不列颠“黑鸟”——阿夫罗730

“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案343

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阿夫罗 730 本图转自flyawaysimulation

战略需求

阿夫罗 730

第二次世界大战结束后，面对新出现的冷战的威胁，英国皇家空军开始试图加强其战略能力。特别是皇家空军轰炸机司令部开始使用新的轰炸机替代其战争中的库存，这些型号将利用喷气推进和核武器等最新技术。在 1940 年代末和 1950 年代初，一支全新的喷气动力轰炸机机队由三种飞机组成，即维克斯“勇气”Valiant、阿夫罗 “火神”Vulcan 和汉得利-佩奇“胜利” Victor，统称为3 V 轰炸机，3 V轰炸机是专门为装备被命名为“蓝色多瑙河的”英国第一代核武器而建造，组成了英国第一批战略核力量。

英国皇家空军仍缺乏与其新的 3V相匹配的战略侦察机，自 1950 年代初以来，孤独的堪培拉双引擎亚音速轻型轰炸机一直在苏联上空进行侦察行动，然而这种行动很快随着苏联防空系统的升级变得非常危险。在V型轰炸机开发的同时，皇家空军就已经发现需要一种超远程超音速战略侦察机，以便在V型轰炸机的进攻任务中提供目标情报支援。因此，空军参谋部着手制定一项设计规范 OR.330于1954 年发布。OR.330包含侦察机所需的性能属性。

OR.330侦察机需要进入苏联领空，同时避开苏军先进防空系统。为了实现这一壮举，飞机必须能够在60,000英尺（18,300米）的高度保持至少2.5马赫的速度，同时能够达到至少3马赫的极限速度，最大航程为5,754英里（9,260公里）。作为侦察平台，OR.330 飞机将携带一套光学和雷达传感器，为 3V 轰炸机提供目标情报和打击后评估。

虽然皇家空军认为，在如此高的高度和速度下，苏联当时的防空系统也只能无能为力。但还搭配了各种先进的机载电子系统，以针对苏联可能新开发的地对空导弹构成的威胁。

OR.330的需求，实际上已经是当时世界上最雄心勃勃的高性能飞机，因为英国人第一次超过音速在1948年才达成，布里斯托尔飞机公司的Type188高速实验飞机在1953年刚刚开始测试，当时，英国甚至没有任何能够进行超音速飞行的作战飞机。因此，要满足规范要求供应商进行技术跨越，开发领先的空气动力学理论、新材料和未来推进系统。

编号为R.156T 的OR.330招标邀请发给了阿夫罗、英国电气、汉得利-佩奇、维克斯和肖特，三家英国飞机制造商提交了材料（正好也是3V轰炸机的供应商）：汉得利-佩奇提交了HP.100、维克斯提交了 SP4和阿夫罗的 Type 730。

Type 730

阿夫罗 730 早期方案

阿夫罗 730 是一种高速飞机。为了实现所需的高速性能，该飞机由一个细长的机身和一个小翼展梯形机翼，该机翼安装在机身中央。主要侦察传感器Red Drover X波段雷达的长天线能够包含在机身内。每侧机翼尖端的短舱内有两台阿姆斯特朗-西德利P.156发动机提供推进力，两台发动机在短舱内上下布置。发动机短舱共用一个带有中央调节面的可变几何形状的进气口。

阿夫罗 730早期方案 731 和后期方案

阿夫罗 730采用了鸭翼布局，这种方法可以大大减少配平阻力，同时在较慢的速度下也能产生更大的升力。纵向控制由安装在机头的平直鸭翼后缘升降舵提供，横向控制由位于机翼后缘的副翼实现，方向控制由传统的单垂尾方向舵实现。

所有四个主要飞行控制面均由博尔顿-保罗设计的四重冗余电液控制单元驱动。这架飞机还还将采用电传操纵电气控制和自动控制系统。起落架由Dowty Group设计，使用了“自行车”布局，包括有四个轮子的单中央机身主起落架，带有两个轮子的机头起落架单元和位于每侧发动机短舱上的一对平衡支腿。

