能飞两倍音速、连破世界纪录，这架 B-58 为什么服役不到十年就退役了？

有一张拍于 1961 年 7 月的历史照片，画面是美国得克萨斯州卡斯韦尔空军基地的战备警报演练，机组成员正跑向自己的康维尔 B-58 轰炸机。

图注：Carswell，1961年7月，官方SAC史

B-58 是美国空军第一款正式服役的超音速轰炸机，这架飞机机身修长，采用前缘后掠 60° 的大三角翼，机翼下方用挂架吊着四个独立的发动机短舱，里面装有四台通用电气 J79 加力涡喷发动机。机腹下方还挂着一个流线型大吊舱，用来装载核武器和一部分燃油。B-58 全机长约 29.5 米，早期使用的 MB-1 吊舱就有约 15.5 米，超过全机长度的一半。

美国空军公开过一份 B-58A 的标准任务性能表，其中最基础的一项高空任务挂载 MB-1C 吊舱出击，作战航程约 7900 公里，全程耗时 11 小时。

起飞爬升后，B-58 先以 0.8 马赫跟着波音 KC-135 加油机编队飞行，在约 7600 米高度空中加油，脱离后继续以亚音速巡航。在接近超音速区时，四台发动机开足最大功率加速爬升；进入这段约 930 公里的航程后，飞机在约 1.7 万米高空保持两倍音速飞行，抵达目标上空后投下机腹吊舱，随后降回亚音速巡航约 2780 公里，飞往回收基地。按表上的速度匀速来折算，中间这段两倍音速飞行大约只有 26 分钟。

图注：Operation Heat Rise实照

早在 1957 年试飞时，一架 YB-58 原型机就曾以 1.15 马赫以上的速度连续飞过 91 分钟，飞机并非不能长时间超音速飞行。但既然作战航程接近八千公里，当初为什么不把机身造大一点，反而省掉内部弹舱，靠加油机和机腹吊舱来完成任务？

机身尽量做小，洲际航程交给加油机

在1951 年初，康维尔提交了代号 MX-1626 的远程超音速侦察轰炸机方案。

当时的设想是用体型庞大的 B-36 重型轰炸机充当载机，把这架重约 49 吨的三角翼轰炸机挂在机腹下带飞，然后途中投放出去执行任务，返航时再在空中对接回收。

这架小型轰炸机共装有三台发动机，两台在机翼短舱内，第三台装在可抛投的炸弹吊舱里，用完即弃。

但是空军评估后发现，B-36 载机和这架小型轰炸机都需要安装全套导航设备，返航途中两者未必就能找得到对方，重新对接后可能更容易遭到攻击，造价和维护费用也远高于单架轰炸机。

到了 1951 年 12 月，这套方案放弃了由 B-36 空中挂载和回收的设想，改为依靠空中加油扩展航程；炸弹吊舱里那台一次性发动机也随之取消，机翼上的两台发动机加装了加力燃烧室，同时补上起落架，让飞机自己从跑道起飞。机组也从两人增加到三人，包括飞行员、领航轰炸员和防御系统操作员。

同一时期参与竞标的波音公司，在 1952 年提出的方案最大起飞重量约为 71 吨，采用常规的 35° 后掠翼和机身内部弹舱，四台发动机贴近机身装在机翼上，给三名机组成员留出了宽敞的座舱空间。

空军最终也没有选这套大飞机方案，1952 年初下达的设计要求，把最小尺寸、高空和高速排在了最前面；兰德公司当时的一份研究也认为，飞机尺寸越小，雷达反射就越弱，被敌方地空导弹拦截的概率就越低。

在同年 5 月底，空军在一份战略航空规划里明确提出，未来最经济有效的作战方式是采用“组合系统”，派加油机在空中给突入战区的小型轰炸机补油。康维尔的小型三角翼方案更符合这个方向，在 1952 年 11 月赢得了竞标。

