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楼主: 万磁王

笨鸟难飞——航空史上的失败传说

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 楼主| 发表于 2015-8-6 11:13:58 | 显示全部楼层
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图波列夫的连连“背运”
  K-7可不是霉运当头的唯一特例,比它摔得更“灿烂”的还有安德烈·图波列夫的“大作”。在一起追大飞机的那些年,自然少不了这位大神。1922年他成立自己的设计局后,就陆续研制过多种大型轰炸机装备苏联空军。也是在1933年,图波列夫设计出与K-7大小相近但略轻些的ANT-16原型机,目标是要能装载最多10吨的炸弹,为此不仅在机翼前缘装有4台AM-34F发动机,还在机背上架起了一对前拉后推式的发动机组合。不过试飞结果表明这样的布局大大拖累了飞行性能,操控起来也很费劲,因此很快就被放弃了。
  无论是出于宣传目的还是实用需求,幅员辽阔的苏联都必须拥有能赶超西方的大型远程飞机。在这样的驱动下,图波列夫接着拿出了更大更重的ANT-20,以著名作家马克西姆·高尔基的名字命名。这是一架采用全金属机身的单翼机,共有8台AM-34FRN发动机,和ANT-16一样其中两台是串联着装在机身上方。其翼展为63米,全长33米,重达53吨,内部装有用于无线广播、摄影冲晒、电影放映和编辑印刷等进行流动宣传所需的全套设备。虽说飞行性能实在一般,但“马克西姆·高尔基”号公开亮相时可是气场十足,成为苏联航空成就的象征。然而在1935年5月18日的飞行展示中,一架近距离伴飞的战斗机上的飞行员心血来潮秀起了特技,不想失控撞上ANT-20,导致双双坠毁和45人丧生的惨剧。还有一架改进型的ANT-20bis作为客机运行了几年,也因操作不当在1942年失事损毁。
  与ANT-20项目同时进行的还有ANT-22水上飞机,研制目的不是像西方同类机型那样要飞越大西洋,而是作为“飞行巡洋舰”即远程侦察-轰炸机来使用的。图波列夫这回又采用了非常规的设计,将两具船形机身以厚实的主机翼相连接,6台功率各为612千瓦的AM-34R发动机两两串联,并排安装在机身和中段机翼之上。这造型与意大利的萨沃亚·马彻迪S.66水上飞机相似,但体形就大得多,可携带6吨炸弹,设有6个自卫炮塔。可惜六六未必大顺,1934年8月这架双体机建成下水,而测试结论却是“水面航行性能颇佳”。这样的评语显然不是打给飞机的,“巡洋舰”前面那个词可以无视了。尽管ANT-22曾创下水上飞机的载重飞行高度纪录,但装上军械后各项指标都大受影响,最终还是因缺乏实用价值而彻底遭弃。
  由于缺乏高效的动力系统,在机背上安装外置发动机也是不得已之举,但这既增加了阻力,也难以抬升过于笨重的机身,失败在所难免。幸亏图波列夫同志的才气和运气要比卡里宁好得多,否则后来就没有那么多的“图”式飞机出现在蓝天之上了。
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ANT-20在机翼和机背上共安装了8台发动机
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双体造型的ANT-22把3对发动机都架设在背部
ANT-22水上飞机基本参数
  机长:24.10米
  机高:8.96米
  翼展:51.00米
  全重:33560千克
  最高时速:233千米
  实用升限:3500米
  最大航程:1350千米

