阿芙罗“火神”轰炸机的研发和服役（一）

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导弹，战舰，轰炸机
和完全从零开始的原子弹项目相比，英国确定、选择飞机方案的程序已经相当成熟，但是高性能核轰炸机的研发和量产依然是向未知领域迈出的勇敢一步。
在原子弹项目有条不紊（？）地向前推进时，英国也开始研究这种武器可能的搭载平台。当然现在我们可以说在上世纪四十年代末的技术水平下，喷气式轰炸机无疑是将这种炸弹准确地扔到目标头上的不二之选。
当时这件事仍然经过了漫长（甚至在今天看来是有些不可思议）的论证过程。比如说皇家空军元帅亚瑟·哈里斯就提出“原子爆炸装置”可以以零件的形式被带到敌国境内，并且可以在一切“能够得到严密掩护的地方”组装并引爆；也有一些军官认为船运是原子弹打击的合理手段，这也是“飓风”行动在蒙特贝洛群岛实施的原因之一；也许在各种提案里最正常的是使用一种足够大的导弹，跨过大半个欧洲，将核弹直接送进苏联的心脏——确实使用弹道导弹是一个相当诱人的建议，但是英国人最熟悉的导弹——V2，无论是在载荷（2150磅）和航程都没有办法满足要求，而且英国人在短期内没有能力将其改装为能将10000磅的原子弹送到苏联的“超级武器”。就算是V-2导弹的设计师冯·布劳恩也承认，V-2只不过是高性能火箭的基石而已。
除了以上种种令人耳目一新的讨论，从总体而言，英国更加重视经过战火考验的“传统方案”。由机组操纵的轰炸机仍然是“核弹快递”最为现实的方法，但是传统四引擎螺旋桨轰炸机已经到达了它们的性能极限。不可否认“兰开斯特”、“哈利法克斯”、“斯特林”和双引擎的“惠灵顿”在第二次世界大战中大放异彩，证明了其设计的成功，然而“兰开斯特”的继承者——“林肯”轰炸机却已经落后于时代，不能突破苏联新型战斗机的拦截执行任何作战任务了。正是基于以上原因，皇家空军热切地盼望喷气机时代的到来。

