弗蘭克 編譯
秘密計劃
1954年11月26日,中央情報局局長阿倫?杜勒斯把特別助理理查德?比塞爾叫到辦公室,告訴他艾森豪威爾總統(tǒng)剛剛批準了一項秘密計劃。杜勒斯局長還告訴比塞爾,這個項目準備交給他來負責,計劃的細節(jié)則不能透露半點。交談后,比塞爾得到了一個文件夾,他可以在之后的幾天里通過這些文件了解計劃的有關(guān)情況。比塞爾對于高空偵察機計劃早有耳聞,當然也只是略有所知?,F(xiàn)在,他不僅了解到了計劃的詳細情況,還將全權(quán)負責運作這個計劃。
12月2日一早,杜勒斯通知比塞爾到五角大樓參加有關(guān)U-2工程的會議。臨行前,比塞爾詢問杜勒斯,這項工程將由哪個部門承擔以及工程經(jīng)費的來源。他的上司告訴他,第一個問題尚未最終確定,經(jīng)費的問題則由他在會議上確定。
與比塞爾結(jié)伴同行的是科技情報辦公室核能分部的主任赫爾伯特·米勒,后者很快成為這一項目的執(zhí)行官。兩人在第二天下午抵達五角大樓后,與空軍的許多高官進行了會晤,其中包括特雷弗?加德納和唐納德?普特。會晤很快就確定了空軍與中央情報局的職責劃分,計劃中的所有保密部分都由中央情報局負責。會談的討論重點是如何將空軍的資源轉(zhuǎn)移到這個項目中來,尤其是普拉特?惠特尼的J57發(fā)動機,簽訂專門的合同有可能導致整個計劃泄密??哲娮罱K許諾:從供B-52、KC-135、F-100和RB-57使用的J57中抽調(diào)一部分提供給U-2。在比塞爾提出最后的問題后,整個會場立即陷入一片寂靜。這個問題就是:洛克希德?馬丁公司制造飛機的經(jīng)費該由誰來承擔?與會者的目光都聚集到比塞爾身上,顯然他們都希望中央情報局成為該項目的出資者。比塞爾起身表示,他將對此竭盡所能。
會后,比塞爾告訴杜勒斯局長,中情局必須動用特別基金為U-2工程提供經(jīng)費。通常情況下,只有在征得總統(tǒng)和預算委員會負責人的同意,中央情報局的局長才有權(quán)動用特別基金,當然特別基金所贊助的一般都是保密項目。為此,杜勒斯要求比塞爾起草一份備忘錄,就高空偵察機項目需要動用特別基金的情況向總統(tǒng)做書面說明。杜勒斯還向比塞爾交待了另一項任務,就是為“感光板”計劃(“Project Aquatone” ,U-2工程的新代號)組建一支幕僚隊伍。
最初的“項目參謀部”(1958年4月更名為項目發(fā)展參謀部)包括比塞爾、米勒以及比塞爾作為中情局局長特別助理所掌握的幕僚小組。在工程建立后的最初幾個月,大量行政性工作接踵而至。為此,1955年5月,項目參謀部增加了一位行政人員——詹姆斯?坎寧安,前海軍陸戰(zhàn)隊的飛行員,他為U-2計劃工作了整整10年。另有兩位相關(guān)人員同樣在1955年早些時候加入項目團隊,分別擔任U-2計劃的財務官和合同官。值得注意的是,有關(guān)他們的詳細信息,哪怕僅僅是姓名,至今也未向外界公開。
整個1955年的上半年,項目參謀部的規(guī)模并沒有顯著擴大,許多成員除在項目參謀部任職外,仍然在原來的崗位上繼續(xù)工作。為了最大限度地保證項目執(zhí)行的保密性,比塞爾盡可能使項目做到自給自足。他為“感光板”計劃配備了自己的合同、行政、財務、后勤、聯(lián)絡(luò)以及保密官員,這樣,整個項目的運作就幾乎完全不依賴于外來的幫助?!案泄獍濉庇媱澮灿凶约旱馁Y金渠道,它同樣獨立于中央情報局的資金流轉(zhuǎn)渠道。比塞爾有權(quán)直接支取小額資金,較大的數(shù)目則需要杜勒斯確認。
