五、二戰(zhàn)風(fēng)云(1940s)
二十世紀(jì)四十年代,戰(zhàn)爭(zhēng)的爆發(fā)促進(jìn)了當(dāng)時(shí)的科技創(chuàng)新,科技創(chuàng)新也反作用于戰(zhàn)爭(zhēng),影響著戰(zhàn)局的態(tài)勢(shì)和走勢(shì);戰(zhàn)后,軍事科技反哺民用飛機(jī),民航運(yùn)輸飛機(jī)和輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)都發(fā)展出許多優(yōu)秀的型號(hào)。活塞飛機(jī)發(fā)展的至臻完美,噴氣式動(dòng)力開(kāi)始嶄露頭角,后掠翼、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、助推火箭各種科技走上舞臺(tái),人類(lèi)向聲障挺進(jìn),并輕松的超越了聲速。
轟炸機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中用來(lái)震懾民心、摧毀工廠和擾亂補(bǔ)給,還可以用來(lái)攻擊敵方地面部隊(duì)、坦克和軍艦等,高速遠(yuǎn)程轟炸機(jī)的出現(xiàn)徹底改變了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的面貌。被稱(chēng)作“飛行堡壘”的波音B-17轟炸機(jī),可以搭乘十名機(jī)組,構(gòu)造極其結(jié)實(shí),大機(jī)群編隊(duì)飛行時(shí)載彈量驚人,常常在戰(zhàn)區(qū)上空嚴(yán)懲對(duì)手后帶著機(jī)組安全返航,在當(dāng)時(shí)聲名鵲起,總共生產(chǎn)了12731架。
2014年,奇諾航展上的波音B-17“飛行堡壘”戰(zhàn)斗機(jī)
二戰(zhàn)中制造了大量的戰(zhàn)斗機(jī),成功的戰(zhàn)斗機(jī)型號(hào)產(chǎn)量動(dòng)輒上萬(wàn),德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、日本、蘇聯(lián)制造的飛機(jī)各顯神通,一些優(yōu)秀的型號(hào)經(jīng)過(guò)改進(jìn)后在某些小國(guó)空軍一直服役到80年代。這一時(shí)期聲名顯赫的Bf109戰(zhàn)斗機(jī),全系列產(chǎn)量達(dá)到33984架,是史上產(chǎn)量最多的戰(zhàn)斗機(jī)之一。這一時(shí)期,各國(guó)飛機(jī)工廠將30年代的民用運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行改進(jìn),換上更強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī),民用運(yùn)輸機(jī)變身為戰(zhàn)場(chǎng)后方的軍事支援飛機(jī),用來(lái)訓(xùn)練飛行員、運(yùn)輸裝備、運(yùn)輸?shù)孛娌筷?duì)和傘兵等。
戰(zhàn)爭(zhēng)期間,民用飛機(jī)的生產(chǎn)幾乎停滯。戰(zhàn)后,輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)和民航運(yùn)輸機(jī)汲取戰(zhàn)時(shí)軍事飛機(jī)的一些設(shè)計(jì)理念,發(fā)展出許多優(yōu)秀的型號(hào),有的型號(hào)在21世紀(jì)還有生產(chǎn)。1947年蘇聯(lián)制造的“安-2”飛機(jī),一直持續(xù)生產(chǎn)了45年,總產(chǎn)量18000多架。
普惠公司R-1830“雙黃蜂”發(fā)動(dòng)機(jī),14缸、雙排、氣冷
活塞飛機(jī)發(fā)展的至臻完美,普拉特·惠特尼公司的“雙黃蜂”活塞發(fā)動(dòng)機(jī)在這一時(shí)期大放異彩,制造總數(shù)量超過(guò)178000臺(tái)?;钊w機(jī)并未因?yàn)閲姎馐桨l(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)走向沒(méi)落,相反,它依然在某些領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷,如航母上的艦載機(jī)和水上飛機(jī)就廣泛的用活塞飛機(jī)。另外,早期的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)油耗比成熟的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)油耗高,所以活塞飛機(jī)仍然是當(dāng)時(shí)超遠(yuǎn)程飛機(jī)的理想配置。