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 楼主| 发表于 2015-8-6 11:14:57 | 显示全部楼层
名不副实的“野蛮人”
  喷气式发动机的出现打破了传统飞行器的速度瓶颈,但要实现超越音速的梦想也并非易事。从第一台喷气发动机投入运转到用小型试验机突破音障就花了10年的时间,大型飞机要达到这一步的难度可想而知,苏联人就没少栽跟头。这里说的是一位已经被淡忘的“怪才”设计师伏拉基米尔·米亚西舍夫,他早年曾是图波列夫的助手,参与过包括ANT-20在内的多种大飞机的研制工作。直到1951年他才得以成立由自己担纲的飞机设计局,3年后就在莫斯科红场五一节庆典上展示了被西方称为“野牛”的M-4喷气式轰炸机,唬得北约组织一愣一愣的。
  外表彪悍的“野牛”其实性能并不怎么牛,真正的“大杀器”是超音速战略轰炸机项目——M-50,可携带30吨的炸弹和巡航导弹攻击美国本土或航空母舰。为了达到高空高速超远程的技术指标,米亚西舍夫大胆采用了细长机身加大三角翼的设计方案。动力配置也很奇特,两台D-15涡轮喷气发动机吊装在翼下,另两台就套在翼尖上。此外M-50上还运用了许多全新技术,如钛合金骨架、特殊的起落装置和自动驾驶仪等,机组只需两人。可惜过于超前的理念没结出好果子,1959年10月27日进入试飞后,M-50憋足了吃奶的劲也只能飞出马赫数0.99的极限。究其原因,除了发动机推力偏弱外,对高速飞行特性缺乏认识导致气动布局不合理也是一大缺陷。
  M-50后来落了个尴尬的评价——“最成功的失败”,不过它在1961年7月的苏联航空节上由两架米格-21战斗机陪伴出场时还是把西方吓得不轻,获得了“野蛮人”的绰号,装备核动力可无限巡航的传闻也让北约紧张了好一阵子。米亚西舍夫已经着手换装推力更大的发动机,以实现超音速这“临门一脚”。然而改进过的M-52却一直未能升空,因为此时苏联领导人赫鲁晓夫宣布要优先发展弹道导弹,全面取代轰炸机发挥战略威慑作用,雄心未泯的米亚西舍夫也只有徒呼奈何了。
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机身尖细的M-50未能一鼓作气刺破音障
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由战斗机伴随出场的“野蛮人”只是精神威慑工具
M-50轰炸机基本参数
  机长:57.50米
  机高:12.00米
  翼展:35.10米
  全重:200000千克
  最高时速:1950千米(理论)
  实用升限:16500米
  最大航程:7400千米

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 楼主| 发表于 2015-9-4 22:01:56 | 显示全部楼层
无处安身的“巨人”
  在航空业早期研制大型飞机的行列中,俄罗斯的伊戈尔·西科尔斯基绝对属于“一代宗师”,自然吸引到很多追随者。其中有一位是来自英国的麦肯齐·肯尼迪,此人在18岁时跑到俄国寻找出头的机会,1909年就创办了自己的飞机公司。当他遇上西科尔斯基后可谓意气相投,成为后者得力的合作伙伴。
  1914年第一次世界大战爆发后不久,肯尼迪决定回到祖国效力,此时西科尔斯基的“伊里亚·穆罗梅茨”双翼四发轰炸机也已经整装待发。把雨点般的炸弹扔到敌人头上的想法同样鼓舞着肯尼迪,在争取到英国战争部的表态支持后,他拉起一队人马开始打造自己的大型轰炸机。这种被称为“肯尼迪巨人”(Kennedy Giant)的双翼机基本上沿袭了西科尔斯基的设计,但整个机身从头到尾都是四四方方的造型,看上去有些愣头愣脑的感觉,尾部的方向舵相对就显得很单薄。同样是配备4台发动机,肯尼迪选用了引进法国技术生产的149千瓦萨马逊Z9发动机,两两串联成前拉后推的组合,分左右安置在两翼之间,在正下方装有复杂的固定式起落架。
  设计完成后,这架飞机的机体部件交由同在米德赛克斯的费雷尔飞机公司和英国留声机公司(没错,就是著名的百代唱片公司的前身)分头承建。可是当1916年这些部件完工时,才发现没有哪个库房能够收容这位比“伊里亚·穆罗梅茨”还要大一号的“巨人”,只好运到伦敦以北的诺斯霍特机场,在露天场地搭起脚手架,像盖房子那样进行最后总装。这还不算,要给这个成形的大家伙挪个窝还得出动两台牵引车和70名工人,一不小心就把脆弱的骨架给折断了。肯尼迪不得不重新加固机身结构,并调整机翼和尾舵以保持整体的平衡。
  到1917年11月试飞时,飞行员特意选择从一处斜坡上驾机俯冲滑跑,希望借助加速气流托起沉重的机身。可惜这招还是落空了,这位先天不足的“巨人”只是晃悠着在空中划出一道短短的弧线就栽回了地面。尽管肯尼迪试图通过给机体“瘦身”来提高推进效率,但缺乏财政支持使他难以为继。最终这架瘫痪的飞机被废弃于机场附近,沦为一尊在风雨中逐渐凋落的地标物,多年后当地人还传说在满月之时就能看到它幽灵般的身影从夜空中掠过呢。
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肯尼迪一心效仿西科尔斯基,可惜功力还相差甚远
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“肯尼迪巨人”看上去更像是客机而不是轰炸机
“肯尼迪巨人”轰炸机基本参数
  机长:24.38米
  机高:不详
  翼展:43.28米
  空重:8620千克

