制作小型火箭
本文作者:邢强博士
原文图:勇士:英国第一架能够投放核弹的喷气式战略轰炸机
本文是小火箭英国风设计系列文章第三篇。
在第1篇《鹰的利爪:红箭表演队教练机的战斗血统》中,小火箭讲述了鹰式教练机。第2篇《黑箭:英国唯一能发射卫星的火箭》中,小火箭分析了英国的第一枚运载火箭(实际上也是最后一款英伦风设计的运载火箭)。
从本文开始,小火箭将和你一起回顾英国的3V轰炸机:勇士(Valiant)、火神(Vulcan)和胜利者(Victor)。这三款名字都以V开头的战略轰炸机让英国拥有了空中的核威慑力量,但也最终因海基核力量的崛起而隐退在岁月之中。
从近到远:火神、勇士和胜利者。
因为小火箭之前的文章更专注于德国、法国和苏联的设计,所以在该系列的英伦风阐述中,还是多展示一下英国的设计特色吧。
其实,说到不同国别给人带来的印象,小火箭认为,总结得比较有趣的莫过于列夫·托尔斯泰了。他在他的巨著《战争与和平》中有过这样的叙述:
“只有德国人根据一种抽象观念——科学,也就是根据臆想的完美无缺的真理的知识,才有这样的自信。法国人之所以自信因为他认为他本人不论在智力还是在肉体,不论对男人还是对女人,都有一种不可抗拒的迷人力量。英国人很自信,其理由是他是世界上组织最完善的国家的公民,再者,一个英国人永远知道他应当做什么,而且知道他作为一个英国人所做的一切都毫无疑义地正确。意大利人之所以自信,因为他总是激昂慷慨,容易忘掉自己和别人。俄国人自信是因为他什么都不知道,也不愿意知道,因为他不相信有什么东西是可以完全知道的。”
托尔斯泰老爷子的点评或许能够给英国设计师的特立独行找到一个比较充足的理由。另外注意,上图是一张照片,而不是绘画。这是摄于1908年5月23日的列夫·托尔斯泰的照片。值得一提的是,这是俄国的第一张彩色照片。
那么,在设计勇士轰炸机的时候,英国人是怎么想的呢?
1.不再依靠美国
1946年8月1日,时任美国总统哈里·杜鲁门批准了美国国会制定的《麦克马洪法案》,该法案对核情报的交流作出了非常严格的限制。其中,第10条明文规定:
“除非美国国会通过联合决议的方式宣布已经找到了阻止原子弹用于毁灭性目的的有效控制机制,否则美国不得与其他国家进行原子能的情报交换。”
换句话说,英国人是甭想通过美国的帮助来发展自己的核威慑力量了。
这项法案的出台使英国人非常震惊。时任英国财政大臣麦克米伦直接抗议道:“这项法案违反了战争期间,丘吉尔和罗斯福的协议!”
对啊,丘吉尔在这个时候难道不应该发挥一些作用么?
嘿,丘吉尔此时已经不是英国的首相了。1945年,英国工党发表了题为《让我们面向未来的》的竞选宣言,提出了“战争中的胜利必须伴随着繁荣的和平”的口号。这一年,曾经和英国民众一起撑过了“最艰苦岁月”的丘吉尔意外爆冷落选,败给了工党的克莱门特·理查德·艾德礼。
这是1945年2月拍摄的二战雅尔塔会议,经典的三巨头:丘吉尔、罗斯福和斯大林。
这是1945年7月份拍摄的波茨坦会议的三巨头。此时,丘吉尔和罗斯福已经不见了,取而代之的是艾德礼和杜鲁门。
受法案限制,英国只得依靠自己的力量来发展核威慑力量了。就在美国的麦克马洪法案公布后的第8天,英国空军参谋部在1946年8月9日发布了OR1001号作战计划,正式提出了英国人自己的空投型原子弹的计划。
2.勇士诞生
英国维克斯飞机公司的首席设计师乔治·爱德华兹博士提出了一种战略轰炸机的设计方案,这就是后来被称作“勇士”的战略轰炸机。爱德华兹博士的理念是:设计一款在现有技术水平下,能够尽快实现首飞和量产的战略轰炸机。因此,他提出的指标比较中规中矩。用他自己的话说就是“Unfunny”(无趣的)。
不过,小火箭认为这是爱德华兹博士的自谦之语。勇士轰炸机的设计理念从概念提出后的27个月后,得到了充分验证。
