U-2只能靠高度保护自己,萨姆-2结束了它的好日子。鲍尔斯出事前很早的时候,事实就很清楚,U-2之后的同类机型必须靠高度和速度并重来生存,特别是速度。早在1956年,约翰逊就考虑用一种全新飞机代替U-2。
▲WS606A-3
▲厂房中的XB-70轰炸机
20世纪50年代是个大胆而充满幻想的时代,最初设想U-2的替代机也不例外,方案多得数不胜数。即使不是专为替代U-2提出的方案,不少也性能惊人,如果真能实现,替代U-2完全不在话下。比如美国空军和阿弗罗加拿大公司合作的Y工程,也称WS-606A。这种垂直起降飞机有6台喷气发动机,一个CF-105战斗机的机身和圆盘状的机翼,长11.3米,圆盘直径约8.8米,最大速度3~4马赫,升限28956米以上,垂直起降时作战半径仅1482千米。显然,这玩意儿先进得太离谱了。
早期尝试中最成功的是1956年初约翰逊向中情局提议的CL-400液氢动力侦察机方案,最大速度2.5马赫,高度30480米,航程4074千米。约翰逊称18个月可出样机。
CL-400是个庞然大物,像一架放大了的F-104战斗机,长50.2米,翼展25.5米,T形尾翼,可收放腹鳍放出时都有9.1米长。机身直径近3米,两台发动机装在翼尖,自行车式起落架,外侧支撑轮收入发动机吊舱。燃料箱内装有9734千克液氢,可载两名乘员和681千克装备。
▲约翰逊笔记本上的草图
有关官员对此很感兴趣,认为两三年内(当时估计的U-2服役寿命)就用得上。1956年2月,洛克希德得到两架样机的合同,不久又得到6架生产型合同,发动机由普·惠公司负责。1956年4月,也就是U-2首次侦察前苏联前足足3个月,CL-400就开始研制。
CL-400也是个绝密的黑计划,代号“晒黑”(Sun Tan),只有25个人了解全貌,参加人员与其它雇员被隔离。工程序号也定期改变,一些合同还特意由其它部门起草。为加快进度,项目经理几乎被赋予了全权。
▲CL-400的设计任务方案(www.xing528.com)
约翰逊知道,这个项目远远超出了航空领域,需要不断生产和运输大量液氢,而此时《机械工程师手册》一类的书中还只是将液氢描述为实验室里的奇异物理现象。液氢燃料代号SF-1,最大的问题仍是易燃易爆,德国充氢飞艇“兴登堡”号1937年爆炸的灾难场面还让人历历在目。
不过这一次,研制人员在避弹掩体内进行了61次试爆实验,只有两次发生爆炸,看来只要处理得当,液氢是可以用的。
液氢影响到飞机每个部件,它在-252.8℃就会沸腾,而速度达到2.5马赫时飞机蒙皮会热到202.6℃,燃料管到达发动机之前又非得从灼热的机翼内经过,必须为燃料管加真空套来绝热,发动机等大量部件也都要进行耐热试验。
▲CL-400”晒黑“的方案(一)
液氢发动机代号“三叶草”,先用J57发动机改成烧氢,结果很满意,普·惠公司又开始研究用于CL-400的304型。它将液氢先经过热交换器内近8.05千米长的不锈钢管子,使其被发动机的热量从-252.8℃加热到385.9℃,变为热气后进入涡轮机,推动压缩机风扇和液氢泵,最后一部分喷入燃烧室,另一部分进入加力燃烧室。
1957年9月,发动机已顺利试验25.5小时,但10月整个工程却面临下马,因为空军又嫌它航程太短,而且进度太慢,加之燃料可能无法装在机翼内,要占用绝大部分机体空间,普·惠也表示即使再花5年,发动机燃烧效率也只能提高5%~6%。
要加大航程,机体还要显著增大,“臭鼬”工程队甚至考虑了足球场大小的飞机,这显然已不现实,因此1959年2月约翰逊要求取消已耗资1~2.5亿美元的项目,但有关情况直到1973年才公开。
这只是U-2后继机的一条线索,“脏鸟”U-2失败后,约翰逊还研究过一种大型飞翼设计,有两台喷气发动机,机头进气,垂直安定面在翼尖附近,类似第二次世界大战中德国的Go229战斗机,但虽然可以飞得很高,速度还是很有限。
▲CL-400”晒黑“的方案(二)
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