1955年4月末,比塞爾團隊拿出了“感光板”計劃的第一份人員組織架構(gòu)。一旦計劃進入實質(zhì)運轉(zhuǎn)階段,項目組將擁有包括項目總部、測試機構(gòu)等在內(nèi)的若干部門。其中,來自空軍的人員占據(jù)了較大份額,而且1955年的這份名單上還不包括來自戰(zhàn)略空軍司令部的氣象專家,他們也將為U-2工程提供支持。所有人員中數(shù)量最大的是合同雇員,主要包括來自洛克希德的飛機后勤與維護人員(每架飛機配備5人)和照相設(shè)備的維護人員等。
項目總部的地址也先后經(jīng)歷過多次變遷。最初,總部設(shè)在中情局的行政大樓(東樓)。隨著項目組規(guī)模的持續(xù)擴大,項目總部在短短兩年時間里就搬遷了好幾次。1955年5月1日,項目總部搬進行政大樓附近的一棟三層紅磚小樓。10月3日,項目總部又遷至一幢二戰(zhàn)時期的臨時建筑。下一次搬遷發(fā)生在第二年的2月25日,在“馬托尼克大樓”的5層,項目總部算是“安分”了6年時間。1962年3月,它們又搬進位于蘭利的中情局新總部大樓,這還不是項目總部的最終歸宿。1968年1月,已經(jīng)更名為“特別行動辦公室”的項目總部搬遷到一個至今仍對外保密的地點。
在日常工作中,比塞爾應直接向杜勒斯直接報告,不過更多接觸項目日常事務的,卻是中情局的副局長查爾斯?皮埃爾?坎貝爾將軍。在空軍情報部門的背景,尤其是對高空偵察領(lǐng)域的熟知,使他更有資格監(jiān)管U-2工程的運作。事實上,坎貝爾將軍經(jīng)常代替杜勒斯局長赴白宮出席有關(guān)U-2工程的會議。
“感光板”計劃的資金管理
雖然阿倫?杜勒斯已經(jīng)同意為高空偵察機項目支付經(jīng)費,但許多細節(jié)問題還有待解決,比如與洛克希德簽訂合同。盡管如此,在得到總統(tǒng)的許可以后,這項工程立即啟動。1954年底,凱利?約翰遜花了5天時間組建起自己的工程隊伍。要知道這不是一件容易的事情,這些工程設(shè)計人員還承擔著洛克希德公司其他工程項目,而凱利?約翰遜也無法向他們解釋為什么他的工程具有更高的優(yōu)先級。隨即,這個團隊就開始以每周45小時的工作量為“感光板”計劃工作。之后,項目參謀部又把工作時間增加到每周65小時。
1954年12月中旬,艾森豪威爾總統(tǒng)授權(quán)阿倫?杜勒斯動用中央情報局的特別基金作為U-2工程的資金來源。1954年12月22日,中央情報局與洛克希德公司簽訂書面合同,合同中使用了名為“皇帶魚”的計劃代號。中央情報局提出,用“性能參數(shù)”代替空軍標準的“技術(shù)參數(shù)”,后者顯然要更加嚴酷和死板。約翰遜對這一建議表示認同,他認為這樣也可以節(jié)省許多工程經(jīng)費。在與中央情報局首席談判代表勞倫斯·休斯頓的磋商中,洛克希德公司改變了其在1954年5月向空軍提交的工程預算,因為當時計劃由洛克希德負責交付20架包括J73發(fā)動機在內(nèi)的整機。現(xiàn)在,洛克希德公司建議由他們負責20架飛機和一架雙座教練機的機體建造,發(fā)動機交由空軍負責。這一方案得到了休斯頓的認可,但雙方在建造費用上發(fā)生分歧,因為中央情報局已經(jīng)簽訂了照相設(shè)備和飛行員生命保障系統(tǒng)的有關(guān)合同,剩余的經(jīng)費不足以滿足洛克希德的要價。最終,雙方就合同金額達成一致,并簽署了一份定額合同。雙方也同意當建造成本超過約定數(shù)額時,可以重新確定合同金額。
