- 百年航空(升級(jí)版)
- 周日新編著
- 2650字
- 2020-11-11 19:09:17
2.5 法布爾把“船”駛向天空(1910年)
萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)之后,人們對(duì)水上飛機(jī)的研究探索變得頻繁起來(lái),甚至萊特兄弟本人也曾用兩個(gè)浮筒和水翼面進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)。1903年,奧地利的克雷斯曾制造了一架水上飛機(jī),這架飛機(jī)有船式機(jī)身,不用浮筒,但可惜飛行未能成功。1906年,法國(guó)人布萊里奧設(shè)計(jì)了浮筒式水上飛機(jī),飛機(jī)下裝了3個(gè)浮筒,在當(dāng)年飛行3次,都未能飛起來(lái)。因此,“浮筒式水上飛機(jī)之父”的稱號(hào),落在了他的法國(guó)同胞頭上。
1910年3月28日,法國(guó)馬爾提格的比雷湖上,天氣晴朗,風(fēng)平浪靜。28歲的亨利·法布爾(Henri Fabre)駕駛自己設(shè)計(jì)的浮筒式水上飛機(jī)在港灣里進(jìn)行了首次飛行(見圖2-42)。這一天共飛行了4次。第1次,他駕機(jī)在水面上以55千米每小時(shí)的速度滑行,但飛機(jī)并未真正飛起來(lái);第2次,水上飛機(jī)飛離了水面,以60千米每小時(shí)的速度直線飛行大約500米。下午,法布爾邀請(qǐng)當(dāng)?shù)毓賳T來(lái)觀看飛行。法布爾又駕機(jī)飛行兩次,有一次還駕機(jī)轉(zhuǎn)了彎。第二天,法布爾駕機(jī)飛出了6千米距離的好成績(jī)。

圖2-42 法布爾首飛
鏈接 水上飛機(jī)
水上飛機(jī)是指能在水面上起飛、降落和停泊的飛機(jī)。水上飛機(jī)有浮筒式和船身式兩種,前者一般是把陸上飛機(jī)的起落架換成浮筒;后者具有按水面滑行要求設(shè)計(jì)的特殊形狀的機(jī)身,稱為船體。船身式水上飛機(jī)又分為單船身式和雙船身式兩種,雙船身式水上飛機(jī)較為少見。水上飛機(jī)不需要跑道,使用靈活,機(jī)動(dòng)性好。水上飛機(jī)在軍事上用于海上偵察、反潛和救援活動(dòng);在民用方面因不受跑道限制,適合向大型發(fā)展。水上飛機(jī)的缺點(diǎn)是:不能適應(yīng)高速和超聲速飛行,機(jī)身結(jié)構(gòu)重量較大,抗浪性能要求高,維修不便和制造成本較高。
在這次水上飛機(jī)首飛之前,法布爾別說(shuō)駕駛飛機(jī),連乘客都未當(dāng)過(guò),所以從未體驗(yàn)過(guò)駕駛飛機(jī)升空的感覺與刺激。那么,這個(gè)船主的兒子,如何又想到并使“船”飛上天空呢?
法布爾1882年出生于馬賽。他從小喜歡航海,一次意外發(fā)生的險(xiǎn)情使他萌生了新的興趣:一次驚濤駭浪瘋狂地向幼小的法布爾和他父親的船只襲來(lái)時(shí),他們幾乎要被吞沒……當(dāng)他驚魂未定、僥幸脫險(xiǎn)時(shí),突然想到:假如給船裝上翅膀,讓船飛起來(lái),那不就不怕驚濤駭浪了嗎?哪知這一閃念,竟使這個(gè)原本注定要繼承父業(yè)、以航海為終生事業(yè)的人踏上了航空之路。
法布爾上過(guò)工程學(xué)院,學(xué)的是水動(dòng)力專業(yè),專攻流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)。1905年,23歲的法布爾決心追隨法國(guó)航空先驅(qū)瓦贊兄弟和布萊里奧,進(jìn)入航空領(lǐng)域。1907年以后的三年間,他進(jìn)行了一系列的水翼面和浮筒試驗(yàn),其中有些試驗(yàn)是在“飛躍”號(hào)船上進(jìn)行的。1909年,法布爾設(shè)計(jì)了世界上第一架水上飛機(jī),這架飛機(jī)下有3個(gè)浮筒,裝3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),1副螺旋槳,但這架飛機(jī)沒飛起來(lái)。法布爾轉(zhuǎn)而設(shè)計(jì)第二架水上飛機(jī)(見圖2-43),并命名它為“水機(jī)”?!八畽C(jī)”裝有一臺(tái)37千瓦的發(fā)動(dòng)機(jī),飛機(jī)是單翼機(jī),機(jī)身下裝了3個(gè)水翼式浮筒,前浮筒還可以操縱,調(diào)整飛機(jī)在水面上的飛行方向。該機(jī)翼展約13.8米,機(jī)長(zhǎng)8.5米,最大起飛質(zhì)量471千克。