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 楼主| 发表于 2015-9-4 22:02:17 | 显示全部楼层
“空中客车”难上路
  作为成功飞越英吉利海峡的第一人,路易斯·布莱里奥无疑是法国航空界的“带头大哥”,他创办的飞行学校和飞机公司对推动欧洲航空业的发展贡献颇多。只是到一战结束后,布莱里奥公司和其它飞机制造商一样,也面临着来自军方的订单急剧减少的困境,不得不转向民用市场寻找机会。
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路易斯·布莱里奥
  布莱里奥在战时研制过几种双翼四发轰炸机,最显著的特征是把4台发动机分为两组对称地安装在上翼和下翼,位置尽可能靠近机身中线以减轻机翼的负担。不过它们的缺点就是结构过于复杂,拖累了飞行性能,结果未能博得军方的青睐。战后为了尽快拿出载客量大的产品,布莱里奥决定以名为“猛犸象”的74型轰炸机为基础,改成可搭乘28人之多的75型客运飞机,直接沿用了轰炸机的特有布局,同样配备4台功率各为225千瓦的希斯帕诺-苏扎8Fb发动机。机身则是加大的圆筒形,靠一对四轮小车式起落架支撑着。
  早在A300面世的50年前,75型客机就用上了“空中客车”(Airbus)的名号,然而1920年6月开始试飞后却很难证明自己是个合格的运输工具。继承了性能低下、不易操纵的“家族病”,最高时速只有150千米,这样的“破车”在市场上实在是没前途。布莱里奥此后只好缩小胃口,陆续研制了8座的115/135型和17座的155型客机,但“换汤不换药”的做法没能解决顽疾,即使投入使用也接二连三地发生坠机事故。
  到1930年时,布莱里奥公司别出心裁地搞出一架更为另类的125型三体式单翼客机,用主翼和平尾将两个滚圆的机身并联起来作为豪华客舱,每个均设有6个座席、行李间和卫生间。而独立的驾驶舱就架在机身之间的中段机翼上,前后各安装一台410千瓦的希斯帕诺-苏扎12Hbr型发动机,以前拉后推形式驱动,尾部则竖立着4片方向舵。如此“前卫”的设计在当年的巴黎航展上倒是亮瞎了不少人的双眼,可惜经过两年多的反复测试和改进,125型客机那糟糕的飞行品质还是难以改观。在看到无望获得管理部门发放的适航证书后,布莱里奥只得将其送入了废料场。直到1936年被政府国有化,他们也没能在大型客机方面有明显的突破。
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布莱里奥75型客机沿用了结构独特但并不成功的四发布局(旁边是一架小型双翼机)
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125型三体客机开有看风景的机身舷窗,自己却只是一道短命的风景
布莱里奥125型客机基本参数
  机长:13.83米
  机高:4.0米
  翼展:29.40米
  全重:7260千克
  最高时速:220千米
  最大航程:1000千米

