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道格拉斯 XB-42 Mixmaster Attack Bomber

2020-11-02 17:19 作者:一个深度中二患者  | 我要投稿

原标题:Douglas XB-42 Mixmaster Attack Bomber

原文链接和原作者:

https://oldmachinepress.com/2017/08/05/douglas-xb-42-mixmaster-attack-bomber/

By William Pearce

翻译:Cisneros(UP本人)

注:本文中不翻译制造商名称和人名

注2:由于没有找到校对,所以本文质量不敢保证,看个乐,图一乐,就完事了

早在20世纪40年代初期,Edward F.Burton就开始研究如何简化轰炸机。Burton是道格拉斯飞机公司(Douglas Aircraft Company)的工程总监。他开始注意到每一代轰炸机都比上一代大得多,且更复杂,造价更昂贵。Burton和他的团队从一张干净的草稿纸开始,设计出了XB-42。

道格拉斯 XB-42 Mixmaster设计独特,且性能非常出色。然而,第二次世界大战已经接近尾声,与喷气式飞机相比又显得太慢。可以在第一架原型机(编号:43-50224)的早期试飞中看到她的较短的机尾。

在没有美国陆军航空兵(AAF)的官方要求下。Burton和他的团队自行设计了一种最高时速超过400英里/小时(644公里/小时),并且能够携带2,000磅(907千克)的炸弹到距离2,500英里(4,023公里)外的目标所在地的双引擎战术轰炸机。飞机的最高时速使得她不再需要传统的自卫武器,这同时也能将轰炸机机组人员减少到最低限度并减少重量。Burton的设计小组将机翼、尾翼和螺旋桨放置在最佳位置,然后设计人员将所需设备放置到飞机的其余部分。绘图台中所出现的飞机是道格拉斯 Model 459:是一架由三名机组人员操作的中型单翼机。飞机的尾部有一组同轴反转推进螺旋桨,由安装在机身内部的引擎驱动。1943年5月,道格拉斯向AAF提出了这架飞机。1943年6月25日,AAF见到了订购的两架原型机和一架静态实验机后,表示对其印象深刻。

AAF最初给这架攻击机的命名是XA-42。原因是道格拉斯曾经展示了这架飞机,并表示这架飞机可以胜任攻击机的角色。然而,这架飞机在1943年11月24日被重新分类为轰炸机,并被重新命名为XB-42。在非正式场合下,XB-42被称作 Mixmaster,因为其八个反向旋转的螺旋桨叶片与一个当下在厨房流行的搅拌机非常相似。

道格拉斯 XB-42 Mixmaster是一种独特的飞机。首先这是一架全金属材质的飞机,而且配有前三点式起落架,这在当时十分新颖。一种特殊材质的有机玻璃覆盖在了机鼻投弹手的位置。机身顶部的两个独立的气泡式座舱分别是驾驶员和副驾驶的位置。飞机尾部是一个十字形状的尾翼;机尾腹部有一个油压气动缓冲器,是用来保护螺旋桨在起飞和着陆过程中,以免受到潜在的地面撞击。


第一架原型机展示了双气泡座舱的优势。XB-42飞机最初别出心裁的用了气泡式座舱,但他们并不是很喜欢这个设计。后来,第二架原型机改用了更传统的飞机座舱。

飞机的机翼采用层流翼型,并配备有双槽襟翼。机翼前缘的进气口通向发动机机油冷却器和散热器,二者都装有用于在地面操作的电风扇。空气流经冷却器后,从机翼顶部排出。主起落架收放于机身两侧,位于机翼的下后方。由于复杂的起落架收放,起落架支柱和轮子必须要旋转180度。每个机翼的油箱中装有330加仑(1,249升)的燃油。另外还可以在弹仓中安装四个装有额外的275加仑(1,041升)燃油的油箱,以此增大飞机的航程。此外,每个机翼下还可安装一个300加仑(1,136升)的可抛弃油箱。