圖2-43 法布爾設(shè)計(jì)的浮筒式水上飛機(jī)
法布爾設(shè)計(jì)的這架“水機(jī)”,在結(jié)構(gòu)上多處反映了設(shè)計(jì)者船舶技術(shù)的背景。在飛機(jī)前端,有一對(duì)方向舵和兩個(gè)升降舵。機(jī)翼在飛機(jī)后面。飛行員座椅有點(diǎn)像自行車座椅,非??壳?。發(fā)動(dòng)機(jī)裝在飛機(jī)后面,驅(qū)動(dòng)一副推進(jìn)式螺旋槳。
最有趣的是用粗帆布做的飛機(jī)蒙皮,它并非是固定的,用時(shí)蓋在翼肋上,用彈簧鉤鎖?。徊挥脮r(shí)便把蒙布卷起,就像船帆一樣。飛機(jī)結(jié)構(gòu)包括浮筒全部是木質(zhì)的。
對(duì)于浮筒,法布爾下了很大工夫精心設(shè)計(jì):浮筒長(zhǎng)6.5米,寬1米,底部是平面,上面有弧度,中間是空心的。三個(gè)浮筒,兩個(gè)在機(jī)翼下,另一個(gè)在舵面下。這種浮筒飛行員可以操縱,使之與水面產(chǎn)生一定的迎角,從而產(chǎn)生升力。
1910年5月,法布爾駕機(jī)表演時(shí)摔壞了飛機(jī),使他下決心進(jìn)一步改進(jìn)水上飛機(jī),把方向舵移至機(jī)翼的后部。1911年3月,在摩納哥舉行的一次汽船集會(huì)上,法布爾邀請(qǐng)一位經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員駕駛他的改進(jìn)型“水機(jī)”。第一次飛行很成功,但第二次卻出了問題,因?yàn)樘拷0?,降落時(shí)飛機(jī)損壞嚴(yán)重。法布爾對(duì)水上飛機(jī)的研制便就此止步。他認(rèn)為耗費(fèi)太大,轉(zhuǎn)而去設(shè)計(jì)別的飛機(jī)和專門制造浮筒。
法布爾這架被撞壞的“水機(jī)”仍然是個(gè)杰作。若干年后,人們將它復(fù)原,保存在法國(guó)空軍博物館里。后來(lái)發(fā)行的紀(jì)念法布爾及其水上飛機(jī)的郵品見圖2-44。