正式合同于1955年3月2日簽署,合同要求洛克希德公司在當年7月造出第一架樣機,并于1956年11月完成所有飛機的生產(chǎn)。為了保證洛克希德方面的工作不受耽誤,比塞爾還向約翰遜額外簽發(fā)了一張支票。事實上,洛克希德公司不僅按時完成了,還成功地將成本控制在預算范圍內(nèi)。
U-2的主要設(shè)計特點
考慮到工程的進行需要很強的保密性,凱利?約翰遜把它安排在洛克希德公司位于伯班克的高級研發(fā)機構(gòu),也就是著名的“臭鼬”工廠。為了開發(fā)美國第一種噴氣式戰(zhàn)斗機——P-80,洛克希德公司于1945年創(chuàng)建了這個工廠?!俺赭惫S很快著手U-2的細節(jié)設(shè)計,設(shè)計人員還送給該機“天使”的昵稱,因為它的飛行高度是如此之高。
在原型機發(fā)展階段,凱利?約翰遜讓工程師和制圖師們都在生產(chǎn)線旁工作。這樣,由設(shè)計問題導致的工程制造方面的困難會很快引起工程師們的注意,他們可以馬上把其他工程師和生產(chǎn)線上的技師叫到一起,商討如何解決問題。通常,問題往往在出現(xiàn)幾小時后就得到解決,而不是通常所需的幾天或幾周。設(shè)計工程人員也不需要制作標準的備忘錄,只需用鉛筆在工程記錄板上寫上幾筆就行。這一切都大大加快了工程的進度。
工程啟動約一周后,凱利?約翰遜完成了一份23頁的報告,詳細描述了他對U-2項目的最新意見。他提到,這架飛機的設(shè)計載荷將只有2.5g,僅僅達到運輸機的標準;高空巡航速度0.8馬赫(740公里/時);飛行高度達到21519米,極限飛行高度達到22281米;起飛和著陸速度分別為144.8公里/時和122.3公里/時;從21336米高度滑翔,其滑翔距離可以達到約452公里。在與詹姆斯?巴克討論了偵察設(shè)備艙的問題后,約翰遜提供了多種不同的任務載荷,但任何一種都不超過204公斤。在這份報告的最后,約翰遜許諾在1955年8月2日以前完成U-2的首次試飛,并在同年的12月1日前生產(chǎn)出4架樣機。
在設(shè)計U-2的過程中,凱利?約翰遜主要遇到了兩大問題:載油能力和重量。為了達到巨大的機內(nèi)燃油航程,飛機必須攜帶大量的燃油;然而,為了能夠飛到一個截擊機難以企及的高度,飛機又要有一個輕盈的機身。盡管后來展現(xiàn)在人們面前的U-2并沒有太多超乎尋常的地方,但其制造環(huán)節(jié)確實有不同于其他美國軍用飛機之處。比如,U-2的尾部僅僅依靠三個緊固螺栓固定在機身上,這種方法是從滑翔機上得到的啟發(fā)。
機翼的設(shè)計也與眾不同。通常,飛機的機翼都是以一個整體貫穿于機身,這樣就保證了機翼的連貫性和強度。U-2的機翼則是兩片完全獨立的翼片,與尾部一樣,機翼也用緊固螺栓加以固定。也正因為沒有機翼的貫穿,凱利?約翰遜得以把照相設(shè)備安置在飛行員之后、發(fā)動機之前的空間里。這樣對于控制飛機的重心以及減輕整機的重量都有一定的好處。機翼的設(shè)計是整架飛機上最大的挑戰(zhàn)。想要在一片機翼上很好的結(jié)合高升力和低阻力已經(jīng)不是一件容易的事情,事實上,U-2的機翼還承載著幾乎全部的燃油……
