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五、從活塞雙翼到噴氣飛翼

美國萊特兄弟于1909年成立了公司,但哥哥威爾伯在1912年去世,弟弟奧維爾也于1914年退出了萊特公司。公司創辦五年就退出了飛機制造業,萊特兄弟在經營公司方面是不成功的,但發明專利為他們賺了不少錢。

歐洲人“有閑”創新技術,飛機重要的新技術、新發明大多來自歐洲:第一架飛躍英吉利海峽的單翼飛機(1909)、當時最快速度的第一架硬殼式機身飛機(1912)、第一架全金屬飛機(1915)、厚翼根設計、前緣縫翼、“射擊協調器”、航空母艦、噴氣發動機和噴氣式飛機,以及火箭技術、載人航天等,都源自歐洲。

飛機首先在法國顯示出了軍事價值和經濟價值。1914年第一次世界大戰爆發之前,法國涌現出了包括瓦贊、法爾曼、紐波特、高德隆、布雷蓋、布萊里奧、斯帕德在內的一批飛機制造企業,法國成為世界航空制造業中心,巴黎號稱“航空之都”。截至1914年,法國有20家飛機制造公司和13家發動機制造公司,德國有15家飛機制造公司,美國有14家飛機制造公司。第一次世界大戰期間,法國生產飛機超過52000架,生產發動機超過93000臺。

第一次世界大戰期間,空戰主要發生在德國與英國、法國之間,其中三款飛機表現出色:法國斯帕德公司的S.XIII戰斗機,英國索普維思公司的“駱駝”戰斗機,德國福克公司的D.VII戰斗機。

第一次世界大戰結束后,德國航空技術漸漸超越英國和法國。1915年,德國飛機設計師胡戈·容克斯成功研制出了世界上第一架金屬無支架、無張線單翼張臂式飛機;1919年,他創建了容克飛機公司,公司設計制造出了世界上第一架全金屬下單翼客機F-13,安全性極好,推動了世界民用航空的發展。德國飛機設計師恩斯特·亨克爾于1922年創建了亨克爾飛機公司,亨克爾與馮·奧海因合作研制出了世界首架噴氣式飛機,與馮·布勞恩合作研制出了火箭發動機飛機。第二次世界大戰后,亨克爾的這兩位合作伙伴都被迫去了美國。1935年,威利·梅塞施密特(1898—1978)設計出了Bf-109戰斗機,集當時最新制造技術和空氣動力學成果于一身,包括全金屬機身、鉚接承力蒙皮、增升襟翼、可收放起落架、增壓發動機等,是戰斗機發展歷史中的典范。在對波蘭、法國、蘇聯的閃擊戰,以及在不列顛之戰中,Bf-109戰斗機令人生畏。Bf-109戰斗機共生產了35000架,是第二次世界大戰期間世界生產數量最多的戰斗機。

同樣是第一次世界大戰后,美國也開始重視飛機工業。美國最擅長的還是整合歐洲的技術、工藝,以及人。1912年,法國人發明了硬殼式機身結構,但制造效率低。1918年,自學成才的約翰·諾斯羅普與洛克希德兄弟一起發明了快速生產硬殼式機身的工藝,提高了制造效率并申請了美國專利。1926年,艾倫·洛克希德與約翰·諾斯羅普合作創辦了洛克希德飛機公司,利用其專利,在1927年研制出了六座單翼民用客機“織女星”;1928年,公司銷售額突破百萬美元;1929年春,公司規模達300名員工,每周可以出產5架“織女星”。有了研制“織女星”經驗的諾斯羅普隨后成立了自己的公司。如今,洛克希德·馬丁公司和諾斯羅普·格魯曼公司是美國股價最高的航空航天軍工企業,F-22戰斗機和B-21轟炸機分別是它們的代表。

此外,約翰·諾斯羅普還綜合了歐洲全金屬飛機結構等技術,研制出了具有“全鋁多室機翼”結構的“阿爾法”飛機(1930),成為波音公司B247(客機鼻祖)、道格拉斯DC-3(美國第一型不用補貼賺錢的飛機)的原型機,美國商業航空因此發展起來。

了解航空史的讀者,可以通過下面的飛機翼身結構及機型演變圖片,看到歐美航空角色換位的過程。在后面的內容里,我們還會進一步看到美國是如何站在歐洲人的“肩膀”上前進的。

飛機翼身結構創新演變圖

第二次世界大戰中的“不列顛之戰”是慘烈的。1940年11月14日,德軍對英國航空工業基地考文垂的空襲極為悲壯。說它悲壯是因為據說當時英軍已破譯了德軍空襲計劃,為了不讓德方察覺英方已掌握了其最高機密——埃尼格瑪密碼機,英國內閣決定一切照常,不增防、不警示、不疏散平民。當然,人們對這一說法存在爭議,但是在戰爭中為了整體利益而犧牲局部利益的可能性還是存在的。如期而至的449架德國亨克爾H—111轟炸機準確拋下了394噸爆破彈、56噸燃燒彈和127枚延時炸彈,造成554人死亡、864人重傷,12家飛機配件廠遭到嚴重破壞,導致英國飛機減產20%。納粹德國使用了延時炸彈,目的是殺傷救援人員——更多地殺人。