战略空军司令部却是一直在反对这个决定。时任司令柯蒂斯·李梅将军一贯偏爱大航程轰炸机，他和司令部认为，哪怕当时航程最远的洲际轰炸机有时也要空中加油，总不能反过来挑一架离开加油机就飞不了洲际的飞机。李梅还担心，新飞机的气动布局和作战方式全都一反常规，合在一起很可能无法满足实战要求；加上机身太小，三名机组成员在舱里也会挤得很难受。

为了减小超音速激波阻力，B-58 的机身做的很窄，三个舱位只能前后串列布置。1953 年 9 月，军方退而求其次，要求在驾驶舱里至少装一张折叠椅，让一名后舱机组成员在起降时能坐到飞行员旁边，后来还是因为腾不出空间给取消了。

1954 年 5 月工程审查时，战略空军司令部的代表再次要求加宽机身，让飞行员和领航轰炸员并排坐，但是这个改动完全行不通。

图注：装有救生舱的前舱照片

在1957 年年中，李梅调任空军副参谋长，同年的 11 月，在空军委员会成员里，只有他一个人还在质疑这套搭配是不是划算，理由之一就是加油机占用太多了，1 架 B-58 出动需要 1 架加油机配合，而 2 架加油机就够保障 3 架 B-52。

在1959 年 10 月，试飞证实波音 KC-135 可以给 B-58 空中加油，但由于 B-58 的搜索雷达与 KC-135 上的会合设备不兼容，部队初期的加油训练和相关行动一度受限。

机身不设弹舱，机腹吊舱怎么带油和投弹

B-58 的机身很窄，内部腾不出弹舱空间，为了降低超音速阻力，大三角翼也做的相对很薄，机翼厚度只有弦长的 3% 到 4% 左右。康维尔把薄铝板和铝蜂窝芯胶接成夹层板，用作机翼和尾翼蒙皮来保证强度和刚度，同时把机翼内部密封成整体油箱。核武器和一部分额外燃油则放进机腹下的可抛投大吊舱里，投完弹返航时吊舱已经抛掉，不用再把空弹舱和吊舱油箱一路带回基地。

图注：XB-58 55-0660原型机俯拍

这个大吊舱的尺寸在设计阶段也改过好几轮。

在1953 年，康维尔按跨音速面积律把机翼连接处的机身向内收窄，用来降低激波阻力；吊舱也一度从最早贴合机身的约 27 米缩短到约 9 米，改成挂架吊装，并在翼尖加装副油箱。

但是这套短吊舱方案在 1954 年初的风洞试验中阻力偏大，在再次修改设计后，最终定型为长约 15.5 米、最大直径约 1.5 米的 MB-1 系列吊舱。挂上这个吊舱虽然增大了全机横截面积，但是它正好填在机身与机翼衔接的位置，让前后截面的变化平缓了不少。

早期交付部队的 MB-1C 是单件式吊舱，燃油和核弹装在同一个壳体里，去程把吊舱里的油烧完后，空的油箱部分也没法先扔掉，飞机还是要挂着整个大吊舱飞到目标上空，才能连弹带舱一起投下。

1960 年夏天投产的双组件吊舱分成上下两层，上层装核弹和两个油囊，下层装两个大油囊。在出击途中下层燃油耗尽后，机组可以先把它单独抛掉，减轻重量和阻力，同时露出上层武器舱；飞抵目标上空再投下上层组件，随后只靠机翼油箱里的燃油返航。

经历了 1962 至 1964 年的改装后，机翼下方又增加了四个武器挂点，算上机腹吊舱，单机最多可带五枚核武器。

图注：YB-58A 55-0667实机试装TCP

高空两倍音速投弹，精密航电为什么故障不断

速度在提到两倍音速以后，怎么在高空及时瞄准投弹也成了难题。

早在 1953 年底，空军就做过测算，二战时的 B-17 轰炸机在约 7600 米高度投弹，要留出 3 分钟的稳定瞄准航路，大约在 18 公里外对准目标即可；换成 B-58 在 1.5 万米以上高空飞两倍音速，同样是维持 3 分钟稳定航路，领航轰炸员必须在约 106 至 113 公里外就提前发现并跟踪目标。

