細説B-2（2）- 演進_風聞

從XB-35到B-2

ATB方案既然決定了採用飛翼構型，諾斯羅普可就要大顯身手了，因為它是全球最具飛翼研製經驗的廠家。這個故事還要從38年前説起 - 1941年太平洋戰爭爆發前夕，美國陸軍航空隊委託諾斯羅普和聯合伏爾堤（康維爾公司的前身）研製一款大型遠程轟炸機，並分別賦予了XB-35和XB-36的編號，設計要求為：攜帶4.5噸炸彈往返航程1.6萬公里，最大速度720公里/時，巡航速度443公里/時，作戰升限1.4萬米，其用意是萬一納粹德國佔領了英國，美國轟炸機可以從本土對德國發起越洋攻擊（德國也有類似的方案 - 1942年啓動的“美國轟炸機”)。

這些指標每一個都要碾壓尚在繪圖板上的B-29，也遠遠超出了當時的飛機設計製造水平。聯合伏爾堤的方案仍然採用常規設計，最終催生出世界上最大的量產型活塞式飛機、同時也是迄今為止體積最大的轟炸機：康維爾B-36。它的實際性能甚至超出了最初的設計要求，無空中加油航程1.6萬公里，正常載彈量高達32噸，但是機體尺寸也異乎尋常的龐大，翼展70.1米，機長49.4米，最大起飛重量185.9噸，採用6台活塞螺旋槳發動機加4台J47渦噴發動機。它是如此複雜，而且在二戰中聯合伏爾堤的首要任務是生產B-24，所以不斷拖延的原型機首飛已是戰後的1946年8月8日。

> 1948年為紀念第一架B-36入役在沃斯堡卡斯威爾空軍基地拍攝的一張著名照片，圖中從小到大分別為道格拉斯B-18、波音B-17、波音B-29和康維爾B-36

諾斯羅普的創辦人傑克·諾斯羅普從上世紀30年代起就一直醉心於飛翼研究，沒有機身可以消除不直接產生升力的結構重量並減少寄生阻力，大大提高氣動效率。空軍的最初合同要求在製造兩架XB-35原型機之前先試製2架1:3縮比全木製驗證機，用以蒐集飛翼的飛行數據並作為教練機讓飛行員熟悉飛翼的操縱特性。這兩架驗證機就是N-9M，它是諾斯羅普一生中設計的第三種飛翼，前兩種分別是1929年的X-216H和1940年的N-1M。

> X-216H還算不上純粹的飛翼，有兩個尾撐連接伸在後方的平尾和雙垂尾

> 上圖為現收藏在美國國家航空航天博物館的N-1M4號機，從正面看和半個世紀後出現的麥道A-12隱身艦載攻擊機是如此之像。下圖展示了N-1M的早期形態，外翼段下反作為安定面，外形更加科幻，但試飛中發現穩定性過高影響飛行性能，後改為平直翼。

N-9M是N-1M的放大型，起飛重量從1.7噸增加到6.3噸，實機採用鋼木混合結構，共建造了4架。N-9M於1942年12月27日首飛，雖然試飛過程中飽受機械故障困擾，它仍然驗證了大型飛翼的可行性。

【 XB-35 】

諾斯羅普還邀請到了空氣動力學大師馮·卡門來公司兼職，他評估並同意了諾斯羅普最初的飛翼設計方案，1942年初XB-35的設計工作正式啓動。因為飛翼沒有控制航行的常規垂尾，諾斯羅普專門設計了開裂式阻力方向舵，它具有3種工作狀態，上下兩片一體偏轉時作為配平襟翼使用；飛行員踩單側踏板時該側方向舵上下張開產生偏航力矩作為方向舵使用；同時踩下左右踏板時兩側方向舵一起張開則作為減速板使用。