1946年空军参谋部直接提出了对“一种能取代‘林肯’和‘华盛顿（通过战后援助法案提供给英国的B-29）’的远程轰炸机”。此时核弹的研发一事还是悬而未决，但是空军参谋部坚信原子弹的研发不是问题，而且能够运载核弹和常规炸弹（而且战时肯定会执行核打击任务）的远程轰炸机将会是大势所趋。
这个作战需求就是OR230，它提出英国需要一种能将10000磅的炸弹（也就是正在研制的原子弹）扔到距任意基地2000海里的目标的陆基轰炸机。它在执行核打击任务的过程中毫无疑问会遭受敌方防空火力的拦截，因此高空（35000-50000英尺）高速（500节左右）性能对其生存能力至关重要。也正是这个原因导致这种轰炸机舍弃自卫武器以减轻重量。随后的一些战例证明这种思路并不可取，至少在当时考虑到苏联防空体系的现状，这个想法也不无道理。
然而即便是为了重量而舍弃自卫武器，这种轰炸机也会变得庞大而笨重，其20万磅左右的预计重量也难以在多数机场的6000英尺跑道上起降。于是在1946年十二月前，这个方案在对制造和服役的疑问下自然而然地降低了其要求，继而被放弃了。或许OR230最大的意义就在于，它让英国皇家空军抛弃了“研究‘林肯’的继任者”这一想法，让高空高速的喷气式轰炸机这一概念深入人心。军需部主任斯图亚特·斯科特-霍尔对此评论道： 
 ……我们已经得出如下结论：全重20万磅的远程轰炸机在技术上表现出了过大的前瞻性，其性能已经超出了我们技术水平的上限。我们需要进行可行性论证和研究——包括意义重大的1/2模型的生产和实验。 
因此他建议“先考虑研发一些中航程的轰炸机，而将远程轰炸机的需求暂时搁置”。他提出了一个“三步走”方案：第一是“保守方案”，即单纯为了取代林肯而建造的喷气式轰炸机；第二是一种中程喷气式轰炸机；第三是作为长期工程而存在的远程轰炸机。
于是1947年1月7日（巧合的是，同日发展原子武器的方针也被最终确定了下来），另一个作战需求，OR229被正式提出。该方案在载荷和作战海拔上与OR230大致相当，不过航程被缩减到了1500海里，总重也相应地减少到了10万磅。常规武器的装载需求和OR230相同，而10000磅“特殊炸弹”的尺寸有了新的要求：具体尺寸未定，但是应该大致与战时使用的“大满贯”炸弹相同或相似。在这个阶段，需求提出要有一个能容纳五人机组的加压座舱，这个座舱还需要是“可弹射的”，并且要配备降落的减速伞（脱出式座舱）——最好座舱里也能安装弹射座椅。 
需求文件获得批准之后，斯科特-霍尔开始向英国的飞机制造商（阿芙罗、阿姆斯特朗-怀特沃斯、英国电气、汉得利-佩奇、肖特、布里斯托和维克斯-阿姆斯特朗）发出技术要求，并且在1月24日将相关文件发给了阿芙罗、阿姆斯特朗-怀特沃斯、英国电气和汉得利-佩奇以邀请他们递交符合新B.35/46要求的正式设计方案，肖特和维克斯-阿姆斯特朗也提交了他们的方案，但是没有收到正式的邀请。同年7月29日的招标会议决定向阿芙罗发出订单，并决定在经过范保罗的风洞测试之后考虑采纳汉得利-佩奇或者阿姆斯特朗-怀特沃斯的方案。
最终在1947年11月，阿芙罗和汉得利-佩奇的计划从B.35/46所有雄心勃勃的方案中脱颖而出，获得了第一笔资金——阿姆斯特朗-怀特沃斯可能没有完成方案的设计和生产能力；肖特的设计过于超前；布里斯托、维克斯-阿姆斯特朗和英国电气的方案则可能过于保守，更何况后者还有“堪培拉”轰炸机的任务在身。显然阿芙罗和汉得利-佩奇凭借着其优秀的设计能力和良好的生产记录成为了这次招标的最大赢家（汉得利-佩奇的最终成果是“胜利者”，而阿芙罗的作品则是本作的主角，阿芙罗698 “火神”）。 
B.35/46项目尘埃落定，剩下的问题就是如何研发斯科特-霍尔所说的“保守方案”了——其最终成果是在1947年8月11日签署的要求B.14/47。日益恶化的国际环境导致皇家空军急切地需要一款可用的核轰炸机，尽管阿芙罗和汉得利-佩奇的设计堪称杰作，对这两种先进方案有缺陷并且需要长期设计和改善的担忧依然存在。而在这段时间里假如英国拥有核弹却没有合适运载平台的事实被发现，那么后果可能不堪设想。因此双管齐下显然是更好的选择。说明文件描述如下：
空军参谋部要求一种与OR229尽可能相近、但是能在传统生产线上制造的飞机，这样在更高标准的项目被搁置或者延误的状况下，该种飞机能尽快进入现役。 
B.14/47对于速度和高度的要求都有所下降，总重也考虑到现有机场的承载能力，压缩到了12万-14万磅之间。先进轰炸机研发小组责成肖特公司设计一种轰炸机以满足这一需求。肖特的方案实在称不上令人满意（本质上还是二战的轰炸机构型，只不过换装了喷气发动机而已），但是在1947年12月，它还是和汉得利-佩奇以及阿芙罗的B.35/46方案一起获得了官方的进行意向书。由于这三个方案的前景都不甚明朗，军需部转而寻找一款性能介于B.14/47和B.35/46之间的“过渡产品”。最终历史悠久、名机辈出的维克斯-阿姆斯特朗公司不负众望，提出了一个优秀的过渡式轰炸机计划——Type 660，即后来的“勇士”。军需部在1948年4月向维克斯发出了进行意向书，并且下达了两架660的订单。
正如总设计师乔治·爱德华兹保证的那样，这种布局传统但是简单可靠的轰炸机在1951年8月进行了原型机首飞，1953年9月完成了量产型的首飞，并在1955年最终进入皇家空军的序列。肖特的SA4 “斯佩林”则作为测试平台，为德哈维兰“吉伦”引擎、 “蓝色多瑙河”炸弹和“蓝猪”滑翔炸弹（最终发展为“蓝钢”导弹）的研制与改进提供了宝贵的资料。 

阿芙罗之翼
言归正传，虽然直到1947年OR.229才以B.35/46要求的方式确定下来，阿芙罗公司早在1946年就已经针对该要求开始了设计工作。在传奇的“兰开斯特”设计师，技术总监罗伊·查德威克的领导下，阿芙罗的设计小组开始寻找各种可能满足空军总参谋部要求的解决方案，他们的目光最后回到了“飞翼”布局上。二战时期德国、美国和英国工程师们对此布局进行了相当详细的研究。 