考慮到U-2的機翼和尾段具有較大的脆弱性——它們僅僅是“拴”在機身上,約翰遜必須找到一種方法,防止10668米高度以下的強風對飛機造成傷害,這種傷害所造成的后果可能是空中解體。約翰遜再次借用了滑翔機的設(shè)計概念,他為U-2設(shè)計了一套“強風控制”裝置,它可以通過將飛機的副翼和方向舵設(shè)定在一個固定的位置,使飛機處于機首略微上仰的姿態(tài),從而減輕強風造成的危害。盡管如此,U-2的駕駛?cè)匀恍枰w行員極大的技巧性和精神集中度。
U-2的最后一個主要部件是它那“自行車”式的起落架。整個結(jié)構(gòu)簡化到了極致——前部只是在一根支架上安裝了兩個輕型機輪,后部更是在飛機尾部固定了兩個更小的滑輪。很難想象這個只有94.3公斤的東西能夠承受重達7噸的飛機。由于所有機輪都布置在機身下方,U-2的機翼下方還安裝了可拋棄的高蹺,它們可以在起飛時保持飛機平衡。一旦起飛成功,飛行員馬上會卸掉兩個高蹺,以便及時回收和再利用。降落時,除了前后起落架外,飛機還會逐漸偏向一邊,兩側(cè)翼尖安裝的滑橇此時就會發(fā)揮作用了。
照相系統(tǒng)的發(fā)展
到1954年12月,U-2已經(jīng)進入細節(jié)設(shè)計階段,普拉特?惠特尼公司甚至已經(jīng)為U-2建造好了J57發(fā)動機,同樣至關(guān)重要的照相機系統(tǒng)卻連正式的發(fā)展計劃都沒有。當時的照相機不僅笨重異常,也無法在U-2的飛行高度提供足夠的分辨率。
二戰(zhàn)時期的航空照相機是費爾柴爾德公司的K-19和K-21,它們的鏡頭可以在609.6毫米至12192毫米之間變焦。二戰(zhàn)后期投入使用的是K-17垂直/傾斜混合式航空照相機,它實際上由三臺獨立的照相機組成,一臺垂直照相機,在其左右各有一臺傾斜式照相機。這種照相機的主要缺陷是需要大量的膠卷,對側(cè)向的攝像清晰度也不夠高。20世紀50年代早期,標準航空照相機在10058米高度的分辨率為6.1~7.62米,按照現(xiàn)在的術(shù)語說,差不多就是每毫米25線。按照當時的要求,這樣的分辨率已經(jīng)足夠了,因為航空照相的結(jié)果主要用于戰(zhàn)略轟炸目標的選擇以及空襲后的戰(zhàn)果確認。不幸的是,達到上述分辨率的航空照相機一旦用在兩倍于10058米的高度,其攝影效果可想而知。事實上,從情報獲取的角度上說,3米以上的分辨率才有助于從較小的目標那里獲得更有價值的信息。這意味著所需的照相機必須在兩倍于現(xiàn)在高度的條件下,獲得兩倍于現(xiàn)在的分辨率??茖W家們甚至懷疑,即使在12192米的高度,照相機也很難獲得要求的分辨率。
20世紀40年代中期,高清晰度鏡頭首次設(shè)計成功:哈佛大學的詹姆斯?巴克和P-E公司的、理查德·珀金研制的鏡頭成功安裝在美國陸軍航空兵訂購的試驗型照相機上。這種12192毫米焦距的掃描照相機安裝到一架B-36上,在沃斯堡進行測試。結(jié)果,在10363米高度,這臺照相機成功地分辨出兩個直徑7.62厘米的高爾夫球!獲得如此高的分辨率確實讓人歡欣鼓舞,然而,這臺照相機卻重達1噸,無論如何也不能安裝到嬌小的U-2上。