空军当年还专门成立了一个跨部门委员会，跟进这套轰炸与导航程序的研制。

B-58 最终装上了斯佩里公司研制的 AN/ASQ-42 轰炸导航系统，把惯性导航平台、自动天文跟踪仪、搜索与跟踪雷达，还有测量地速和偏流的多普勒雷达整合在一起。

这是当时战略空军司令部最精密的轰炸系统，但是可靠性远不如 B-52 和 B-47 上的老设备。由于电子信号回路横跨多个互相连接的设备箱，发生故障时，机务人员很难查清问题到底出在哪台设备上。这个问题一直拖到 1965 年仍未解决。

当年的 9 月，几家承包商提交的改进方案要价约 7000 万美元，是预计费用的两倍，既达不到技术指标，对改进效果也不作保证，空军最终都没有采纳。

图注：领航轰炸员前方仪表板

这套航电系统发热量很大，地面和空中都离不开冷气散热。机务军士约翰·霍尔特曾在 1963 至 1968 年负责维护 B-58，据他的回忆，飞机在地面检修前必须先接上空调车往机内送冷风，否则连电源电门都不能开。到了空中，汤姆·哈奇中校曾遇见过一次轰炸导航系统过热，机上空调切入“逆向供冷”模式，让冷气先送进电子设备舱、再流向机组座舱，结果舱里热的受不了，他只好脱掉上衣，光个膀子继续飞；不过这类极端情况并不多见，当过三年 B-58 领航轰炸员的乔治·霍尔特上校就从未碰上过。

除了过热，高空过冷同样会带来麻烦。

装在机身后部非增压舱里的 AN/APN-113 多普勒雷达问题一直很多，邦克山空军基地曾统计过这套雷达的 184 份维护报告，在这些报修投诉里，约 52.5% 是雷达跟丢回波、失去锁定；排第二的一类约占 21%，反映设备在地面检测正常，一飞上天就不工作或时好时坏。

为了摸清雷达在高空的真实工作环境，航空无线电公司在 4 架 B-58 上加装了 12 通道温度记录仪，实测了 16 个飞行架次。

结果发现，这套多普勒雷达里的接收天线和滤波组件没有装根据温度调节风量的活门，只靠一块固定开孔的节流板限制冷气流量。这个孔径是按最热环境所需的最大风量设计的，飞机爬上高空后冷气还是照常往里送，两处组件的温度就会降得过低，影响雷达正常工作。要是组件调校本就处在临界范围，这种低温很可能会引发空中故障；等飞机落地、环境温度回升，地面检测时故障又复现不出来。

当时基地车间和机坪都配有自动、半自动测试设备，初衷本是降低对维修人员的技术要求，让技术员按预设流程做完一套检查就行。但是由于检测步骤全是固定的，技术员没法自己调整，很多人也不清楚每一步具体在查些什么，平时很难积累起深入排故的经验；再加上这套预设程序并不能把所有故障都诊断出来，遇到复杂毛病时，机务人员仍然很难查清相关的原因。

飞控不稳一度限速，座舱后来换装密闭救生舱

1961 至 1963 年间，B-58 接连刷新多项飞行速度世界纪录，先后拿下了汤普森奖杯、布莱里奥杯、麦凯奖杯和本迪克斯奖杯。1962 年 3 月 5 日，编号 59-2458 的 B-58A 从洛杉矶飞往纽约再返回，途中由 KC-135 空中加油三次，往返总用时 4 小时 41 分 15 秒；其中洛杉矶到纽约单程只飞了约 2 小时零 1 分钟，平均时速约 1955 公里。

