XB-70

**XB-70「女武神式」轟炸機**（**XB-70 "Valkyrie" Bomber**，又譯為「戰神侍婢式」）是一架美國空軍在冷戰時代開發的實驗性三馬赫超高空戰略轟炸機。雖然擁有當時最先進的技術概念與驚人的實力，但卻因為戰爭型態的改變與意外，以及當時人們相信未來的戰爭將由飛彈主導而非有人載具，實際生產兩架原型機即宣告計畫中斷。

戰爭形態的改變，並沒有阻止美國對超音速轟炸機的需求。作為美國「三位一體核打擊力量」（陸基長程洲際彈道飛彈、潛射式彈道飛彈、長程戰略轟炸機）的重要一員，美國空軍研究過 XB-70 低空突防的可能性，根源在於 XB-70 的不鏽鋼骨架軟殼結構、和最先進的在機翼前緣增加蜂窩結構支撐軟殼極不可靠，不徹底改變基礎概念的補強工作也收效甚微，結果因 XB70 非常糟糕的機械強度（01 號機前緣蜂窩結構撕裂，02 號機低速尾旋中機翼折斷）使美國空軍直接取消了原定的原型機 03 號，甚至還沒有解決不鏽鋼軟殼經熱循環後漆皮剝落問題，轉為尋求另其它替代方案，最終於 1971 年選中了洛克威爾的 B1。B1 開發費用仍很昂貴，通過降低速度要求（卡特政府要求 B-1 能達到 3 馬赫，最終定型的 B-1A 極速為高空 2 馬赫、低空 0.85 馬赫，後未大批量生產；里根政府重啟 B-1 計劃後，改為 B-1B 並進一步降低極速要求至高空 1.25 馬赫、低空 0.95 馬赫，即為當今現役的 B-1B 規格），以鋁合金製造，最終在機械強度、重量和單位造價上取得了令美國空軍更為滿意的綜合性能。

## 簡介

XB-70 是由美國空軍戰略司令部（Strategic Air Command）授權北美航空洛杉磯分部所設計製造，XB-70 計畫原本是一個設計要用來取代 B-52 同溫層堡壘式轟炸機，以超音速、超高空飛行的方式突破敵對國家的防空網，進一步投擲傳統或核子武器作為訴求的開發計畫。但由於進入 1960 年代後地對空飛彈的技術逐漸提升，對 XB-70 的潛在威脅大增，再加上該計劃昂貴的開發費用使得它在經濟效益上比不過作用類似的洲際彈道飛彈，最後終於遭到取消，已經製造出來的原型實驗機也被改為研究用途。

XB70 機體以不鏽鋼以及不鏽鋼製成的蜂巢構造板為主，僅在高溫處使用鈦合金。一號原型機在 3 倍音速下機翼變形小部分撕裂，主要是因為蜂巢構造的製造缺陷所致，因此限速在 2.5 倍音速以下。二號原型機改善了大部分問題，可達三倍音速以上，但在撞機事故中墜毀。

XB-70 雖然未能發展成作戰飛機，但透過它的實際飛行美國航空界獲得許多重要的資料。

## 特色

XB-70 是一架長 59.7 公尺、寬 32 公尺、三角翼基本構型的大型噴射機，其主翼後掠角約 65.5 度，兩側翼端採液壓可變設計，可根據需要在 25 度到 70 度之間切換。第一架原型機的最大下折角度只到 65 度，第二架原型機才可以下折 70 度，這兩塊下折主翼的面積已經非常接近康維爾公司設計的 B-58 轟炸機的全部翼面積。下折的主翼端除了在利用縮小的翼面積，控制空氣動力中心在超音速飛行下位置的變化，增加超音速飛行時的穩定性之外，它們還可將飛機在超音速飛行時機身前段處所造成的衝擊波包圍在機身下方無法自兩側擴散消逝，等於是讓整架飛機「騎」在自己產生的衝擊波上，這種被稱為「壓縮升力」（compression lift）的概念可將超音速衝擊波轉化成飛機的上舉力道，使得 XB-70 在超音速範圍下有較高的升阻比。採用這種原理設計的高超音速飛行器又被稱爲乘波體（waverider，或又譯為「馭波飛行器」），而 XB-70 則是世界上第一架載人乘波飛行器，當其以 3 馬赫的巡航速度飛行時，約有 35% 的升力來自 compression lift，而非傳統機翼上的升力。

