二三十年代，在人類航空史上，正處于民航事業(yè)起步、創(chuàng)記錄飛行此起彼伏和飛機(jī)結(jié)構(gòu)開始趨向單翼布局以及全金屬化的“黃金時(shí)代”。于是出現(xiàn)了一種巧合：波紋金屬蒙皮似乎與當(dāng)時(shí)那些時(shí)髦的運(yùn)輸機(jī)結(jié)下了不解之緣。
讓我們先從美國(guó)的汽車大王亨利．福特說起吧。當(dāng)時(shí)，他的產(chǎn)業(yè)因發(fā)明推廣了所謂的“大眾化轎車”而與日中天。但他并不滿足于地上跑的，他還想著天上飛的。因?yàn)楦Ｌ卦缫杨A(yù)感到剛剛興起的民航業(yè)必將導(dǎo)致運(yùn)輸機(jī)的大發(fā)展，而且他更看好航空運(yùn)輸終究會(huì)大量替代地面運(yùn)輸?shù)墓廨x前景。于是毅然收購(gòu)了威廉.B.斯托特先生在經(jīng)營(yíng)上正陷入困境的“金屬飛行公司”，并以此為基礎(chǔ)，在底特律創(chuàng)辦了完全屬于自己的福特飛機(jī)公司。
福特飛機(jī)公司的處女作是福特4-AT 型三發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī)。該機(jī)由美國(guó)最早的全金屬客機(jī)、斯托特的2-AT 單發(fā)小客機(jī)改裝而來，4-AT 飛機(jī)在左右機(jī)翼下的懸空吊艙中各增加一臺(tái) 200 馬力的星形空冷活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，并將前部的駕駛艙從半敞開式改為封閉式，使之成為一架很不錯(cuò)的運(yùn)輸機(jī)。
Ford 4-AT-F，圖片不是太清晰，無法分辨出波紋蒙皮
福特4-AT 試飛于 1926 年的 6 月 11 日，而“AT”意指“航空運(yùn)輸”。它不僅作為福特汽車公司用來連接分布于五大湖之間各個(gè)分廠的空中貨運(yùn)工具，而且很快成為當(dāng)時(shí)另一種著名客機(jī)、福克F.Ⅶ.b-3m 的有力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手（后者曾是多項(xiàng)世界飛行記錄的創(chuàng)造者）。不久，福特公司又衍生出另一種改裝三臺(tái) 450 馬力黃蜂Jr. J-6 型發(fā)動(dòng)機(jī)、商載有所提高的 14 座（指載客，下同）旅客機(jī)福特5-AT，別名“錫鵝”，試飛于 1929 年 9 月 4 日。由于它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、操縱容易和適宜于在小型機(jī)場(chǎng)起降等優(yōu)點(diǎn)，所以被國(guó)內(nèi)主要航空公司紛紛采用，一時(shí)間成為美國(guó)最大的客機(jī)和“美國(guó)民航機(jī)”的代名詞。后來，福特公司又發(fā)展了 7-AT 和 9-AT 等改型，它們的統(tǒng)一稱呼是“三發(fā)”（Tri-motor）。到 1933 年停產(chǎn)時(shí)，“三發(fā)”式運(yùn)輸機(jī)的總產(chǎn)量達(dá)到 199 架（其中 5-AT 占 117 架）。作為一架設(shè)計(jì)成功的民航運(yùn)輸機(jī)，除了美國(guó)以外，還遠(yuǎn)銷加拿大、墨西哥、南美和歐州各國(guó)、甚至中國(guó)，成為民航開拓時(shí)期享有盛名的機(jī)種。
“三發(fā)”的成功，在很大程度上得益于它合理的氣動(dòng)布局和構(gòu)造，其中重要的一點(diǎn)是采用了當(dāng)時(shí)在運(yùn)輸機(jī)上較為流行的“波紋蒙皮”。
波紋蒙皮的始作俑者，應(yīng)該是德國(guó)人胡戈. 容克斯，作為一名飛機(jī)設(shè)計(jì)師，他第一個(gè)提倡飛機(jī)的一體化設(shè)計(jì)；第一個(gè)造出了全金屬飛機(jī)；也第一個(gè)提出了波紋蒙皮的概念。
當(dāng)時(shí)，飛機(jī)的蒙皮剛剛嘗試用薄鋁板來替代傳統(tǒng)的布料，容克斯博士設(shè)想用一種呈波紋狀截面的薄鋁板來代替普通的鋁合金平板，旨在進(jìn)一步增加它的強(qiáng)度。1918 年，第一次世界大戰(zhàn)剛剛結(jié)束，在他研制的世界上第一種下單翼布局的全金屬敞蓬式雙座戰(zhàn)斗機(jī)上已經(jīng)率先采用了這種獨(dú)特的蒙皮。1919 年，另一種稱作 J. 9 的試制型單座單翼戰(zhàn)斗機(jī)也作出了同樣的選擇，可惜由于當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率偏低，作為一架結(jié)構(gòu)相對(duì)較重的作戰(zhàn)飛機(jī)，還不足以滿足其必要的推力要求，因此未能投產(chǎn)。
