本文摘自[英]詹姆斯·C. 古道尔著,翁伟译《臭鼬工厂:75年尖端飞行器研发图史》
第一架“海弗蓝”配备了用于感测空速、高度、迎角和侧滑的传统机头空速管安装杆。(图:洛克希德公司)
型号:XST(生存性试验平台)
别名:海弗蓝
用途分类:技术验证机
长度:14.40米
翼展:6.86米
高度:2.29米
最大起飞重量:5670千克
首航日期:1977年12月1日(海弗蓝1号)
末航日期:1979年7月11日(海弗蓝2号)
乘员数:1人
总生产数量:2架
动力装置:2台通用电气J85-GE-4A发动机
设计速度:0.79马赫(966千米/时)
实用升限:5486.4米
作战范围:不适用
武器挂载量:不适用
F-117A“夜鹰”隐形攻击机一度是美国民众心目中最先进的作战飞机。这款能躲避雷达追踪的飞机可以追溯至艾森豪威尔总统执政后期。在此之前,凯利·约翰逊和本·里奇的主要注意力还是集中在对U-2“蛟龙夫人”侦察机的改进上面。
本·里奇后来回忆道:“我们的侦察活动居然一直是在苏联人的眼皮子底下进行的……对此,我们无能为力。”事实上也是如此,苏联在1960年5月击落了一架“蛟龙夫人”,还俘虏了飞行员弗朗西斯·加里·鲍尔斯,震惊了世界。
在这样的背景下,中央情报局要求洛克希德公司能够研究出降低飞机雷达横截面积的方法。洛克希德公司在之前的A-12“牛车”侦察机和后来的SR-71“黑鸟”侦察机的研制上都取得了成功—将雷达目标有效截面降低了两个数量级。两年后,D-21无人侦察机的问世再次将雷达目标有效截面降低了一个数量级。洛克希德高级开发公司项目经理保罗· 马丁( Paul Martin)表示,“黑鸟”的问世无疑是一项重大突破。他说,在SR-71中,洛克希德公司“率先开发出了反雷达飞机的外形成型、雷达吸收飞机结构、雷达吸收图层等相关技术,这些技术大大减小了‘黑鸟’被雷达捕捉动向的概率。”
1975年,洛克希德公司和诺斯罗普公司都拿到了新型反雷达侦察机研发的第一阶段合同,合同限期为4个月。最后,哪家公司制作出的模型能通过验收测试,就能拿到第二阶段合同。两家公司在保密状态下,各自拿出了能够达到甚至超过预期的设计方案,制作出了1∶3模型和全尺寸模型,并进行了雷达扫描测试,看谁设计的飞机更符合美国国防高级研究计划局指定的高级隐形飞机的标准。洛克希德公司臭鼬工厂的工程师认为,采用多面体表面设计的飞机有着更好的反雷达信号能力,这样的飞机表面会将99.9%的雷达能量反射出去。
“海弗蓝”雷达横截面积减少试验模型。(图:洛克希德公司)
这是一架小型“海弗蓝”雷达横截面积减少试验模型。(图:洛克希德公司)
臭鼬工厂在此基础上制作出了名为“绝望钻石”的模型机,因为这个模型的外形就像一颗扁扁的钻石,而且看上去就让人觉得飞不起来。这款模型机的制作在飞机设计史中有着里程碑式的意义,设计师们第一次意识到,设计出一款基本能避开雷达的飞机不是不可能的。
洛克希德公司在第一阶段胜出,拿到了第二阶段的研发合同,并获准制作两架1∶2比例的小型验证机。在牵头的负责单位从美国国防高级研究计划局转变为空军特别项目办公室后,该项目被正式命名为“海弗蓝”。
1976年,“海弗蓝”第二阶段研发计划启动。该机作为一款概念机,是出于验证一些飞行理论的目的—既要实现理想的低可观测能力,同时又要满足一系列现实的操作要求—而制作的。第二阶段研发计划属于机密,由空军系统司令部内的一个特殊办公室管理,并通过特殊监督程序接受国会审查。尽管这项研发在行政层面上保密性极高,但臭鼬工厂的实际管理方式还是比较开放的,研发人员、管理人员和甲方之间的沟通效率很高。面对许多根本的不确定性因素,国防部长办公室领导层顶住了各种压力,在保证研发重点不偏移的前提下稳步推进:只要能证明通过技术手段能够切实降低飞机的雷达横截面积就算大功告成。
1977年年初,洛克希德公司员工正在伯班克工厂制作“海弗蓝”的雷达横截面积减少试验模型。照片中,模型的大部分主要部件都已制作完毕,准备安装。(图:洛克希德公司)
第一架已经组装了大部分零部件的“海弗蓝”,它此刻正在准备装上机头和进气口。(图:洛克希德公司)
在这样的背景下,臭鼬工厂根据前期制作的试验模型成功生产出两架验证机。为最大限度缩减成本,验证机被做得尽可能小且结构简单—并未装备任何执行任务所需的设备,驾驶舱也没有加压,飞机也不具备空中加油能力。第二架验证机的外壳上被添加了雷达吸收材料涂层。“海弗蓝”验证机的重量大约是F-117A“夜鹰”隐形攻击机的四分之一。
“海弗兰”验证机的垂直尾翼的横截面基本上是菱形的,其内倾斜的设计被认为能最大限度地减少飞机的雷达横截面积。两片机尾和它们之间所形成的内倾斜,在有效减少雷达横截面积的同时,也十分符合空气动力学。尽管验证机上搭载的都还是现成的传统组件和子系统,但其获得的成功,总体而言是具有革命性意义的—飞机的造型和所使用的材料能大幅提高飞机的生存能力,近乎改变了空军的作战方式。“海弗兰”所体现的科技包括雷达横截面积减少技术、雷达吸收技术、红外屏蔽技术、视觉标识减少技术、低截获率雷达技术、进气口防护技术,以及排气冷却和成形技术等。
在有关“海弗蓝”的测试进行了大部分后,洛克希德公司的技术工人于1979年年底开始在此基础上开始制作F-117A“夜鹰”隐形攻击机的全尺寸木制模型。从这张照片就可以明显看出,“夜鹰”外壳的多面体造型借鉴了“海弗蓝”。(图:洛克希德公司)
第二架“海弗蓝”原型机在51区外进行飞行测试。这架原型机在进行试飞时没有像第一架那样依靠测试吊杆的辅助,两片垂尾之间也没有安装阻力伞舱。(图:洛克希德公司)
第二架“海弗蓝”进行了52次飞行。(图:洛克希德公司)
第一架“海弗兰”的所有地面测试均在洛克希德公司伯班克工厂进行。工厂在晚上关门后,测试人员也会让发动机继续进行运行试验。通过所有测试的“海弗兰”在被拆解后,于1977年11月16日被C-5A“银河”运输机运抵51区,并在目的地重新组装并进行飞行测试。(图:洛克希德公司)
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