為了能對付以 3 馬赫的超音速長時間持續飛行所產生的高熱，XB-70 的機身採用了鈦與鍍銅不銹鋼為材料的蜂巢結構。六具引擎以 3-3 的方式安置在機尾翼面下緣，每三具引擎共用一長方形的進氣道，其主要目的是將原本三維空間的氣流整理成接近二維的平面狀態。為了穩定機身，XB-70 的機首、駕駛艙的後方兩側配置有一對翼展約 8.8 公尺的大型副翼。配合主翼非常誇張的後掠角度，XB-70 採雙垂直尾翼的設計以維持低速時的操作穩定。由於其超音速飛行的需要，它雖然可以籌載拋擲傳統或核子武器，但卻不能外掛任何機外設備。

XB-70 的推進力來自六具由奇異出品的 J93-GE 3 型渦輪噴射發動機（或也被稱為 YJ93-GE 3，因為此型發動機只曾在 XB-70 上實驗使用過），使用航空用 JP6 燃料。為了抵抗三倍音速飛行時產生的強大阻力，XB-70 的耗油是可以想見的，因此它雖然擁有接近 B-52 的載油量，但航程卻只被侷限在 5,000 海里。除了在空氣動力學設計上的實驗性之外，XB-70 還有許多其他前瞻的設計，例如以當時來說極為先進的艙內電子設備，使得它得以簡化機組人員至四名，分別是正駕駛、副駕駛、炸射官與防衛系統操作官，不過在實際量產的實驗版 XB-70 上只有正副駕駛的配置，取消了從未出現的 YB-70 之四人編制設定。四人皆各別乘坐在有特殊包圍保護的飛行椅上，能在 70,000 呎（超過 21,000 公尺）高空中、3 馬赫的飛行速度下進行彈射，事實上就因為這設計的存在，使得 XB-70 的一位正駕駛在之後所發生的一場空中撞機意外中，以彈射方式幸運逃生。

蘇美不鏽鋼為主的 Mig-25 和 XB-70 都遇到油漆問題。蘇聯 Mig-25 因採用半硬殼結構，機翼機身表面在高低溫差循環中變形較小，漆皮較持久；不過其尾翼噴塗的蘇聯五角星，以白漆為底漆，在白色五角星中再噴塗略小一號的紅星，形成為白色鑲邊紅星；最初使用的紅漆因熔點較低，3 馬赫飛行後發生紅漆被熔化吹去，只剩白星的情況，後改用熔點更高的紅漆解決了這個問題。XB-70 機翼機身通體都漆以耐高溫的白漆，但因採用構架（軟殼）結構，表面在高低溫差循環中變形較大，原型機二號經多次 3 馬赫飛行後，漆皮大面積破裂剝離，慘不忍睹；但因 XB-70 還有其它諸多問題，改善塗裝的事一再被推遲，解決方法是每高速飛行約十次後重漆一遍，以及在公開展示前徹底打磨重漆。

## 歷史

XB-70（或正確的說，B-70）的開發計畫，起源於 1955 年時，當時美國空軍需要一架可以取代 B-52 的戰略轟炸機，因此以一架能夠用 3 倍音速的速度飛行於超高空，可以酬載傳統與核子武器的大型長程轟炸機作為基本需求，招集了相關廠商進行競圖作業。與同期的 B-58 轟炸機類似，當時的空軍非常傾向嘗試全新的技術，因此給予承包商極高度的設計彈性，全權決定武器系統的設定。參與 B-70 競標的航空製造公司包含了波音與北美兩家，1958 年時由北美雀屏中選。