图注：普通B-58起飞资料片

可是在试飞和日常服役里，要把这架飞机稳稳的飞到两倍音速也并不容易。

B-58 在薄三角翼下用挂架吊装四个独立发动机短舱，此前没有同类飞机可供参考，高速飞行中机翼和尾翼会不会发生破坏性颤振，做完模型试验和理论分析后，最后还需要靠实机试飞一步步验证。

据康维尔负责颤振试飞的工程师马哈菲介绍，早期逐步提高试飞速度时，他们在垂尾尖端和左右机翼后缘各装了一台重约 11 公斤的液压振动器，飞行中由第三舱的试飞工程师启动，人为给机翼和垂尾施加振动。他们在试飞中摸索出，激振幅度太小测出的阻尼数据不够稳定，往复摆动的总幅度达到 2.5 厘米左右时，测量效果要比小幅振动好的多。

地面遥测站里有大约六名技术人员盯着实时传回的波形，几秒钟内算出振动衰减情况；等现场负责人确认安全，才通过无线电允许机组把速度再提高 0.1 马赫。由于地面遥测信号的覆盖半径只有约 145 公里，测完一个速度点大概要十分钟，飞机高速飞过很快就会超出信号范围，遇上数据不理想还要重飞，整个试飞过程被推进的十分缓慢。

图注：1958颤振试飞论文，激振器和传感器布置

在交付部队以后，B-58 也多次因为飞控安全问题被限速。

1960 年 3 月，只有换装了改进型飞控的飞机才获准飞到 1.5 马赫。

1962 年 3 月至 9 月间，机队接连发生两起机毁人亡的事故和 30 起空中特情，空军随即收紧飞行限制，分阶段整修飞控系统。

到 1964 年底，第 305 轰炸机联队有 13 架飞机完成了新一轮飞控电路改造，速度上限放宽到 1.65 马赫；要想重新放开两倍音速，后续还要投入 3000 万美元继续改装，时间更是排到了 1966 年秋天以后。

高速飞行时最危险的情况之一是外侧发动机突然空中停车，两侧推力瞬间失衡，带动飞机猛烈偏航和滚转。

美国空军飞行动力学实验室在 1966 年的一份仿真报告中，评估过为 B-58 研制的候选偏航阻尼方案。按其中固定增益方案的模拟算例，飞机在约 1.35 万米高空以两倍音速飞行时遇到这种单发停车，要是飞行员没有介入操纵，单靠这套阻尼方案，飞机会迅速滚转翻过去；就算加入模拟飞行员保持机翼水平的操纵动作，偏航阻尼器也必须给出超过 15° 的大幅修正才能稳住飞机。

直到 1967 年空军采购冗余偏航阻尼器套件、1968 年 5 月开始装机，困扰多年的飞控隐患才算解决。

按美国空军安全中心的统计，B-58 在 1958 至 1962 年试飞和部队换装初期，每十万飞行小时损毁飞机高达 38.89 架；1963 至 1970 年虽然降到了 5.68 架，但同期 B-52 只有 1.03 架，B-58 的损毁率依然是 B-52 的 5.5 倍左右。

图注：静态弹射试验

飞机失事风险这么高，高空高速下怎么让机组安全逃生就成了紧迫的问题。1961 年 B-58A 刚服役时，座舱里装的还是普通的敞开式弹射座椅，但是在两倍音速的迎面气流冲击和高空低压缺氧环境下，直接弹射出去是非常危险的。

斯坦利公司为此专门研制了密闭式弹射救生舱，不过早期试验中救生舱离机后的姿态一直不够稳定。1961 年的风洞试验发现，救生舱在火箭助推阶段容易抬头和偏航，尾部的稳定伞在火箭喷流和尾流里还会剧烈摆动。因为黑熊在生物力学上与人体相近，空军航医实验室还选用了 13 头未成年黑熊做活体试验，先后用于冲击测试、高速火箭橇弹射和改装 B-58 的空中实机弹射。