> 從N-9M2號機開始安裝的開裂式阻力方向舵

XB-35的設計進展相當順利，42年7月5日全尺寸模型即通過審批，原型機尚未首飛，陸航就在1943年中授出合同採購200架B-35。它是全尺寸的轟炸機構型，機長只有16.18米，翼展達到52.43米，前緣後掠角27度，最大起飛重量94.8噸，採用4台3千馬力的普惠“大黃蜂”星型氣冷發動機，外側的型號是R-4360-45，內側為R-4360-47，驅動4具直徑4.65米的巨型4葉同軸對轉推進式螺旋槳。由陸航提供的驅動組合給後來的試飛帶來巨大的麻煩，螺旋槳和發動機不匹配產生劇烈共振，極其複雜的變速箱也是故障不斷，最後修改為常規的單向旋轉螺旋槳。

同樣受到二戰戰局的影響，N-9M的試飛和XB-35原型機的工裝整備都被嚴重拖延，陸航判定戰爭結束前無法服役，於是在1944年5月取消了B-35的合同，只是完成2架XB-35原型機和13架YB-35服役測試機的生產。

XB-35首飛推遲到了1946年6月25日。陸航對飛翼構型的XB-35降低了要求，雖然它的最大起飛重量只有B-36的一半，不過航程仍然能夠達到1.2萬公里，升限1.2萬米，最大飛行速度629公里/時，最大載彈量23.6噸，顯示出飛翼優秀的氣動效率。XB-35共有9名機組成員，計劃配備20挺機槍或機炮的強大自衞火力。

> 和B-17編隊飛行的YB-35，已經改用常規螺旋槳，後者的最大起飛重量是前者的3倍還多

【 YB-49 】

研製過程中軍方和廠方在很多方面都產生了衝突，比如陸航要求該機具備攜帶原子彈的能力，但是卻拒絕了諾斯羅普修改彈艙以容納MK.3核航彈的建議；陸航無法提供合同規定的交流發電機，堅持讓諾斯羅普採用汽車發動機驅動的輔助動力單元，令XB-35的升限無法超過6千米。而當時更大的背景是噴氣時代正快速降臨，任何螺旋槳動力的作戰飛機都將迅速落伍。

為此陸航於1945年6月1日要求諾斯羅普將兩架YB-35改裝為噴氣式轟炸機，換裝8台艾利遜J35-A-5發動機，單台推力只有1.8噸，飛機編號改為YB-35B，之後又改稱YB-49。為了補償取消螺旋槳驅動軸整流罩所損失的航向穩定性，YB-49安裝了4具由翼刀延伸到機翼後緣的小型垂尾，它們是固定式的垂直安定面，偏航控制仍然由開裂式阻力方向舵完成。

YB-49於1947年10月21日首飛，最大飛行速度提高到837公里/時，但受當時噴氣發動機性能和油耗的限制，航程和載彈量都大幅下降。嚴重的飛行穩定性問題也一直無法解決，平飛時難以保持高度和速度，會不自主地做S型機動，難以進行投彈瞄準，轟炸精度遠低於B-29。不過試飛中也有一個意外發現，就是YB-49經常會從地面雷達的屏幕上失去蹤影。

2架YB-49共飛行了169架次333小時，1948年6月5日2號機在移交美國空軍後不久進行的一次試飛中墜毀，諾斯羅普飛翼測試首席試飛員格倫·愛德華茲上尉和4名機組人員遇難。1949年底，失事地點附近的莫洛克空軍基地更名以茲紀念，這就是今天大名鼎鼎的愛德華茲空軍基地。

40年代末美國已經湧現出康維爾XB-46、波音XB-47、馬丁XB-48等一批常規佈局的重型噴氣轟炸機項目，XB-52也已經露出雛形，淪為中型轟炸機的YB-49前景日益黯淡。最終美國空軍在1949年4月取消了30架改裝為RB-49戰略偵察機的訂單，1950年取消了整個YB-49計劃。

> 起飛中的YRB-49原型機，安裝6台艾利遜J35-A-5噴氣發動機，其中2台吊掛在機翼下方

等到B-52在1952橫空出世後，無論是龐大的B-36、高速的B-47還是造型前衞的YB-49都迅速成為過眼雲煙。

30年彈指一揮間，轉眼又到了一次歷史性的轟炸機競標時刻，從XB-35到B-2，諾斯羅普的飛翼之夢終於成真。1980年4月，85歲高齡的傑克·諾斯羅普坐在輪椅上被推入一個保密區域，在那裏B-2設計團隊向他展示了絕密的ATB項目縮比模型，這是一具完美的飛翼。端詳着那些熟悉的線條，身患帕金森症已經無法發聲的諾斯羅普在一個墊子上寫下：“我終於知道為什麼上帝讓我多活了25年。” 十個月後，傑克·諾斯羅普病逝，又過了8年B-2正式服役。

