20世纪50年代,波音B-47“同温层喷气机”(Stratojet)是完美的战略武器,所以敌人非常害怕,尽管B-47轰炸机从来没有履行其致命的核任务。
前苏联领导人知道B-47轰炸机正在以前所未有的数量迅速部署——为美国提供了不可阻挡的核打击力量。
可悲的是,B-47轰炸机也遭受了在今天将是绝对无法容忍的损失规模。在其使用寿命期限之内,203架飞机(约占采购总量的10%)发生了坠毁事件,导致464人死亡。本文重点介绍两个高峰年——1957年和1958年,49架B-47轰炸机坠毁,导致122人死亡。
有很多原因导致了这个令人痛心的损失。“同温层喷气机”——尽管机组人员从来没有这样称呼它,是二战冶金、施工技术以及空气动力学理论发展的混合体,并且为此引入了一种需要新技能以及更高精度的新战术。
从它真正的首次飞行,美国空军已经试图最大化B-47轰炸机的有效性,对其灵活性和机动性也有着比以往更多的性能要求。
也许最重要的是,B-47轰炸机首次亮相恰逢战略空军司令部正处于一个规模爆炸性扩张的时期,从而降低了工作的标准化、培训的有效性以及安全规程。
经过4年集约式发展,1947年12月17日,XB-47A进行了首次试飞,这是按照合同生产的两架原型机之一,该合同价值1000万美元。XB-47A是波音公司的专业知识与信息工程师乔治•S•谢勒(George S. Schairer)从德国收集的后掠翼和高速飞行数据相结合的产物。1945年5月德国战败后,波音公司的工程师在德国的航空技术研究所里发现了后掠翼飞机图纸和风洞实验数据等资料。于是波音公司基于德国人的资料提出了机翼采用35度后掠角的方案。原型机的设计如此激进以至于它的主要工程师之一,霍顿•威辛顿(Holden Withington),看着它首飞滑行时还不能确定它会飞起来。
XB-47轰炸机的特色是细长流线形机身,悬臂式后掠翼。一个巨大的气泡式座舱盖封闭了战斗机座舱,座舱中驾驶员和副驾驶员(炮手)前后串列。领航员同时也是投弹手和雷达操作员的席位在前排。
B-47轰炸机安装了6台通用电气公司生产的发动机,4台安装在内侧的翼下吊舱,2台安装在两侧翼尖的附近。发动机的安置提供了良好的气动布局,同时加固了机翼。“自行车式起落架”曾经在马丁公司的B-26轰炸机和XB-48轰炸机上通过了测试并被采用,这主要是因为薄翼没有提供存储空间。
慢加速
B-47轰炸机选择的超薄翼产生了结构和气动问题。它必须保持强大的动力才能够承受在飞行中高达17英尺的巨大偏斜。但它也具备灵活的弦向,所以在以每小时489英里的速度飞行时很正常。但在每小时525英里飞行时,副翼完全无效,控制轮不能从一侧移动到另一侧。具有讽刺意味的是,在B-47轰炸机研发过程中,波音公司的工程师发现薄翼并非绝对必要,并为B-52轰炸机设计了巨厚的机翼和充足的燃料储存空间。
静态结构测试证明,B-47轰炸机可以在达到设计极限载荷的150%时继续飞行。不幸的是,当时没有办法计算由于部署所施加的反复循环负荷的累积效应。
飞行的飞机对进场和着陆速度要求很高,因为这时发动机加速如此缓慢。一个漏斗形减速伞被用来允许进场和着陆时发动机仍然携带足够的动力,确保油门快速运动。着陆后,一个32英尺的制动减速伞以及防滑制动使飞机停止。
由于战后削减国防预算和技术上的困难,大规模生产被推迟了。技术上的困难包括“荷兰滚”(Dutch Roll)的倾向以及上仰,特别设计的“偏航阻尼器”解决了第一个问题,而被称为“涡流发生器”的小机翼形叶片解决了后者。
几年来,尽管类似级别的难题层出不穷,但是B-47轰炸机杰出的表现——每小时606英里的最高时速和3000英里的作战半径,使波音公司认为B-50系列将继续成为他们最实用的战机。
