RAF百年 皇家空军博物馆小记

RAF 100 Years, Travelogue to the Royal Air Force Museum

众多第三帝国末日项目之一,Heinkel He 162 Volksjäger,戈林的人民战斗机。同期的喷气发动机结构简单、节省工时,造价只有活塞发动机的三分之一。He 162 尺寸小、木制、结构简单,一切为了大量生产。为了避免飞行员逃生时被吸入进气口,配备弹射座椅,单座飞机首次。

待解决完一系列严重问题开始量产的时候,时间已经来到45年1月。Too few、too late.

从35到45年,动力,材料,结构,气动,电子系统,人机工程,自动控制,战争把技术推进到了前所未及的高度。

喷气动力的研究由英国人开始,德国人抢先铺开实用。跨过早期障碍后,开始释放潜力,对抗也进入了新的篇章。

英国的流星和吸血鬼战斗机

Vulcan和Victor轰炸机

Never in the field of human conflict was so much owed by so many to so few

- Winston Chirchill

出自丘吉尔在40年8月在议会发表的演讲,彼时不列颠空战刚开端。对将要付出的代价,丘吉尔恐怕也未曾预知。

年轻的皇家空军在改变战争走向中起到了关键作用,这段话也成了RAF的座右铭,意味深长。

战争是技术发展的推进器,原子武器作为二战最大的技术发现,又彻底突破了战争毁灭性的边界。

英国核威慑力量的建立经历了一番波折。战时的原子武器项目代号Tube Alloy。如同雷达、喷气发动机技术全面向美国人开放,43年项目并入曼哈顿工程,英国科学家团队全面参与其中。从英国政府的角度,曼哈顿计划属于合作项目,技术成果应该共享。然而46年美国通过了麦克马洪法案,禁止一切原子能技术输出。英国政府清楚的认识到,只有建立独立自主的核威慑力量,才是国家安全和一流大国地位的真实保障。重启原子弹项目的同时,47年提出了高空高速中型轰炸机和新型超音速拦截机的招标需求,英国航空工业迎来了黄金十年。

轰炸机项目在评估阶段中, Avro Type 698 和Handly Page HP80是两个优选方案。为了达到苛刻的性能要求,两者采用了一系列新技术,存在相当的风险与时间进度的不确定性。Vickers 660 对应的是另一个性能略低的需求,方案常规但服役时间更有保证。项目推进的同时,外部形势也在起变化。不久前还是盟国关系的两大阵营,在各自的德国战领区开始扶植政权、推行一系列针锋相对的政策,矛盾不断加剧。48年6月终于发生了柏林大封锁(可以搜索一下 Candy Bomber / "糖果轰炸机", 非常感人),军事对抗一触即发。50年朝鲜半岛战争爆发,面对紧迫的形势,空军坚持必须分散风险,让新型轰炸机尽早服役。一系列内外因素,推动了三个项目齐头并进的最后决策。

同时装备三种任务定位相同的机型,是否存在巨大的资源浪费? 面对质疑,空军参谋长回应 Had the air force been forced to choose among the three bombers under development in the late 30s (Halifax, Stirling, Manchester), it would have chosen the wrong one! 既有自黑幽默的成分,也是英国人现实的一面。

从左到右Victor,Vulcan, Valiant, 合称V bombers,打破了RAF用英联邦国家城市命名轰炸机的传统。3V气势响亮,意义更非比寻常。

航空器设计是个妥协中求最优解的过程。斟酌高速,大载弹量与航程需求带来的工程矛盾,Vulcan采用大后掠、中等展弦比无尾三角翼的方案。今天这种布局在高速与结构效率方面的优势广为人知,但在尚未突破音速年代,一切都要从头摸索。速度包线试飞中发生严重气动震颤。高亚音速时机翼前缘局部气流已经超过了音速,激波引发了上翼附面层的气流分离。经过大量试验, 最后通过延伸扭转前缘,控制激波锋面的位置,利用反射波为气流减速降低上翼面波阻,才根除问题。现在熟知的超音速进气道利用激波为气流减速的工作原理,也源自同一个发现。

左边是最初的原型机,对比可见前缘的延伸段与曲线变化。