Nordamerikanische XB-70 Walküre

Nordamerikanische
XB-70 Walküre
Blick aus dem Flugzeug.
Eine NASA XB-70 im Jahr 1968.
Baumeister Nordamerikanische Luftfahrt
Rolle • Strategischer Bomber
• Überschallforschungsflugzeug
Status Im Prototypenstadium verblieben, Programm abgebrochen
Erster Flug 21. September 1964
Datum des Widerrufs 4. Februar 1969
Investition 1,5 Milliarden Dollar
Kosten pro Einheit 750 Millionen US-Dollar (durchschnittliche Kosten)
Nummer gebaut 2 Prototypen

Die nordamerikanischen XB-70 Valkyrie war der Prototyp des strategischen Bomber Kern der Penetration B-70 , für das Strategic Air Command der United States Air Force . North American Aviation entwirft die Valkyrie als ein großes Sechs-Turbojet-Flugzeug, das in einer Höhe von 21.000  m (70.000  ft ) Geschwindigkeiten über Mach 3 ( 3.140  km / h ) erreichen kann.

Dank dieser maximalen Geschwindigkeits- und Höhenleistung soll die B-70 für Abfangflugzeuge nahezu unverwundbar sein , der einzige wirkliche Gegenangriff gegen Bomber zu dieser Zeit. Seine hohe Geschwindigkeit machte es schwierig, das Flugzeug auf Radarschirmen zu unterscheiden, und seine hohe Flughöhe war jenseits der Fähigkeiten der damaligen sowjetischen Kampfflugzeuge . Auch im Falle des Entdeckens, wird passieren , das Gerät ohnehin eine sehr kurze Zeit im Detektionsvolumen einer Station Radardaten, nicht - Controller verlässt AVB  (in) die Zeit , um eine erfolgreiche Abfangen durch Alarm Jäger zu fahren.

Die Ankunft der ersten sowjetischen Boden-Luft-Raketen Ende der 1950er Jahre stellte die virtuelle Unverwundbarkeit der B-70 in Frage. Als Reaktion hat die USAF niedrige Höhe Missionen, wo der Radarhorizont von den Raketenkontrollzentrum wurde durch lokale Gelände begrenzt. In seiner Rolle, die als Penetration bekannt ist, bietet der B-70 eine etwas bessere Leistung als der B-52, den er ersetzen soll. Es ist jedoch viel teurer und hat aufgrund seines hohen Kraftstoffverbrauchs eine geringere Reichweite. Es werden eine Reihe alternativer Missionen angeboten, die jedoch von begrenztem Interesse sind. Da die strategische Mission Ende der 1950er Jahre Bomber mit Interkontinentalraketen (ICBMs, Interkontinentalraketen ) umfasst, gelten bemannte Bomber zunehmend als anachronistisch.

Die USAF hörte schließlich auf, um ihre Produktion zu kämpfen, und das B-70-Programm wurde 1961 eingestellt. Die Entwicklung wurde dann zu einem Forschungsprogramm, das die Auswirkungen eines Langzeit-Hochgeschwindigkeitsfluges untersuchen sollte. Als solche werden zwei Prototypen gebaut und als XB-70A bezeichnet; Diese Geräte wurden zwischen 1964 und 1969 für Überschalltestflüge eingesetzt. 1966 stürzte ein Prototyp nach einer Kollision in der Luft mit einem F-104- Jäger ab  . Der verbleibende Walkürenbomber ist im Nationalmuseum der US-Luftwaffe (NMUSAF) in Dayton , Ohio, ausgestellt .

Entwicklung

Historischer Zusammenhang

Nach dem pilotierten Raketenbomberprojekt MX-2145 von Boeing arbeitet der Hersteller mit der RAND Corporation inJanuar 1954, um zu untersuchen, welche Art von Flugzeugen benötigt würde, um die verschiedenen Atomwaffen fallen zu lassen, die sich dann in der Entwicklung befinden. Eine große Reichweite und eine hohe Nutzlast sind offensichtliche Anforderungen, aber sie kommen auch zu dem Schluss, dass der Bomber nach dem Abwurf der Atombomben Überschall sein muss, um der Explosion der Explosion zu entkommen. Das Flugzeug muss außerdem groß genug sein, um die richtige Bombenlast und ausreichend Treibstoff zu transportieren, um Missionen ohne Betankung zwischen den angrenzenden Vereinigten Staaten und der Sowjetunion durchzuführen .

Seit einiger Zeit untersucht die Luftfahrtindustrie das Thema. Seit Mitte der 1940er Jahre besteht großes Interesse daran, ein Flugzeug mit Atomantrieb als Bomber einzusetzen . Bei einem herkömmlichen Turbostrahl wird Strom durch Beschleunigen der Luft geliefert, was durch Erhitzen durch Verbrennung von Kraftstoff erreicht wird . In einem Kernmotor wird Wärme von einem Reaktor geliefert, obwohl eine kleine Menge konventionellen Brennstoffs zur Verwendung während Starts und Hochgeschwindigkeitspassagen abgeführt wird. Eine Alternative ist die Verwendung von mit Bor angereicherten hochenergetischen Kraftstoffen ( Zip-Kraftstoffen ), die die Energiedichte des Kraftstoffs um etwa 40% verbessern und für Versionen bereits vorhandener Turbojets verwendet werden können. Hochenergetische Kraftstoffe scheinen ausreichende Leistungsverbesserungen zu bieten, um einen strategischen Bomber herzustellen, der Überschallgeschwindigkeiten erreichen kann.