在意識到尺寸和重量是新型照相機成敗的關(guān)鍵以后,詹姆斯·巴克自1954年10月開始投身于一項激進的設(shè)計中,此時連洛克希德的方案都沒有得到中央情報局的認可。很明顯,這個激進的設(shè)計需要更多的時間,巴克估計要整整一年才能做出一臺樣機。根據(jù)凱利?約翰遜的承諾,第一架U-2在8個月內(nèi)就能完成,顯然它需要一臺現(xiàn)成的照相機作為過渡。在與他的朋友兼同事理查德·珀金進行深入的探討以后,巴克決定對空軍現(xiàn)役的K-38照相機進行改進,這是一種由加州海康制造公司制造的609.6毫米焦距航空照相機。
珀金建議改進若干臺K-38,使它們能夠滿足U-2的任務載荷限制。與此同時,巴克也對K-38進行了卓有成效的改進,獲得了不錯的分辨率。由于巴克的努力,這一切在短短幾周的時間里就實現(xiàn)了,所以這些改進的K-38——也就是后來的A-1照相機——得以在“天使”第一次升空以前完成。之后,CIA向海康制造公司訂購了若干臺K-38改進型照相機,海康又向P-E公司訂購了一些新型鏡頭,并要求后者繼續(xù)在相機減重上下功夫。對鏡頭的改進工作則仍然交到巴克手里。為了使自己在哈佛大學的研究工作以及在政府咨詢委員會的職責能夠與其在鏡頭設(shè)計領(lǐng)域的不懈努力互不干擾,巴克于1955年1月31日成立一家名為“斯皮卡”的小公司。
A-1照相系統(tǒng)由兩臺K-38組成:一臺K-38垂直布置,可以將17.2°范圍內(nèi)的影像拍攝到24厘米的膠卷上,另一臺K-38可以在一定幅度內(nèi)左右擺動,拍攝范圍也擴大到36.5°。除了詹姆斯?巴克對鏡頭的調(diào)校外,珀金?艾爾默公司的羅德里克?斯科特博士也為A-1的誕生做出重要貢獻。他專門設(shè)計了一個獨特的擺動裝置,使得A-1可以用一臺K-38覆蓋原來兩臺相機才能覆蓋的角度,無論在尺寸還是重量上,這個裝置的貢獻都是巨大的。A-1系統(tǒng)還裝有一部P-E公司的航跡照相機,其鏡頭焦距為7.62厘米,使用6.98厘米膠卷。在飛行過程中,這部照相機不斷拍下所經(jīng)地域的地形照片。因為A-1系統(tǒng)剛剛問世,少不了給它找個替補——K-17照相系統(tǒng),它由三臺15.2厘米焦距照相機組成,使用22.9厘米膠卷。
沒等A-1系統(tǒng)的研究工作全部完成,詹姆斯?巴克已經(jīng)馬不停蹄地開始為高空偵察機研制下一代航空照相機了。在運用計算機對光學系統(tǒng)進行整合方面,巴克算是一個先行者。他編寫的軟件算法可以使鏡頭開發(fā)模式化。依靠軟件,他可以預先確定不同的鏡片曲率、材料配方、鏡頭位置能夠產(chǎn)生何種效果,這一切都有賴于高性能計算機的支持。巴克選擇了當時最先進的IBM插卡式計算機。
巴克設(shè)計的新型鏡頭將用于A-2照相系統(tǒng),這個系統(tǒng)又回到了三臺相機的布置方式。因為事實證明,A-1上的擺動裝置并不盡如人意。A-2系統(tǒng)仍然采用三臺K-38左中右的傳統(tǒng)布置,不過此時已經(jīng)安裝了巴克設(shè)計的f/8.0型61厘米焦距鏡頭,新型鏡頭的分辨率達到每毫米60線,是當時鏡頭分辨率的2.4倍強!巴克親自裝配這些鏡頭并進行調(diào)試,然后才交給中央情報局。