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 楼主| 发表于 2015-9-4 22:02:43 | 显示全部楼层
最后的“贵族机”
  还在二战硝烟正浓时,英国政府的一个管理委员会就研究要在战后重振民用航空,包括发展一种可越洋飞行的大型客机,用于加强与海外殖民地之间的政治和经济联系。这个委员会由掌管飞机生产的布拉巴宗(Brabazon)勋爵领头,早年他是英国第一位写下官方飞行纪录的人,也是皇家飞行俱乐部正式认可的第一位飞行员,因此计划中的飞机就荣幸地以这位贵族的姓氏命名。
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布拉巴宗勋爵
  这项宏伟的工程交由布里斯托尔飞机公司负责,他们当时正在设计一种配备8台发动机的重型轰炸机,只是没能赶上皇家空军的装备进度而搁置下来,不过跟大型客机的性能要求倒是颇为接近。于是在1944年底,编号为167型的设计方案出炉了:采用细长的流线型机身和平直机翼,在两侧厚实的翼根内共埋设有8台自产的“半人马座”活塞发动机,单台功率1860千瓦,驱动4对直径约5米、共轴反向旋转的螺旋桨。机上汇集了许多当时全新的技术和设备,如能探测和减缓风力影响的自动反馈系统、可减轻飞行员操作负担的液压助力装置等。
  为了提高长途飞行的舒适性,比后来的波音747还稍大一些的167型客机只载客100人,给每位乘客都留出了足够大的活动空间。机舱内设有餐厅、酒吧和小影院,连机组人员也有专门的休息室。布里斯托尔公司为此还专门扩建了装配厂房和机场跑道,用了4年多的时间才完成这架被寄予厚望的“贵族机”。直到1949年9月4日“布拉巴宗”才进行了第一次试飞,此后两年又接连在范堡罗和巴黎两大航展上亮相。然而站在喷气时代的黎明时分,这架英国有史以来最大的飞机已经显得out了。虽说外形光滑,但过大过厚的机翼和尾翼都增加了阻力,加上动力不足的困扰,该机的速度和航程均低于预定指标,铝制蒙皮和内部框架还容易出现疲劳裂痕。
  除了性能和安全上的缺陷,“布拉巴宗”采用的众多新技术没带来多少正能量,倒是不成比例地推高了造价,载客量偏少也增加了运营成本。反对者指责这项烧掉了数百万英镑的计划其实是政治意义大于实用需要,连原本感兴趣的航空公司算过经济账后也望而却步了。由于一直拉不到订单,1953年7月英国运输部宣布取消这个劳而无功的项目,到年底仅飞了不到400小时的“布拉巴宗”连同换用新型涡轮发动机但未建成的二号机均被拆解处理,只剩下少量部件保留在博物馆。
  另外值得一提的还有命运相似的“公主”(Princess)水上飞机,这也是怀胎于二战期间、计划用于维系大英帝国版图的大型客机。105座的“公主”由桑德斯·罗伊公司研制,装有10台发动机和6组螺旋桨,整体比“布拉巴宗”还要重些,但拖到1952年8月首飞时也已经失去了她的贵族魅力,勉强飞行了一年后就黯然退场,把位置让给了后起之秀喷气式客机。
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由细长机身和机翼拼成的布里斯托尔167型客机刚面世就已过时
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耗资巨大的“布拉巴宗”无力承担重振大英帝国雄风的重任
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“公主”水上飞机
布里斯托尔167型客机基本参数
  机长:53.95米
  机高:15.24米
  翼展:70.10米
  全重:131500千克
  最高时速:483千米
  实用升限:7600米
  最大航程:8850千米

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 楼主| 发表于 2015-9-4 22:03:17 | 显示全部楼层
直上直下的磨难
  说了这么多固定翼飞机中的“笨鸟”,也该轮到直升机了。总有专家不厌其烦地提醒媒体和公众不要把直升机称作“直升飞机”,因为其基本原理与固定翼飞机有着本质不同。不过在几乎同样长的发展历程中,这种意图实现垂直升降的飞行器也没少经历过种种雷人囧事。