WS-110A

Die USAF verfolgen diese Entwicklungen genau und im Jahr 1955 den frei Allgemeinen Operational Requirement n o  38, für einen neuen Bomber mit der Last und Interkontinentalbereich der B-52 und der maximalen Geschwindigkeit von Mach 2 der Convair B-58 Hustler . Der neue Bomber sollte 1963 in Dienst gestellt werden. Anschließend wurden eine Nuklearversion und eine andere konventionelle Version untersucht. Der atomgetriebene Bomber befindet sich unter dem „  Waffensystem 125A  “ und wird von der Turbojet-Version „Waffensystem 110A“ begleitet.

Für die WS-110A fordert das Luft- und Entwicklungskommando der USAF (ARDC) einen Bomber mit chemischem Kraftstoff mit einer Reisegeschwindigkeit von Mach 0,9 und der höchstmöglichen Geschwindigkeit über eine Entfernung von 1.852  km (1.000  NM ) für den Flug in der Nähe von an das Ziel. Die Nutzlast sollte 22.670 sein  kg ( 50.000  lb ) und der Bereich von 7.400  km (4.000  NM ). Die Luftwaffe hatte 1955 ähnliche Anforderungen an die WS-110L , ein interkontinentales Aufklärungssystem. aber es wurde 1958 wegen einer besseren Wahl abgesagt. ImJuli 1955Sechs Subunternehmer werden ausgewählt, um Vorschläge zu den Studien des WS-110A zu unterbreiten. Boeing und North American Aviation (NAA) unterbreiten Vorschläge und die8. November 1955erhalten Verträge für die Entwicklung der Phase 1.

Mitte 1956 präsentierten die beiden Unternehmen die ersten Projekte. Das Nachbrennersystem verwendet hochenergetischen Kraftstoff, wodurch die Reichweite im Vergleich zu herkömmlichem Kraftstoff um 10 bis 15% erhöht wird. Beide Flugzeuge müssen mit zusätzlichen großen Tanks ausgestattet sein, die an den Enden der Flügel angebracht sind. Sobald es leer ist, wird erwartet, dass letzteres freigegeben wird, bevor die Phase des Überschallfluges in Richtung des Ziels beginnt. Panzer befinden sich auch im äußeren Teil der Flügel und können abgeworfen werden, um den Flügel besser für Überschallgeschwindigkeiten geeignet zu machen. Nach dem Auswerfen haben diese letzteren Reservoire eine trapezförmige Form. Der so modifizierte Flügel ermöglicht dem Flugzeug die bestmögliche Leistung. Die Flugzeuge beider Projekte müssen mit einem bündigen Cockpit ausgestattet sein , um die bestmögliche aerodynamische Reinheit zum Nachteil der Sichtbarkeit zu gewährleisten.

Für beiden Projekte ist das maximale Startgewicht rund 340.000  kg ( 750.000  lb ) mit vollem Brennstoff. Die Programme werden von der Luftwaffe ausgewertet und inSeptember 1956werden sie als zu groß und kompliziert für Operationen angesehen. General Curtis LeMay ist abweisend und erklärt: "Dies ist kein Flugzeug, es ist eine Formation von drei Flugzeugen . " Die Luftwaffe beendet Phase 1 der Entwicklung durchOktober 1956 und bittet die beiden Flugzeughersteller, die Designstudie fortzusetzen.

Neue Projekte

Während die Vorschläge untersucht werden, schreiten die Fortschritte im Überschallflug rasch voran. Für den Überschallflug ist die Verwendung eines Delta-Flügels besser geeignet, und dieser Flügeltyp ersetzt somit den der ersten Projekte, wie die gekehrten und trapezförmigen Flügel, die in Flugzeugen wie dem Lockheed F-104 Starfighter oder den ersten WS-110-Projekten verwendet werden . Die Motoren müssen mit hohen Temperaturen und der großen Variation der Lufteinlassgeschwindigkeit fertig werden, die für lange Überschallflüge erforderlich ist.

Diese Studien ermöglichen eine interessante Entdeckung: Wenn ein Motor speziell für hohe Überschallgeschwindigkeiten optimiert ist, kann es vorkommen, dass er doppelt so viel Treibstoff verbraucht, wenn das Flugzeug im Unterschall fliegt. Der Bomber muss jedoch in der Lage sein, mit der vierfachen Geschwindigkeit zu fliegen. In Bezug auf den Kraftstoffverbrauch im Verhältnis zur zurückgelegten Strecke ist die sparsamste Reisegeschwindigkeit die Höchstgeschwindigkeit. Diese Eigenschaft ist völlig unerwartet. Wenn das Flugzeug Mach 3 erreichen soll , ist es vorzuziehen, dass es die gesamte Mission mit dieser Geschwindigkeit abschließt. Es bleibt dann die Frage, ob eine solche Idee technisch machbar ist; jedoch inMärz 1957Die Motorenentwicklung und die Prüfung von Windkanälen sind so weit fortgeschritten, dass diese Idee berücksichtigt werden kann.