随着战后各种资料的不断披露，证明无尾飞翼布局潜力的各项空气动力学数据也逐渐公诸于世。在一系列相关研究中，最受英国设计师瞩目的成果之一当属霍顿兄弟研发的Ho-229。据残存的资料估计，这种战斗攻击机的海平面时速可能到达600英里，并且在4400磅炸弹的载荷下到达4000英尺/分钟的爬升率。可惜的是它在量产之前德国就已经投降，而且大量的资料在此前就已经遭到了销毁。
此外还有Me163“彗星”的设计师亚历山大·李比什，他在早年的计划中大量采用了三角翼布局，并且在一系列的超音速风洞中测试了它们的潜力。 罗伯特·林德利（未来将于NASA的航天飞机项目中担任工程和执行主管）的回忆录详细地记录了阿芙罗698方案设计的过程： 
1945年德国投降后李比什和他设计的DM-1三角翼滑翔机一起被移交给了美国，在那里李比什继续他的研究，最终在1948年世界上第一款三角翼喷气机XF-92A横空出世，并为F-102和B-58的研发奠定了技术基础。
在同盟国这边，英国的阿姆斯特朗-怀特沃斯在1945年春制造了A.W.52G，一款“全翼”式滑翔机，并且进行了数年的后续研究。美国的诺斯罗普对“飞翼”布局的特殊热情导致了XB-35的出现。尽管XB-35的设计十分成功，最后它还是因为各种原因被美国空军所舍弃。 然而诺斯罗普对于这种布局的热情并没有就此削减分毫：美国空军当今战略打击力量的矛头B-2，就是其经历漫长的演进后得到的结果。 

这架飞机的作战需求在1947年初就发到了项目办公室……这个需求让我们大吃一惊，毕竟我们当时进行中的喷气式飞机计划只有‘都铎’8和‘布拉巴宗’3，而后者还是一个只能飞0.7马赫的东西。采用三角翼的原案绝对不是什么灵光一现的结果，而是对大量飞机设计，它们的展弦比和机翼重量进行仔细研究的产物……我们通过机翼的重量公式推导出这种飞机的展弦比应该在2.4左右——这怎么看都是三角翼了。我知道李比什一直在做三角翼战斗机——我1945年去德国的时候在法兰克福看到过关于他的三角翼飞机的报告。将这种翼型用于轰炸机上的想法激起了强烈的兴趣。我们对于公式推导的结果进行了更详尽的检验，却进一步地发现三角翼是正确的选择。

……这种飞机的初期方案当然比手册里所描述的要先进得多；事实上就算是放在今天，我认为这个方案依然毫不过时。可动座舱和边界层吸除装置的组合，使得即便是在30度迎角的姿态下飞行员依旧能够拥有很好的视野。它还安装了一系列精密的组合式升降舵、减速板和可变面积进气口。在这些初稿完成的时候查德威克刚从疾病中恢复，并且震惊于这个提案的激进——他离开时这个项目还几乎是一副‘喷气式林肯’的样子，但是他回来时它已经变成了巴克·罗杰斯的漫画里的什么东西了。

他极其强势地表达了他的疑问，我则马上回了家，整个周末都在生他的闷气……但是周一他就改变了主意，认为这个项目也有其可取之处，并且对‘让这架飞机走出图纸’一事产生了极高的热情。在早期研发的阶段，这架飞机的经历了一系列的改动。我最初的提案中它应该由五台‘埃汶’或者‘蓝宝石’驱动；为了简化设计我们决定以两个大推力引擎取而代之，为此我们需要20000磅推力的喷气引擎。查德威克就向各大引擎厂商发出了请求，而它们的回复由‘措辞严厉的批判（阿姆斯特朗-西德利）’到‘完全的悲观态度（维克斯）’，不一而足。我至今仍然能想起查德威克把双引擎方案的1/48模型带给布斯曼中将，回来向我们描述布斯曼拿着这个模型在办公室里‘飞’、时不时发出些声音的情形。在这之后我们听说了布里斯托的‘高推力引擎’（即要求TE.1/46，日后的布里斯托BE.10“奥林巴斯”），研究了四引擎方案并且也把它加入了手册……新的需求文件着重强调了机组成员的安全，于是我们在最小化的增压成员舱、可拆卸的舱壁和降落伞上花了很大力气。我想是1947年4月，我们完成了设计手册，然后为1/24模型绘制了图纸，她真是漂亮极了……我们甚至还考虑过研发民用版本，它将顶着盛行西风，高速飞过大西洋......
林德利提到的“民用版本”即1951年提出的阿芙罗722‘大西洋’，由4台‘奥林巴斯’BOI.3或者罗尔斯-罗伊斯‘康威’引擎推进的客机计划，计划运载120名乘客并且能以0.9马赫的速度飞越大西洋；最后在和维克斯-阿姆斯特朗V-1000的竞标中被放弃，而维克斯的方案也在1955年被军需部下令终止研发。值得一提的是著名的“协和”喷气式客机使用的也是四台“奥林巴斯”引擎，某种程度上似乎可以看做是一种传承 。
 正如罗伯特·林德利所述，这个阶段的阿芙罗698具有“史无前例的”激进设计。轰炸机采取全金属的三角翼布局。为了适应B.35/46关于成员安全性的要求，可分离的加压乘员舱、一对机头进气道以及部分电子设备突出于机翼前端，形成一个“延伸”。四台成对且对称地埋设于机翼中心线两侧的布里斯托“大推力喷气引擎”将为698提供总计7140磅（31.7kN）的澎湃动力，而布置于三角翼末端的水平舵面和翼尖的垂直舵面将会起到有效的飞行控制作用。她将会拥有两个弹仓，能够挂载1000磅常规炸弹，或者“蓝色多瑙河”加一些附加燃油。结合设计图，不难想象这将是如何一种美丽且致命的战争机器。