德國(guó)工程師漢斯·馮·奧海因和英國(guó)空軍準(zhǔn)將弗蘭克·惠特爾幾乎同時(shí)獨(dú)立的發(fā)明了噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)外形迥異,與前輩活塞飛機(jī)相比,速度顯著提高,永遠(yuǎn)的改變了空戰(zhàn)進(jìn)程。1942年,德國(guó)Me 262“燕子”飛機(jī)成為世界上投入實(shí)戰(zhàn)的第一種噴氣式飛機(jī),比任何活塞飛機(jī)飛的都快;1944年德國(guó)研發(fā)的Ar234飛機(jī),是世界上第一種噴氣式轟炸機(jī),飛的很快,盟軍飛機(jī)不能望其項(xiàng)背。
四十年代,歐洲的直升機(jī)事業(yè)發(fā)展緩慢,美國(guó)的航空家們則有所進(jìn)展,伊戈?duì)枴の骺扑够?、弗蘭克·皮亞塞茨基、阿瑟·揚(yáng)和斯坦利·席勒等人的產(chǎn)品成為今日直升機(jī)的先行者。1945年,伊戈?duì)枴の骺扑够呐鲴{駛一架西科斯基R-5直升機(jī),利用絞盤(pán),在一艘遭遇風(fēng)暴下沉的駁船上救起來(lái)兩個(gè)人,這是人類(lèi)歷史上第一次直升機(jī)營(yíng)救。
西科斯基R-5直升機(jī)
“飛翼”設(shè)計(jì)未獲得成功成為當(dāng)時(shí)航空家們的遺憾?!帮w翼”是指當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)師們?cè)噲D把飛機(jī)機(jī)身和尾翼的“死重”融合到一個(gè)厚一點(diǎn)的翼面之中,這樣整架飛機(jī)都可以提供升力,并提升效率。但遺憾的是,直到80年代,“飛翼”概念的終極范例B-2“幽靈”隱身轟炸機(jī)才出現(xiàn)。
二十世紀(jì)四十年代,舊有航空技術(shù)成熟沉淀,新技術(shù)為未來(lái)蓄力,是航空科技史上承前啟后、繼往開(kāi)來(lái)的一段時(shí)光。這一時(shí)期發(fā)展起來(lái)的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),給未來(lái)孕育著無(wú)窮的動(dòng)力,噴氣式飛機(jī)也將從這一時(shí)期開(kāi)始,在人間開(kāi)啟自己縱橫捭闔的生涯。
六、噴涌的動(dòng)力(1950s)
噴氣式動(dòng)力從三十年代末出現(xiàn),經(jīng)過(guò)四十年代的早期發(fā)展,到了五十年代,變得越發(fā)成熟和穩(wěn)定,軍事戰(zhàn)斗機(jī)憑借它突破音速,民用客機(jī)憑借它發(fā)展遠(yuǎn)程航線,這種動(dòng)力成為時(shí)代最強(qiáng)有力的脈搏。于此同時(shí),航空旅行變成一種生活方式,小型飛機(jī)成為一種休閑方式,旋翼機(jī)的發(fā)展也走向成熟,試驗(yàn)類(lèi)飛機(jī)在勇敢的開(kāi)拓著未來(lái)。
二戰(zhàn)結(jié)束,冷戰(zhàn)開(kāi)始,軍備競(jìng)賽成了50年代的主題,戰(zhàn)斗機(jī)競(jìng)相安裝上了噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。誕生于1951年的美國(guó)F-86“佩刀”飛機(jī)是航空科技史上最成功的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)之一,它融合了噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)和后掠翼這兩項(xiàng)二戰(zhàn)中催生出的技術(shù),采用下單翼、大嘴進(jìn)氣道、氣泡狀座艙,在朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上和蘇聯(lián)米格15戰(zhàn)斗機(jī)一較高下,被視為最優(yōu)雅的戰(zhàn)斗機(jī)之一。政治上強(qiáng)大的經(jīng)費(fèi)助力,科學(xué)上空氣動(dòng)力學(xué)理論越發(fā)成熟,技術(shù)上先進(jìn)的J-79渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)誕生,50年代末,超音速戰(zhàn)斗機(jī)的速度從早期的勉強(qiáng)突破聲速增長(zhǎng)到可以實(shí)現(xiàn)兩馬赫續(xù)航。