1950 年代末期、60 年代初期蘇聯在防空飛彈技術方面有幅度不小的進步，讓美國空軍意識到防空飛彈的存在，成為原本利用高度與速度滲透敵方防禦的策略一個很嚴重的威脅，因為以當時的技術，像 XB-70 這種超高空、超高速的飛機，在操控靈巧方面的表現是非常侷限的，飛機需要非常大的迴轉半徑進行轉向，因此很容易就被敵人算出飛行軌道而進行攔阻。除此之外，XB-70 的龐大的機身會產生非常大的雷達反射截面，更進一步提升防空飛彈鎖定它的效率。相反的，當初針對超高空飛行用的超薄三角翼設計因為結構較脆弱，因此也不適合進行強化後改作低空穿透飛行用途以躲避對方雷達搜尋。結果，原本完全為了符合任務要求而特別設計的構造，全成了限制它提昇任務彈性的枷鎖，美國空軍在幾番思考後決定將它改作偵察機用途，在 1959 年時宣布 XB-70 計畫將轉成偵查用的 RS-70。不過，當時美國空軍和中央情報局已經和洛克希德公司的臭鼬工廠著手進行 U-2 偵察機的後續機種：具備 3 馬赫持續飛行能力的 A-12 高速偵察機計畫，RS-70 的雖然經過評估但是沒有被接受，可以說是一架雖然成功地達到預訂目標，但卻因為目標本身的可行性問題而受到波及的概念機。

1960 年時發生了 U-2 擊墜事件事件，一架自巴基斯坦起飛、試圖穿越蘇聯位於中亞地區領土，飛抵挪威降落的 U-2 超高空偵察機遭俄製 SA-2 地對空飛彈擊落，引發了國際間的緊張情勢。這事件的發生等於徹底宣告了 XB-70 的開發計畫完全不可行，考慮到它過高的開發費用（原型機成本每架超過 7 億美元）與面對對手國家的防空系統時又太過脆弱，甘迺迪總統在 1961 年時宣布將 XB-70 計畫裁減到僅剩研究用途（這也就是為何飛機會掛上實驗機專用的「X」編號，而非預產原型機用的「Y」編號），原本預計打造的三架原型機也在二號機完成後就停止繼續。

1964 年 9 月 21 日，XB-70A 首次進行實際飛行（一號機，機身序號 #62-0001），但是打從一開始起一號機就一直有蜂巢結構太脆弱、液壓系統漏油、燃料洩漏與起落架故障等毛病。在一場於 1965 年 5 月 7 日所進行的試飛中，XB-70A 兩側進氣導管前緣的分隔板在高速狀態下破裂，碎片飛進發動機裡一次損毀了六具噴射發動機，損壞程度嚴重到無法修復造成重大損失。1965 年 10 月 14 日，一號機成功地加速到 3 馬赫的高速，但卻也因高速飛行時承受的過大應力損毀機翼的蜂巢結構，左翼前端約 600 公釐長度的結構被撕裂消失，基礎上的結構缺陷讓有關當局決定限制一號機的飛行速度在 2.5 馬赫以下，也局限了一號機的實際測試功能。

但正由於一號機的教訓，XB-70A 的二號原型機（機身序號 #62-0207）在機翼結構上進行了徹底的改良，完全解決了一號機上無解的那些毛病。二號機首次試飛於 1965 年 7 月 17 日，並且在 1966 年 5 月 19 日的一次飛行中加速到 3.06 馬赫。以 3 馬赫的速度持續飛行了 32 分鐘，全程約 2,400 英里 (約 3,900 公里) 共耗費 91 分鐘。成功地達成該計劃預計要達成的目標證實此設計概念的確擁有在 70,000 呎高空中持續以 3 馬赫高速飛行的能力。可惜的是在 1966 年 6 月 8 日，在一場為了拍攝空中定裝照而進行的緊密編隊飛行中，XB-70A 二號機與隨扈一架隸屬 NASA、編號 N813NA 的 F-104N 星式戰鬥機發生了空中相撞意外，於加州巴斯托北方的沙漠裡墜毀。當時 F-104N 的飛行員、NASA 的總試飛官喬・渥克（Joe Walker）與 XB-70A 的副駕駛卡爾・克羅斯（Carl Cross）都在意外中喪生，而 XB-70A 的正駕駛艾爾・懷特（Al White）卻幸運地彈射跳傘成功，保住一命。

