巴恩斯·沃利斯

巴恩斯·沃利斯（Barnes Neville Wallis，1887年—1979年），英國航空工程師，爵士。早年家境清苦，受完中等教育後即輟學求職於工廠和船塢，通過夜校課程和自學成才。1913年進入維克爾的車間從事飛艇的設計和建造。設計過R-100和R-101型飛艇。三十年代，轉向飛機設計，設計出惠靈頓式轟炸機，該機種於第二次世界大戰爆發前投入生產。此外，還設計了用於摧毀德國提爾皮茨號戰列艦和潛艇掩體的高穿透力特大型炸彈以及用於低空轟炸德國魯爾水壩的“跳彈”（Bouncingbomb）等。戰後曾廣泛涉獵於民用飛機、橋樑和天文望遠鏡等的設計。他最早著手於可變後掠翼研究，將超音速飛行的成本降至最低。最初他是為軍方“野鵝計畫”效力，之後他去到“燕子”，計畫目標是於10小時內來回歐洲和澳洲。1950年代他成功測試一個超過2馬赫的設計，但最後政府卻放棄繼續支持他。後來沃利斯和他的團隊到美國尋求資助他繼續研究，但卻得不到人支持他。

基本介紹

• 中文名：巴恩斯·沃利斯
• 外文名：Barnes Neville Wallis
• 國籍：英國
• 出生地：英國德比郡
• 出生日期：1887年
• 逝世日期：1979年
• 職業：航空工程師
• 畢業院校：倫敦大學
• 主要成就：設計惠靈頓式轟炸機
  設計“跳彈”、高腳杯和大滿貫炸彈

人物生平

自學成才的飛機設計師敢與政府叫板

巴恩斯·沃利斯

1887年，巴恩斯出生於英國德比郡，由於家境貧寒，家裡只能把他送到“克里斯醫院”（注意，這不是一所醫院，而是一所慈善性質的私立學校，學生們可在此接受免費的教育和食宿）。在“克里斯醫院”，巴恩斯幸運地遇到了影響他一生的科學老師，查理斯·E·布朗。在巴恩斯之前，這位老師教過的學生中有5位成為英國皇家科學院院士，堪稱“院士培養者”。巴恩斯對這位恩師的教導念念不忘，他在晚年的回憶錄中寫道：“查斯叔叔（學生們對布朗老師的親切稱呼）教給我們的不是字面的知識，他是在用科學教導我們如何思考，讓我們看到自己擁有的力量。”

帶著信心和對知識的渴求，17歲的巴恩斯唯讀完中學便離開學校，在倫敦的一家機械工廠找了一份工作，隨後又去到一家船廠當學徒。儘管生活清貧而艱難，但巴恩斯仍然報名參加了倫敦大學的夜校課程，苦讀十幾年終於在1922年拿到了工程學學位。那一年，他已經年滿35歲，站在課堂里幾乎能被錯認為老師了。

1915年，巴恩斯以下士軍銜加入英國皇家海軍，但很快就被晉升為海軍中尉，原因是英國政府急需飛艇的設計人才，而巴恩斯正擁有這樣的才能。1920年，巴恩斯成功設計出最新型的R.80型飛艇。然而隨著戰爭的結束，軍方對飛艇的熱情逐漸消褪，R.80飛艇只使用了一年便被迫退役。

R.80的“冷宮”待遇令巴恩斯心冷，這位已名滿全英的飛艇設計師向軍方請假專心攻讀學位，同時開始考慮脫下軍裝，仿效“查斯叔叔”去當一名老師。正在彷徨之際，一位富翁找上門來，要求與他合作設計新一代飛艇。考慮再三，巴恩斯以全權負責為條件答應下來，開始著手R.100型飛艇的設計。與此同時，英國皇家飛艇工廠也在政府委託下開始設計R.101型飛艇。巴恩斯領銜的私人團隊開始了與政府的競賽。

1930年，R.100和R.101飛艇同時製造完成。巴恩斯的飛艇選擇試飛加拿大成功；政府的飛艇選擇飛往印度，但剛剛飛過英吉利海峽就墜毀在法國境內，艇上54名乘員只有6人幸免於難，死亡名單上赫然有空軍部長湯姆森爵士的名字。慘烈的災難嚇壞了政府，他們不顧R.100的成功，於1931年決定終止“帝國飛艇計畫”。看不到希望的出資人停止了資金支持，巴恩斯的飛艇夢再次被驚醒，最終，他親自駕駛一輛蒸氣壓路機壓毀了R.100的梁架結構。

