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　　75年飞翼之梦结出了凶猛而硕大的果实

　　体现梦想、技术进步和美国式作战思想的一个历程

　　诺斯罗普飞翼传奇

　　□ 本刊特约撰述 戴 岭

　　◆ 回忆，以飞翼之名

　　自从一百年前莱特兄弟把笨头笨脑的“飞行者一号”弄上天以后，航空界的精英们就没有停止在天空中的探索。在他们的努力下，飞行器一步一步逼近更快、更高、更远的极限。20世纪20年代是飞机从双翼跨入单翼的年代，更是一个航空设计大师辈出的年代，在这些闪耀的群星中，约翰·努森·诺斯罗普是一个我们不应当也不能遗忘的名字。我们记住他不是因为他创立了美国航空业三强之一的诺斯罗普公司，而是因为他穷毕生之力，执着于飞翼飞行器的研制和探索。从理论上说，由于飞翼的气动外形有助于将阻力减到最小，因此它在速度、航程和飞行经济性上相对于传统结构的飞机有着无可比拟的优势。即使在今天，传统气动外形飞行器的飞行阻力仍然是飞翼的2-4倍。因此，在图纸上，飞翼完全配得上“飞行器的未来”的称号。但理论和实际总是存在差异的，飞翼设计实际上是将座舱、发动机和外挂设备舱一股脑都塞进了一对大翅膀里，这样的结果是飞机的控制面数量减少，在那个没有线传飞控系统的时代这是一个难以克服的困难。早期的飞翼探索者们几乎无一例外的受阻于飞行器不稳定、控制困难的问题。技术瓶颈加上动荡的外界环境使得大多数早期飞翼的探索者们或早或晚的在航空史的舞台上销声匿迹，只有诺斯罗普数十年如一日的坚持下来，设计出一架又一架的飞翼飞行器，不断向实用性方向前进。即使在他去世以后，诺斯罗普公司也没有放弃这种看似无望的探索，依然引领着飞翼飞行器的发展潮流。1989年7月17日，人类历史上第一架实用的飞翼轰炸机在爱德华兹空军基地腾空而起，在全世界的震惊中，恐怕只有诺斯罗普公司的设计人员们明白，B-2轰炸机的外形早在半个多世纪前就已经注定了。它只不过是约翰·诺斯罗普的一场长达75年的大梦的终结。

　　今天，航空史的研究者们会发现，整个20世纪的飞翼发展史(尤其是美国飞翼发展史)几乎就是诺斯罗普一个人的奋斗史。飞翼因为诺斯罗普而成为天空中的现实，诺斯罗普因为飞翼而成为后来者仰止的高山。大梦将醒，斯人已逝，没有人能够确知数十年奋斗的艰辛，更没有人能体会面对所有人怀疑乃至嘲笑的目光时诺斯罗普先生心中的片刻犹疑。我们只能在二十一世纪的第4个年头以飞翼之名去回顾诺斯罗普75年的飞翼传奇，去重温那个做了75年而终于实现的飞翼之梦。

　　◆ 新泽西乡间走来的美国航空巨擎

　　约翰·K·诺斯罗普于1895年生于新泽西州内沃克，9岁时随父母搬迁到加州圣芭芭拉。他对机械制造的巨大兴趣影响了学业，在工作以前他做过短期的汽车修理学徒、绘图员和木匠。1916年，诺斯罗普进入劳埃德兄弟公司(Loughead Brothers)工作，此时恰逢一战，诺斯罗普也应召服役，进入美国陆军通信兵部队。1923年，诺斯罗普改投道格拉斯飞机公司，参加了著名的“巡航者”号飞机的环球飞行工作。诺斯罗普在道格拉斯飞机公司做了4年的绘图员、设计师和项目工程师，参加了道格拉斯公司部分早期机型的研制。

　　1927年1月，约翰·诺斯罗普和另外3名工程师一起建立了洛克希德飞机公司(今天美国航空巨头之一的洛克希德·马丁公司的前身)，并设计了当时著名的全金属硬壳、悬臂式上单翼的“织女星”飞机。这种飞机被当时许多顶尖飞行员使用，如阿米利亚·伊尔哈特、休伯特·威尔金斯、弗兰克·霍克和威利·波斯特。他们驾驶“织女星”创造了多项速度记录。

　　此时在欧洲，飞翼概念已经得到了推广，在德国有亚历山大·利比肖和霍顿兄弟，在英国则是希尔。他们都制造了一些成功的飞翼飞机。

　　1923年，约翰·诺斯罗普在与安东尼·斯塔德曼讨论后开始对飞翼设计感兴趣。从1919-1927年，约翰·诺斯罗普一直和安东尼·斯塔德曼是同事，斯塔德曼在洛杉玑担任道格拉斯公司的工程经理时，年轻的诺斯罗普还只是一名普通工程师，两人后来又在洛克希德公司共事。斯塔德曼相信未来的理想飞行器就是真正的飞翼。从那一天起，诺斯罗普的生活目标就是设计和完善飞翼。利用空闲时间，两人一起制作了飞翼滑翔机。但是斯塔德曼后来声称由他制作的并展示给诺斯罗普看的飞翼模型是诺斯罗普后来设计的飞翼机的基础，两人之间的分歧于是不可弥和。

