災難,被認為是EB-29A的翼尖湍流引發EF-84D失控所致。所以「Tom-Tom」項目一開始只試驗兩機翼尖對接,以圖進一步掌握翼尖湍流的影響,並沒拖拽飛行的內容。

銜接機構也由「Tip Tow」項目的筆套插入式改為顎鉗抓取式。

RF-84F上的顎鉗抓取式銜接機構

JRG-36F翼尖的銜接機構,機構的強度不足以拖拽RF-84F飛行

JRG-36F和RF-84F進行對接測試,下方是一架伴飛的T-33

1955年「Tom-Tom」項目進行了幾次成功的對接,沒遇到那致命的翼尖湍流,美國空軍又來勁了,最終的目的還是拖拽著「比翼而飛」。只是與「Tip Tow」項目相比,現在的任務用途有所改變,「Tip Tow」是為了給轟炸機護航,「Tom-Tom」則延續了「FICON」項目的企圖,那就是母機帶著子機到敵國領空附近,然後投放子機由子機侵入敵國領空進行偵察然後跟母機匯合對接,母機帶回己方基地。當然,換上戰鬥機伴隨母機進行入侵護航也是可以的。

1956年,作為母機的JRB-36F換上更堅固可伸縮的翼尖銜接機構,可以拖拽RF-84F飛行了。

更堅固更複雜的翼尖銜接機構能讓JRB-36F帶著RF-84F飛

RF-84F和JRB-36F進行地面對接測試

兩機對接機構測試

對接測試俯瞰

對接飛行測試

對接後JRB-36F拖拽RF-84F飛行

「比翼而飛」實驗的終結

該來的還是要來。1956年9月23日的飛行測試中,飛行員貝瑞爾·埃裡克森駕駛RF-84F和JRB-36F對接後發生劇烈顛簸(可能由JRB-36F的翼尖湍流引起)。而兩機的銜接機構並沒有爆炸螺栓可以解除對接,在蹦壞JRB-36F翼尖的銜接機構後,兩機終於脫離,沒釀成大禍。這次事件終於嚇退了美國空軍,「Tom-Tom」項目被終結,此後再沒進行過翼尖拖拽飛行的實驗。

事件中RF-84F翼尖受損的銜接機構,顎鉗上殘留有凹痕

JRB-36F受損的翼尖銜接機構,末端的抓取機構已經丟失

「比翼而飛」,想法大膽,浪漫,實際操作起來困難又危險。而真正終結這些「空中母艦」嘗試的,是技術的進步。

1950年,KC-97空中加油機開始服役,使用空中加油使戰鬥機增加航程的方式比「Tip Tow」項目的拖拽飛行更現實和安全。當然,要為大批戰鬥機進行加油,也得要有足夠數量的加油機,KC-97前後共裝備800多架,足夠了。

1952年,B-47的偵察型RB-47開始侵入蘇聯領空進行偵察,「Tom-Tom」項目由RB-36攜帶RF-84F進行偵察的方式也顯得多餘。而更厲害的角色,U-2也於1955年8月首飛,這時連RB-47也都過時了。

KC-97在為B-47加油,這兩種飛機的出現讓比翼而飛的設想變得過時而多餘

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