Das Design der WS-110 wurde geändert, damit das Flugzeug für die Dauer seiner Mission mit Mach 3 fliegen kann . Der Spezialbrennstoff muss im Nachbrenner verwendet werden, um die Reichweite zu erhöhen. North American und Boeing reichen ihre Vorschläge ein: Die beiden Flugzeuge haben einen langen Rumpf und einen großen Deltaflügel und ihr Hauptunterschied ist der Motor. Das nordamerikanische Projekt sieht sechs Turbojets vor, die in einer großen Gondel unter dem Rumpf hinten platziert sind. Im Boeing-Flugzeug müssen die Reaktoren in einzelnen Gondeln platziert werden, die wie der B-58 Hustler unter den Tragflächen aufgehängt sind .

North American geht viele Dokumente durch, um andere Vorteile zu finden. Dies veranlasst zwei Experten im Windkanal der NACA , 1956 einen Bericht mit dem Titel Flugzeugkonfigurationen zur Entwicklung hoher Auftriebswiderstandsverhältnisse bei hohen Überschallgeschwindigkeiten und (auf Französisch: Konfigurationen von Flugzeugen mit hohem Auftriebskoeffizienten / Luftwiderstand bei hohen Überschallgeschwindigkeiten) zu veröffentlichen. Diese Idee, die als Kompressionslift bezeichnet wird, beinhaltet die Verwendung der Stoßwelle, die von der Nase oder anderen Angriffsabschnitten des Flugzeugs erzeugt wird, als Druckluftquelle. Durch die genaue Positionierung des Flügels in Bezug auf den Aufprall kann sich unter dem Baldachin ein großer Druck aufbauen, der den Auftrieb erhöht. Die so entworfenen Flugzeuge tragen den englischen Namen "  waveriders  (en)  ", ein Begriff, der auf Französisch als "chevaucheur d'onde" übersetzt werden könnte, in Verbindung mit der Tatsache, dass das Flugzeug teilweise von der Überschallschockwelle "getragen" wird unter seinem Flügel gefangen. Um diesen Effekt optimal zu nutzen, wurde der untere Teil des Flugzeugs neu gestaltet, um einen großen dreieckigen Lufteinlass weit vor den Triebwerken aufzunehmen, der die Stoßwelle an einen besseren Ort verschiebt. Die Motoren, die dann in einzelnen Gondeln platziert werden, sind in einer großen Gondel unter dem Rumpf installiert.

North American verbessert das Projekt durch Hinzufügen von Gelenkflügelspitzen ( Lachs ), die sich bei hoher Geschwindigkeit absenken. Dies ermöglicht es, die Stoßwelle zwischen den beiden abgesenkten Enden unter dem Schaufelblatt zu halten. Das Flugzeug hat somit mehr vertikale Oberflächen, was die Seitenstabilität bei hoher Geschwindigkeit erhöht. Die vom Flugzeughersteller gewählte Lösung hat einen weiteren Vorteil: In dieser Position wird die Flügelfläche am Heck des Tragflügels reduziert, wodurch die Verschiebung des Auftriebsmittelpunkts nach hinten während der Geschwindigkeitssteigerung ausgeglichen wird . Unter normalen Bedingungen erzeugt dieses Phänomen ein Drehmoment nach unten, das durch die Auslenkung des Aufzugs nach oben ausgeglichen werden muss , wodurch der Luftwiderstand erhöht wird .

Ein weiteres zu lösendes Problem betrifft die durch die Luftreibung erzeugte Wärme; Während eines Fluges mit Mach 3 beträgt die durchschnittliche Temperatur an der Oberfläche des Flugzeugs 230  ° C , an den Vorderkanten 330  ° C und kann auf Höhe der Triebwerksgondel bis zu 540  ° C ansteigen . Um das Problem zu lösen, beschließt Nordamerika, Verbundwerkstoffe zu verwenden  . Die Verkleidungsplatten bestehen aus zwei Edelstahlplatten, zwischen denen eine Wabenstruktur eingesetzt ist . Das teure Titan sollte an den exponiertesten Stellen wie den Vorderkanten und der Nase verwendet werden. Ein Wärmetauscher kühlt die einströmende Luft, während der Treibstoff erwärmt wird, wodurch die Temperatur im Flugzeug gesenkt wird.

Das 30. August 1957Nach Ansicht der Luftwaffe sind die verfügbaren Informationen zu den Projekten von Nordamerika und Boeing ausreichend und der Wettbewerb kann gestartet werden. Am 18. September gab die Luftwaffe ihre Forderungen bekannt: Das Flugzeug muss eine Reisegeschwindigkeit von Mach 3 bis 3,2 haben , eine Höhe über dem Ziel von 21.000 bis 23.000  m (70.000 m bei 75.000  ft ), eine Reichweite von bis zu 16.900  km und eine belastete Masse darf 220.000 kg nicht überschreiten  . Das Flugzeug muss in der Lage sein, dieselben Hangars und Landebahnen wie die B-52 zu benutzen . Das23. Dezember 1957, Nordamerikaner wird zum Gewinner des Wettbewerbs erklärt und, der 24. Januar Als nächstes erhält der Flugzeughersteller einen Auftrag für die erste Entwicklungsphase.