從飛機到炸彈

無法繼續飛艇設計的巴恩斯把熱情轉向飛機，在R.101飛艇墜毀後不久進入維克斯飛機製造公司。1934年，英國空軍部向維克斯公司下了一份製造雙翼轟炸機的訂單。面對這份訂單，巴恩斯躊躇不已，他很清楚，單翼飛機正成為航空領域的流行趨勢，雙翼機即將被淘汰。但他無法說服空軍部改變訂單，只能說服公司同時設計兩種轟炸機：雙翼由政府出資，單翼自費。

一年後，巴恩斯這個勇敢而大膽的決定得到了回報。單翼機在試飛時展現出遠遠超過雙翼機的性能，令所有人為之嘆服。1938年，兩架單翼原型機在埃及和澳大利亞間試飛，航程11526千米，耗時兩天。返回英國後，巴恩斯對它原設計進行了改進，最終定型為二戰中最著名的轟炸機之一———“惠靈頓”重型轟炸機。二戰期間，這款飛機得到了廣泛使用，從反潛、魚雷攻擊到掃雷、偵察，幾乎無所不能。

雖然巴恩斯設計的“惠靈頓”轟炸機被大量用於針對德國的地毯式轟炸，但巴恩斯本人非常反對這種“不人道的、毀滅一切的大面積殺傷”，他認為，使用大當量炸彈進行精確轟炸更具效率。他在一篇題為《對軸心國的攻擊方式備註》的文章里提出一種10噸級超級炸彈的瘋狂構想，一方面藉助這種炸彈的震盪波摧毀建築物的地基，一方面依賴龍捲風一般的空氣衝擊波殺傷敵方目標，“能有效摧毀或癱瘓敵之能源供給，最終令其無法繼續戰爭行為。”

1942年初，他在自家花園水池中用石片打水花時突發靈感，寫出了《球形炸彈——水面魚雷》一文，建議研製一種可以“在水面上跳躍”的炸彈，以避開魚雷防護網攻擊水壩或戰列艦等大型軍艦。皇家空軍接受了巴恩斯的建議，並委託他以“維修”為代號研製出著名的“跳躍炸彈”。德國魯爾區的水壩大多為這種炸彈所毀，德國工業能源供應受到了嚴重影響。

不過，“跳躍炸彈”的當量畢竟離10噸級炸彈的構想還遠，巴恩斯隨後展開了6噸級地震彈“高腳杯炸彈”的研發。製造完成後，皇家空軍第617轟炸機中隊攜帶“高腳杯”，一舉炸沉了德國海軍的心肝寶貝“提爾皮茨”號戰列艦。通過實戰，巴恩斯發現，蘭開斯特轟炸機具備攜帶10噸級炸彈的能力，於是在“高腳杯”之後開始研製終極炸彈———“大滿貫炸彈”（又名“巨響”），第617中隊也成為他的“御用中隊”，專門負責投放“巴恩斯巨型炸彈家族”。

1945年3月13日，“大滿貫”首次試驗成功，英國人迫不及待地把它派上戰場，目標是英美空軍耗費3000餘噸常規炸彈都未能炸毀的比勒菲爾德鐵路大橋。焦急的等待過後，巴恩斯收到了令人興奮的訊息：雖然“大滿貫”偏離目標20多米，卻炸出了30多米的深坑，巨大的震撼引發了一場小小的地震，90多米長的橋面在大地的晃動中垮塌，完全不能修復。

探索超音速之路

戰爭結束後，巴恩斯的興趣回歸飛機設計，他意識到，未來航空將是超音速的天下。他最早著手於可變後掠翼研究，將超音速飛行的成本降至最低。鑒於新型飛機的危險性，巴恩斯力主使用遙控模型驗證超音速飛機的設計。在他主導下，飛機公司開始製造火箭引擎驅動的超音速飛機模型，英國軍方賦予該項目的代號為“野鵝”和“麻雀”，目標是10小時內來回歐洲和澳洲。

雖然巴恩斯的“麻雀”成功達到了2.5馬赫的速度，但英國政府最後還是因軍費緊張放棄了超音速項目。鬱悶的巴恩斯不得不遠赴美國尋求資助以繼續超音速研究。一直未能在該領域取得突破的美國航空航天局對巴恩斯的到來很感興趣，但也只限於感興趣，他們要的只是巴恩斯的想法，出錢免談。巴恩斯只能看著美國人根據他的構想研製出世界上第一種變後掠翼F-111“土豚”戰鬥轟炸機，看到自己的想法被美國人“挪用”，巴恩斯要求維克斯公司對美國人提起侵權訴訟，但最終這個官司不了了之。