直到 1962 年底，定型后的密闭救生舱才陆续加装到现役飞机上，弹射范围覆盖从地面滑跑时速约 220 公里到约 2.1 万米高空、2.2 马赫。

图注：现代NMUSAF展品实拍

如果飞机在高空突然座舱失压，机组成员拉动手柄后，座椅安全带会先把身体收紧固定，前方的弧形气密舱门随即像贝壳一样合拢锁紧，由舱内独立的供氧系统充气增压。

到这一步，人还不一定非要立刻弹射离机。前舱飞行员的救生舱里留有驾驶杆和必要的操纵设备，他可以关在密封增压的小舱里继续驾驶飞机，下降到不需要增压的低空。

要是飞机确实保不住了，再来点火启动弹射火箭，把整个密闭舱推出机外；离机后先放出稳定伞稳住姿态，下降到合适高度再打开主降落伞，舱底有减震装置吸收落地冲击，掉进水里也能靠充气浮囊漂在水面上当救生筏用。

不过这种救生舱内部很窄，装进飞机后又要占去一圈地方，三个座舱比原先更挤了。

图注：Stanley地面演示

高空突防越来越危险，B-58 改飞低空难在哪

康维尔和空军忙着解决航电、飞控与救生舱问题的这几年，防空形势已经发生了巨大的变化。兰德公司早年曾判断缩小飞机尺寸能降低被导弹拦截的概率，但在 1959 至 1960 年重新为空军评估时，认为今后的防空网会越来越严密，轰炸机飞得再快战损照样很高，靠高速度突防已经没有多大优势。

到了 60 年代初，防空导弹日趋成熟，带核战斗部的空空和地空导弹更是让轰炸机很难再从高空突入敌方领空，美国空军只好把战略轰炸机的战术改为低空突防。

就单看试飞和演练表现，B-58 也能飞低空。康维尔公司在 1960 年曾宣传过，这款飞机多次在离地约 150 米以下的高度成功试飞。

乔治·霍尔特上校后来也替 B-58 辩护说，小展弦比三角翼没那么怕低空乱流，飞起来比 B-47 和 B-52 平稳很多；他还提到，1959 年 9 月的一次模拟轰炸演练中，一架 B-58 曾以 0.92 马赫的速度在约 150 米以下低空连续飞过两小时。

可如果真要经常在低空飞行，B-58 的机体结构很容易出现明显的疲劳损伤。到了 1965 年的年中，后勤部门又发现机队的管路和线束老化，机体也出现了疲劳迹象和超出预期的腐蚀，甚至引发了漏油事件。空军随后把飞机分批送往康维尔工厂和后方基地大修，每架飞机都要卸下所有可拆盖板逐一检修翻新，单机耗费多达恐怖的 1.6 万个工时。

而且现役的 B-58A 没有地形跟随雷达，很难真正在低空突破严密的防空火力。康维尔早先设计过能飞低空的改进型 B-58B，在 1959 年 7 月就因为造价太高、系统太复杂被取消了。

后来战略空军司令部一直要求给 B-58A 补装地形跟随雷达，但样机研制花钱多、技术风险大，1965 年底退役计划一定下来就停掉了，最后只换上便宜的无线电高度表和前视昼夜电视系统，拖到 1969 年初才改完。

要是继续飞高空，机上的电子对抗设备从出厂起就没升级过，面对 SA-2 这类地空导弹会非常危险，空军在 1966 年年中批准换装改进型 ALQ-16 干扰机，结果 1968 年试飞也没有成功。

五角大楼定下退役期限，关键改进临近停飞才装上

1965 年 12 月，美国国防部长麦克纳马拉下令，全部 B-58 在 1970 年 6 月底前退出现役，同时宣布建造由 F-111 改进而来的 FB-111A 轰炸机。

当时美军的民兵陆基洲际导弹和北极星潜射弹道导弹都在不断升级，B-52 机队也在推进现代化改装，再加上削减国防预算的压力，五角大楼认为，B-58 连同早期的 30 架原型机和试飞机在内一共只造了 116 架，在部队只装备了两个联队，已经没必要继续保留。

