百家爭鳴的黃金年代之捌:三倍速的女武神 [1/144; Armory Models; North American XB-70 Valkyrie]

百家爭鳴的黃金年代之捌:三倍速的女武神 [1/144; Ar

啟動日期:2024-JAN-01  完工日期:2024-JUN-23    拜工作暴忙及套件難搞之賜,這架又花了超~~久~~的時間。

XB-70是我覺得線條最優美的飛機,小時候第一次在書中看到她就深深被吸引。翼端下折地乘波飛行,這應該是外星人的太空船吧!我是這樣想著。不只是兒時的我感到震驚,當年蘇聯第一次得知這架飛機的存在時也嚇了好大一跳,趕緊做出一架米格-25來對抗,而這架米格-25回頭再嚇了西方世界好大一跳,這是後來的故事了。

冷戰初期還沒有洲際彈道飛彈,要進行核威懾美蘇雙方都必需到對方的領土丟原子彈,也就是開著長程轟炸機前往。二戰末期長程轟炸機己有雛型,B-29飛至日本領空投了二顆原子彈。當時轟炸機又大又慢,得要有戰鬥機保護才行,但戰鬥機體型小、載油量少,往往伴隨到目的地也差不多沒油了,轟炸機總是處在自求多福的狀態。而被攻擊的一方有地利優勢,可操作能快速升空的攔截機,基本上轟炸機就是個巨大標靶,轟炸機飛行員是風險很高的行業。

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這種模式在二戰後維持了一陣子,但隨著科技的進步慢慢地演化。首先是能長程跨洲際飛行的轟炸機出現(B-36),接著是噴射引擎讓轟炸機速度變快(B-47),再來大型化的噴射轟炸機出現(長壽的B-52),然後是倍音速的時代- 二馬赫的B-58。

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小說有講:「天下武功,唯快不破」。當時的想法是飛得越高、越快,轟炸機的生存機率越高,最好是高射砲打不到、戰鬥機追不上的境界。專家們掐指一算,三馬赫!如果能在70,000呎高空中飛到三馬赫基本上就吃了無敵星星,高枕無憂,同樣三馬赫的黑鳥偵察機系列(A-12, SR-71, YF-12)也是同時代相同概念的產品。

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於是乎本文的主角就開始計劃展開,當時已存在的B-58算是一架中型轟炸機,論酬載、航程、速度都不夠,新設計變成一架大型轟炸機,用來取代低速的B-52。她被命名為B-70 Valkyrie,Valkyrie瓦爾基麗是北歐神話中的女武神,依照維基的說法,女武神的人數各種傳說的說法不一,最多是十六個,最少是三個,但一般則說是九人,有興趣可以去維基查一下。

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追求速度的道路上,人類遇上了不少困難。當噴射引擎被發明,飛行速度立即到達時速九百公里,這時人類發現速度很難再加上去,因為在突破音速時遇上了「音障」。在貝爾X-1火箭試驗機首先突破音障之後,眾多的研究(如面積律、各種進氣口、大推力引擎等等)使得後來的飛機突破音速一倍變得不是太難,高性能戰機有二倍音速能力的也不少。但到了三倍音速(三馬赫)人類又遇上問題,三倍音速飛行時產生的高温,機身機翼常用的航空鋁材無法抵擋。飛機上用的材料要輕又要剛性和強度,鈦合金是理想的材料,但鈦合金不易取得又很貴,加工也不容易,使用相當受限(黑鳥偵察機家族就是以鈦合金為主體)。XB-70走的是另一條路,北美航空開發了一種不鏽鋼蜂巢結構板做為機身的蒙皮。下圖是美國空軍博物館的樣件,這技術也帶動了產業進化。

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F-107的故事裡提到,超音速飛行時可自動控制提供亞音速進氣給引擎使用的可變面積進氣口(VAID)成為北美公司的看家本領,也被應用在A-5民團式和XB-70轟炸機上。XB-70進一步利用了進氣口尖銳形狀產生的震波(Shock Wave)形成的高壓空氣(氣體動力學)用來提高升力、節省燃料、增加航程。這源自於1956年NACA (今NASA前身) 的一篇文:

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下圖說明了下折的翼尖可以將震波產生的動量轉換為朝下的方向,除了提供升力還可以增加橫向的穩定性。

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原文出自NASA網站,網址如下:
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19930089056/downloads/19930089056.pdf

北美公司的工程師仔細定位機翼相對於震波的位置,並設計了高速時下折的翼尖,抱住震波在機翼底部產生的額外升力,在三倍音速巡航時反而可以提供高的升阻比,XB-70約35%的升力是來自利用這種效應,藉以提高燃料效率來達成長程超音速巡航的目標,XB-70全程以三馬赫超音速巡航時可以達到最高的燃油效率。這種原理的飛行器有個很炫的名稱-- 乘波飛行器(WaveRider),XB-70是世界上第一架載人乘波飛行器。

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XB-70的動力來自六具GE* YJ93 渦輪噴射發動機,算是專用設計給北美 XB-70和北美 XF-108輕劍攔截機的動力裝置。YJ93 最初名為 J79-X275,是 J79發動機的放大版本,其中「275」意味著 2.75 馬赫,即發動機的目標運行速度。J79是軍迷很熟悉的發動機編號,運用於F-4幽靈機和F-104上,B-58也採用它。回到YJ93,該引擎使用特殊的高溫JP-6燃料,最大海平面推力為 28,800 磅力(128 kN),允許在 70,000 英尺(21,000 m)的高度達到 2,000 英里/小時(3,200 公里/小時,約 3 馬赫)的速度。