Im Februar 1958erhält das Projekt die Bezeichnung B-70; Prototypen erhalten das Präfix "X", was darauf hinweist, dass es sich um Versuchsflugzeuge handelt. Anfang 1958, am Ende eines USAF-Wettbewerbs mit dem Titel "Donner un nom au B-70" ("  Name the B-70  "), wurde der Name "  Valkyrie  " ausgewählt, der aus 20.000 Vorschlägen ausgewählt wurde. Im März erteilte die Luftwaffe ihre Genehmigung, das Programm zu beschleunigen und um 18 Monate zu verkürzen, wodurch die Herstellung der ersten Kopie auf vorangetrieben wurdeDezember 1961. Ende des Jahres kündigt der Dienst jedoch an, dass die Beschleunigung des Programms aufgrund fehlender Mittel nicht möglich sein wird. Im Dezember gibt die Luftwaffe einen Phase-II-Vertrag heraus. Ein Modell der B-70 wird von der Luftwaffe in überprüftMärz 1959. Die Versorgung mit Luft-Boden-Raketen und Außentanks ist für später erforderlich. Gleichzeitig entwickelt Nordamerika den Überschallabfangjäger F-108 . Um die Entwicklungskosten zu senken, müssen die beiden Turbojets des F-108 mit denen des B-70 identisch sein. Der Abfangjäger muss auch die Auswurfkapsel und andere Systeme mit dem Bomber teilen. Anfang 1960 veröffentlichten North American und die USAF das erste Design des XB-70.

Das "Raketenproblem"

Die B-70 ist für Bombenangriffe mit hoher Geschwindigkeit und großer Höhe ausgelegt, wobei die Tendenz besteht, Bomber schneller und höher und höher und höher fliegen zu lassen. Zu der Zeit, Flugabwehr- bombardieren basierend auf Kampfflugzeuge und Flakartillerie (AAA). Schneller und höher zu fliegen macht es schwierig, den Bomber zu treffen. Seine hohe Geschwindigkeit ermöglicht es ihm, die Waffenaktionszone schneller zu verlassen, und seine hohe Flughöhe erhöht die Zeit, die Jäger benötigen, um ihre Höhe zu erreichen. Außerdem müssen Flugabwehrwaffen größer sein, um diese Höhen erreichen zu können.

Bereits 1942 kamen deutsche Flak- Kommandeure zu dem Schluss, dass Flugabwehrartillerie gegen Jets nicht sehr effektiv sein würde; Um sich an diese neue Art von Zielen anzupassen, starteten sie die Entwicklung von Lenkflugkörpern. Die meisten Armeen kommen zu dem gleichen Schluss und veranlassen die Vereinigten Staaten und das Vereinigte Königreich, vor Kriegsende Raketenprojekte zu entwickeln. Der Grüne Streitkolben  (en) Großbritannien ist eine letzte Flugabwehrwaffe, die entwickelt wurde. Das Projekt wurde jedoch 1957 eingestellt.

In den frühen 1950er Jahren waren Abfangflugzeuge die einzigen wirksamen Waffen gegen Bomber , deren Leistung sich ständig weiterentwickelte, auch wenn bei den neuesten Modellen die Probleme ungelöst blieben. In den späten 1950er Jahren konnten sowjetische Abfangjäger trotz ihrer relativ geringen Geschwindigkeit die Höhe des Aufklärungsflugzeugs Lockheed U-2 nicht erreichen . Anschließend wird festgestellt, dass ein Flugzeug, das schneller fliegt, aufgrund eines Erkennungs- / Sweep-Verhältnisses (später umbenannt in "Erkennungswahrscheinlichkeit") viel schwieriger von Radargeräten zu erkennen ist, was die Erkennung durch feindliche Abfangjäger erschwert.

Ende der 1950er Jahre veränderte die Ankunft der ersten wirksamen Flugabwehrraketen die Situation grundlegend. Die Raketen können sofort abgefeuert werden, und die Zeit, die der Kampfpilot benötigt, um das Cockpit zu erreichen, wird somit reduziert. Die Lenkung erfordert keine Verfolgung über ein großes Gebiet oder die Berechnung einer Einsatzroute: Ein einfacher Vergleich der Zeit, die der Flugkörper benötigt, um die Höhe seines Ziels zu erreichen, liefert einen Ablenkwinkelwert, der zum Abfeuern erforderlich ist. Darüber hinaus bleiben Raketen in einer höheren Höhe als Flugzeuge einsatzbereit, und die Anpassung an neue Flugzeuge ist kostengünstig. Die Vereinigten Staaten werden über die Fortschritte der Sowjets auf diesem Gebiet informiert, und die Einsatzdauer der U-2 wird verkürzt. Sobald sie verbessert sind, ist sie anfällig für Raketen. Seine Verwundbarkeit ans Licht kam im Jahr 1960, wenn die U-2 gesteuert von Francis Gary Powers wurde abgeschossen über die Sowjetunion.