为了落实阿芙罗的设计方案，1947年夏天查德威克和军需部进行了一系列的会谈，直至当年8月23日在“都铎2”客机的试飞事故中去世；所幸随后威廉·法伦（前范保罗测试机构主管）接替查德威克成为阿芙罗的技术主管，并且拯救了军方因查德威克去世而对阿芙罗698逐渐下滑的信心。 
1948年1月阿芙罗的设计团队开始了698轰炸机的正式设计工作，并且针对初期竞标手册中存在的问题进行了一系列的改进。最终698的方案在4月6日向军需部呈交的“近期设计进展”手册中得到了进一步完善。首先范保罗的高速风洞测试结果表明，在飞行速度超过最大临界速度（0.872马赫）时飞机容易失控，因此测试部门提出将翼尖的辅助鳍改为可动形式，以增强控制能力并（在放下至与主翼面水平时）将展弦比进一步放宽至3.0。由于这种装置会使机身的重心显著后移而导致之前的内部载重和结构设计几乎全部付诸东流，设计团队最后拒绝了这份好意。
此外数据显示想要减轻低速阻力并且把临界速度提升至0.88马赫，那么机翼的厚度比可以由12%降低至10%，同时机翼最大厚度的位置也可以适当地前移。同时，由于机翼厚度降低，四台“奥林巴斯”不得不改为两两水平对称布置于机身两侧，弹仓也由两个减少为一个。尽管此时698的方案还需要更多的研究论证，它的设计已经逐渐向最终的“火神”轰炸机靠拢。经过了大量的设计论证（其中有很多在范保罗呼啸的风洞中完成），在阿芙罗的下一本“近期设计进展”手册中，设计团队采用了一个巨大的垂直尾翼来取代翼尖的辅助舵面，并且以狭长的缝隙式进气口取代了椭圆形的进气口——这也成为了日后“火神”最为明显的特征之一（需要注意的是，此处的进气口形状和最后的量产型还存在着一些外观上的差异）。 

“火神”幼体
当然武器装备的研发绝非请客吃饭这般简单，即便是698原型机已经获得了军需部的进行意向，阿芙罗依旧需要证明自己有能力将这个高度复杂的项目完成。为此在1948年4月，设计团队提出了两个用于研究气动特性的比例验证项目——707和710，军需部也下达了一架698“简配”原型机的要求。其中707的大小是698的1/3，计划由一台罗尔斯-罗伊斯“德温特”引擎驱动，用于探索低空（10000英尺及以下）低速（400英里/小时及以下）状态下三角翼的气动特性；710则是698的1/2缩比验证机，由两台罗尔斯-罗伊斯“埃汶”引擎提供动力，将有能力探索飞行包线的顶端（60000英尺、575英里/小时或以下）。随着政治环境的演变和研究工作的继续，710和“简配”698被列为了“非必要”事项，进而被废除。为了优化698的研发进程，军需部下达了两架完整的698原型机和一系列707（对应要求E.15/48）的研发需求；阿芙罗则承诺建造三架以上的707原型机，其中两架用于低速研究，另一架负责提供高空高速的相关数据。
与610和698相比，707的结构相对简单，价格便宜，因此并不会占用“火神”项目太多资源；而相反它们能提供大量698原型机制造所需的关键数据，甚至会极大地促进“火神”本身的研发进度。可惜的是，它们确实为“火神”的诞生做出了杰出的贡献，然而阿芙罗707系列并不是698真正的“比例模型”，因而演变成了和698平行进行的研究项目，也经常挤占轰炸机项目的资源——这和它们原本的目的背道而驰。  
为了响应需求文件E.15/48，阿芙罗自1948年底开始生产707。从结构上来说，这架飞机很好地满足了文件中的各项要求：略显落后但依然可靠的“德温特”引擎（最初被用于格罗斯特“流星”战斗机，在1947年其子型号“德温特V”出口至苏联，并经过逆向工程演进至著名的RD-500），格罗斯特“流星”的座舱（顺便一提，在这架707中驾驶员没有弹射座椅，只有稳定降落伞作为安全措施）和前起落架，阿芙罗“雅典娜”教练机的主起落架，没有助力的飞控……总而言之除了——甚至包括——三角翼和它搭载的各项测试设备，707都做到了极简。 
编号为VX784的第一架707在伍德福德机场完成组装、引擎测试和短距离滑行测试，随后于1949年8月26日重新以零件方式被转运到威尔特郡的博斯科比顿（Boscombe Down，英国皇家空军的测试基地，现由私营国防公司QinetiQ运营与管理，并且承担为试飞员学校培养飞行员的职责）以重新组装并试飞。
在1949年9月4日， A&AEE（飞机与武器研究所）的首席试飞员埃里克·艾斯勒中尉驾驶VX784完成了20分钟的首飞。他对707的操纵给出了极高的评价，阿芙罗随后就发出了一篇通告，称新的三角翼布局“将会保证跨音速甚至超音速的可控飞行”，为此“在这种布局在应用于军用或者民用飞机之前，需要在这个速度段进行大量的空气动力学研究”。在当时，三角翼布局本身并非什么令人热血沸腾的新成果：如前文所述，美国和德国已经在此前进行了不少研究，比如说Go-229和XB-35；在阿芙罗698项目顺利推进的同时，格罗斯特也致力于推动三角翼项目G.A.5的进行（即日后某军事游戏的断裂能手加瓦林，著名的格罗斯特“标枪”战斗/截击机）。因此也许可以说，阿芙罗707除了提供低速段的飞行特性之外，它对于“让大人物们明白，698的三角翼不只是个摆设”一事具有更大的意义。