驾驶舱后部的机身中装有两个艾利逊 V-1710(Allison V-1710)发动机。安装每个引擎时,其垂直轴都从中心向外倾斜20度,并且发动机朝机尾倾斜的。导气管与飞机表面齐平,并位于飞机两侧驾驶舱的下方,为发动机提供进气。一排排气管位于每个机翼前缘上方,两排排气管沿飞机脊柱放置。第一架XB-42原型机的发动机在起飞时产生了1,325马力(988千瓦),在战时应急动力下产生了1,820马力(1,357千瓦)。第二架原型机的发动机在起飞时产生了1,675马力(1,249千瓦),战时应急动力下产生了1,900马力(1,417千瓦)。

第二架原型机(编号:43-50225)以另一张视图展示了飞机的开槽襟翼和不寻常的起落架回收,这需要将起落架支柱和轮子旋转180度到机身侧面。还可以看到机翼炮塔和改进的前缘进气口,这两种改进都是第二架原型机特有的。

从每台发动机沿伸出的是一个由六个部分组成的延长轴。轴部分类似于贝尔P-39飞蛇(Bell P-39 Airacobra)(XB-42使用了两段)所使用的。这些轴长约29英尺(8.8米),并将发动机连接到艾利逊V-3420-B发动机的一个遥控的共轴反桨变速箱(contra-rotating gear reduction box)上。XB-42的变速箱经过了稍微的修改,并使用了该飞机特有的0.361传动比。每台发动机都驱动一个柯蒂斯三叶电动螺旋桨。左发动机驱动前螺旋桨,直径为13英尺2英寸(4.01米)。右发动机驱动后螺旋桨,直径为13英尺(3.96米)。发动机和螺旋桨是独立运行的,如果需要,可以在飞行中关闭其中一台发动机,其螺旋桨可以在飞行中顺桨。

为了消除在跳伞期间螺旋桨给机组人员带来的危险,在变速箱底座周围小心地钻了一个孔,穿过一根炸药绳(无烟火药,cordite)。在跳伞之前,机组人员可以引爆炸药,这将使变速箱和螺旋桨与飞机分离。

    两台艾利逊 V-1710 发动机连接到V-3420遥控变速箱,主要用在XB-42的同轴反桨上。该电力系统在测试台上累积测试了600多个小时,在XB-42试飞期间从未出现严重问题。

XB-42的炸弹舱被两个快速舱门遮盖。这个弹舱可容纳8,000磅(3,629千克)的炸弹,如果舱门保持打开距离6英寸的状态,就可以携带一枚10,000磅(4,536千克)的炸弹。并且这个弹仓足够长到可以携带两枚13英尺9英寸(4.2米)长的Mk 13鱼雷。飞机的机头安装了两门.50口径的机枪,每门备弹500发。在每个机翼的后缘,副翼和襟翼之间,有一对向后射击的.50口径机枪炮塔,每门备弹350发。机枪藏在快速舱门后。炮塔暴露出来后,开火范围变为仰角30度,俯角15度,左右各25度。它们的最小交汇距离在飞机后方75英尺处(22.8米)。后射炮塔由副驾驶操作,副驾驶可以将座椅旋转180度,这样可以使用机枪的瞄准系统。

道格拉斯的设计人员曾设想过B-42飞机可以安装一个实心机头,可以装有的不同武器,以满足不同的需求。这种概念同样适用于道格拉斯A-20浩劫(A-20 Havoc)和A-26入侵者(A-26 Invader)。适合B-42机头的三种配置如下:8门.50口径机枪;两门37毫米机炮和两门0.50口径机枪;或一门75毫米机炮和两门0.50口径机枪。道格拉斯还认为,这架飞机的速度和航程将使它在侦察任务中非常有用。然而这些计划都没有成功。