化簡為繁

諾斯羅普公司在接手ATB項目後對自己在隱身性方面的研究還是頗有信心的，但是隱身戰略轟炸機到底應該走什麼路線仍然是一片完全未知的迷霧。1979夏，未來的B-2項目經理Jim Kinnu和團隊高層討論方案時在一塊黑板上畫了4個象限，分別是高空、低空、亞音速和超音速，B-1已經實現了低超音速，但是並不隱身，從當時的技術水平看最可行的選擇是高空亞音速，高空可以獲得更大的航程、地面威脅也少得多。

理論上最隱身的飛行器其實是飛碟，沒有任何角度或者邊沿會產生雷達回波。但是一架包含彈艙、駕駛艙、油箱等各種設備的戰略轟炸機顯然不可能做成純粹的飛碟形狀，於是隱身設計和空氣動力學專家們都把思路集中在所有飛行器中和飛碟的扁平構型最為接近的飛翼上，它不但具有出色的隱身效果，而且更提供高升阻比和高結構效率，實際上在研製“沉默之藍”時諾斯羅普就曾經考慮過飛翼。

> 神秘的60年代美國空軍飛碟電腦效果圖，據説有人在佛羅里達麥克迪爾空軍基地見過已封存的真機

【 總體佈局 】

B-2設計的第一步是曲線化，所有不能保持扁平的部位都得改成平滑的曲線。第二步是處理邊緣雷達反射回波，多年研究測試積累的數據表明曲線會產生回波，無法消除它們，能做到的是控制回波的方向和強度，把它們集中在儘可能小的範圍內，這樣在敵方的雷達屏幕上即使回波被捕捉到也只是飄忽不定的閃爍信號，無法構成穩定跟蹤。

儘管ATB項目到1984年才被正式命名為B-2轟炸機，它的雛形在1979年夏天就已經從主任設計師Irv Waaland手繪的草圖上清晰地浮現了出來（下圖是僅有的一張尺寸很小的手繪圖數字文件），他和設計團隊相信可以把雷達反射面積降到比“沉默之藍”還低，尤其是在早期預警雷達工作的低頻波段。

諾斯羅普的早期設計方案和今天的B-21相當接近，菱形的翼身融合體插上兩截延伸的機翼，前緣後掠，後緣呈W型，輪廓外沿嚴格採用平行線。設計演化迭代了5次：

最初的方案沒有垂尾，水泡型駕駛艙尺寸很小，兩個發動機進氣口及倒V字型尾噴口的間距相當小，翼身融合部分面積很大，外翼長度非常短，機翼後緣安裝了8段襟、副翼。鷹嘴型的機頭前緣出自設計師迪克·謝勒（Dick Scherer)之手，這樣的空氣動力學設計有利於高亞音速飛行。

第2個方案取消了全部後緣氣動面，安裝了2個內傾的小型垂尾，尾噴口改為直線開縫式。

第3個方案變化很大，尾噴口前掠，取消了垂尾，改為在翼尖段安裝類似翼刀的擾流板，並從發動機引氣由翼尖向後噴出提供航向控制力矩，和“鷂”式戰鬥機的翼尖噴嘴差不多。不過“鷂”式是因為垂直起降階段空速過低氣動面失效，ATB則是取消活動部件降低雷達反射信號。翼身融合體面積大為縮小，提高展弦比以增大航程。駕駛艙隆起幅度增大形成背脊，增大了機內容積。

第4個方案又取消了翼尖擾流板，整個機翼一乾二淨，完全依靠翼尖噴氣系統和兩側發動機的推力差控制偏航和滾轉。

第5個方案顯著增大了整體尺寸，機翼後掠角增大了6度；駕駛艙和背脊加寬，進氣道隆起程度更高；恢復了外翼段的3具襟、副翼，其中最外側是諾斯羅普拿手的開裂式阻力方向舵，同時增強了結構壽命和飛行操控性能。