Angesichts dieses Problems wird die Militärdoktrin geändert: Die Überschallbombardierungsmissionen in großer Höhe werden zugunsten von Penetrationsmissionen in geringer Höhe geändert. Radargeräte haben einen Schattenbereich, daher können Flugzeuge schwer zu erkennen sein, wenn sie in Bodennähe fliegen und sich hinter dem Gelände verstecken. Raketenstartplätze, die so positioniert sind, dass sich ihre Einsatzbereiche beim Angriff auf Bomber in großer Höhe überlappen, müssen für niedrig fliegende Bomber große Lücken zwischen ihren Radarabdeckungen lassen. Mit einer Karte der Raketenstartplätze können Bomber um Verteidigungsanlagen herumfliegen und zwischen ihren Erkennungsfeldern slalomieren. Außerdem werden die ersten Raketen zu Beginn ihres Fluges nicht geführt, bis die Radargeräte ihnen folgen und ihnen Leitsignale senden können. Mit der SA-2 Guideline- Rakete beträgt die minimale Eingriffshöhe ungefähr 610  m (2.000 ft) über dem Boden. Wenn ein Bomber unter dieser Höhe fliegt, ist er für Raketen praktisch unverwundbar, selbst wenn er in ihrer Reichweite fliegt.

Low-Level-Flug bietet Bomber auch Schutz vor Jägern. Radargeräte der Zeit konnten den Boden nicht überwachen; Wenn die Radarantenne auf den Boden gerichtet ist, um Ziele mit niedrigem Pegel zu erkennen, überwältigen die zahlreichen Störreflexionen vom Boden das vom Ziel zurückgegebene Signal und machen es für einen Beobachter vollständig verdeckt. Ein Abfangjäger, der in normalen Höhen fliegt, kann Bomber, die weit unten fliegen, möglicherweise nicht erkennen. Der Abfangjäger kann dann seine Höhe verringern, um den sichtbaren „klaren“ Himmelsbereich zu vergrößern. Die Reichweite des Radars wird jedoch wie bei Raketen verringert (in geringer Höhe befindet sich der visuelle Horizont nicht sehr weit vor dem Flugzeug). Außerdem steigt der Kraftstoffverbrauch und die Dauer der Mission nimmt ab. Erst 1972 und mit der Ankunft des High Lark- Radars stellte die Sowjetunion Abfangflugzeuge in Dienst, die in der Lage waren, nach unten zu beobachten. Selbst dieses Radar mit starker vertikaler Neigung - bekannt unter den englischen Sprechern "  Look-Down, Shoot-Down  " - hat jedoch eine begrenzte Kapazität.

Das Strategic Air Command befindet sich selbst in einer schwierigen Position. Bomber sind so konstruiert, dass sie bei hoher Geschwindigkeit und großer Höhe effektiv sind. Das Erreichen dieser Leistung ist mit hohen Kosten für technische und finanzielle Investitionen verbunden. Bevor die B-70 die B-52 als Langstreckenbomber ersetzen sollte, beauftragte die SAC die B-58 Hustler , die B-47 Stratojet als Mittelbomber zu ersetzen . Die Entwicklung des Hustler ist teuer, ebenso wie der Kaufpreis des Flugzeugs; Im Vergleich zum B-47 verbraucht es viel mehr und erfordert mehr Wartung. Die Betriebskosten werden auf das Dreifache der B-52 geschätzt.

Die B-70, die für noch höhere Geschwindigkeiten als die B-58 ausgelegt ist, ist viel stärkeren Belastungen ausgesetzt. In großer Höhe ist die B-70 viermal schneller als die B-52, in geringer Höhe jedoch auf Mach 0,95 begrenzt , was in diesem Flugbereich kaum besser ist als die letztere. Außerdem ist die Bombenlast geringer und die Reichweite geringer. Sein einziger großer Vorteil ist seine Fähigkeit, in Gebieten, die nicht von Raketen bedeckt sind, mit sehr hoher Geschwindigkeit zu fliegen, insbesondere auf dem langen Weg von den Vereinigten Staaten in die UdSSR. Dieses Interesse ist jedoch begrenzt, da der Hauptgrund für die Aufrechterhaltung einer Bomberstreitmacht in einer Zeit, in der ballistische Raketen auftauchen, darin besteht, dass Bomber sehr weit von ihren Stützpunkten entfernt in der Luft bleiben können und sich außerdem während Stealth-Angriffen von ihren Stützpunkten fernhalten . In diesem Fall darf der Bomber seine hohe Geschwindigkeit nur für kurze Zeit zwischen den Versammlungsgebieten und den sowjetischen Küsten einsetzen.

Stornierung

Der B-70-Bomber war bereits vor seinem ersten Flug eine veraltete Waffe: Die Fähigkeit der Roten Armee, Stratosphärenflugzeuge mit Boden-Luft-Raketen zu zerstören (Ursache für die Zerstörung von Gary Powers ' U-2 im Jahr 1960), führte zu einem Wechsel von Richtung bei der Auswahl der strategischen Vektoren. Dies begünstigte einerseits die Entwicklung von ICBMs und andererseits die Entwicklung von Flugzeugen, die in geringer Höhe unter dem Radarstrahl in den feindlichen Luftraum eindringen und vor Flugabwehrraketen geschützt sind. 1962 wurde auf Entscheidung des damaligen Verteidigungsministers der Vereinigten Staaten , Robert McNamara , das Projekt eines in großer Höhe fliegenden Ultraschallbombers aufgegeben. Für eine Weile wird eine strategische Aufklärungs- / Angriffsversion in Betracht gezogen, bevor sie wiederum aufgegeben wird. Es sollte RS-70 (RS für Aufklärungsschlag) heißen. Zwei Beispiele für den XB-70 wurden jedoch im Rahmen einer Zusammenarbeit zwischen USAF und NASA zu Forschungszwecken gebaut. Von 1964 bis 1969 führten sie mehr als 120 Testflüge durch, erreichten eine Geschwindigkeit von Mach 3,08 und eine Höhe von 23.000 Metern und klärten die Probleme auf, die mit der Entwicklung eines möglichen kommerziellen Überschallflugzeugs verbunden waren.