战略空军司令部在 1952 年选型时曾一直反对 B-58，这时却反过来全力挽留，连续两年向五角大楼争取，想把这批飞机至少留用到 1974 年 6 月。

在他们看来，B-58 刚下线时虽然毛病不少，但经过几年改进正变得越来越可靠，当时美军有人驾驶轰炸机的数量本来就在减少，不该把这支机队也砍掉。

过去常有一种说法，认为维持两个 B-58 联队的开销够养六个 B-52 联队，乔治·霍尔特等老兵后来对此并不认同。按他的说法，每个 B-58 联队装备的飞机比通常只有 15 架的 B-52 联队要多很多，而且全部集中在两座基地，后勤成本也更省。

他还提到过一份解密的成本估算报告，认为即便加上加油机的保障开销，平均每架 B-58 一年的运营费用其实比 B-52 还低。

但是五角大楼并没有松口，按当时的规定，在飞机退役前两年还没拿到拨款的改装项目，就算之前已经批准也要取消。B-58 定在 1970 年年中退役，各项改进就必须在 1968 年年中以前落实经费；战略空军司令部申请豁免这条规定，结果也被驳回了。

不过在 1968 年 5 月，几项拖了许多年的关键改进还是赶在截止前陆续开始安装，包括解决飞控隐患的冗余偏航阻尼器，以及改进后的 AN/ASQ-42 轰炸导航系统。

战略空军司令部盼了多年的药筒起动器，也在当月 7 日开始加装。以前 B-58 起动发动机离不开地面气源车；加装药筒起动器后，改好的飞机不再受这项设备限制，遇到紧急情况，也能从疏散机场、执行打击后降落的基地或其他偏远机场再次起飞。这项改装早年几经批准又被取消了，中间技术波折不断，等终于开始往飞机上装时，离原定的退役期限就只剩两年了。

实际退役比原定期限还提前了半年，1969 年 11 月 3 日起，现役 B-58 连同 8 架教练机分批飞往亚利桑那州戴维斯-蒙森空军基地封存，到 1970 年 1 月 16 日第 305 轰炸机联队送走最后两架，整支机队全部退出现役。这款轰炸机 1961 年才正式服役，1962 年 10 月交付完最后一批新机，到全部停飞前后还不到十年。那批退役飞机里，只有两架没有送去封存，一架曾在 1962 年横穿美国创下速度纪录，另一架在 1963 年刷新了东京至伦敦的飞行纪录，退役后直接进了博物馆。

图注：SAC & Aerospace Museum保存的61-2059 Greased Lightning

这篇是《传奇机库》专栏的第 3 篇。前面两篇我们聊过了 X-59 和图-144，接下来还会继续写航空史上更多设计独特、故事精彩的经典飞机。

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参考资料

1. Marcelle Size Knaack, Encyclopedia of U.S. Air Force Aircraft and Missile Systems, Vol. II: Post-World War II Bombers, 1945–1973, Office of Air Force History, 1988.

2. Ana F. Tinetti et al., Equivalent Longitudinal Area Distributions of the B-58 and XB-70-1 Airplanes for Use in Wave Drag and Sonic Boom Calculations, NASA/CR-2011-217078, 2011.

3. C. H. Walker, Honeycomb Fastening, SAE Technical Paper 700850, 1970.

4. Convair Division of General Dynamics, "New Two-Component Pod Gives Hustler Added Speed and Range", Convairiety (Fort Worth Edition), August 31, 1960.

5. P. T. Mahaffey, Flight Flutter Testing the B-58 Airplane, NASA NTRS 19760003023, 1958.

6. ARINC Research Corporation, Interim Report: B-58 Aircraft Avionic Subsystems Reliability and Maintainability Improvement Program, ARINC Pub. 318-01-2-480, 1965.