被质疑的史上“第一”
  当美国的莱特兄弟成功发明飞机的消息传开后,在大洋彼岸也激起了狂热的航空浪潮。一时间欧洲人有钱的出钱,有才的出才,欲与莱特试比高。其中就有一位住在诺曼底地区名叫保罗·科尔纽的法国人,有趣的是他和莱特兄弟一样也是开自行车店的草根,平时喜欢捣鼓些机械发明。当科尔纽把眼光投向天空时,他觉得让螺旋桨进行垂直提升要比靠水平方向的推进来产生升力更有效,相信这样的飞行器会比固定翼飞机更早地投入实用化。
  1905年,24岁的科尔纽动手制作出一个13千克重的动力模型,在金属机身上并列安装两副直径2.25米的旋翼,靠一台功率为1.5千瓦的小发动机驱动。在好奇的围观群众看来,这只不过是个能在地面上蹦跳起来的“大玩具”,但就让科尔纽确信自己走对了路。他利用这个演示模型募集到一些资金后,开始研制真正的垂直飞行器。忙活到1907年夏季,科尔纽的直升机终于成形。其构造与之前的模型基本相同,只是为了装上乘员座位和一台18千瓦的安托瓦内特发动机,将底盘改成了四轮小车,支撑起V形的机身框架。在支架两端的水平位置,各安装一个很大的皮带轮和直径6米的双叶螺旋桨,由发动机通过22米长的皮带驱动这对大叶片反向旋转。在最外侧下方还对称装有可倾斜的舵面,以利用向下的气流作用控制飞行偏转方向。
  经过反复调试,1907年11月13日科尔纽亲自驾驶这台“飞行自行车”进行了多次试飞。据称,他成功地使整个机身脱离地面,留空时间最长达到20秒,高度约0.3米,因此被认为是历史上第一次在没有地面辅助的条件下、利用旋翼装置实现的载人自由飞行。不过,这一纪录始终备受争议,后来有人根据科尔纽留下的资料重新测算,认为要让这架总重260千克的直升机雏形实现自由飞行,发动机功率至少要达到30千瓦,而当时所谓的“升空”只是气流引起的地面效应在起作用罢了。
  实际上,科尔纽当时也承认他的发明存在颇多缺陷:动力明显不足,传动系统效率低下,结构也很不可靠,想让桨叶协调运转并进行有效操纵更是难上加难。由于缺乏更深入的理论知识和经费支持,科尔纽放弃了对直升机的继续研究。更为遗憾的是,1944年6月诺曼底战役期间,他遭遇轰炸不幸身亡,没能看到直升机全面实用化的那一天。但无论如何,这位自行车技师勇于探索并付诸实践的精神仍使他无愧于直升机领域的先锋人物之一。
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科尔纽设计的直升机机身就像放大的自行车
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“飞行自行车”的传动系统笨拙而且不可靠

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 楼主| 发表于 2015-9-4 22:03:43 | 显示全部楼层
险象环生的“侦察兵”
  气球是人类发明的第一种载人飞行器,早在18世纪就在军队中找到用武之地。第一次世界大战爆发后,交战各国普遍利用系留气球在战线附近观察敌情。不过在崭露头角的飞机面前,体积庞大、回收缓慢的气球就沦为容易中枪的靶子。为了提高观察员的安全性,1916年奥匈帝国陆军气球部队开始寻找一种可以直上直下的机械飞行装置来代替气球,这就催生出第一种侦察型直升机。
  揽下这个任务的是技术军官冯·皮特罗克兹,并得到航空专家冯·卡门和威廉·朱洛福克的协助,所研制的机型后来就以这三人的姓氏组合称为PKZ-1。最初的设计是在环形机身上安装10~12个较小的提升旋翼,但由于重量偏大和结构复杂又改成方形机身加4个并列旋翼。他们先制作了一个较小的模型进行验证,测试各种动力配置和控制系统,并加上3条与地面相连的系留缆绳增强稳定性。1917年8月,由MAG公司负责承建全尺寸的样机,空重650千克,以戴姆勒公司提供的电动机驱动旋翼。然而在1918年初的试飞中,PKZ-1刚升到半米高时电动机就过热烧坏了,因缺乏零件无法维修只好搁置下来。
  好在研制小组还有另一手准备,就是采用内燃机动力的PKZ-2。这个方案与PKZ-1的差别不仅在于改用3台功率各为74千瓦的汽油发动机,还把一对直径6米的双叶螺旋桨安装在同一根主轴上进行反向旋转,底盘下以一大三小共4个充气囊作为缓冲装置,同样加上3条缆绳与地面相连,全重超过1200千克。而观察员要呆的位置就设在那对大桨叶的正上方!气球上的人员要逃生时只需背着降落伞往下跳就行了,可在PKZ-2上遇到险情该怎么办呢?研制者设想了两种方法,一是配备大型降落伞,让观察员和机身一起降落;二是用引爆的方式将人机分离,让观察员避开桨叶后再跳伞。不过这两种方法始终没有实施。
  依靠银行和工业界的资助,PKZ-2在1918年4月建成并投入试飞。最初的测试是在不载人的条件下进行的,但也暴露出动力偏弱的问题,于是换上了功率更大的88千瓦发动机,在此后的一系列试飞中达到过50米的高度纪录。然而离地面越高,PKZ-2的稳定性越差,机身振动加剧,连系留缆绳都难以控制。在6月10日的一次演示飞行中,PKZ-2才升到12米高度,就因发动机失效而坠落损毁。这让现场的研制人员和军方代表大失所望,意识到这其中的技术门槛实在太高,拖到年底战败时一切都结束了。倒是冯·卡门日后移居美国,修炼成了航空学术界的泰山北斗。
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PKZ-2在地面辅助条件下进行无人试飞
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登上PKZ-2担任观察员得有莫大的勇气
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坠毁的PKZ-2