在隱身機設計中動力系統的集成是一大難點，為了徹底阻絕地面雷達對發動機部件的照射，所有方案都把發動機深埋在厚厚的飛翼內部，進氣道和排氣管呈彎曲的S型，即使從前上方也無法直接照射到風扇。

1981年春天，諾斯羅普團隊開始和ATB的最終用户 - 戰略空軍司令部的作戰軍官接觸，戰略空軍司令部提出了很多轟炸機專業的要求，如無陸地參照系導航和更高的隱身性能。包括反隱身“紅隊”在內的空軍分析師們一直在評估華約防空能力的發展，並將威脅信息反饋在對諾斯羅普的新要求中。

軍方的項目總監是空軍裝備司令部航空系統中心司令迪克·思科菲爾德，他是一位擁有5800小時運輸機經驗的飛行老鳥，先後負責F-117和B-2兩個絕密的隱身計劃。早在ATB項目初期他就已經深度參與了B-2的設計過程，親自在座艙內評估佈局效果。他在這個職位上一干就是8年，從1983年直到1991年，從上校一路晉升到中將。

諾斯羅普團隊中包括航空巨頭波音，它才是轟炸機大家，生產過從B-17、B-29到B-47、B-52的上萬架轟炸機，而且過去向來只做主承包商。在波音眼裏“弱小的”諾斯羅普唯一的轟炸機經驗就是30年前不成功的XB-35和YB-49兩種飛翼，但是諾斯羅普掌握着業界領先的隱身技術，所以波音同意放下身段加入團隊。事後證明波音的這一決定非常正確，波音從B-2項目中所獲良多。

諾斯羅普先進設計團隊在大洛杉磯霍桑市Chadron街一棟屬於保密範圍的紅磚建築內夜以繼日地工作，項目經理Kinnu、主任設計師Waaland和航電負責人John Cashen三巨頭極力驅動整個團隊追趕緊迫的進度，以至被私下裏稱為“垃圾場的狗”。年輕的航空工程師們每週工作時間長達80-90小時，因為團隊不斷擴張，經常發生第二天上班時被新人佔據了自己辦公桌的事情。

> 當時的航空工程師們穿白襯衫打領帶上班，只有週末加班才不用系領帶

在CAD還十分原始的年代，B-2的座艙佈局也是土法上馬，用紙板剪貼拼裝進行規劃測試，設計初期採用的是側杆，後來改為轟炸機飛行員更加偏好的中置駕駛杆。

諾斯羅普從航天飛機項目及整個南加州的航空航天行業中大量招聘高級人才。設計團隊從幾十人迅速擴張到接近一千人，不久他們就搬離了那棟紅磚小樓，在西洛杉磯中央大道租了一整座玻璃幕牆大廈。

不同專業的專家在通過漫長嚴格的安全審查第一次接觸到B-2的秘密時，無一例外都感到震驚。1980年7月加入團隊的航空工程師道格·伍德回憶道：“讓我震驚的是這居然不是一架戰鬥機”。1982年加入諾斯羅普4人合同小組的紐約律師瓦拉利·劉易斯-科德則震驚於她看到的合同數字，其中一份合同上白紙黑字寫着90億美元！她禁不住驚愕地問道“真的有90億的合同？”一年後她所在的法律團隊已經超過了100人。1983年加入的工藝師馬克·塔科吃驚於氣動設計和隱身性的複雜程度，並立即意識到對雷達吸波材料的結構要求會有多嚴苛。

【 工程設計 】

在總體佈局確定之後，B-2開始進入工程設計階段，首要任務就是將各類研發風險歸零。第一個難題來自複合材料，B-2的翼展達到52.4米，機翼表面積非常大，採用常規的鋼、鋁、鈦材都會過於沉重而失去實用價值。

和很多文章上的説法有些許差別，B-2的翼展和XB-35/YB-49並不完全相同，而是短了152毫米，採用這一長度的翼展只是工程上的巧合而並沒有多少技術方面的繼承。