經(jīng)試驗(yàn)表明，當(dāng)波紋蒙皮上無數(shù)的細(xì)微凹槽順飛行方向鋪設(shè)時(shí)，在大幅提高機(jī)體表面強(qiáng)度之同時(shí)，相對(duì)飛行阻力最小。而當(dāng)凹槽走向與飛行方向相互垂直時(shí)，雖然機(jī)翼蒙皮可以有效抑制因升力引起的沿翼展方向的機(jī)翼上蹺變形，但由此產(chǎn)生的飛行阻力可能令人難以接受。所以，波紋蒙皮無論用在機(jī)身上還是用在機(jī)翼上，幾乎都采用順氣流鋪設(shè)的做法。波紋蒙皮其實(shí)有點(diǎn)象我們鋪房頂用的那種瓦楞板，在某些方向抗變形能力很強(qiáng)，有較好的比強(qiáng)度，所以在當(dāng)時(shí)的好些飛機(jī)型號(hào)上得到了成功應(yīng)用。
就容克飛機(jī)公司而言，1923 年問世的 12 座三發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī) G.24、1926 年問世的 16 座三發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī) G.31 和 1929 年問世的 34 座四發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī) G.38，都無一例外地采用了鋁合金波紋蒙皮。其中的 G.24，曾是歐洲最早的定期航線客機(jī)。而 G.38 則是徹頭徹尾采用“一體化設(shè)計(jì)”的大型民用旅客機(jī)。它擁有一副翼根弦長(zhǎng)極長(zhǎng)，相對(duì)厚度極大的機(jī)翼，部分旅客可以坐在機(jī)翼內(nèi)一邊飲咖啡一邊觀風(fēng)景，空中機(jī)械師也可以從容地通過機(jī)翼內(nèi)部走道去接近和維護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)。正是堅(jiān)固的波紋蒙皮，保證了 G.38 的安全飛行。
從上至下：容克斯的 G24、G31、G38
然而，波紋蒙皮第一次大顯身手，則見于容克博士的又一杰作 J.13（又名 D-1，后改稱 F.13），F(xiàn).13 是最早出現(xiàn)的低單翼布局全金屬單發(fā)活塞式小型民用飛機(jī)，但它更是航空史上第一種專門設(shè)計(jì)制造的旅客機(jī)，因此在飛機(jī)發(fā)展史上占有重要一席。同時(shí)，它也是完完全全采用波紋蒙皮的早期飛機(jī)之一。到 1932 年為止，一共生產(chǎn)了 322 架。1931 年，中國(guó)的民航公司還引進(jìn)數(shù)架，用于短途空運(yùn)。當(dāng)時(shí)人們對(duì)它的評(píng)價(jià)是：“特別耐風(fēng)雪的侵蝕，而且耐摔打，即使是迫降，一般也能保證乘員的安全。”很顯然，這又得益于它獨(dú)特的波紋蒙皮構(gòu)造。
小巧耐用的容克斯 F13
在二三十年代航空“黃金時(shí)代”里，先進(jìn)國(guó)家紛紛仿效研制用于跨洋遠(yuǎn)航的水上型旅客機(jī)。德國(guó)的道尼爾飛機(jī)公司試制了總重 55,000 千克、翼展 47.85 米的巨型水上客機(jī) Do-X，它除了擁有 12 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)以外，另一個(gè)重要特征是全面采用鋁合金波紋蒙皮。曇花一現(xiàn)的 Do-X 一度成為世界上最大的民航機(jī)，并于 1929 年創(chuàng)記錄地同時(shí)運(yùn)送 169 名旅客從水面起飛翱翔于藍(lán)天，后來又完成了一次環(huán)球飛行。
小池繁夫所繪的 Do-X
無獨(dú)有偶，作為軍用運(yùn)輸機(jī)先驅(qū)的三發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)輸機(jī) Ju.52/3m，在全機(jī)表面同樣采用高強(qiáng)度的波紋蒙皮構(gòu)造。使它成為產(chǎn)量最大、使用時(shí)間最長(zhǎng)的又一種“穿燈心絨外衣”的飛機(jī)。