在61厘米焦距鏡頭上成就輝煌以后,巴克和斯科特又把注意力轉(zhuǎn)向新系統(tǒng)的設(shè)計——B型照相系統(tǒng)。這是一個全新的概念:一部裝有f/10.0型91.4厘米焦距鏡頭的全景式高空照相機。新鏡頭能夠達到每毫米100線的高分辨率,更具革命性的是,它僅用單個鏡頭就覆蓋了原先三個鏡頭所覆蓋的范圍!B型照相機采用45.7厘米/45.7厘米的模式,也就是將圖像聚焦在兩張反向旋轉(zhuǎn)并且重疊的24.1厘米膠卷上。巴克將相機設(shè)計成從前后分別供應膠卷的形式,這樣兩個方向就不會互相干擾,也不會對飛機重心產(chǎn)生太多擾動。
B型照相機有兩種工作模式:在1號工作模式下,相機在左右各73.5°的范圍內(nèi)進行7次曝光,有效覆蓋地平線以上的全部區(qū)域;在2號工作模式下,照相范圍縮小到左右各21.5°,這樣就可以增加曝光次數(shù),并使照相機的工作時間幾乎加倍??偣?臺B型照相機中的3臺具有立體覆蓋能力。??档氖紫O(shè)計師威廉姆斯?麥克法登是B型照相機的工程主管。
詹姆斯?巴克的下一個努力目標是609.6厘米焦距的C型相機。1954年12月,巴克做出了C型相機的初步設(shè)計方案,它主要由三塊透鏡、一塊棱鏡和一部f/20.0鏡頭。在做出細節(jié)設(shè)計以前,巴克必須與凱利?約翰遜討論U-2對任務組件的重量和尺寸限制。盡管巴克已經(jīng)竭盡所能減小新型相機的外形尺寸,無奈更長的鏡頭還需要6英寸(15.2厘米)的空間才能容納。當他把這個麻煩交給約翰遜時,后者的回答是:“我只有賣了我的祖母才能得到這6英寸!”
在意識到609.6厘米的鏡頭無論在體積還是重量上都無法被接受以后,巴克只得退而求其次,轉(zhuǎn)而開發(fā)508毫米的f/16.0鏡頭。不過這種鏡頭仍然過大,焦距只能再次縮小。1955年7月,新推出的304.8厘米f/10.9鏡頭終于在各方面都達到了要求。之后,匹茨堡?康寧玻璃公司推出新型二氧化硅透鏡,巴克采用了這種透鏡。由于重量上的顯著下降,巴克又把鏡頭升級為457.2厘米的f/13.85型。過去設(shè)計這樣一種復雜的鏡頭,僅計算就可能需要一年以上的時間。而有了實用的計算機程序,巴克只用16天就完成了計算。
1957年1月31日,C型相機開始進行飛行測試,工程人員發(fā)現(xiàn),由于焦距比B型相機大了整整5倍,C型相機對飛機的震動變得十分敏感。換句話說,C型相機在高空會很難瞄準目標。設(shè)計人員決定暫時擱置C型相機的服役。5年后,經(jīng)過重新設(shè)計的C型相機在“古巴導彈危機”期間投入使用,效果仍然不夠理想。不過,C型相機的缺陷并沒有影響高空偵察機項目的發(fā)展,因為B型相機[F8]取得了極大的成功,僅有膠卷輸送系統(tǒng)在服役初期出現(xiàn)過一些問題,不過很快得到了解決。到1958年9月,B型相機完全取代了所有A系列的相機,改進型的B-2相機至今仍在使用。
除了為中央情報局的高空偵察機項目研制高性能鏡頭外,詹姆斯?巴克還為空軍和史密斯索南研究所提供服務。為了不使外界產(chǎn)生懷疑,高空偵察機項目的執(zhí)行官赫爾伯特?米勒要求巴克在公開條件下進行新相機的研發(fā)工作,對相關(guān)的機密資料也不必實施滴水不漏的保密。米勒認為,嚴密隔離的保密策略反而影響工程的進度。事實證明,這種“隱藏在公開環(huán)境中”的策略非常成功。
U-2還使用了另一種巴克的作品,也就是沃爾特?拜爾德公司制造的潛望鏡。其設(shè)計目的是幫助飛行員確認飛機下方的目標,同時也被證明是一種有效的輔助導航設(shè)備。
(未完待續(xù))
(編輯/一翔)