Versuchsflugzeuge

Nach der Annullierung des ersten Projekts werden die beiden bereits gebauten Prototypen des Flugzeugs von der amerikanischen Weltraumbehörde ( NASA ) als Prüfstände verwendet, um Daten über ein potenzielles zukünftiges amerikanisches Überschalltransportflugzeug zu sammeln (auf Englisch  : „  Supersonic Transport  “ oder) SST). Tatsächlich warf die Bluff-Performance der neuen französisch-englischen Überschall- Concorde ab Anfang der 1960er-Jahre die Vereinigten Staaten in das Abenteuer des zivilen Überschalltransports, in dem Projekte wie das Lockheed L-2000 geboren wurden , die später aufgegeben wurden und Boeing 2707 .

Aus NASA-Aufzeichnungen geht hervor, dass die erste XB-70 , Seriennummer 62-001 , ihren Jungfernflug von Palmdale zur Edwards Air Force Base am absolvierte21. September 1964, von denen zwischen 1964 und 1965 eine ganze Reihe von Lufttüchtigkeitstests mit Piloten der nordamerikanischen Firma, aber auch Piloten der US Air Force durchgeführt wurden . Das Flugforschungszentrum ist verantwortlich für die Vorbereitung der Installation von Messinstrumenten, die während des Fluges verwendet werden.

Obwohl beabsichtigt war, mit Mach 3 zu fliegen , stellt sich heraus, dass die erste XB-70 eine schlechte Seitenstabilität aufweist, wenn sie beginnt, Mach 2,5 zu überschreiten , und das Flugzeug letztendlich nur einen Mach 3- Test durchführt . Die gesammelten Daten sind jedoch zahlreich und werfen den Schleier über die erhebliche Anzahl von Herausforderungen, die für diejenigen, die einen zukünftigen amerikanischen Arbeitsschutz entwerfen möchten, noch zu bewältigen sind. Dazu gehören Fluglärm, Betriebsprobleme, der Entwurf zuverlässiger Steuerungssysteme sowie die Unterschiede zwischen Vorhersagen, die während Windkanaltests gemacht wurden, und tatsächlichen Daten, die während der Flüge gesammelt wurden. Zu berücksichtigen sind auch die Höhenlagen und die dort ständig vorhandenen starken Luftströmungen.

Auf Anraten der NASA Ames Research Center , die zahlreichen Tests im Windkanal durchgeführt, der zweiten Prototyp, Serien 62-001 , wurde mit der Zugabe von gebaut 5 ° von V - Form auf die Flügel. Es machte seinen ersten Flug weiter17. Juli 1965und seine aerodynamischen Modifikationen sind sofort spürbar, da das Flugzeug bei hoher Geschwindigkeit ein viel besseres Handling hat. Dieses zweite Flugzeug erreichte Mach 3 zum ersten Mal3. Januar 1966. Im Juni hatte er bereits insgesamt neun Flüge mit dieser Geschwindigkeit durchgeführt.

Eine zwischen der NASA und der US Air Force unterzeichnete Kooperationsvereinbarung sieht vor, das zweite Flugzeug für Hochgeschwindigkeitsforschungsflüge zur Unterstützung des inzwischen offiziell gewordenen SST-Programms einzusetzen. In der Tat scheint das Flugzeug der perfekte Kandidat zu sein, um das - schwierige - Gelände eines Überschallfluges zu räumen, Formen und Abmessungen zu teilen, die denen der laufenden Arbeitsschutzprojekte ähneln, und Legierungen und Materialien sehr ähnlicher Art zu verwenden. Es sollte möglich sein, typische Flugkonfigurationen eines SST zu erstellen und die Auswirkungen von Schallwellen zu bewerten, die durch Überschallflug während Flügen über Land erzeugt werden. Diese Pläne scheiterten jedoch definitiv mit dem Unfall von8. Juni 1966Wenn eines der Follower-Flugzeuge F-104N Starfighter in Formation mit der XB-70 fliegt, schlägt es zu und verursacht ihren Verlust und den Tod von zwei Personen (der F-104-Pilot und Copilot der XB-70 ). Dieses Exemplar war das einzige, das wirklich in der Lage war, das Flugfeld bei Mach 3 zu erkunden , und sein Verlust bedeutet das Ende des Walküre- Abenteuers .