　　1928年，诺斯罗普建立了军用飞机公司(Avion Corporation)，在这里他制造了著名的“阿尔法”单翼机。诺斯罗普在此期间得到了加州科技协会古根海姆航空实验室主管——西奥多·冯·卡门博士的指点。而卡门博士的助手威廉·希尔斯则来到军用飞机公司担任空气动力部主管。沃尔特·瑟尼也在1929年开始为诺斯罗普工作，担任设计部主管助理。正是他们对诺斯罗普的鼓励和帮助，以及诺斯罗普公司员工们的努力，使得飞翼从设计图变成现实。

　　诺斯罗普在1928年进行了动力飞翼的第一次尝试。有必要提一下的是，他的这第一架实验飞机确实跟斯塔德曼的一张老照片上的模型很像。

　　1928年夏天，约翰·诺斯罗普正式开始了在飞翼领域的研究。他带领军用飞机公司全体员工制造并试飞了美国第一架类飞翼飞机。这架飞机的飞行员座舱和发动机都安置在机翼内，但在硕大的机翼后部伸出两根尾梁，支撑着双垂尾和平尾，因此它仍然算不得是一架真正的飞翼飞机。尽管如此，这仍然是当时最激进的设计方案了。它的翼展为9.3米，机长6.1米，高1.52米，翼面积为17.09平方米，展弦比5.12:1。前三点式起落架，鼻轮在前，两个主轮之间间隔2.74米。机头处装一台4缸90马力梅纳斯科发动机(Menasco)。当这架飞机在重新设计时(将发动机从机头移至机尾)换装了一台西鲁斯发动机(Cirrus)。

　　这架飞机在1929和1930年进行了无数次飞行，记录了大量极有研究价值数据。但30年代的大萧条使进一步的研究工作停顿下来。设计和建造传统外形飞机，在市场上赢利以养活自己的压力使他们不能将全部精力放在解决飞翼方案的问题上。

　　1930年的大萧条迫使诺斯罗普将公司卖给了联合飞机和运输机公司(United Aircraft and Transport Corporation)。1932年，大萧条达到顶峰的时候，诺斯罗普从道格拉斯飞机公司筹措部分资金建立了第一个以他名字命名的飞机公司。随后便制造了在20世纪30年代名噪一时的伽马(Gamma)和德尔塔(Delta)单翼机。1939年8月，由于与公司大股东道格拉斯公司管理层意见不合，诺斯罗普离开了他自己创建的公司(这个诺斯罗普公司后来成为道格拉斯公司的分公司)，在加州霍索恩创建了一个全新、完全独立的诺斯罗普飞机有限公司(Northrop Aircraft Inc.)。

　　◆ 只能飞5英尺高的先驱——N-1M

　　1939年9月，就在德国入侵波兰时，诺斯罗普开设了他自己的工厂。他的视线和想法仍然停留在他理想中的完美飞行器——飞翼上。他和冯·卡门、威廉·希尔斯并肩战斗：诺斯罗普画出飞翼的草图，冯·卡门在黑板上写下一长串的空气动力学方程式予以论证，而西尔斯则把他俩的想法记录下来。