为了保持表面平整度减小阻力，730没有传统的座舱盖和前风挡，驾驶舱只有两个面向侧面的小窗户。在早期的开发模型中，使用一个可以上升凸起的风挡提供前方视野，预期生产型飞机将仅使用电动可伸缩潜望镜来提供外部视野，包括在起飞和着陆。

按照最初的设想，730将搭载三名机组人员：飞行员、导航员和雷达操作员。所有三名机组都在同一个隔间内，这个加压隔间配有空调，以确保舒适度。所有机组人员都有轻型弹射座椅，由于自动飞行控制和稳定系统承担了大部分飞行工作，飞行员的重点在监督飞机的一些任务系统功能，例如控制系统，冷却和燃油系统。

730 早期方案原厂模型

730 早期方案风洞模型

和黑鸟SR-71一样，冷却是 Avro 730 需要解决的一个关键问题，在 2 马赫时，预计外部蒙皮将达到 190 °C，在 2.7 马赫时将上升到 277 °C。为了应对高温大部分飞机由不锈钢钎焊蜂窝结构组成。机上的燃料具有作为冷却剂的额外作用（和黑鸟解决方案类似），并且还计划使用由Normalair提供的基于氟利昂的独立制冷系统。

新设计

730的初始版本仅用于空中侦察任务，它将使用其Red Drover侧视雷达来寻找随后的V轰炸机部队的攻击目标。但随着开发的进展，雷达天线尺寸大幅度下降，于是释放了大量内部空间。

皇家空军开始考虑利用730进行二次轰炸，为此它既要携带雷达，又要携带一个狭长的炸弹舱，其中可以容纳武器或额外的燃料。

730最终方案风洞模型

730风洞模型

由于任务相似性，当时高速轰炸机的需求OR.336，在1955年10月和OR.330合并到新的RB.156需求中。这导致Avro 730进行了相当大的重新设计，以符合正在发布的新要求。好在阿夫罗工程师在他们最初的方案中已经预见到了这种可能性。

在730的开发过程中，来自布里斯托尔Model 188高速实验飞机的数据提供了巨大的帮助，的建造是为了测试复合三角翼形状，以及后来的长时间超音速飞行对金属的影响。

虽然新版本看起来像原版，但它整体更大，并具有新的机翼平面形状。新机翼参考了布里斯托尔Model 188的复合三角机翼设计。为了增加机翼面积，在发动机舱外增加了额外的外侧三角翼，整个平面形状被重新塑造，更像是经典的三角翼。

发动机吊舱内的机翼（位于总跨度的 2/3）以约 45° 后掠角，发动机外侧的较小区域以约 60° 时后掠更高。后缘和前版本相比更加平直。现在，发动机舱升级未为每个四台阿姆斯特朗-西德利P.176发动机组合，总共八台。吊舱的前部是圆形的，并安装了一个大的调节锥，向后部逐渐变为方形，吊舱内发动机以“四桶”方式排列，与机翼的后部齐平。大部分布局与早期版本基本相同，包括矩形鸭翼、隐藏驾驶舱和大号三角垂尾。

在新版本中，机组人员减少到两人。炸弹舱很窄，但很长，只有50英尺（15米），打算装备一枚 50 英尺长的当量为1 兆吨防区外核导弹。一种合适的弹头已经开始开发，称为蓝色玫瑰花结。

“Red Drover”侧视雷达是主要的侦察设备，它安装在机身内。对于增加的载荷重量主起落架支腿上增加额外的主轮。50英尺障碍物起飞滑跑估计在 2,230 码范围内。着陆距离 1,150 码，使用一个 24 英尺直径的制动伞。初始爬升率为每分钟 12,300 英尺。

皇家空军预期730的原型机将多达10架，因为作为轰炸机，很多功能尚在开发过程中。设想的测试计划包括在专门建造的热室中对全尺寸飞机进行预计的 2.5 马赫飞行的严酷温度测试。在进入飞行测试阶段后，原型机计划进行总共1,400个飞行小时的飞行测试。预计的第一次飞行将在 1959 年，到 1961 年 12 月，第八架也是最后一架飞行原型机投入使用。