它和美國(guó)的福特“三發(fā)”式運(yùn)輸機(jī)以及荷蘭的?？薋.Ⅶ.b-3m 式三發(fā)運(yùn)輸機(jī)一樣，都是直接從單發(fā)客機(jī)改裝而來的。安裝三臺(tái) 525 馬力 BMW132A 型星形空冷活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的 Ju.52/3m 試飛于 1932 年，在其投產(chǎn)后立即受到漢莎航空公司的青睞，并先后有 231 架在該公司服役，每次飛行可載客 15 名。但 Ju.52/3m 最大用途是戰(zhàn)場(chǎng)運(yùn)輸。在二戰(zhàn)期間，成為德軍空運(yùn)、空降、滑翔機(jī)牽引、戰(zhàn)地救護(hù)、磁性探雷甚至敵后轟炸的良好飛行平臺(tái)，先后派生出 30 余種改型，共生產(chǎn)了 4,835 架（內(nèi)軍用型 2,804 架）。并因其堅(jiān)固耐用、用途靈活多樣而獲得“容克大嬸”的綽號(hào)。
容克大嬸
1935 年，我國(guó)當(dāng)時(shí)的歐亞航空公司曾引進(jìn) 7 架 Ju.52/3m 用于航線運(yùn)輸，單價(jià) 12 萬德國(guó)馬克。
至今，仍然有少數(shù)該型飛機(jī)翱翔于世界各地，主要用于包租飛行和廣告飛行。椐機(jī)務(wù)人員反映，盡管已過去近 70 年，但飛機(jī)表面依然锃亮如新，毫無腐蝕或變形，這多半也得益于如今早已過時(shí)的波紋蒙皮。
Ju 52 的波紋蒙皮
為了鞏固海外市場(chǎng)，老牌殖民主義國(guó)家英國(guó)不失時(shí)機(jī)地推出多種遠(yuǎn)程運(yùn)輸機(jī)，用于開拓歐、非、亞等國(guó)際航線。其中，由漢德利.佩季飛機(jī)公司研制生產(chǎn)的 8 架 HP.42 型客機(jī)，乃當(dāng)時(shí)的佼佼者，它試飛于 1930 年 11 月。
這是一種頗具特色的 38 座飛機(jī)，采用高置式雙層機(jī)翼和多重垂尾氣動(dòng)布局。四臺(tái) 550 馬力的空冷發(fā)動(dòng)機(jī)呈“器”字形集中安置在近機(jī)身附近的上下翼之間。它特別修長(zhǎng)的機(jī)身用波紋蒙皮牢牢包裹著。
HP.42 擁有當(dāng)時(shí)一般客機(jī)雙倍的載客量和較遠(yuǎn)的航程，屬于三十年代少見的“大型機(jī)”。由于翼載低，可以在 180 米以內(nèi)的平地上完成起飛滑跑，所以特別適宜于遠(yuǎn)航途中迫降后的再次復(fù)飛。為適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間飛行的需要，HP.42 還特地在客艙的中段設(shè)置了廁所和廚房設(shè)備，為客艙現(xiàn)代化服務(wù)開了先河。
值得一提的是，在 HP.42 1,126.5 萬千米累計(jì)航程的飛行生涯中，安全運(yùn)送 30 萬人次旅客而無一傷亡，這良好的安全記錄，是否也應(yīng)歸功于其堅(jiān)固的構(gòu)造？俗話講得好：“虎死也留皮”。1941 年，當(dāng)最后一架 HP.42 從皇家海軍退役時(shí)，它的機(jī)身作為飛行員值班室而被永久留在了基地的跑道邊。
小池繁夫所繪的 HP.42 旅客機(jī)
除了這些名機(jī)以外，我們不得不提及曾在 30 年代初期，因三連冠奪得世界速度冠軍頭銜而永久擁有斯奈特獎(jiǎng)杯的英國(guó)競(jìng)速型水上飛機(jī)“超馬林S.6B”。這架神奇的飛機(jī)，幾乎集“黃金時(shí)代”最先進(jìn)的航空技術(shù)于一身，盡管已考慮到要盡量減少飛行摩擦阻力和飛機(jī)重量，但在它的機(jī)身上，還是采用了一部分波紋蒙皮，籍以提高其承載強(qiáng)度。
S.6B 水機(jī)
此外，在二三十年代的日本和蘇聯(lián)，也有一些飛機(jī)在設(shè)計(jì)上嘗試使用過這種蒙皮構(gòu)造，如 1926 年 11 月試飛的蘇聯(lián)最大型轟炸機(jī)特勃-1（安特-4）以及 1930 年 11 月試飛的四發(fā)動(dòng)機(jī)巨型重轟炸機(jī)特勃-3（安特-6）。后者當(dāng)時(shí)是世界上最大的飛機(jī)，翼展 40 余米，曾飛來我國(guó)援華抗日。其他有關(guān)飛機(jī)，在這里就不一一介紹了。
TB-3
隨著航空材料學(xué)和飛機(jī)構(gòu)造學(xué)的進(jìn)步，到三十年代后期，波紋蒙皮完成了它的歷史使命，已不再出現(xiàn)于飛機(jī)上。
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