1953年的《国家安全委员会文件》(National Security Council Document)明确表示,美国要维持一种强大的军事力量,强调进攻的攻击力造成大规模报复性伤害的能力。战略空军司令部(SAC)在柯蒂斯•E•李梅(Curtis E. LeMay)将军领导下成为了这种力量。
战略空军司令部的实力和规模达到了和平时期前所未有的水平。1951年,B-47轰炸机装备部队,到1957年,战略空军司令部人数从14.4525万人增长到22.4014万人。B-47轰炸机的数量从12架增长到1,285架,B-47中型轰炸机联队达到了28个,每个联队装备45架飞机。波音公司、洛克希德公司和道格拉斯公司都建立了B-47轰炸机生产线,以满足交付时间表。战略空军司令部的飞机总数从1,186架增长至2,711架。
这种增长需要一种巨大的后勤保障。到目前为止,对于B-47轰炸机群的有效性最重要的支撑元素是组建一支庞大的空中加油机机群。开始空中加油使用能力较弱的波音KB-50加油机和KC-97加油机,直到卓越的KC-135加油机到达现场。1957年KC-135加油机首次引入,然后KC-135机群规模迅速扩大。加油机为B-47轰炸机机群安装了“两条腿”,使其成为了全球性威胁。
注意关键
为了支持这个航空队,战略空军司令部迅速为新的空军基地建成了大量的基础设施,包括培训空中和地面人员的新学校,以及用于维护和修理的巨大栈房。大型和小型的相应工业基础设施公司快速增加,以满足这种扩张的需要。海外基地也被安排给予B-47轰炸机最优惠待遇。
由于空军司令部关于B-47轰炸机杂乱的装备管理,零件供应、培训和运作程序上时有错误发生。
尽管从战略空军司令部的飞行规划中可以看到,每10万飞行小时的事故率有所下降,但以今天的标准来衡量,成本依然非常惊人。
从1953年到1959年,B-47轰炸机发生了296次A级和B级事故,造成242人死亡。在这期间,B-47轰炸机每年的飞行时间从10.5万飞行小时达到了顶峰——58.4万飞行小时。
仅在1957年一年中,有35次A级和B级事故发生,这其中有24次飞机坠毁事件,导致63人死亡。更致命的是1958年,发生了33次A级和B级事故,其中有25架飞机坠毁,导致58人死亡。绝大多数的坠毁是人为错误造成的,主要归咎于飞行员的编排。
对此有许多原因。B-47轰炸机的3名机组人员驾驶一个巨大的、更加复杂的飞机,于此相比,B-29战略轰炸机或B-50轰炸机却有10名机组人员。这对于任何机务人员都很容易,尤其是机长,造成注意力从飞机的飞行任务瞬间转移,并且任务有时需要连续飞行24个小时。
机组成员的协调必不可少,但在紧急情况时很容易发生中断。然而,在任何时候注意飞行控制都是绝对关键。
B-47轰炸机非常简洁的线条确保其性能的同时也带来了相应的问题。飞行员专注于新的形势——路线变化,突然的红灯、无线电指令以及任何可能让他的注意力分散几秒钟的事件难以避免,当他发现自己在俯冲时,他将速度推到了极点,然而这时候一切已经来不及了。事实证明,在仪表飞行期间这种情况经常发生。
和以前的飞机相比,B-47轰炸机需要更密切地关注预检规划、燃料分配、平衡设置以及空速控制。B-47轰炸机看上去飞行很容易,但在飞机起飞、空中加油、仪表飞行和着陆时需要极为精确的操作。引进新战术后精确操作变得更加重要,包括更大的起飞重量、最小的时间间隔起飞、三名机组成员的空中加油,边际性能的加油机以及从备用机场起飞。
使用KC-97加油机造成了很多问题。KC-97加油机满载燃料飞的速度不够快,会导致B-47轰炸机失速。这迫使加油机下降,以保持足够的速度。3名机组成员操作的B-47轰炸机在从KC-97加油机加油时特别困难,尤其是在夜间或天气状况不好时。
其他因素也会产生影响。1957年10月1日之后,战略空军司令部试图保持三分之一的轰炸机和加油机随时待命,武器装载和机组人员的准备需要在15分钟之内完成。额外要求是强加的“反射”操作,需要每年90天的海外之旅。