公元1951年5月18日,也就是爱德华兹博士提出设计概念后的第27个月,编号为WB210的660型原型机就首飞成功了!一个多月后,该型轰炸机获得了她的名字“勇士”。
从概念设计到首飞成功的时间之短,已经证明了爱德华兹博士设计的成功。
值得一提的是,在首飞当日,驾驶WB210升空的,是大名鼎鼎的约瑟夫·萨默斯。上图为1936年3月5日,约瑟夫坐在喷火战斗机原型机中的场景。他是喷火战斗机的首席试飞员。1951年,47岁的约瑟夫在退役之前赢得了他的又一个“首席”称号:勇士战略轰炸机的首席试飞员。
1951年,在英国范保罗航展上,勇士战略轰炸机原型机低空通场。向开始决定自主发展战略核威慑力量的英国民众进行展示。
3.奋勇向前
勇士战略轰炸机的原型机一开始发展顺利。但是,在1952年1月11日,勇士轰炸机的第一架原型机出现了大事故。当天,原型机正在进行飞行噪声测试飞行。突然,右侧机翼出现火情。5位机组人员轮番跳伞。可惜的是,副驾驶弹射出舱后,撞到了飞机的尾翼上,不幸逝世。
勇士轰炸机原型机试飞团队在分析总结经验教训。
勇士轰炸机的飞行记录。一丝不苟地记录了她的每一次起落。
1952年4月11日,第二架原型机首飞成功。这架编号为WB215的原型机大幅改进了勇士的燃油系统。
勇士战略轰炸机,全长32.99米,机高9.8米,翼展34.85米。最大起飞重量63.6吨。
勇士战略轰炸机有5名机组人员:2名飞行员、1位导航绘图员、1位轰炸引导员、1位电气工程师。
其中,2名飞行员配备有弹射座椅,而其他3名机组人员只能背上伞包从逃生舱门跳出。这一点,很多人要求爱德华兹博士对其进行修改。不过,他始终坚持这样的设计,以确保勇士轰炸机把尽量多的重量配额让给弹舱。这让勇士轰炸机拥有了携带4.5吨的核弹奔袭7245公里外目标的能力。
说到机组人员,就不得不提一下勇士轰炸机的机组人员舱门的设计了。这是一个与机身融合得很好的椭圆。
这架隶属于皇家空军第49轰炸机中队的勇士轰炸机向我们展示了她的椭圆舱门开启的样子。摄于1964年4月份的剑桥郡皇家空军基地。
走进一些看的话,英伦风的那股劲儿就来了:设计师用一条带有箭头的细线指着打开舱门的把手的位置。
舱门中部用带有虚线的椭圆和一把消防斧指示了应急区域。在舱门打不开的时候,可以用消防斧砍开虚线区域。这个区域内部没有线缆和结构框架,特意预留出来方便人员在紧急情况下的出入。
另外,小火箭觉得舱门上那把消防斧画得挺复古的,又是英伦风。
勇士战略轰炸机机头下方的轰炸瞄准窗口。
这种轰炸瞄准设备在英国皇家空军的轰炸机上已经有比较悠久的历史了。上图为一架兰开斯特轰炸机上的轰炸瞄准设备。
轰炸机的观瞄设备可以提供轰炸机与目标之间的相对角度信息。
这是用于轰炸机瞄准的弹道计算设备。左侧最上面的蓝色按钮用来输入风向,左侧中部的蓝色按钮用来输入风速。中部的两个绿色按钮,左边的用来设定炸弹的最终速度,右侧的用来输入目标的海拔高度。
勇士轰炸机采用了极具英国特色的翼根进气道。注意进气道唇口的设计。勇士的最大飞行速度为913公里/小时。进气道也就采用了典型的亚声速进气道。这种位于翼根的进气道将会继承给后来的多款飞机,成为英伦风的一个典型代表。
勇士轰炸机采用4台罗尔斯·罗伊斯RA28 MK204喷气式发动机。其单台推力达44.6千牛。
勇士轰炸机的起落架。注意主起落架的串列设计。受机翼内部空间所限,勇士轰炸机的主起落架没有设计成并列多轮式。
主起落架收起来后,在机翼的中间位置。
勇士战略轰炸机的机头部分。注意看机头后部与机身连接的电缆设计,带有浓郁的冷战时期的味道。另外,小火箭认为,既然机头与机身已经做了相对独立的设计,那么采用机头整体式救生舱的方案就有了一定的可行性。
勇士战略轰炸机的驾驶舱,满眼的机械式仪表。