巴恩斯·沃利斯紀念金幣

回國後，巴恩斯意外地收到英國皇家發明者獎勵委員會為表彰他在戰爭中作出的貢獻而頒發的1萬英鎊獎金。他沒有把這筆錢據為己有，而是全部捐獻給自己的母校“克里斯醫院”學校。後者用這筆錢建立了皇家空軍信託基金，為在戰爭中失去親人的飛行員子女在這所學校上學支付相關費用。

1968年，巴恩斯被授予爵位，十年後在自己的家鄉安靜的去世。有人說，他的一生是充滿鬥爭的一生，與資金掌握者斗，與政府決策部門斗。如果不是他的堅持，也許就不會有“地震炸彈”，不會有“惠靈頓”轟炸機，超音速飛行時代的到來也可能會推遲若干年。

主要成就

高腳杯炸彈

1942年，英國皇家空軍敲響了巴恩斯·沃利斯的門，請他研發一種能對付堅固目標的航空炸彈。作為一名優秀的科學家、航空工程師，巴恩斯·沃利斯曾擔任飛機總設計師，還發明了著名的彈跳炸彈（專用於攻擊魯爾水壩）。這一次，他接受了任務。

要達到軍方的要求，首先炸彈要足夠大。在巴恩斯·沃利斯的構想中，有6噸和10噸兩種級別的重型炸彈，依靠其巨大的重量、超高的速度所帶來的超大動能貫穿目標建築物頂部混凝土防護層或地基、爆炸並將產生的能量傳遞給建築物，或者在地基下形成膨脹的空腔，以達到徹底摧毀的目的。這種空前龐大的炸彈產生的威力不遜於一場小型地震，因而得名“地震炸彈”，後來的實戰也證實了它的效果。

為了使炸彈儘快形成戰鬥力，同時考慮到蘭開斯特轟炸機的攜載能力，沃利斯率先展開了6噸級地震炸彈——“高腳杯”的研發。

高腳杯炸彈的自重達到了驚人的5,443千克，帶尾翼長6.4米，最大直徑0.965米，長度和直徑之比達到了6.67，既有利於減小空氣阻力、提高降落速度，又能加大對目標單位面積上的壓力。內部填充2,359千克的鋁末混合-D1炸藥，占炸彈總重的41%。由於摻入了鋁末，炸藥燃燒更充分、劇烈，爆炸脈衝持續時間更長，威力超過同等重量的TNT炸藥的 50%。生產時，鋁末混合-D1炸藥在熔化成漿後，被工人小心翼翼地傾倒入倒立的彈殼內部。

巴恩斯·沃利斯為高腳杯設計了一副修長纖細的流線型身材，由於彈體外形酷似一隻高高的酒杯，因而得名“高腳杯”。高腳杯可以在時速270千米的條件下從5,500米高空投下，到達地表時速度超過1,210千米/小時，可穿透5米厚的混凝土層，產生直徑30米、深24米的彈坑。但過高的速度也產生了不少棘手的麻煩。首先，高速度會產生巨大的撞擊能量，劇烈的撞擊會導致彈體變形、引信失效、或過早爆炸。為了解決這個問題，巴恩斯·沃利斯為高腳杯戴了一頂堅硬的“鎧甲”——一副堅硬的強化鋼外殼，炸彈殼頭部還設計有一個經過特彆強化的鋼錐，頭錐處的厚度超過10厘米。這樣就保證了高腳杯的穿透力；其次，實驗中發現，高腳杯在下降過程中難以保持穩定，總是會莫名其妙的“翻跟頭”。經過分析，發現高腳杯在突破音障時會失去平衡。相應地，沃利斯把炸彈尾翼稍微扭曲5°，加強了陀螺效應，使炸彈在下落過程中始終圍繞中軸線旋轉，既不會出現俯仰和偏轉，還改善了了高腳杯的精確度。

設計完成後，高腳杯被交往維克斯公司生產。該公司是英國著名的飛機製造企業，在這裡誕生了噴火式戰鬥機等著名飛機。高腳杯過大的體型不便於流水線生產。為了滿足鑄造和機加工的高精度，大部分零部件都由經驗豐富的工人手工雕琢而成。比如說，為了提高侵徹力，高腳杯彈頭外殼由經過特殊硬化加工的高強度鋼製造。彈頭在機加工階段要求保證高度對稱，以確保最佳的空氣動力學效果。