每一个新的要求都不断增加了相对较新的B-47轰炸机和机组人员的负担。B-47A轰炸机的总重量125,000英镑,到B-47E轰炸机时总重量增加至206,700英镑,自重抵销了更强大的发动机、喷水和射流辅助起飞装置的作用。这些结合起来导致机翼和机身过度疲劳。
最重要的变化之一是战略空军司令部开始研究使用B-47轰炸机执行低空轰炸任务,即采用拉起战术。在拉起轰炸攻击战术行动中,B-47以低空飞向目标,突然拉起以半滚转进入半斤斗机动,在爬升过程中在预定点投弹。炸弹继续以高弧度向前飞行,落到离投放点较远处爆炸。同时机动可使飞机掉头,并使其有足够的时间飞到远离爆炸处的安全地带。
这个概念是基于战略空军司令部的F-84战斗轰炸机的作战经验。有人认为在高速飞行时,一种低级别的方法将会降低前苏联防御时的效率,同时降低B-47轰炸机的损失。
1958年3月5日,在该计划了首次向公众展示一个月后,几乎可预见的一系列事故使拉起轰炸攻击战术训练被迫取消。
气象灾害
还有几种“投掷轰炸技术”也是危险的。在“弹出”战术中,B-47轰炸机以每小时489英里指示空速飞行,直到投弹前约60秒,再爬到距离地面3500英尺的高空做水平运动,投掷降落伞阻燃炸弹并立即转弯脱离。低海拔地区大气湍流对飞机结构造成的全面金属疲劳被更高的操作节奏加重。这需要更频繁的加油任务,越来越多的起飞和降落。
1956-1957年删节的坠毁报告中是一连串发人深省的人为错误和以今天的安全和训练标准无法理解的设计难题。有些意外事故令人费解。例如,有两架飞机在执行任务时坠毁,其中一架飞机的事故原因是机长的身体不适宜飞行造成的,而在另一次事故中,一名机组人员在他们和地面控制都知道他们的战机右支腿轮胎爆炸的情况下选择尝试起飞。
发生事故的大部分飞机指挥官是总飞行小时相对较高的预备役军官,但他们驾驶B-47轰炸机的时间很短。此外,记录显示,这两名不幸的飞行员日常仪表和夜间飞行时间数量有限。飞行员常常是一名年轻的中尉,总计飞行时间往往少于500飞行小时,驾驶B-47轰炸机的飞行时间约50小时。一次又一次的事故,使事故调查委员会最终得出结论,事故的主要的原因是操作错误:错误的技术导致飞机进入它们无法恢复的位置。
边际飞行条件时进行空中加油特别危险,特别是当授油机是一架正在飞行的KC-97加油机时。当空中加油机因为天气或其他原因被迫改变航线时,就为空中碰撞提供了条件。在一个案例中,一架B-47轰炸机几乎失速,打破了连接,并滚入加油机的螺旋桨尾流。它陷入了90度转弯状态,并且难以恢复。在另一个实例中,事故调查委员会归因于空中加油机部队指挥官和3号轰炸机指挥官操作错误。但事故调查委员会补充说,“主要故障在于加油机-轰炸机的不兼容,因为目视极端困难或不可能保持适当的队形。”
许多发生在起飞时的事故都出现了相似的模式。在超重情况下正常起飞,直到升空后几秒钟,一侧的翅膀倾斜,击中了跑道,然后飞机坠落并燃烧。分析表明是功率不足(发动机失效、水喷射的故障)导致偏航。当这一切发生时,B-47轰炸机进入了熄火状态,坠毁不可避免的发生了。
不正确的预检规划导致起飞坠毁。在一个实例中,机长计算重量时没有包括2200加仑的外部燃料,旋转不久,熄火,并坠毁。在另一个案例中,机组人员没有正确的设置升降舵,因为他使用了过时的手册。
眩晕导致几次坠机,包括一次在灰蒙蒙的天空中进行的低空轰炸系统演习。在其他情况下,即使是在飞机上几秒钟的眩晕,飞机不可能再恢复姿态。在一个低空轰炸的灾难事故中,飞机由被委员会认定特别能够胜任低空轰炸演习任务的机组人员驾驶。他们的飞机进入演习区域后立即解体,左机翼首先脱落。报告指出,“这架飞机已经完成了508次伊梅尔曼转和253次翻滚。”如果这个数据是准确的,突然解体也是可以理解的。