VX784的故事还在继续。参加了1949年范保罗航展的静态展示后，该机加装了一些测试设备，并且重新投入到了试飞中。然而在当年的9月30日，它由于控制回路故障，减速板锁死于“张开”状态而发生了失速坠毁事故，艾斯勒少尉在事故中不幸身亡。这次事故重新给三角翼和698的命运蒙上了一层阴影；直到原因被调查清楚后，第二架707（VX790）的建造才得以继续。吸取了教训的阿芙罗设计认为定新的707应该采用弹射座椅、霍克P.1052的机首起落架，以及原定于高速特性研究的707A的机鼻。他们相信以上措施可以加快研发进度，并且缩短（事实上也缩短了）707和698的起飞距离。此外为了防止VX784的事故再次发生，机翼的减速板设计被修改，机身的减速板也被取消了。
作为设计改动的最终成果，直到1950年9月VX790（注意此时型号已经由707变为707B）才到达适航状态。就在当月6日，前维克斯-阿姆斯特朗和范保罗的首席试飞员R·J·”罗利”福克驾驶VX790在伍德福德完成了首飞，并于当日飞往范保罗以参加SBAC航展的地面展示环节；毫无疑问VX790的首秀给观众留下了深刻的印象，也坚定了阿芙罗对于707系列项目的信心。当然其设计也存在一些问题，比如说在高速下空气在越过座舱后一部分也会直接掠过位于座舱正后方、安装在垂尾上的进气口，从而导致发动机出现一定程度的“缺氧”等，但是这些一般都认为是707B的设计问题，对于698项目本身并没有产生很大的影响。值得一提的是，VX790进行了针对不同发动机出力进行的测试飞行，其实验结果导致阿芙罗698优化了发动机布局（相对机身向外向下）以尽可能减小推力变化带来的纵向偏航。 
在1950-1956年进行的一系列测试中，707B的性能给福克留下了深刻的印象。它的飞行性能非常稳定，甚至在100节、30度攻角的情况下，XV790依然能对操作给予良好的反馈。据称在邓斯福尔德进行的测试飞行中，该机的滚转率一度到达了200度/秒（对于50年代的飞机来说算是一个非常不错的数据），一位试飞员甚至用它做出了一个完整的负G筋斗。布茨曼中将在1951年9月有机会体验这架试验机后，立马发出了“应该选25个飞行员来飞一飞”的建议。直到发生着陆事故、转移到博斯科比顿为止，VX790在伍德福德和邓斯福尔德的机场完成了共计大约100小时的飞行任务。最后在1956年9月VX790再一次发生着陆事故、被判定不适合进行维修并被转移至贝德福德，部分部件被用于其他707上，主结构于1960年被拆解。 