事故之後當局曾嘗試強化一號機來取代二號機墜毀後留下的任務空缺，但卻沒有成功，在 1967 年到 1969 年間 XB-70A 一號機一直是由位於加州愛德華空軍基地的 NASA 飛行研究中心（今日的德雷頓飛行研究中心）操作，進行了 33 次研究飛行，在整個飛行研究計畫中航空界獲得許多關於大型飛行器在高達 3 馬赫的超高速飛行下之表現特性。1969 年 2 月 4 日一號機正式退休，被送往位於俄亥俄州代頓萊特・派特森空軍基地的美國空軍博物館（U.S.Air Force Museum）收藏展示。

## 貢獻與影響

在 1960 年代初期，NASA 飛行研究中心曾被授命支援美國政府所進行的超音速運輸計劃（Supersonic Transport Program），因此當 XB-70 作為軍事武器的發展目的告終之後，兩架原型機的飛行研究全轉向作為 SST 計畫的實驗平台用途。雖然後來美國放棄了 SST 計畫，但是獲得的豐富資料卻間接促成了英法合作開發建造協和號超音速客機一事；協和設計最高速度 2 倍音速採用鋁合金，與 XB-70 本質不同。還有使用不少西方技術所建造出的蘇聯版超音速客機 Tu-144（相傳 Tu-144 是當時蘇聯以情報人員滲透法國航太總部所獲得粗略的技術資料，採用東方技術搶先在協和號之前，全新研製並建造成功並且實際試飛的產品）。倒是美國波音 2707 和洛克希德 L-2000 定位於 3 倍音速不鏽鋼製造，並獲得 XB-70 豐富資料，卻未實際完成任何超音速客機。

除此之外，差不多也在 1960 前期時，蘇聯的蘇霍伊設計局也曾開發過一架外觀極端酷似 XB-70A 的原型中程超音速偵查／攔截／打擊機 Sukhoi T-4，這架被西方國家賦予「畝式」（Sotka，意指 100 平方公尺，因為當時蘇聯稱呼它的開發計劃為「100 計畫」；也經常被錯誤地稱為「蘇愷 - 100」）代號的原型機由於過於昂貴，當時圖波列夫設計局的 Tu-22M 採用傳統鋁合金技術，以略低的技術指標能達到更高性價比，因此無法與 Tu-22M 和 MiG-23 戰鬥機的生產計畫匹敵，所以只曇花一現地讓一架原型機飛行了總共 10 個小時 20 分鐘後，就在 1974 年 1 月 22 日宣告計畫終結，也並無實際量產。

相反的，為了能夠擁有一架速度足以與 XB-70 匹敵的高空攔截機，蘇聯非常緊急地發展了米格 - 25「狐蝠式」（Foxbat）超音速戰鬥機（其機身材料與蘇霍伊 T-4 雷同），變成獵物沒有實際誕生，但天敵卻先登場服役的特殊現象。

## 系列機型

* 已建造機型
  * XB-70A 一號機 -（NA-278）機身編號 62-0001，總飛行次數 83 次，總飛行時數 160 小時 16 分，現存於俄亥俄州戴頓，美國空軍博物館。
  * XB-70A 二號機 -（NA-278）機身編號 62-0207，總飛行次數 46 次，總飛行時數 92 小時 22 分，於 1966 年 6 月 8 日墜毀於加州巴斯托北方沙漠地區。
* 未建造機型
  * XB-70B 三號機 -（NA-274）機身編號 62-0208（預計），1961 年 3 月時以 YB-70A 預產機的身份起造，但在 1964 年建造半途被取消，未完成。
  * YB-70A - 原本計畫建造 10 架改良型原型機的計劃在 1960 年 12 月時取消，這些 YB-70 原本是計劃在完成測試後，進一步改裝成 B-70A 規格正式服役。
  * B-70A - 計劃中原本要建造 50 架可執行任務的戰略轟炸機（附有翼端油箱），但在 1959 年 12 月時取消。
  * RS-70 - 原本計劃要將 B-70A 改裝成 50 架偵查用飛機（具有空中加油能力），但在 1959 年 2 月的評估後放棄此計劃。

## 注釋

## 相關條目

* U-2 偵察機
* m-50
* 曙光女神偵察機
* Sukhoi T-4
* 米格 - 25 戰鬥機
* 協和號客機
* SR-71 黑鳥式偵察機
* VF-1 女武神 - 動畫《超時空要塞》的戰鬥機，命名參考自 XB-70