勇士轰炸机的电气工程师舱,简直是仪器仪表控的天堂。
椭圆舱门、翼根进气口,英伦风。注意看勇士轰炸机的水平尾翼设计。她安置在垂直尾翼的中部,以便躲避4台推力强劲的罗罗发动机的喷流。
勇士战略轰炸机可以在弹舱内挂载1枚4500千克的核弹或者21枚450千克常规炸弹。她的两侧翼下可以各自携带一个7500 升容积的巨大的副油箱。
勇士轰炸机的重心计算草图。有兴趣的同学可以自行计算其稳定裕度。
4.蓝色多瑙河
1952年10月3日,英国第一枚核弹在澳大利亚西海岸试爆成功。这使得英国成功继美国和苏联之后,世界上第3个拥有核武器的国家。
这枚核弹使用了7公斤的钚,其爆炸当量为2.5万吨TNT,相当于广岛原子弹当量的1.67倍。
澳大利亚当地媒体对当天的爆炸的记述。
在以“蓝色多瑙河”为名的计划中,英国的核武器试验稳步推进。
1956年10月11日,英国皇家空军第49轰炸机中队在澳大利亚西部某地(具体位置为:南纬4.05°, 西经154.9° ,海平面上方2200米)投下了英国第一枚空投核武器。这标志着英国开始拥有了自己的空中核威慑力量。
勇士战略轰炸机从此载入了英国核武器发展史的史册。
当年核弹爆炸的烟云早已散去,这是空中核爆炸炸点附近的澳大利亚马拉林加:蓝天、白云、红土、绿树。
1957年5月15日,另一架勇士战略轰炸机在太平洋中部的莫尔登岛上空,投下了一枚氢弹,不过氢弹没能爆炸出预定的当量。后来,在5月31日、6月19日,勇士轰炸机又接连投下了核武器,并且爆炸成功。
这枚氢弹在莫尔登岛上空形成了一个巨大的蘑菇云。莫尔登岛,这是一个在很多传说中都与一块迷失的神秘陆地有关的小岛。这一天,在她上空,勇士轰炸机投下了一枚能够代表人类破坏力的氢弹。而更厉害的,还在后面。
圣诞岛是太平洋中部的一个珊瑚岛,在1777年圣诞节前夕由詹姆斯·库克船长发现,因此得名圣诞岛。该岛拥有全世界最大的珊瑚礁(而且是现存最古老的)。
1957年11月8日,在圣诞岛上空,一架勇士战略轰炸机投下了一枚当量为180万吨TNT的氢弹。
小火箭的风格,当然是深究细节了。当年那枚氢弹爆炸的具体位置为:
北纬:1.67851°,
西经 :157.23303°,
海平面上空:2250米。
这枚氢弹爆炸得相当成功。使得英国一跃而成为拥有百万吨级热核武器的国家。而勇士战略轰炸机也就同时拥有了更厉害的“玩具”。
后来,在圣诞岛上空,英国又陆续进行了5次核试验。
英国在1957年发行了纪念封,纪念他们拥有了当量为百万吨级的热核武器。
上图左侧画的小岛就是圣诞岛,岛上巨大的蘑菇云为氢弹蘑菇云。云中的那只鸟代表氢弹是空投的(由勇士轰炸机投放)。鸟爪子抓的铁锚,表示的是这一系列行动的代号:“铁锚行动”。
勇士战略轰炸机很快就形成了战斗力,开始在英国皇家空军大量装备。(共生产了107架)
多才多艺的勇士轰炸机被开发出了空中加油机型号。
她正在给一架火神战略轰炸机加油。小火箭将在下一篇文章中详细阐述火神轰炸机。
巨大的襟翼保证了勇士轰炸机的起降性能。
1956年10月31日,勇士战略轰炸机奉命携带常规炸弹参加苏伊士运河战争(第二次中东战争)。不过,从战后统计来看,勇士的这次出征,战果一般。或许是勇士不甘于仅仅是投放常规炸弹吧!但是不管怎样,这是英伦3V轰炸机的首次实战。
如今,勇士轰炸机已经解甲归田,被存放到了博物馆中。作为3V轰炸机中的首款型号,勇士的设计指标不够突出,但是她的及时出现使得英国早早地拥有了自己的空中核威慑力量。首次空投英国的原子弹、首次空投英国的氢弹、首次空投英国当量超过一百万吨的核武器、首次参加实战的3V轰炸机等等名号背后,是爱德华兹博士的实实在在的设计理念。
感谢大家对小火箭的支持!
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