在707B VX790投入试验之后，注意力重新转移到了用于高速飞行特性验证的707A WD280身上。为了优化进气效率，以及到达更高的升限（E.10/49要求的400节、40000英尺），WD280采用了布置于翼根的缝隙式进气口并安装了推力更大的罗尔斯-罗伊斯“德温特”8引擎。进气口位置的变化使得WD280的外形曲线更为简洁优美，也更加接近于最后的“火神”。
1951年6月14日，WD280于博斯科比顿进行了首飞。在最初的试飞中，WD280在俯仰过程中会由于升降舵的问题而出现震动。此外WD280参加了探索抖振边界的测试，并在高空高速过载机动时出现了机翼高频振动的问题。这点立马引起了测试人员的注意，因为在实战条件下“火神”的速度可能会轻松超过WD280的测试空速；他们给出的解决方案则是减小机翼中部的后掠角并增大翼尖后掠角，从而平衡翼尖和机翼中部的形变——这也就是量产型阿芙罗698“火神”B.2都采用此种设计的原因（第一架698原型机因为开工稍早而维持了标准的三角翼，第一批16件机翼前缘也因此报废）。1952年WD280安装了电传飞控、“马丁·贝克”弹射座椅、起落架应急装置、“格拉维纳”引擎灭火系统，随后和VX794、698第一架原型机VX770一起以三角阵飞越范保罗航展的上空。1955年它安装了新设计的机翼，并被提供给澳大利亚政府，至此所有直接或间接服务于698项目的707已经完成了它们的使命。随后阿芙罗制造了一架用于空军独立研究的707A和一架用于训练轰炸机组的707C，用于其他子系统的测试工作。当然现在我们可以说阿芙罗在工程项目管理上的一些未知问题以及VX784的事故导致707对于698项目发展的推动作用微乎其微，但是在当时通过大量的缩比试验机验证先进概念无疑是明智并且谨慎的。 

“火神”的诞生
“火神”的故事最终回到了阿芙罗698的身上。在1948-1949年，范保罗的高速风洞测试基地对机翼表面和进气口的气压分布进行了详细的研究，从而指出了698在将来可能出现的性能缺陷，即压缩性效应导致的阻力上升将会出现在比预想更低的高度和速度段上——未来阿芙罗707的测试也会证实这一点。显然设计需要重新修改，因此从1949年12月至1950年初设计团队一直致力于优化698的气动外形和结构。其结论就是，翼根处的机翼厚度在前缘（而不是之前设计的机翼剖面中部）达到最大值；进气道的形状也进行了再次修改。为了适配将来可能出现的更为强力的引擎，698的发动机舱也得到了进一步的扩大（事实上也正是对于新引擎的需求——而不只是范保罗的测试成果——使得阿芙罗团队修改了翼根的设计）。
总计190余名绘图员、数千名来自阿芙罗和其他子系统承包商的工程师为了将698推上生产线，展开了复杂的设计工作。于是早在军需部下达量产订单之前，像是道蒂·罗托（负责生产起落架）和博尔顿·保尔（负责提供飞控系统）就不得不面对阿芙罗有时刁蛮无理，而且时常改变的要求（典型甲方行为）。
最终在1951年春季，第一架阿芙罗698，序列号VX770，正式开工。伍德福德的工厂主要组装巨大的机翼，而在大曼彻斯特另一边的查德顿工厂则负责制造机身和机头部分。一年后，机身和机首建造完成，于是被包裹得严严实实，搭上了前往伍德福德的货车。要想带着这个庞然大物隐秘地横穿整个大曼彻斯特显然是不现实的，事实上就连安稳地走完这条17英里的路都显得异常困难：不少路牌和邮筒换了位置，一些街灯经过了重新设计以能让载着重物的大货车安稳通过。不少航空爱好者们隐约感到有什么事要发生。四月的“航空器”杂志刊登了一张“神秘包裹”的照片，评论道：“这看起来像是一架飞机”，对此“有些了解”的人想必能看出来。6月军需部即将下达25架订单的消息和汉得利-佩奇已经完成HP.80 WB.771（后来发展为胜利者）试飞准备工作的新闻一起到达了阿芙罗的总部，出于对竞标失败的担忧和对参加范保罗航展的希望，设计小组开始加班加点，争取早日完成VX770的建造工作。

