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小火箭
出品
本文作者：邢强博士
本文共
5326
字，
75
图。预计阅读时间：
45
分钟
。
公元2017年8月21日是朔日，月球本影接触地表而使该区域完全得不到阳光，形成日全食，同时在本影两侧数千公里的半影范围内遮挡部分阳光，形成日偏食。此次日全食横穿美国大陆，日偏食则将覆盖整个北美洲、南美洲中北部、欧洲西岸、非洲西岸、俄罗斯东北部。
这是自1918年6月8日以来，将近百年的时间里，首次出现从美国西海岸横贯到东海岸的日全食。
这次百年一遇的机会，当然不容错过。北美洲有3亿人能够一睹日食的盛况。不过，在地面上的人只能看到
2分30秒
的日食精彩过程。
为了能够更好地观测，NASA派出了传奇的
WB-57
飞机，通过跨越美国
14个州
的高空高速飞行，来做夸父逐日式的追踪，这样就能获得
7分30秒
的观测时长，为研究太阳和水星提供了绝佳的条件。
小火箭在本文，就是要说一说NASA此次派出的这两架WB-57的传奇身世。她系出名门，原本是英国的轰炸机，后来因高空高速性能极佳而被用作各种用途，后来美国的马丁公司看中该机，重金引入美国，再后来，她承担了观测核爆炸、观测航天飞机、观测SpaceX公司的猎鹰9号火箭等多种重要任务。
堪培拉
在美国这次日全食观测中举世闻名的XB-57高空观测机，实际上有着纯真的英国血统。
这款名为堪培拉的轰炸机是英国皇家空军拥有的第一种轻型喷气式轰炸机。该机在
1949年5月13日
首飞。其飞行性能让英国人感受到了惊喜。
可以说，堪培拉轰炸机是首款超出了大家期待的喷气式轰炸机。
堪培拉轰炸机采用悬臂式中单翼设计，以发动机为界，其外侧机翼为梯形，内侧机翼为矩形。
该机的机翼展弦较小（
4:3
），翼根相对厚度是
12%
，翼尖相对厚度是
9%
。从这种设计可以看出，该机的定位为追求较快的巡航速度，虽然按轰炸机来使用，但并不准备牺牲飞机的机动性。
传奇
公元
1951年2月21日
，首飞还不到2年的堪培拉轰炸机，完成了一项壮举。
为了用行动证明设计师并没有用错展弦比（有人认为该机展弦比过小，航程会太短），一架堪培拉轰炸机从北爱尔兰的奥尔德格罗夫起飞，期间未经停任何地方，直接跨越了大西洋，然后在加拿大纽芬兰-拉布拉多市的甘德机场着陆。
此次跨越大西洋飞行，航程达
3300公里
，而这家伙顺便也打破了一项世界纪录：最短时间跨越大西洋（
4小时37分钟
）。
其实，当时堪培拉还没有把全部能耐使出来。堪培拉马力全开的话，可以在
12192米
的高空以
0.88马赫
（933公里/小时）的速度飞行。
航程和飞行速度已经在1951年的那次跨越大西洋飞行中向世人证明了堪培拉的实力，紧接着她又做好了准备来应对“
轻型喷气式轰炸机不适合高空飞行
”的传言了。
1953年5月4日
，一架堪培拉轰炸机升空后，不断持续爬升，然后一口气飞到了
19406米
的高度，打破了德哈维兰公司的一架吸血鬼喷气式战斗机在
1948年3月23日
用
18114米
创造的喷气式飞机的飞行高度纪录。
看到英国人又摘得了一项世界纪录，美国人坐不住了。好端端地发展一款轰炸机就发展呗，时不时总破个世界纪录，这简直不能忍。
1954年5月28日
，美国一架贝尔X-1（嗯，就是那款在1947年代表人类首次突破声障的技术验证机），借助火箭发动机的强大动力，飞到了
27570米
的高空。但是，这次飞行没有官方正式记录，另外就是使用了火箭发动机而并没有用喷气式发动机，可谓胜之不武。
不过，美国人扔下了一句话：“喷气式飞机几乎不可能飞到2万米高空，这里是火箭发动机的天下。”
哈！这句话让不信邪的堪培拉轰炸机团队知道了。
1年多以后，1955年8月29日，还是当年创造飞行高度世界纪录的飞行员吉布，驾驶堪培拉轰炸机飞到了
20079米
的高空。
这次飞行证明了堪培拉喷气式轰炸机是可以飞到2万米以上的。但是，这的确也几乎到了当时喷气式发动机能够正常工作的极限了。
看到英国人还真的想用堪培拉喷气式轰炸机来挑战火箭发动机验证机，美国人觉得有必要搞一次锁定胜局的飞行。
1956年9月7日，一架能够以3马赫速度飞行的贝尔X-2验证机从B-50轰炸机母机的机腹投下，随后，火箭发动机启动，将X-2送上了
38491米
的高空！
堪培拉轰炸机还是不服气！
他们又试着挑战了一次。不过，这次堪培拉没有仅仅使用罗罗公司的奥林巴斯发动机，而是加装了纳皮尔天蝎座液体火箭发动机（采用过氧化氢和煤油作为燃料）。