普通航空炸彈在飛機返航途中會被扔掉，以免著陸時的震動或碰撞引爆炸彈。但高腳杯過於昂貴而稀少，沒用完的高腳杯往往會被帶回基地。每當蘭開斯特轟炸機帶著高腳杯炸彈降落時，機組成員總是在心中祈禱炸彈千萬不要爆炸。

高腳杯還有一個美國遠親。由於英國產能不足，英國人曾把高腳杯炸彈的專利授權給美國生產，美國人在高腳杯的基礎上開發出了T-10炸彈。T-10炸彈於1944年末研發成功，重5,665千克，裝2,495千克的黃色炸藥（占總重量的 44%)，彈殼頭部還設計了一個穿甲彈芯。當時的美國軍方被太平洋諸島上的日軍堡壘搞得焦頭爛額，如獲至寶的美國軍隊打算用它來清除這些堡壘，為陸軍和海軍陸戰隊的兩棲登入掃清障礙。但核子彈的出現使T-10炸彈失去了用武之地。韓戰中，美國軍方為T-10炸彈加裝無線電制導系統，從而誕生了“塔松”巨型制導炸彈。1951年3月29號，3架B-29掛載塔松巨型炸彈，執行轟炸鴨綠江大橋的任務，但任務失敗；不僅如此，返航中一架低空飛行的B-29往日本海中拋棄塔松時意外墜毀。事後的調查認為是塔松接觸到海面爆炸，產生的的衝擊波摧毀了B-29。美軍官方認為這種炸彈不能“在飛行中被安全拋棄”。 至此之後，美軍司令部取消了塔松炸彈的使用。

大滿貫炸彈

高腳杯炸彈雖然空前，但它同巴恩斯·沃利斯心中夢想的10噸級巨型炸彈仍有不小差距。恰巧實戰中發現，蘭開斯特轟炸機有攜帶10噸級炸彈的潛力。於是沃利斯展開了10噸級別炸彈的研製。新的炸彈被命名為“大滿貫”（grand slam bomb，又名巨響）。

1943年7月，巴恩斯·沃利斯開始了高腳杯之後的下一代地震炸彈的研製。大滿貫結構幾乎和高腳杯完全相同，但重量卻達到了10,000千克（22,000磅），幾乎是高腳杯的兩倍。大滿貫帶尾翼長高8.08米，直徑1.17米，頭部由加強彈錐保護。炸彈的總體色調為暗綠色或灰色，尾部為金屬原色。頭錐處塗了一個很細的紅圈和一個較寬的綠圈，鋁圈上用鋼印標註了“高能爆炸物-D1”，表示內部填充了4,144千克鋁末混合-D1高爆炸藥。大滿貫對土壤層的貫穿力為 40 米，對混凝土層的侵徹深度可達 6 米。它是核武器出現之前，人類製造過的最大的爆炸物，也是迄今為止投入實戰的最大爆炸物。
為了攜帶大滿貫，蘭開斯特被適應性改裝，飛機背部、機頭的炮塔被移除，部分裝甲也被拆除，機腹炸彈艙門被取消，只在腹部凹進一個巨大的區域以懸掛炸彈，掛彈架進行了特別加固，同時還換裝了馬力更強勁的“梅林-24”發動機。改裝後的型號為蘭開斯特B.I特殊型，主要由精銳的617轟炸機中隊使用。改裝後的蘭開斯特看起來光禿禿的，被飛行員們笑稱為“糖塊”。從高空投下後，大滿貫會在下降的末端逼近音速——330 米/秒，並以近乎 90°的角度撕開地表、侵入建築物地基，隨後爆炸並形成巨大的空腔。

大滿貫、高腳杯和成年人的對比

大滿貫生產難度更大，成本更高。同高腳杯一樣，英國也將部分生產契約轉包給了美國的A.O史密斯公司，以藉助美國強大的生產能力。美國人在大滿貫的基礎上，開發出了M110巨型炸彈（編號為T-14），自重同樣為10,000千克。炸彈頭部裝有一個穿甲彈芯。不過，尾翼最後面的錐筒可以拆卸掉，使炸彈能裝在改進的B-29炸彈艙，但沒有投入實戰。