注：后来披露的文档显示，当时无论是英国航空工业还是皇家空军的相关人士都计划并且希望只采纳阿芙罗和汉得利-佩奇的设计之一，届时将会发出总数50架的订单；但是工业和经济问题在彼时不得不让位于政治问题，即保证核威慑能力的远程核打击手段对英国来说已经是燃眉之急，而维克斯-阿姆斯特朗的轰炸机也只能解决一时之需。为了保证至少在将来还有轰炸机可以用，皇家空军只能以高昂的经济成本和低下的研发效率为代价，同时向两个公司提交25架的订单。也有评论家戏称，这个决定背后的原因是没人愿意通知输家竞标结果，怕得罪了哪个航空巨头。从经济效益和长远发展来看，这个决定是非常正确的：倘若只选择一个方案，那么另一家就只能放弃自己倾注心血的项目并裁撤一千多人的项目组，这对于公司来说无疑是相当严重的打击。 
原型机的总装在1952年8月上旬完成。此时的VX770远非完美：它只安装了一个飞行员坐席；机翼没有经过修型；原定安装的“奥林巴斯”引擎尚未完成，只能以推力更小的罗尔斯-罗伊斯“埃汶”R.A.3引擎代替。不过这一系列的缺点不会影响到试飞的结果，而且大部分都将在“火神”漫长的演进中得到改善和解决。
最终在8月30日早晨9时45分，R·J·”罗利”福克操纵着这架纯白的轰炸机冲上了曼彻斯特的天空。VX770飞到了10000英尺的高度，并且进行了一些简单的机动并完成降落，这次为时36分钟的首告圆满结束。随后VX770又进行了两次试飞，并前往博斯科比顿进行了总计三小时的操作测试。9月VX770参加了范保罗航展，出于安全和保密需要，它在这两天中只进行了五次飞掠表演；纯白的698、亮红色的707A和蓝色的707B所组成的编队成为了当年航展上最为亮丽的风景之一，福克大胆的操作也使得VX770一旦出场就几乎成为了全场的中心。“飞行器”杂志评论道，他几乎“把这架飞机丢到了天上”。
“它设定了同类飞机机动能力的全新标准，”福克认为VX770的操纵性比他“之前飞过多次的阿芙罗’安森’飞机” 好很多。“它轻盈的操作方式也更像是战斗机，而非是‘庞大而笨重的什么轰炸机’。”学者提姆 ·麦克利兰评价道。

VX770在航展上的首秀成功激起了英国媒体和航空爱好者们的强烈兴趣——“所有人都想知道这架漂亮的白色飞机到底是什么”。大家非常好奇的另一件事是它的名字，“阿尔比恩（这是最受欢迎的，大概是因为……白崖？）”、“复仇者”之类响亮的名字层出不穷。当时皇家空军总参谋部部长约翰·斯莱瑟元帅建议，阿芙罗698应该和“勇士”(Valiant)一样，应该有一个以“V”开头的名字。在10月24日，最终的选择“火神”(Vulcan)，象征着毁灭和火焰的古罗马神明，终于向社会公布。“勇士”和“火神”不仅终结了英国轰炸机长期以来以城市为名的传统，也跟“胜利者”一起，创造了一段“V字轰炸机”的佳话。
在1953年1月前，VX770已经完成了总计32小时的试飞，并且接受了重要的改装工作。位于弹仓的填充物被替换成了临时油箱系统，加装的座舱加压系统被调节到了可用状态，“埃汶”被替换为四台推力7500磅的阿姆斯特朗-西德利“蓝宝石”ASSa.6s引擎。至此“火神”的推力已经和“胜利者”原型机相当。尽管设计组最初的意图是安装11000磅推力的布里斯托BE.10“奥林巴斯”引擎，考虑到布里斯托的进度已经远远落后于阿芙罗“火神”的研发步伐，设计团队不得不选择“蓝宝石”作为权宜之计。
此时第二架原型机VX777已经接近完成。初步地面测试中VX777安装了奥林巴斯Mk.99引擎，在1953年9月3日首飞时换成了9750磅的“奥林巴斯”100。从707项目中获取的经验使得设计组将VX770的前起落架延长了数英尺并加固了后起落架组，使得VX770在停放状态下拥有3.5度的倾角。这一设计被集成到了VX777的基础设计之中。为了容纳加长的起落架、加大的起落架轮和位于机鼻下的轰炸瞄准镜，VX777的机首也得到了适当的延长。
VX777首飞的一周后，它就在1953年范保罗航展上的通场表演中亮相了。VX770和VX777被四架阿芙罗707护航的“三角翼的三角阵”，成为了英国航空史上最为标志性的景观，有幸观看的爱好者们毕生难忘的场面之一。在航展上VX770、VX777和一架“胜利者”参加了静态展示环节，使得所有参与者印象深刻。范保罗“航展周”结束后，VX777接受了“奥林巴斯”引擎的升级，VX770则继续在测试和展示中承担了非常活跃的角色，其中包括在7月伊丽莎白女王的加冕典礼中飞越奥迪厄姆。
1954年3月，VX777重返博斯科比顿，参与高空高速试验。不幸的是1954年7月27日在范保罗的“硬着陆”中VX777的机身和翼面受到了严重损伤，这导致试飞计划又推迟了半年。在这六个月中它换装了10000磅推力的“奥林巴斯”101引擎，并进行了必要的维护工作；VX770由于推力的限制，继续在包线的较低区域进行探索，并且做出了一定的贡献。 