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上圖是以B-58當YJ93引擎測試載台的照片,覺得很有趣。
*註:GE Aerospace: General Electric's aerospace division,台灣分公司正式名稱為奇異航太,亦有人譯為通用電氣。

當年,對抗轟炸機的唯一有效作法是派出攔截機快速升空,在地面雷達站的導引下將轟炸機擊落。XB-70的高空高速更改了規則,等到地面雷達站派出戰機攔截,XB-70早已完成任務返航。Mig-25就是在這種恐懼下發展的。但是當地對空飛彈的技術漸漸成熟,使得規則又被更改,高空高速不再有優勢,飛彈可以追上加以擊落。接下來,洲際彈道飛彈的出現,又再度更改了規則,使得到對方領土丢核彈這件事,變成核彈自己飛過去會更安全更快速。不斷的規則變更讓B-70的存在突然沒有意義,高昂的開發費用使得計劃被中止,原型機轉作NASA的超音速實驗機,這是也為什麼從來都沒有量產的B-70存在,編號的前面一直冠著實驗機的代號 "X"。B-70原本還規劃了一起三馬赫飛行的護航彈鬥機,編號是F-108,共享著B-70開發的新技術,B-70中止後,XF-108也只停留在全尺寸模型上。XB-70首飛是1964年9月21日,退役是1969年2月4日。這篇文章是2024年所寫,首飛距今正好一甲子。原本要取代B-52的XB-70,大概想不到60年後B-52還在服役吧,而北美公司最終也被併入波音。

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北美 XF-108 Rapier 輕劍 (上圖的浮水印已是波音)

XB-70最後只生產兩架原型機供NASA進行高超音速研究,其中二號機在進行一次宣傳拍攝時,伴飛的F-104突然失控擊中了XB-70的機身尾部,最終造成二架飛機的機毀人亡,F-104當場爆炸燃燒,XB-70失控慢慢落地墜毀的過程也被拍了下來,實在很難想像當時還在飛機上人員的心情。

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一號機也因此停飛,最後送進美國空軍博物館安享晚年。

XB-70一直是模型人的心頭好,但多年來市面流通的只有Italeri的1/72版本,尺寸實在是太巨大。得知Armory要出XB-70的1/144模型時,這架模型就在我的想要清單裡。XB-70的故事很悲壯,沒想到這盒模型做起來也很悲壯,大概是我目前做過最難搞的模型,包裝不良造成的尖端永久變形,超級多的毛邊要修,超大的縫隙要補,極差的成型品質。做模型原是為了舒壓休閒,但這是第一盒帶給我強大壓力和阿雜感受的模型,如果不是對XB-70很有愛,我會放棄製作它。(不會只是因為買到籤王吧?)

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進氣口有網狀柵欄,蓋起來就看不到了,留個念。

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座艙的色調參考了實機顏色,1/144的細節我是不講究了。

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組合過程極差的密合度,我花了不少工夫去鎮暴、剷除、填埋,精神被嚴重打擊到連過程照片都懶得拍。

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酷刑伺候

一開始就打算做兩種飛行姿態可切換,乘波器飛行器可下折的機翼真的太帥了!怎麼可以不呈現出來?於是我用磁鐵改造了機翼,這部份當然遇到了困難,但我歡喜做,甘願受。

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2024-Apr.-3 花蓮發生7.2級大地震,桃園也有5級左右震度,家在高樓層,家中物品、電器毀壞損失不小。模型成品一架零戰21被擊落,這架XB-70的前起落架剛噴好還固定在串燒架上整個墜地,殘骸完全找不到,看來又得手工自製。地震家中的恢復期大約二週,這期間完全沒空碰這架模型。

值得寫一下輪胎,這輪胎是Goodyear固特異所研發。依查到的文件,輪胎尺寸為 40X17.5-18,具有 36 層。為了防止飛行中的高溫環境,整個輪胎融入耐熱材料成型,外表面也塗有銀色材料,因此外觀呈現銀色,在使用之後遠看會帶有金色的色澤,和一般橡膠黑色的輪胎迥異。有趣的是這金色拍照好像看不太出來。

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接下來是完成照,機體太大家裡沒有容得下的攝影棚,不大好拍。

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兩種飛行狀態的展示:
下方上圖是起飛到300節(約556km/h)速度的姿態;
下圖是300節到1.4馬赫時,外翼下折25度的姿態。
當1.4馬赫到3+馬赫時,外翼會下折65度,最下端會比超落架更低,除非做成飛行狀態,否則我無法再現。

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下圖分別是低速和高速的座艙風擋狀態,為了能切換我捨棄無縫處理:

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沒有同期的1/144美軍飛機,拿F-86放一起比大小。

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後記:沒有一片零件不經切削打磨可以順利安裝。小心,勿輕易嚐試!

※本文中照片及部份資料來自維基百科及National Museum of the USAF

留言

  1. 讚啦!! 終於做好了!!


    版主回覆:(07/02/2024 12:19:03 PM)

    謝謝啦!這架真的不容易啊。

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