　　这架由西尔斯记录下来的飞机就是N-1M。它是一架真正的飞翼。1939年7月，约翰·诺斯罗普开始对新的飞翼设计方案进行工程测试，该方案被命名为N-1M(这个编号的意思时诺斯罗普的第一型飞翼飞机)。N-1M源自诺斯罗普的一些早期设计和验证型号，它是美国第一种真正的飞翼飞机，也是诺斯罗普后来的一系列飞翼飞机——XB-35、YB-49乃至B-2的起点。约翰·诺斯罗普希望N-1M能赢得美国陆军航空队的订单，进而最终彻底改变现代飞行器的外形。为了确定飞翼的气动外形，N-1M项目小组进行了大量的风洞实验，筛选了多种飞翼方案。最后，N-1M的设计得益于新的低阻力、高稳定性的NACA机翼，同时改进了副翼襟翼和其他一些空气动力学装置。N-1M获得了“吉普”的绰号，它的外形也在1940年7月显现出来——酷似一个飞去来器。它的01号全尺寸木制模型由木头和钢管组成，翼展11.58米，长5.18米，高5.52米，翼面积达27平方米，展弦比为4.75:1。机翼上装升降副翼(因为飞翼没有水平尾翼，因此要提高操纵效果就必须增大升降舵距重心的距离，较好的方案使升降舵安置在翼梢处。而为了使副翼相对于纵轴的操纵力矩最大，副翼也装在翼梢处，这样很自然地就把升降舵和副翼结合在一个面上，成为“升降副翼”)，俯仰控制由机翼后缘的升降副翼完成。代替方向舵的是升降副翼外的后缘副翼，副翼可张开，增大阻力拉动机翼转弯。N-1M最初的设计机翼翼梢下反，希望能获得更好的方向稳定性，但后来研究人员发现下反的设计并没有如设想的那样改善方向稳定性，反而降低了升力，遂取消了翼梢的下反。为了降低阻力，2台65马力的利康明(Lycoming) 0-145 4缸发动机被埋藏在机身内(因为整个发动机传动轴都必须埋藏在机翼内，这就放大了发动机冷却的问题。这个问题在后来长期难以解决，到设计XB-35的时候，诺斯罗普不得不作出了将全部发动机和传动轴尽可能的伸出机翼外的设计)。在后来的试飞中发现该型发动机推力过小无法产生足够的升力，因此将之更换为2台120马力的6缸富兰克林6AC264F2空冷发动机。作为一种技术验证机，N-1M项目小组的工程师们在设计最初方案时就考虑到了成本因素。N-1M可以在地面通过改变翼面夹角、发动机和翼梢下反来改变它的外形。这个弹性的设计使工程人员可以利用一个平台获得几种不同气动外形的测试数据，大大降低了成本。

　　N-1M飞翼机于1940年7月3日在加州贝克干湖(Baker Dry Lake)首飞，试飞员为万斯·布里斯。这次首飞既幸运又不幸，幸运的是飞机开始一直起不来，在高速滑跑的最后阶段，飞机的机轮被布满砾石的干湖床弹起来，意外地在空中飞行了数百码。不幸的是，随即布里斯就向地面控制台报告说飞机不能飞到比5英尺更高的地方！

　　由于动力不足和设计缺陷，这架飞机无法脱离地效影响，只能像气垫船一样在极低的高度飞行。诺斯罗普在看到他漂亮的飞翼低空滑过穆洛克干湖床的时候沮丧地说：“看起来我们的飞机最多只能升到20英尺。”而且由于无法维持一个稳定的攻角，飞机难以稳定。诺斯罗普聘请的专家顾问——西奥多·冯·卡门博士找到了解决方案。他建议调整升降副翼的后缘。在随后的1940年和1941年，N-1M进行了超过200次飞行以收集更多的数据。

　　当万斯·布里斯离开N-1M项目转而负责测试北美公司B-25轰炸机后，诺斯罗普公司的项目主管莫耶·W·斯蒂芬被调来测试N-1M。1941年11月，在试飞28次后，斯蒂芬报告说，当飞行中尝试操纵N-1M沿它的垂直轴运动时，飞机会出现振荡倾向——这种振荡被称为荷兰翻滚(Dutch roll)。它的表现是，飞机机翼在地平线和垂直方向之间的平面内沿一个圆形轨迹交替的上升和下降。1942年5月，约翰·米耶斯代替斯蒂文成为N-1M的试飞员，完成了N-1M最后半年的试飞工作。

　　尽管N-1M的准确的试飞周期难以确定，因为诺斯罗普公司和美国陆军航空队的关于它的档案都已经丢失，但我们仍然知道在最初的试飞后，N-1M又在加州穆洛克干湖和罗萨蒙德干湖进行了试飞，大约在1943年1月，它被一架C-47运输机从穆洛克基地拖到诺斯罗普公司所在地——加州霍索恩进行了它的最后一次飞行。

　　从一开始，N-1M就被诸多问题困扰，机体超重且动力不足，早期的利康明发动机根本无法为飞机提供足够的升力，虽然后期更换了富兰克林发动机，动力系统功率提高了近1倍，但仍嫌不足，而且发动机过热的毛病一直没有解决。尽管存在这么多问题，诺斯罗普仍然使美国陆军航空队司令阿诺德将军确信，N-1M作为一种成功的飞翼飞机的先驱足以昭示一个新时代的到来。实际情况是N-1M确实为诺斯罗普后来的一系列飞翼飞行器打下了技术基础。

　　1945年，诺斯罗普将N-1M交给空军，希望它有一天能够被展出。1946年7月12日，飞机被送到印地安那州弗里曼机场。一个多月后，N-1M被赠送给国家航空航天博物馆内(National Air and Space Museum)，随后被安放在伊利诺斯州里奇公园内。1949年5月1日，N-1M飞机正式成为博物馆的收藏品，几年后以散件方式运至国家航空博物馆，修复后安置在华盛顿特区附近的马里兰州银山。1979年，一群志愿人员开始修复N-1M，1983年初，在它首飞四十年后，N-1M终于又重返蓝天。

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