> 上圖的模型尺寸也不完全準確，不過很好地展現了3種飛翼轟炸機的異同

當時複合材料已經在航空工業中得到廣泛運用，空客A320率先採用復材主翼，但機翼主體結構還是鋁合金的，而B-2的機翼完全由碳-石墨復材構成，這麼大的尺度還從未遇到過。

諾斯羅普和空軍共同投資開發了很多新型製造技術：LTV公司負責研究在復材中安裝緊固件和噴水切割復材的工藝；波音負責拉擠成形、巨型高壓釜、復材結構超聲波探傷技術以及最核心的大面積複合材料編織成型技術，包括機翼主體部分。這些大型構件製成後又被拆解進行全面分析，以確認它們能夠承載設計的結構載荷。

> B-2的“首飛”是在C-5A的機腹裏完成的，其複合材料的機翼和彈艙總成從西雅圖波音軍機工廠空運至加州帕姆代爾

空軍一度打算讓波音另行研製一款全鋁製機翼，以便在復材不過關時作為替代方案，不過諾斯羅普團隊最終證明他們可以設計製造出合格的大尺寸復材結構件，諾斯羅普通過B-2項目獲得了全球航空工業中最強大的高壓釜產能。B-2的研製推動着整個美國航空製造業向前邁出了一大步，為今後在波音777、787上大規模應用複合材料以及集成式全數字化設計鋪平了道路。

B-2是航空史上最複雜的飛機之一，其複雜程度超過F-117的5-6倍。初代隱身機F-117被賦予的任務相當簡單，就是作為“銀子彈”穿透東歐前線在目標區投擲2枚激光制導炸彈然後回家；而對B-2的要求則要全面得多，從核威懾值班到常規戰術轟炸都有涉及。這也反映在兩種飛機的航電系統上，F-117作為戰術攻擊機隱身性就是它的一切，飛機上甚至沒有安裝雷達；B-2被塞進了全套的電子對抗和轟炸雷達系統，在機體表面集成了眾多小型天線陣列，這些高增益天線本身都是強烈的散射源，如何讓它們相互兼容並且具備低探測性充滿了挑戰。座艙顯示系統和數據處理也遠比今天困難得多，80年代初最快的軍用計算機處理器只有512K字節，處理速度慢就只能增加並行運算的處理器數量。

> 總裝線上的B-2，機身上分佈了很多嵌入式傳感器

在消滅所有設計風險後，下一關是如何從圖紙過渡到製造。諾斯羅普必須在最嚴格的安全保密措施下迅速建立起B-2的生產線。凍結狀態後，半個美國航空工業都為B-2運轉起來：在西雅圖，波音公司為B-2的複合材料機翼製造了世界上最大的高壓釜和超聲波探傷設備；在德州，LTV正在琢磨如何為巨大的S型發動機進氣道開發模具；諾斯羅普買下了福特位於大洛杉磯Pico Rivera的工廠並將它徹底推平，按B-2的生產和保密要求重建了整個廠區，B-2的各個分系統都在這裏生產組裝。

> 注意Pico Rivera工廠園區右下角小公園的形狀

最後的總裝由位於加州帕姆代爾的空軍42號工廠完成，該絕密工廠隸屬於空軍裝備司令部航空系統中心，由愛德華茲空軍基地負責管理。

> C-5A機組“偷拍”的B-2總裝廠房

【 低空突防 】

早在ATB競標結束前的1981年4月，美國空軍就提出要更改任務需求，探索低空突防的可能性。雖然B-2的初始設計一直着眼於高空作業，Waaland還是給它安裝了地形迴避系統以便進行低空高速巡航飛行。正式得到加入低空突防能力的方案更改需求後，諾斯羅普回到原點從一張白紙開始重新驗證飛機的總體佈局。

在評估了包括飛翼、三角翼低空突防構型（1979年8月曾向空軍提議過）等多種方案之後，團隊確信現有的飛翼設計仍然是正確的方向，不過需要修改許多細節，包括加強機翼機構、增加載油量等，這些改動對內部容積很大的飛翼來説相對容易得多。