XB-42的翼展为70英尺6英寸(21.49米),机长53英尺8英寸(16.4米)。最初,这架飞机高度为18英尺10英寸(5.7米),但机尾和方向舵被延长,用以解决一些飞行时不稳定的问题。延长后,XB-42的高度增加到20英尺7英寸(6.3米)。道格拉斯在1944年4月出版的一本小册子中预测到,B-42将能够在5,333英里(8,583公里)的航程内搭载2,000磅(907千克)的炸弹,且最高时速为470英里/时(756公里/时)。这些数字非常乐观。也许这个速度可能是印刷错误,因为一些资料显示,预计的最高时速为440英里/时(708公里/时)。无论如何,飞机在23,440英尺(7,145米)的高度时仅能达到410英里/时(660千米/时),巡航速度为312英里/时(502千米/时)。XB-42的空重为20,888磅(9,475千克),最大载重为35,702磅(16,194千克)。飞机的升限高度为29,400英尺(8,961米)。她的作战距离为1,800英里(2,897公里),但是弹舱中的附加邮箱可以将XB-42的航程扩展到最大的5,400英里(8,690公里)。

第二架原型机的后视图展示了下尾翼和方向舵。注意后部的油压气动减震器(oleo-pneumatic bumper)及其最小离地间隙。机翼炮塔和新的驾驶舱罩几乎看不见。

XB-42的建造进展十分迅速。AAF在1943年9月检查并批准了飞机模型,第一架原型机(编号:43-50224)于1944年5月完成,这是在提出该飞机设想的一年后,以及授予合同的10个月后完工。XB-42于1944年5月6日进行了首次飞行,由试飞员Bob Brush驾驶,并从加利福尼亚州的棕榈泉陆军机场(Palm Springs Army Airfield)起飞。第二架原型机(编号:43-50225)首次试飞是在1944年8月1日,从加利福尼亚的圣莫尼卡机场(Santa Monica Airport)起飞。

最初,两架XB-42都安装了两个独立的气泡座舱。但这种驾驶舱布局不太受飞行员欢迎。虽然他们可以通过对讲机进行交流,但飞行员发现自己更倾向于在同一个舱罩下面对面交谈。于是,第二架飞机被改装成了一个更为传统的单个驾驶舱,包括飞行员和副驾驶。虽然气泡座舱减少了阻力,但最后还是选择了单个驾驶舱。飞机面临的另一个问题是在透明机鼻的有机玻璃会出现裂缝。把有机玻璃换好几次后,机鼻终于被胶合板盖住了。

两架原型机都比预期的要重,因此飞机性能比预期的要低。一些工作是减轻第二架原型机的重量,例如使用空心的螺旋桨叶片。然而,当扰动空气遇到螺旋桨时,飞机会出现振动的问题;而且,空心叶片会加剧这种现象。飞机在清理时没有遇到问题,但当打开弹舱舱门或下放起落架或襟翼展开时,还是会出现振动问题。一些飞行员经受住了振动,并对这个问题不予理睬,但其他飞行员则对此感到不安。后来设计了一种改进的螺旋桨,其特点是采用了可逆叶片,以减少着陆滑跑距离并减缓飞机的飞行速度。然而,它于1945年3月被取消,并且从未建造过。

第二架原型机的前视图展示了飞机的改进后的舱罩。量产型的飞机的舱罩应该是相似的,但会更精致。再次注意后间隙和机翼炮塔。

在遇到了一些冷却系统的问题时,对飞机的进气口进行了些修改,以此改善气流流通。主起落架也进行了几次修改,以改善其收放性能。总的来说,飞机在飞行时很好,但控制系统协调不加。此外,如果飞行员不抵消掉,飞机将遇到缓慢的荷兰滚振荡(dutch roll oscillation)。就如前面所说,飞机尾部被放大用以解决这些问题,但问题从来没有被完全解决。XB-42起飞距离非常的长,大约需要6,415英尺(1,955米)。因为下尾翼离地距离大约只有9英寸(23米),因此,飞机在旋转升空之前需要积累相当大的速度。

第二架XB-42原型机是唯一一架拥有经过修改的机翼进气口和配备炮塔的飞机,尽管该炮塔从未经过测试。第二架飞机在移交给AAF之前大约进行了70个小时试飞。1945年12月8日,Henry E.Warden中校和Glen W.Edwards上尉从加利福尼亚州长滩机场驾驶第二架XB-42飞机飞抵华盛顿的波林空军基地(Bolling Air Force Base)。在有记录可查的情况下,点对点飞行了2,295英里(3,693公里),时长5:17:34时,飞行速度为433.6英里/小时(697.8公里/小时)。XB-42得益于飞行时的顺风,飞机的真正的速度应该约为375英里/小时(604公里/小时)。