1955年，如前文所述，WD280已经发现了这种三角翼的一个缺陷——高空高速飞行时做过载机动，会导致机翼产生高频振动。当VX777回到测试任务中时，这个临界速度被确定在了0.8马赫。这一速度似乎超出了9000磅推力引擎和“火神”的能力范围，但是随着航空引擎的演进，在可以预见的未来“火神”肯定会以超过0.8马赫的速度航行，届时这种振动可能产生难以估量的影响——轰炸精度下降、机身稳定受影响，甚至机翼外缘都会脱落、对机组安全造成致命威胁；同样如前文所述，以上问题的解决方案也在当年出现。可惜的是彼时第一批量产型“火神”，XA889和XA890已经接近完成，不大可能重新装备修型的“二期”翼面了（XA889后来还是安装了“二期”机翼和涡流发生器）。
最终XA889于2月4日首飞，VX777则于10月完成了“二期”机翼的改装并且试飞。顺便一提，第一架量产型“火神”的首飞比汉得利-佩奇“胜利者”早了整整一年，这令阿芙罗非常骄傲。而XA890于1955年9月加入试飞计划后，“罗利”福克开着它去了当年的范保罗航展，凭借一手流畅的超低空桶滚，再一次地成为了航展的焦点。 

  XA889在1956年春飞往博斯科比顿，在那里它参加了皇家空军的验收测试。5月28日管制员（英国国防部任命的高级人员，负责将适航飞机交付给各军种，然后由军种发布 "放行"指令，使飞机进入服役）发布的测试报告如下：
我们对第一架量产型‘火神’B Mk. I进行了若干测试，测试旨在评估皇家空军使用该种中型轰炸机的方式。测试项目包括共计48小时15分钟的26次飞行活动。在这些试飞中飞机测试了所有的载重方案，包括162500磅的最大起飞重量。除了一些操作设备、自动航行、后方工作站和驾驶舱布局的特定细节以外，第一架量产型‘火神’XA889可以说是适役飞机的代表。该机安装了带涡流发生器的下垂前缘外翼、纵向马赫数调整片、俯仰阻尼器和改进的减速板。以上的改装项目成功地解决了先前本机构试飞第二架原型机时出现的、令人难以忍受的某些飞行特性。这些稳定装置安装了以后，‘火神’就拥有了与其重型轰炸机相称的、安全且稳定的飞行性能。
至于第二架原型机VX777究竟出现了什么问题，可以参考管制员稍早发出的报告：
我们对第二架‘火神’原型机进行了预备飞行测试。测试包括总计27小时的17次飞行活动，在试飞过程中飞机测试了部分载重状态，包括119000磅和130000磅的起飞重量。预计量产型飞机的起飞重量在165000磅左右。预期巡航速度是0.87马赫（500节），而设计的巡航速度为0.95马赫。在0.86马赫以上的速度，之前预测的、接近临界速度导致的低头效应会变得显著，使得飞机异常难以实现精确操作，这是不可接受的；解决方案就是在量产机上安装马赫数调整机构。

在0.89马赫以上的飞行，尤其是接近允许的最大马赫数的飞行中，俯仰阻尼会变得非常小，飞机难以稳定地飞行。因此需要在量产飞机上安装俯仰阻尼器。测试结果显示的马赫数（速度）/振动效应对于一架高空轰炸机来说也是不可接受的，但是可以通过机翼前缘修型和涡流发生器改善和解决。与此相关的是副翼在飞行时会出现不规则的摆动，出于结构强度的考量我们不得不对机动性测试做出严格的限制。考虑到原型机和量产机可能会存在引擎推力的差别，该机的升限和速度都不算出色。对于4*11000磅推力的型号来说，携带一枚10000磅炸弹所能到达的高度很可能只有43000英尺，而且高空的机动性会变得非常差。我们认为该机（原型机）的性能对于一架无武装的亚音速轰炸机来说不合格，在夜间突袭的条件下依然如此。总而言之，这种轰炸机有其突出的优点，但是我们发现它存在严重的缺陷，尤其是在巡航马赫数以上的区间。我们认为‘火神’在这些缺陷被修复以前都不适合进入现役。
这些报告都是聚焦于机体突出的缺陷而写就，在某种程度上可以说几近苛责；阿芙罗的原型机看起来永远也无法满足皇家空军的要求。 “火神”确实拥有极其杰出的机动性和操纵性，它只是不适合高空高速轰炸机的角色罢了。然而多亏了阿芙罗和皇家空军测试机构的不懈努力和研究，以及 “火神”幼体——阿芙罗707的一臂之力， 698接受了种种改进，进入了皇家空军的装备序列，并最终成为了出色的轰炸机，英国航空工业的标志之一，阿芙罗“火神”。

参考资料
Tim McLelland, The Avro Vulcan
Wynn, Humphrey (1997). RAF Strategic Nuclear Deterrent Forces, Their Origins, Roles and Deployment, 1946–1969. A Documentary History.
Tony Buttler, X-Planes of Europe II: Military Prototype Aircraft from the Golden Age 1946–1974
Phil Butler, Tony Buttler, Avro Vulcan: Britain’s Famous Delta-Wing V-Bomber
Peter J. Cooper，Farnborough: 100 years of British Aviation.