> B-2的低空突防三角翼佈局方案

這時發生了兩件事情。第一件是空軍分析師不安地發現蘇聯投入了新型的防空雷達系統，可能具備了引導戰鬥機在高空攔截B-2的能力。Kinnu認為面對這樣的新威脅，只有轉向低空突防才能讓蘇聯的米格-25找不到自己並迅速消耗光燃料。第二件是戰略空軍司令部提出B-2的低空飛行速度需要接近音速，以提高在極高威脅環境中的生存能力。

在徹底分析了其中的設計風險之後，1983年初諾斯羅普得出了最壞的結論：B-2需要進行一次改動巨大的重新設計。原有的液壓控制系統在氣流穩定的高空工作正常，但是風洞試驗顯示在低空強陣風環境中飛控系統將難以勝任，其面對的氣動壓力達到了超音速戰鬥機的水平。氣動控制面的面積不足，位置也不對，飛行員無法對陣風帶來的氣流衝擊做出迅速而有力的反應。外翼段的氣動載荷無法有效地傳遞給內翼段，在發動機進氣道附近會產生多處結構疲勞點。更糟糕的是高攻角狀態時飛機很容易失控，因為沒有足夠的氣流讓副翼產生舵效。

> 低空飛行中B-2機翼在氣流作用下產生的劇烈晃動

要解決這些問題必須更改後整個後部設計，來自NASA德萊登飛行研究中心（現已更名為阿姆斯特朗飛行研究中心）的阿爾伯特·梅耶爾斯率領飛控團隊和氣動結構團隊合作，還邀請了來自霍尼韋爾和NASA蘭利中心的各路專家協助建模，分析問題，一起啃下了這塊硬骨頭。在80年代早期，飛控模型的複雜程度用模型中的層級數標識，常規的飛控設計通常只需第10層，非常複雜的可能達到第12層，而B-2高達110層！

他們將後緣的W型改為鋸齒狀的雙W型，讓氣動控制面儘量遠離氣動中心，增大控制力矩。內翼段新增了兩塊控制面，從機翼折線處（A點）向內一直延伸到後緣末端（B點），並且擴展了每個控制面的面積。為了滿足空軍提出的低空高亞音速飛行要求，B-2巨大的氣動控制面響應速度非常快，F-16的襟副翼轉動速度是80度/秒，B-2內側副翼達到了100度/秒。

針對低空陣風擾動這個特定問題，梅耶爾斯設計了一個開創性的“陣風載荷緩解系統”⑤，它還有一個更好理解的俗稱 - “海狸尾”，就是在機身末端安裝了一塊由飛控計算機控制的五邊形扁平可動尾錐，對陣風擾動做出自動補償，向上下偏轉產生反作用力抵消氣流的顛簸。這個系統效率非常高，常規的陣風補償系統（如B-1B上的全動小翼）設計標準是降低陣風氣動載荷的10%-12%，B-2在採用了該系統後達到了40%。

> 起飛時處於放下位置的“海狸尾”，和機身接縫處敷有柔性蒙皮進行遮蓋

除了飛控方面的考慮，諾斯羅普的結構工程師們還趁着重新設計的機會彌補了許多原始設計上的不足，包括增強機體結構、改進中央機體的氣動外形、駕駛艙前移、將進氣口從V型改為W型等。所有這些設計的改動集合在一起，極大地改變了B-2的外觀和氣動佈局，新設計顯得複雜而優雅，提升了轟炸機的性能，同時也非常昂貴，設計變更估計耗資高達20億美元。

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每天一個奇蹟

B-2在製造過程中有無數新工藝、新技術有待攻關、發明、驗證，整個團隊的座右銘就是“每天一個奇蹟”。

新飛機設計製造流程中有一個節點叫做CDR - 關鍵設計評審，此時項目經理需要確認各分系統和所有設計細節都已完成。雖然B-2的重新設計導致項目進度延誤了近8個月時間，它的CDR仍然定在了1985年12月沒有改變。

為了壓縮開發時間，B-2沒有原型機，一步到位直接製造預生產型，第一架飛機就集成了全部任務系統，這也讓CDR顯得尤其重要。不可預知的事項從項目一開始就不斷湧現，直到設計後期氣動佈局重新設計完畢之後，很多關鍵系統如雷達、導航都仍然在不斷修改，甚至包括機組人數：戰略空軍司令部要求考慮在駕駛艙裏增加第三名乘員的工作席位。