1957年8月28日，这架采用喷气式-火箭发动机组合动力的堪培拉飞到了
21430米
的高度。
这个高度也就成了中外文献中大量使用的堪培拉轰炸机的最大飞行高度数据。但实际上，这是加装火箭发动机的魔改版本的堪培拉，仅使用喷气式发动机的堪培拉，最大飞行高度为
20079米
。
虽然是为高空飞行专门设计的，但实际上，堪培拉轰炸机的低空性能，尤其是超低空飞行的性能也同样非常优异。上图为一架堪培拉轰炸机在做超低空通场飞行。
堪培拉轰炸机的机翼是铝合金双梁结构，主梁在
40%
弦长处，后梁在襟翼和副翼之前，主梁和后梁形成机翼主抗扭盒。
堪培拉轰炸机的副翼是铝合金的，有气动力角式补偿片，每一副翼上装有一个调整片。后缘有4块由液压操纵的开缝式襟翼。这些设计赋予了她优秀的超低空性能。
超低空飞行成了堪培拉家族的拿手好戏。
采用英伦设计风格的三大喷气式飞机，由远及近：TSR2喷气式轰炸机、闪电喷气式战斗机、堪培拉喷气式轰炸机。
英国皇家空军停靠在香港启德机场的一架堪培拉轰炸机，摄于上世纪60年代末。这家伙在当时威慑力还是蛮强的。
当然，放在今天来看，我们只是单纯从技术的角度来欣赏这架轰炸机的工程美感了。小火箭庆幸生在这个时代。
其实当年英国人在香港启德机场还驻守有火神战略轰炸机。这在当时可是专门用来投放核弹的。详见小火箭公号文章《
火神轰炸机：英伦设计的美学典范
》。
改型
堪培拉轰炸机改型的识别度非常高。这是一架堪培拉PR.9改进型轰炸机，注意她的驾驶舱采用了偏置式设计。咦？难道机组成员改为单人制了？
并没有，导航员还在飞机上，只不过给安排到硕大的机鼻里面去了。
侧着看就没有那么怪了
用于高空气象观测的堪培拉改型
这架堪培拉又改了回来。这是一架堪培拉T.4，摄于2005年。她的涂装甚至包括机身的大量结构细节都在1999年的时候改回了当年堪培拉轰炸机原型机的样子，用来在世界各地飞行纪念1949年的那次成功的首飞。
小火箭觉得，这角度，美得宛如油画。
马丁
美国人早就盯上了堪培拉这款轰炸机。虽然在后来的爬升高度的竞争中，美国和英国之间火药味渐浓，但是总归还是互有惺惺相惜之意。
还记得小火箭前文讲到的
1951年2月21日
，一架堪培拉轰炸机的原型机连续飞行3300公里，成为首架跨越大西洋的喷气式飞机的事情吧！
这架飞机跨越大西洋后，没去别处，直接就给送到了美国空军的试验场。
在那里，一架马丁公司的XB-51轰炸机原型机正在等着堪培拉。小火箭注：注意看XB-51的发动机奇特的位置。
在美国空军和英美两国工程师的见证下，美国本土的马丁XB-51和跨越大西洋前来的堪培拉轰炸机进行了大量性能对比飞行试验。
结果是：
堪培拉轰炸机的性能全面超越马丁XB-51
！
1951年5月25日，美国空军宣布：堪培拉轰炸机以绝对优势赢得了刚成立不久的美国空军的轻型先进喷气式轰炸机的竞标。
这是有史以来，第一次有一款美国本土之外研发的飞行器以绝对优势在军方的竞标中获胜。堪培拉轰炸机的确是有点儿神奇。
但是，美国空军接下来的要求让英国工程师们惊呆了：
我们要订购400多架堪培拉，而且要尽快交付
。
哈！堪培拉轰炸机当时还没有大量列装英国皇家空军呢。就算英国的工厂开足马力以二战期间的节奏全力生产，也难以同时满足英国皇家空军和美国空军对轻型轰炸机嗷嗷待哺的需求。
后来澳大利亚空军也看上了堪培拉，提出了采购
49架
的需求。这个要求是难以拒绝的，毕竟用了人家首都的名字来命名轰炸机嘛。
但是，加上英国皇家空军
900架
的大单子，英国的工厂这回吃不消了。
还是马丁公司有主意：英国生产不过来，可以授权给美国来生产。
这是马丁公司接过英国授权之后生产的美版堪培拉轰炸机启动的场面，还是很壮观的。这是那个年代的飞机所特有的浓烟。
马丁公司按自己的理解对堪培拉轰炸机进行了一番改进。翼尖油箱成为了标配，投弹舱门则采用XB-51的设计以便更好地适配美国的炸弹。（主要原因恐怕还是要给XB-51的原研制团队有个交待。）
从此，英国的堪培拉轰炸机有了美国版本的堂兄弟：马丁B-57轰炸机。该机的绰号，沿用了那个传奇的名字：堪培拉。
上图为正在投弹的美国B-57堪培拉轰炸机。（除了翼尖油箱和弹舱的舱门外，该机大部分结构还是沿用了英国人的设计。）
1957年，正在进行飞行表演的美国空军B-57B堪培拉轰炸机。
RB-57D高空侦察机
RB-57
波马克
波马克
导弹基
本型长
14.43米