圖2-44 紀(jì)念法布爾及其水上飛機(jī)的郵品
1911年法布爾為瓦贊的一架鴨式飛機(jī)設(shè)計(jì)了浮筒,使之成為世界上第一架水陸兩棲飛機(jī)。同年8月,飛行員科利克斯駕駛這架飛機(jī)從巴黎機(jī)場(chǎng)起飛,降落于塞納河上,然后又從河面起飛,返回機(jī)場(chǎng)降落,從而完成了水陸兩棲飛行。1912年,瓦贊裝有法布爾浮筒的鴨式布局雙翼機(jī),載在法國(guó)“雷電”號(hào)戰(zhàn)艦上,成為法國(guó)第一架艦載飛機(jī)。
從航空技術(shù)的角度看,浮筒式水上飛機(jī)有致命的缺點(diǎn):空氣阻力大,浮筒與機(jī)身連接處易于損壞等。因此,浮筒式水上飛機(jī)的歷史比較短暫。從浮筒式水上飛機(jī)到船身式水上飛機(jī)的跨越是由另一個(gè)人完成的。他就是美國(guó)航空先驅(qū)格倫·哈蒙德·寇蒂斯(Glenn Hammond Curtis,見圖2-45)。

圖2-45 寇蒂斯
1910年在法國(guó)巴黎舉辦的航空展覽會(huì),使寇蒂斯有緣見到了法布爾和法布爾自己研制成功的水上飛機(jī)。該機(jī)在這次航展上引起巨大轟動(dòng)。他倆討論了許多有關(guān)水上飛機(jī)的問題,法布爾非??犊叵蚩艿偎固峁┝擞嘘P(guān)資料。由此,寇蒂斯開始思索超越法布爾,研制新原理的水上飛機(jī)。
寇蒂斯善于向同時(shí)代的人,特別是向法布爾學(xué)習(xí),但這個(gè)學(xué)習(xí)不是模仿而是超越。他詳細(xì)研究了浮筒式水上飛機(jī)的諸多弱點(diǎn)后,終于在1913年研制了船身式水上飛機(jī)。
1919年,寇蒂斯設(shè)計(jì)的NC-4水上飛機(jī)(見圖2-46),首次分段飛渡大西洋并取得成功。隨后,水上飛機(jī)進(jìn)入大發(fā)展時(shí)期。圖2-47為格魯門公司“信天翁”水上飛機(jī)降落在邁阿密港。

圖2-46 寇蒂斯設(shè)計(jì)的船身式水上飛機(jī)NC-4

圖2-47 格魯門公司“信天翁”水上飛機(jī)降落在邁阿密港
延伸閱讀 中國(guó)設(shè)計(jì)制造的第一架水上飛機(jī)
福建馬尾海軍飛機(jī)工程處是中國(guó)歷史上第一個(gè)正規(guī)的飛機(jī)制造廠,成立于1918年,由從美國(guó)留學(xué)歸來(lái)的巴玉藻、王助等領(lǐng)導(dǎo)。該廠建成一個(gè)裝配車間,兩個(gè)飛機(jī)庫(kù)。1919年8月,馬尾海軍飛機(jī)工程處成功設(shè)計(jì)制造了中國(guó)國(guó)內(nèi)第一架水上飛機(jī)甲一號(hào)。它為雙翼雙桴式,即以雙桴為支持體先在水面滑行,繼而升空。其發(fā)動(dòng)機(jī)功率73.5千瓦,機(jī)長(zhǎng)9.32米,翼展13.7米,機(jī)高3.88米,飛機(jī)總重1055千克,最大平飛速度為120千米/時(shí),設(shè)有雙座雙教練系統(tǒng),可作教練機(jī)使用。以后又陸續(xù)制造了甲二、甲三、乙一、丙一、丙二、“江鸛”“江鳧”“江鷺”、戊三、“海鷹”“海雕”“江鴻”“江雁”等14架飛機(jī)。
1934年,中國(guó)制造了“寧?!碧?hào)雙浮筒水上偵察飛機(jī),見圖2-48。1976年4月3日,中國(guó)研制的現(xiàn)代水上飛機(jī)水轟5(見圖2-49)在湖北荊門首飛成功。

圖2-48 “寧海”號(hào)雙浮筒水上偵察飛機(jī)

圖2-49 水轟5
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