Während das zweite Flugzeug Opfer seines Unfalls ist, wird das erste gewartet und einige Änderungen vorgenommen. Es nimmt vorher nicht wieder die Luft3. November 1966Erreichen einer Höchstgeschwindigkeit von Mach 2.1 . Dazwischen wurden elf gemeinsame Flüge zwischen der NASA und der Luftwaffe durchgeführtNovember 1966 und das Ende des Monats von Januar 1967mit einer Höchstgeschwindigkeit von Mach 2,57 über die gesamte Dauer dieser Flüge. Diese neuesten Tests des Programms sind Teil eines Forschungsprogramms zu Überschallschockwellen, das als „  National Sonic Boom Program  “ bekannt ist und bei dem das Flugzeug mit mehreren unterschiedlichen Geschwindigkeiten, in unterschiedlichen Höhen und mit unterschiedlichen Massen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fliegen muss Ein Bereich voller Instrumente an der Edwards-Basis. Diese Flüge machen es möglich , eine „Karte“ der erstellen Überschallschockwelle durch das Flugzeug erzeugt, bekannt auf Englisch als „  Boom Carpet  “ und macht es möglich , dass für ein großes Flugzeug zu beobachten , wie die XB-70 - und einer Fortiori the Future SST - Die Druckpegel dieser Schallwelle sind hoch genug, um die Landinfrastruktur zu beschädigen. Schlimmer noch, wenn das Flugzeug in eine Kurve eintritt, konvergieren die Schallwellen zwischen ihnen und es werden mehrmals doppelt so hohe Überdruckpegel beobachtet.

Nach diesen Tests ist das Flugzeug zweieinhalb Monate am Boden und die Luftwaffe glaubt, dass es Zeit ist, das XB-70-Programm an die NASA zu übergeben (bis dahin waren die Flüge gemeinsame Programme der beiden Verwaltungen). Paul Bikle, Direktor des Flugforschungszentrums ( Flight Test Center FRC) und Generalmajor Hugh Manson, Commander Test Center der US Air Force ( Air Force Flight Test Center , AFFTC), bilden ein gemeinsames Komitee XB -70 FRC / AFFTC am15. März 1967. Dieses Komitee nimmt in der Tat das Beispiel derjenigen, die während der Hebekörper und X-15-Programme geschaffen wurden , die dann in dieser Zeit durchgeführt wurden. Tatsächlich befindet sich das XB-70-Programm jetzt in den Händen der NASA, erhält jedoch weiterhin Unterstützung der Luftwaffe für die Flugzeugwartung und die Bereitstellung von Testpiloten .

Der Erstflug der XB-70 im Auftrag der NASA findet am statt25. April 1967, gefolgt von zwölf weiteren Suchflügen nach März 1968. Diese Flüge ermöglichen es, Daten zu sammeln, die mit den Ergebnissen korrelieren, die mit einem an Land im Ames-Zentrum installierten Arbeitsschutzsimulator und einem Flugsimulator des FRC erzielt wurden. Die anderen Forschungsziele betreffen die strukturelle Reaktion auf Turbulenzen, die Bestimmung der Manövrierfähigkeitseigenschaften bei Landungen, das von der Grenzschicht erzeugte Geräusch , die Effizienz der Lufteinlässe und die dynamische Entwicklung ihrer Struktur, einschließlich der Messung der Torsion Rumpf und die Analyse der auf die Canard-Ebenen ausgeübten Kräfte.

Das Flugzeug wird nach einem letzten Flug weiter modifiziert 21. März 1968. Während Suchflügen bemerkten XB-70- Piloten häufig Änderungen in Trimmung und Vibrationen ( Buffeting ) während Hochgeschwindigkeitsflügen in großen Höhen. Diese Effekte waren in der Tat das Ergebnis von Luftturbulenzen und Temperaturschwankungen in der oberen Atmosphäre. Für ein spezialisiertes Forschungsflugzeug sind diese Eigenschaften nichts anderes als eine kleine Unannehmlichkeit, aber für ein kommerzielles SST würden diese Effekte den Flug für die Passagiere unangenehm machen, die Arbeitsbelastung für die Piloten erhöhen und strukturelle Ermüdung induzieren, die die Lebensdauer des Flugzeugs verkürzt. Das Flugzeug erhält dann zwei kleine Querruder, die zu dem als ILAF bezeichneten Experiment gehören (aus dem Englischen  : Identisch lokalisierte Beschleunigung und Kraft ). Diese drehen sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu acht Zyklen pro Sekunde um 12 ° und induzieren im Flugzeug strukturelle Vibrationen mit einer bekannten Frequenz und Amplitude. Die Beschleunigungsmesser des XB-70 erkennen diese Störungen und weisen das Stabilitätssteigerungssystem des Flugzeugs an, die Schwingungen zu dämpfen. Wenn die Suchflüge des Programms enden, wird die11. Juni 1968Das ILAF-System hat seine Fähigkeit bewiesen, die Auswirkungen von Turbulenzen und Temperaturänderungen in großen Höhen zu reduzieren.

Trotz der Leistungen des Flugzeugs geht das Forschungsprogramm XB-70 jedoch zu Ende. Die NASA hat mit der Luftwaffe eine Vereinbarung getroffen , Forschungsflüge mit zwei Lockheed YF-12A und einem "  YF-12C  " - tatsächlich einer SR-71  - durchzuführen. Diese Flugzeuge sind dann technologisch weit fortgeschrittener als die XB. -70 . Insgesamt die beiden Walküren aufgezeichnet 1  h  48  min Flug bei Mach 3 während ihres Programms. Eine SR-71 kann diese Flugzeit bei Mach 3 in einem einzigen Flug absolvieren.

Der Prototyp n o  1, nur verbleibende Kopie des Programms als Folge des Verlustes von n o  2, wird dann auf das übertragen National Museum of the United States Air Force (NMUSAF) nach Dayton in Ohio , die4. Februar 1969 während seines letzten Fluges.