1957年的事故中,有一次最令人费解。在空军中,第321轰炸机联队的指挥官迈克尔•N•W•麦考伊(Michael N. W. McCoy)上校也许是最有资格的B-47轰炸机飞行员。他拥有8661小时的飞行时间,他的副驾驶,查尔斯•罗伊斯(Charles Royce)中校拥有3855小时的飞行时间。麦考伊是一名飞行教官,驾驶B-47轰炸机飞行1093小时,罗伊斯飞行B-47轰炸机813小时。在最近的熟练程度检测中,两个人都做的很好。
1957年10月9日,麦考伊驾驶DB-47B从佛罗里达州的Pinecastle空军基地起飞,搭载GAM-63“恶徒”(Rascal)导弹,弗农•D•斯塔弗(Vernon D. Stuff)少校作为导航员。这架飞机没有弹射座椅。飞行的目的是麦考伊进行仪表读数检查,并让来访的英国皇家空军军官约翰•伍德罗夫(John Woodroffe)上尉熟悉飞机的飞行情况。
经验教训
麦科伊起飞后,飞行由目视飞行规则管理,很少与基地沟通。刚过上午11时许,据报道,飞机位于在佛罗里达州奥兰多市以西7千米,飞行高度约在海拔1500至2000英尺,机翼水平下降。此后不久,飞机越过了奥兰多乡村俱乐部变成了垂直倾斜。飞机解体的地点距离奥兰多约3英里。4人遇难。
虽然大部分的报告仍然没有解密,很难不去根据背景推断伍德罗夫坐在后排座椅去熟悉飞机的情况。他或者麦考伊驾驶飞机在低空高速飞行。轰炸机在不经意间发生了下降,飞行员于是加大速度,力图使其恢复到安全高度。一阵猛烈的反向扭转导致飞机解体。
对于麦考伊伟大的职业生涯,这是一个悲惨的结局,这也提醒我们即使是一名熟练的飞行员,驾驶B-47轰炸机时稍一疏忽是多么危险。
1958年的飞行记录几乎同样凄惨,在三月和四月期间达到高峰,6架飞机在执行低空飞行任务时解体。其中两架飞机是服役时间非常短的B-47E轰炸机,其中1架飞行时间只有1265小时。6架坠毁的飞机中,有4架坠毁的原因直接归属于结构的疲劳破坏。这些坠毁事件发出警告,缺陷可能会出现在任何一架B-47轰炸机上,无论它的飞行时间长短。
B-47本来被期望作为战略空军司令部的主要轰炸机一直服役到1965年。1958年,已经有讨论,它可能完全被淘汰。4月份,战略空军司令部做出反应:限制B-47轰炸机的空速超过每小时357英里和参加低空轰炸演习;禁止其低空飞行,起飞时连同外部的油箱总重量不能超过185000磅,倾斜被限制在30度;禁止飞行时穿过空气湍流、熄火和落地即起飞;特别禁止参加空中加油训练;飞机前进行仔细检查,以便发现是否有显示疲劳的裂纹。
1958年5月29日,主要维修工程开始,通过配套的组件加强机翼的根部。所有这三个承包商和空军装备司令部的工作被称为“奶瓶”(Milk Bottle)计划。这个名字来自用于将机翼固定于机身的大奶瓶形引脚。
1959年1月,有1,622架B-47轰炸机得到了这样的加固。额外的疲劳问题特别是出现在机身上部纵梁上以后,在大多数情况下,这样的B-47轰炸机被封存或者退役。
虽然应对这一紧急情况最终获得了成功,但是结果也不是立竿见影。尽管飞行时间显著下降,但是仍有22架以上的B-47轰炸机在1958年销毁。
直到1960年,修复工作才全面生效,随着B-52轰炸机机群的增长,经济原因决定B-47轰炸机将逐步淘汰。到了1966年,只有16架RB-47战略侦察机留下来工作。
在那段时间里,B-47轰炸机的高性能和勤奋的机组人员为美国提供了压倒性的战略优势,但经验也发人深省。
战略空军司令部从中积累了经验教训。它大大提高了训练和飞行安全的规程,B-52“同温层堡垒”轰炸机迅速成为空军的主要核轰炸机。 知远/吴新建
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