> 製造中的B-2駕駛艙

【 牙籤 】

B-2的機翼前緣形狀是全機隱身設計的重中之重，在早期設計中它採用的是刀鋒一樣尖鋭的形狀以降低雷達反射面積。但在冷戰高峯期，戰略空軍司令部提出B-2在戰時有可能不得不在計劃外的機場起降，因此需要具備在任何能起降737的機場部署的能力。為了能夠在高温條件下從跑道長度不足的機場緊急起飛，機翼前緣必須加厚以增加升力。如果前緣過於尖鋭，低速高攻角起飛時機翼上表面的氣流將沿展向移動，從而造成流向機翼後部的氣流不足，在高温滿載條件下機翼很容易失速，後緣的控制面也會喪失舵效。

常規飛機的解決方案因為隱身問題都無法接受，氣動專家Sam Craig提出採用變截面方案，將原來厚度恆定的機翼前緣改為中間鈍厚、兩端尖鋭的形態，就像牙籤，讓更多氣流流向翼面關鍵部位。這也是B-2機翼前緣被稱為“Toothpick - 牙籤”的原因。

【 NCAD 】

作為全向隱身飛機，B-2的機體表面必須保持絕對平整以維持均勻的電導率，降低雷達反射面積。傳統的飛機制造工藝都是從內部向外加工的，積累的公差會造成外表面高低不平，需用墊片進行微調，到處都分佈着一些無關緊要的小隆起。但對B-2來説這些都是不可容忍的，因此必須徹底改變製造流程，任何加工工藝都不能穿透外部模具線，由外向內進行，設計、零部件製造和最後總裝的全部數據必須完全一致。

> 正在人工剪裁複合材料蒙皮的技術員

製造過程中的每一步幾乎都在打破常規，諾斯羅普決定將全部設計、加工工作轉向計算機化，這在當時是一個革命性的創舉。Kinnu組織投資由諾斯羅普自己的程序員開發了一套“NCAD - 諾斯羅普計算機輔助設計”系統，將過去的二維輔助設計擴展到立體的三維設計。

和複合材料一樣，對CAD系統的投資為B-2項目乃至整個航空工業都帶來了豐厚的回報，在不同團隊、主要分包商和供應商之間共享機密CAD電子文檔極大地提高了設計和生產準備的效率。三維CAD的應用讓團隊可以跳過很多零部件的原型設計製造，直接生產成品，設計、製造、測試幾乎是同時進行的，節省了大量時間。B-2也成為第一種主承包商和分包商採用單一CAD系統和數據庫設計製造的飛機。在90年代的一項調查中發現，2/3的美國航空航天工程師第一次接受CAD系統培訓都是在NCAD上完成的，可以説諾斯羅普將航空工業帶入了數字時代。

另外他們還開發了將部件移入、移出高壓釜的機械手系統，把Pico Rivera變成一座未來工廠。為了建立B-2生產線，諾斯羅普投資了15億美元，波音10億，LTV8億。

> B-2製造分工，波音負責外翼段、後機身、起落架、燃油系統和武器投放系統，LTV負責進氣道段和發動機艙，剩餘部分由諾斯羅普承包

【 隱身天線 】

B-2配備了2打以上的各種天線陣列，它們必須具備隱身特性以免增加雷達反射面積，但是當時的無線電供應商無法設計生產出“不產生輻射的天線” - 這太自相矛盾了。於是諾斯羅普不得不組建了一個由工程師和物理學家構成的內部團隊，專門研究能在隱身環境中工作的雷達天線技術。諾斯羅普當時並不打算進入無線電工業領域，他們只是向供應商教授瞭如何設計製造低接獲率天線的方法。

【 核任務 】

B-2從設計之初就負擔有核打擊任務，它的核防護措施在航空史上是空前絕後的。作為規劃中的主力轟炸機，B-2被要求攜帶美國空軍核武庫中所有類型的彈藥，從攻擊加固地下目標的鑽地核彈到9百萬噸級的B53核航彈。戰略空軍司令部希望它能夠在低空突防飛越核沾染空域後繼續完成自己的任務，也能夠抵禦自己投放的大當量核彈或者蘇聯核戰鬥部防空導彈爆炸產生的劇烈衝擊。