飞机左翼炮塔的瞄准方向是向上30度、向内25度。而且只有第二架原型机装有炮塔,且从未进行过测试。请注意炮塔两侧的快速舱门。当舱门打开时,舱门提高了XB-42的方向稳定性,从而产生了额外的方向舵力,以提供所需的偏航。

1945年12月16日,第二架XB-42在波林空军基地附近试飞时失事。当时起落架下放出现问题,飞机正在准备着陆。机组人员在排除故障时,左发动机开始过热,随后熄火。右边的发动机已经满负荷运转,也开始过热。在作出跳伞的决定后,两名机组人员先后安全的成功跳伞,这时第三位飞行员才记起要炸掉螺旋桨。之后,螺旋桨和变速箱成功与XB-42分离,最后一位飞行员跳伞逃生。所幸三名机组人员都没有受伤,但飞机完全损毁。

坠机的确切原因尚未调查清楚,但据推测,在机组人员调查起落架问题时,冷却液阀门在准备着陆意外的被关闭了。这导致发动机过热。同时,油箱开关开得有点晚,可能导致了左发动机缺油。第二架XB-42飞机坠毁时,飞行时间累计略超过118小时。

到1944年9月30日,第一架XB-42原型机已飞行42次,累计飞行时间超过34个小时。在一年后,这一数字上升到150次,飞机累计飞行时间约为125小时。在XB-42还未试飞之前,道格拉斯就考虑在飞机上加装喷气发动机。1945年2月23日提交了正式的修改方案。该方案于1946年3月8日获得批准,1946年6月26日开始对飞机进行改装。当时,第一架XB-42已经飞行168次,飞行时间约为144.5小时。两台西屋19XB-2A(J30)(Westinghouse 19XB-2A(J30))喷气发动机最终于1946年10月交付并安装在飞机上。

XB-42A的后视图展示了新襟翼中的凹口,用来避免喷气发动机排除的炙热废气。该飞机的其余部分与XB-42相同。可以看到在右翼上的风冷排出口。注意背景中的各种道格拉斯的飞机。

将喷气发动机加装到第一架原型机中后,该飞机被重新命名为道格拉斯XB-42A。拥有1,600磅力(7.12千牛)推力的喷气发动机被安装在飞机机翼下方。同时新的襟翼被安装在喷气发动机后面的缺口处。这些凹口使襟翼在展开时能够避免喷气发动机排除的炙热废气。由于安装了喷气发动机,机翼中的燃油箱也得到了改装。机翼的油箱总量减少了154加仑(583升),但又在机身上安装了两个74加仑(280升)的油箱。喷气发动机本身需要的燃料与活塞发动机相同。同时,飞机的仪表也进行了修改,以考虑到喷气发动机的需求。

XB-42A的翼展为70英尺7英寸(21.51米),机长53英尺10英寸(16.4米)。实际的翼展可能与XB-42相同,可能是安装的spinner不同,其翼展略长于原来的长度。飞机的高度是20英尺7英寸(6.3米)。XB-42A的最大速度预计为488英里/小时(785公里/小时),但在14,000英尺(4267米)时仅能达到473英里/小时(761公里/小时);巡航速度为442英里/小时(711公里/小时)。XB-42A的空重为24,775磅(11,238千克),最大载重是44,900磅(20,366公斤)。飞机的升限高度为34,500英尺(10,516米)。XB-42A的正常航程约为1,200英里(1,931公里),但可以在弹舱加装额外的油箱,使其但最大航程增加到为4,750英里(7,644公里)。

XB-42A在早期试飞期间低空穿越了穆洛克空军基地(Muroc Air Base,现为爱德华兹空军基地(Edwards Air Force Base),就是上面那位Glen Edwards上尉)。注意机翼上方的排气污渍和机翼下方的油污。这架飞机最终被其他的喷气机所取代,包括她的表兄妹XB-43。