F-86“佩刀”戰(zhàn)斗機(jī),下單翼、大嘴進(jìn)氣道、氣泡狀座艙
活塞運(yùn)輸動(dòng)力時(shí)代走向終結(jié),盡管動(dòng)力強(qiáng)勁,但是太過(guò)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)需要耗費(fèi)大量的維修成本。洛克希德公司生產(chǎn)的L-1049“超星座”客機(jī)代表著活塞式客機(jī)的巔峰,擁有3垂尾,使用4臺(tái)史上最先進(jìn)的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,可以完成跨大西洋的長(zhǎng)航線飛行。
這一時(shí)期,航空旅行成為人們向往的一種生活方式,此時(shí)的飛行不再是富翁的特權(quán),但是機(jī)票價(jià)格依然高昂,航空旅行是一件奢侈和極富有魅力的事情。航空公司推出的跨大西洋航線吸引著歐、美兩地的民眾,航空旅行憑借安全和舒適的特質(zhì)被人們信賴(lài)??粘吮徽J(rèn)為是乘機(jī)體驗(yàn)中最重要的因素之一,在應(yīng)聘中外表和工作技能同樣重要,一段時(shí)期里,環(huán)球航空甚至規(guī)定已婚的女性不再留用。
圖為美國(guó)環(huán)球航空公司登錄在雜志上的廣告,主題為“一個(gè)美國(guó)家庭”
民用噴氣式飛機(jī)和渦槳飛機(jī)的使用讓航空旅行發(fā)生了變革,航行的時(shí)間縮短了一半多,飛行更少受到天氣的限制,安靜的機(jī)艙讓旅行成為一種享受。1953年英國(guó)維克斯“子爵”成為首款服役的渦槳飛機(jī);1959年蘇聯(lián)生產(chǎn)了“安-12”,產(chǎn)量超過(guò)1200架;1958年,“波音707”問(wèn)世,這款具有劃時(shí)代的意義的機(jī)型,具有多個(gè)衍生型號(hào),產(chǎn)量超過(guò)1000架。
旋翼機(jī)的發(fā)展更為成熟。更小、更輕、動(dòng)力更強(qiáng)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)逐步取代了可靠性低的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。1957年問(wèn)世的蘇聯(lián)“米-6”重型運(yùn)輸直升機(jī),是蘇聯(lián)第一架采用渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行器,問(wèn)世時(shí),一舉奪下最大、最快直升機(jī)的桂冠,并創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄。
相對(duì)和平的年代里,小飛機(jī)的休閑屬性回歸。時(shí)髦富有動(dòng)感的飛機(jī),愛(ài)好者手工打造的簡(jiǎn)單、便宜的飛機(jī)充盈在市場(chǎng)中,滑翔運(yùn)動(dòng)也受到越來(lái)越多民眾的追捧。
波音B-707飛機(jī),我國(guó)曾在70年代引進(jìn)作為客運(yùn),后來(lái)大飛機(jī)“運(yùn)十”的設(shè)計(jì)中部分借鑒了B-707
這一時(shí)代,最激動(dòng)人心的是試驗(yàn)類(lèi)飛機(jī)。超音速飛行試驗(yàn),三角翼布局、后掠翼、垂直起降技術(shù),沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)都有所嘗試,一些原先不可思議的設(shè)計(jì)概念在這個(gè)年代變成了現(xiàn)實(shí),然而,也有不少飛行員在試飛事故中失去了寶貴的生命。
二十世紀(jì)五十年代,動(dòng)力噴涌,噴氣式動(dòng)力掌握住了時(shí)代的脈搏,并宣告了自己的統(tǒng)治地位。
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