B-2依靠自己的隱身特性抵達目標區，但是那些為“沉默之藍”研製的獨特複合材料和雷達吸波材料完全不適合於核作戰環境。1984年戰略空軍司令部對核任務提出了更高的要求，所有航電系統的設備機箱必須進行100%硬化加固。

團隊花費了大量時間和精力測試既能保持隱身特性又能抵禦核爆衝擊波、電磁脈衝和γ中子輻射風暴的隱身塗層。有的材料通過了測試，但是因毒性太大無法大規模應用而不得不放棄。最終諾斯羅普研發出了可以耐受核打擊的隱身塗層材料。

B-2可以高效地探測到核爆的閃光，迅速關閉全機的電子系統，這是避免電磁脈衝燒燬電子元件的唯一手段，脈衝風暴過後系統會自動重啓。B-2全機核防護能力最強的就是駕駛艙，它擁有一套被動熱防護系統，風擋玻璃除了嵌入細金絲編織成的雷達屏蔽層，還具有光致變色功能，可以在遭遇強光輻射的瞬間改變顏色，將光熱輻射反射回去，這是一家供應商專門為B-2開發的新技術。

比核脈衝風暴更兇狠的是自然界的閃電，B-2的電子元件都進行了特別加固以應對強電流衝擊，可以抵禦閃電的直接命中，因此B-2是一架十分強壯的飛機，能夠使用很長時間。

【 無處隱身的下線儀式 】

1985年10月到12月間，B-2順利通過了CDR，結構設計繪圖已經完成90%，但是隻有20%的子系統完成出圖，按計劃也應該達到90%。任何未完成的部分都可能對系統的其它某個地方帶來未知的風險。比如為了按時達到CDR節點，尾噴口熱量對後機身影響的附加測試被取消，但數年後在試飛中發現後機身積累的熱量出奇的高，問題延續多年之久。

原定於1987年12月進行的首飛被各種工程上的困難拖延了一年半以上，因為數量稀少且身軀龐大的B-2必須在日間進行試飛，像F-117那樣進行長期秘密夜間試飛完全不可行，所以美國空軍乾脆於1988年11月22日為B-2 AV-1號機舉行了下線儀式，正式公開了這一絕密黑計劃。而“每天一個奇蹟”也一直延續到了公開亮相這天。

當時受邀嘉賓和媒體被嚴格限制活動範圍，官方發佈的照片也只有B-2的正臉，以確保後機身特別是尾噴口等敏感部位不被曝光。此時B-2還未做好首飛準備，國會也堅持在試飛成功之前不會批准任何生產計劃。

美國《航空週刊》的編輯邁克爾·多恩海姆發現空軍因為疏忽在儀式當天沒有關閉帕姆代爾的空域，他駕駛一架租來的塞斯納172從儀式場地上空掠過，由隨機的一位航空攝影師拍攝到了B-2的俯視圖，獨家揭示出尾部的豐富細節。這一行動完全合法，軍方並沒有追究。1916年成立的Aviation Week再創奇蹟，被稱為Aviation Leak - 航空解密。

但是事後媒體質疑如此嚴格的保密措施是否有必要且有效，因為從當天發佈的正面官方照片上可以看到，場地前方特別設計噴塗的一顆藍色五角星正是由B-2的輪廓構成的，尾部雙W構型清晰可見。

每年年底都是我最忙的時候，這一篇拖了2個星期才寫出來，而且又跑歪了。本來這篇準備寫的是B-2的具體設計和裝備情況，但是查到不少中文網絡中從未披露過的研發過程細節，感覺這些幕後的理念、思路比性能數據、製造工藝更吸引人，也更有借鑑意義，所以花了大量篇幅介紹整個B-2計劃的演變過程和重大修改的前因後果，探討了B-2眾多先進設計背後的“為什麼要這樣做”。

本篇部分內容來自“B-2: The Spirit of Innovation”（B-2：創新精神）一書，但原書寫得相當碎片化，內容不是很連貫，語言也比較晦澀，我根據研發過程進行了整理。

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