1941年5月26日,德國噸位最大、技術最先進的“俾斯麥”號戰列艦被從英國皇家“方舟”號航空母艦起飛的“劍魚”攻擊機發射的魚雷擊傷舵機,之后被隨之而來的英軍飛機輪番轟炸擊沉。1941年12月7日,日本海軍航空母艦艦載飛機和潛艇突然襲擊美國夏威夷海軍基地。90分鐘后,美國4艘戰列艦、2艘驅逐艦沉沒,188架飛機被炸毀,約2400人喪生。太平洋戰爭爆發后,美國航母進行了激烈的反擊和復仇。最后,美國飛機投放的兩枚原子彈徹底擊垮了日本。

第二次世界大戰打亂了歐洲秩序,美國飛機制造能力躍居世界第一。蘇聯也趕了上來,在第二次世界大戰期間研制出了大量殲擊機、轟炸機,將納粹德國從斯大林格勒一路攆回柏林。但在航空科學技術方面,第二次世界大戰中的德國和英國依然領先,例如噴氣式飛機,是由德國和英國率先研制出來的。1942年,威廉·梅塞施密特研制成功Me-262噴氣戰斗機,在第二次世界大戰后期投入使用,是世界上第一種投入實戰的噴氣戰斗機。Me-262噴氣式戰斗機設計師是阿道夫·布茲曼,第二次世界大戰剛一結束,美蘇就四處搜尋布茲曼和他的研究成果,美國捷足先登俘獲了布茲曼。布茲曼幫助美國北美公司研制出了F-86“佩刀”后掠翼戰斗機,蘇聯米格設計局借助布茲曼的成果研制出了米格-15后掠翼戰斗機。德國和英國兩位噴氣發動機發明人也被美國挖到。蘇聯米格-15與美國F-86是朝鮮戰場最先進的戰機,都是德國Me-262的翻版。

1952年,英國德·哈維蘭公司率先研制出了“彗星”噴氣式客機,并投入了商業運營,但在發生了幾次事故后停止了運營。美國波音公司吸取“彗星”失敗的教訓,成功研制出了波音707噴氣客機,一舉奪取“民機老大”的位置。

冷戰時期,為了與蘇聯超音速客機圖-144競爭,英法合作研制出了“協和式”超音速客機,于1969年投入運營。1973年法國巴黎航展,“協和式”飛機與圖-144同臺進行飛行表演。不料,圖-144在爬升過程中突然轉為猛烈俯沖,飛機在空中解體,六名機組人員全部遇難,圖-144總設計師也在其中。圖-144在20世紀80年代停止了運營。“協和”式飛機在投入運營后也發生了多次事故,于2000年停止了運營。

“彗星”噴氣式客機、“協和”式超音速客機的失利,終于讓歐洲各國認識到,僅靠一國之力發展航空航天,難以抵抗身邊的蘇俄,更難以同美國日益強大的公司競爭,歐盟長期依靠美國更不是辦法。于是,歐洲各國經過調整、重組、整合相關企業,英、法、德、西、意等當年的交戰國,將許多曾經欲置對方于死地的敵對企業整合在一起,聯手打造了歐洲空中客車公司、英國宇航系統公司(BAE)、意大利萊昂納多公司、英國羅爾斯·羅伊斯公司、法國賽峰集團等航空航天防務公司。2000年,歐洲法、德、英、西班牙等國成立了歐洲宇航防務集團(EADS)。在歐盟支持下,歐洲宇航防務集團子公司空中客車公司很快與美國波音公司并駕齊驅。2014年,歐洲宇航防務集團更名為歐洲空客集團。

第二次世界大戰期間,德國最先研制出并在戰爭中使用了V-1巡航導彈和V-2彈道導彈,戰后美國和蘇聯的運載火箭和巡航導彈等許多航天技術都來自德國。V-2火箭設計師是馮·布勞恩,戰后被俘虜去了美國。1957年10月,蘇聯率先發射人造地球衛星,美國上下恐慌至極,趕緊請出德國戰俘馮·布勞恩主持火箭研究。很快,美國在1958年1月成功發射了人造衛星,并在1969年實現了“阿波羅”登月,贏得了對蘇聯的太空競賽。

第二次世界大戰期間,德國、美國、蘇聯都開展了對飛翼布局遠程轟炸機的研制。德國空軍元帥戈林將德國霍頓兄弟研制的Ho-229飛翼布局噴氣動力戰斗轟炸機稱為“決戰飛機”,該機后來證明具有隱身突防雷達的能力。Ho-229飛翼機于1945年2月試飛成功。但兩個月后,1945年4月,制造Ho-229飛機的工廠就落入美軍手中,一些工程技術人員被迫去了美國。美軍于1945年6月啟動了諾斯羅普YB-49飛翼飛機項目。1950年,該項目被取消,因為當時飛控技術還不成熟。

之后,美國空軍一直秘密研究飛翼布局飛機,終于在1989年實現首飛,1997年開始服役,首次使用是在1999年的塞爾維亞科索沃戰爭。2015年10月,美國國防部長宣布諾斯羅普·格魯曼公司中標美國空軍下一代遠程戰略轟炸機項目,新機編號B-21,綽號“奇襲者”,合同額“巨大”,諾普羅斯·格魯曼公司的股價因此超過了長期處于領先地位的洛克希德·馬丁公司。

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