题外话:查克·叶格曾经在爱德华兹空军基地驾驶X-1试验机首次突破音障。同时,“X”系列飞机都在此试飞,例如:P-59 空中彗星、XP-80 灰色幽灵(XP-80A Gray Ghost,F-80流星原型机)、康维尔 XP-81混合动力战斗机(Consolidated Vultee XP-81)

还有一个最有趣的是,1943年,美国在罗杰斯干湖(Rogers Dry Lake)建造了一艘仿高雄级的靶舰:穆洛克丸(Muroc Maru),用来训练美国陆航轰炸机飞行员、领航员和投弹手投弹,扫射和识别军舰,包括跳弹攻击战术。

叶格与他的X-1“迷人葛兰妮号”合影,图中可以见到用来从B-29母机爬入X-1用的窄小侧门
康维尔 XP-81混合动力战斗机(Consolidated Vultee XP-81)
1944年8月28日第七空军的人员抵达爱德华兹
,建立了为期六周的培训计划,以减少B-25 空勤人员在前往太平洋战区的途中的补给运输,太平洋战区训练计划从瓦胡岛转移到了穆罗克空军基地,并成为第四空军唯一的B-25“后勤学校”。作为培训的辅助工具,在湖床南岸建造了650英尺长的日本高雄级重型巡洋舰(很快被称为穆洛克丸(Muroc Maru))的木制复制品,作为练习跳弹轰炸的目标。(爱德华兹历史办公室档案照片)
一架 洛克希德 XF-14(YP-80A(P-80预生产型)的侦察版原型机)正在飞越穆洛克丸(Muroc Maru)

1947年5月27日,XB-42A(编号:43-50224)在加利福尼亚的穆洛克(现爱德华兹)空军基地进行首次试飞。这架飞机需要进行大量的维护工作,且在任何一种任务中都无法证明自身值得进一步发展。尽管相较于原本飞机的性能有所提高,XB-42A仍处于活塞式飞机(过去)和喷气式飞机(未来)之间尴尬的分界线上。道格拉斯在之后推出了一架全喷气式XB-42飞机,并命名为XB-43。道格拉斯XB-43 Jetmaster(Douglas XB-43 Jetmaster)的喷气发动机被安装在机身内,而XB-42上则安装了艾利逊发动机。第一架XB-43是用XB-42静态试验机身制造的。由喷气发动机驱动的XB-43于1946年5月17日进行了首次试飞,比由混合动力驱动的XB-42A首次试飞略早一年。XB-42A飞机只进行了23次试飞,飞行时间略低于18.5小时。

随着技术的进步超过XB-42A,这架飞机于1949年6月30日捐赠给空军博物馆。后来,它被转移到位于马里兰州银山的国家航空航天博物馆(National Air and Space Museum)的保罗·加伯设施(Paul E.Garber Facility),之后在那里保存了数年。2010年,XB-42A被转移到俄亥俄州代顿的美国空军国家博物馆(National Museum of the United States Air Force)。最终,这架飞机连同第二架XB-43原型机将被恢复静态,用以展示。

道格拉斯坚持使用后推式配置,并设计了其他一些军用和商用飞机。其中最发达的设计是1004型(Model 1004),实际上称为DC-8。这架飞机被称为Skybus,设计上类似于XB-42,但机身被加长用于民航服务。该飞机最多可容纳48位乘客,艾利逊发动机的延长轴被布置在乘客舱的下方。Skybus最初是在1945年10月提出的,但从未制造过,DC-8的名称也被重新应用于道格拉斯的第一架喷气客机。

文章原文:Although visually similar to the XB-42, the Douglas DC-8 Skybus was an entirely new design. The aircraft’s excellent performance and great single-engine handling was not enough to justify its expense over more conventional designs.

尽管在外观上与XB-42相似,但道格拉斯DC-8 Skybus是一种全新的设计。即使这架飞机拥有卓越的性能和出色的单引擎操控性,但由于开发成本过高,使其在商业上不可行,该飞机项目被取消。(最后一句修改自原文,部分引用维基)


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