Prototypen gebaut

Luftfahrzeug 1 (AV1)

Die erste Kopie der XB-70 Rollen aus Air Force Anlage 42 Workshops auf11. Mai 1964in Palmdale , Florida . Es ist mit einer weißen Lackierung bedeckt, um die Wärmestrahlung der Sonne nicht zu absorbieren. Die Vorderseite des Flugzeugs vor dem Cockpit ist schwarz lackiert, damit die Sonnenstrahlen von der Farbe absorbiert werden und den Piloten und Copiloten bei Höhenflügen nicht blenden. Es nimmt die ab21. September 1964, pilotiert von Colonel Joe Cotton. Bei den ersten Unterschallflügen löst sich die Farbe in Flecken. Dieses eher anekdotische Problem wurde schnell gelöst. Das Flugzeug erreichte Mach 1 am12. Oktober 1964, während des dritten Fluges, dann Mach 2 weiter24. März 1965während des achten Fluges. Mit zunehmender Testgeschwindigkeit trat ein weiteres, schwerwiegenderes Problem auf: Wabenplatten lösten sich. Einer dieser Vorfälle führte zum vollständigen Verlust von drei Reaktoren durch Aufnahme von Trümmern (das Flugzeug stürzte gegen die anderen drei Triebwerke, die ebenfalls beschädigt waren). Schließlich erreichte der AV1 Mach 3 am14. Oktober 1965- Jahrestag der ersten Überquerung der Schallmauer im Jahr 1947 - während ihres siebzehnten Fluges. Es ist seitdem das schwerste Flugzeug, das mit dieser Geschwindigkeit geflogen ist. Kurzlebiger Triumph: Nach zwei Flugminuten löst sich ein sperriges Flügelelement. Diesmal schafft es das Flugzeug wieder zurückzukehren. Die USAF zieht es daher vor, sie auf eine Geschwindigkeit von Mach 2,5 zu beschränken , zumal sie jetzt über die AV2 verfügt.

Luftfahrzeug 2 (AV2)

Die zweite Kopie des XB-70 ist mit einem Frontradom ohne Radar sowie zusätzlichen Avionikelementen ausgestattet . Einige Stahlelemente wurden von der Erfahrung des ersten Prototyps profitiert und durch Titan ersetzt , das leichter und widerstandsfähiger ist. Es ist daher leichter als das AV-1 und weist im Flug keinen Verlust an Strukturelementen mehr auf. Es erreichte Mach 3.07 und erwies sich als fähig, diese Geschwindigkeit eine halbe Stunde lang aufrechtzuerhalten.

Der AV2-Unfall

Das 8. Juni 1966Der zweite Prototyp des XB-70 verlässt die Edwards Air Base , um im Auftrag der NASA und der FAA Überschallauslegermessungen durchzuführen . Auf dem Rückweg sollte ein Formationsflug General Electric , dem Hersteller der XB-70-Reaktoren, ermöglichen, neben einem F-4B Phantom II , einem F-104N Starfighter und einem F-5A Freedom Fighter Werbefotos des Flugzeugs zu machen und ein T-38 Talon , alle angetrieben von Firmenmotoren.

Während dieses Rückfluges kollidierte der F-104N Starfighter, der in den vom XB-70 erzeugten Nachlauf-Turbulenzen gefangen war , mit ihm und zerstörte seinen linken vertikalen Stabilisator. Der F-104-Pilot Joseph Albert Walker wird sofort getötet. Nach 16 Sekunden Flug dreht sich der Bomber und stürzt dann ab. Al White, der Pilot, wurde rechtzeitig ausgeworfen, aber sein Copilot Carl Cross konnte seine Kapsel aufgrund der Zentrifugalkraft nicht bedienen und wurde getötet. Der Verlust der zweiten Kopie, der einzigen, die Mach 3 wirklich erreichen kann , ist ein Schlag für dieses teure Programm. Da dieser Formationsflug von der Militärhierarchie nicht offiziell genehmigt wurde, wurden mehrere Beamte hastig und streng bestraft. Trotz allem wird das Programm fortgesetzt und mit den verbleibenden Flugzeugen werden noch 30 Flüge durchgeführt.

Am Ende des Programms wurde der intakte AV1-Prototyp im März 1967 an die NASA übergeben, bis er am an das Air Force Museum übertragen wurde 4. Februar 1969.

Folgen

Technische Daten (XB-70A)

Daten von Joe Baugher, Steve Pace, B-70 Aircraft Study und USAF XB-70 Fact Sheet.

Haupteigenschaften

Aufführungen

Rüstung


Anmerkungen und Referenzen

Anmerkungen

  1. Zitat von Theodore von Kármán (1945): "Die Größe und Leistung des mit Atomkraft angetriebenen Fahrzeugs würde hauptsächlich davon abhängen, ... das Triebwerksgewicht auf den Grenzwert zu reduzieren, der den Flug mit einer bestimmten Geschwindigkeit ermöglicht."
  2. Der NB-58 Hustler wurde für XB-70-Motortests verwendet, und der TB-58 wurde für die Verfolgung und das Training des XB-70 verwendet.
  3. Zitat: „  Dies ist kein Flugzeug, sondern eine Formation mit drei Schiffen.  " .

Verweise

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