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 楼主| 发表于 2015-9-4 22:04:14 | 显示全部楼层
随风而去的“八爪鱼”
  美国卷入一战后尴尬地发现,自己在军用航空上已经被欧洲人甩开了好几条街,不得不急起直追。到1920年代时,美国陆军空勤队的兴趣也扩展到了直升机上,他们找到一位自称是“世界上最好的数学家和科学家”的乔治·德·巴斯扎特博士。此人如此牛气哄哄倒不完全是浪得虚名,他原是俄罗斯人,从西方接受高等教育后回国从事航空领域的研究、设计和试飞工作,在十月革命前跑到美国。美国军方看过巴斯扎特有关垂直飞行的论著后如获至宝,迫不及待地跟他签订了研制军用直升机的合同。
  1921年初,巴斯扎特来到俄亥俄州戴顿的军方飞行研究基地,凭借一份设计草案就拿到了研制项目的主管权和20万美元的经费,如果能在7个月时间内做好试飞准备,他就可以把3万美元的报酬收入囊中。戴顿基地对这个“最高机密”项目的支持可谓不遗余力,提供了最好的场地、人员和设备。然而即使在这位自高自大、脾气暴躁的主管日夜督导下,完工日期还是一再跳票。直到次年年底,这架一直神秘兮兮的机器才揭开了最后的面纱。
  按照巴斯扎特的设计,这架直升机以金属管线构成长和宽均为20米的十字形机身骨架,在4个翘起支架上各安装一具直径8.1米的6叶水平旋翼,由一台132千瓦的法国罗纳发动机通过滑轮和链条组成的传动系统来驱动。此外,在机身内还装有两个较小的垂直螺旋桨用于控制横向移动,另两个则是给发动机降温的风扇。不用说,这么个奇形怪状的家伙一出场就引起不小的骚动,“飞行八爪鱼”的绰号很快流传开来。
  经过地面测试后,1922年12月18日这只重达1633千克的“八爪鱼”由军方飞行员驾驶开始首次试飞。在桨叶掀起的气流中,它缓缓上升到1.8米的高度。但飞行员很快发现根本无法进行方向控制,被侧风吹移近100米后不得不停机着陆。随后,巴斯扎特换上了更给力的160千瓦英国本特利发动机,然而对操纵性的改善却微乎其微。飞行员不仅要靠操纵杆和脚踏板改变主桨叶的倾角,维持基本平衡,又要通过手动轮来控制起横移作用的方向螺旋桨,还得兼顾发动机的工作状态,恨不得真的长出八只手来才够用。
  折腾到第二年的4月份,这架直升机已经试飞了上百次,最好成绩是2分45秒的留空时间和9.1米的上升高度,也曾搭载过4个人一起离地,但“八爪鱼”仍无法实现自主控制,只能顺着风向作有限的移动。砸了不少钱的美国军方要求巴斯扎特进行重新设计,但这位“天才”此时也技穷了,他的“力作”不久遭到废弃。耿耿于怀的巴斯扎特在1938年成立一家直升机公司卷土重来,可惜没等有所建树就因病去世了。
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巴斯扎特博士(左)和他的宝贝
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巴斯扎特的直升机操纵起来让人抓狂
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“八爪鱼”其实手脚无力只能随风而动

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 楼主| 发表于 2015-9-4 22:04:55 | 显示全部楼层
不顶事的“大吊车”
  常见的直升机只有一具主旋翼,直接从主轴驱动会对机身产生反作用扭矩,因此要加上尾桨进行平衡。二战时德国人发明了从旋翼翼尖喷出高速气体来推动旋翼的技术,这样理论上就不会产生反作用扭矩,可以去掉尾桨和传动系统,既能减轻结构重量又可提高动力效率。不过这种翼尖喷气方式也存在技术难度高、油耗和噪声过大等先天缺陷,不止一个国家在这上面栽过跟头。
  二战末期才披挂上阵的直升机很快显露出自己的独特价值,因此在战后也成了航空大国的“重点培养对象”。1946年美国陆军就计划装备一种大型运输直升机,要求能够吊起4500千克重的货箱,并达到最高时速105千米、作战半径160千米、悬停高度约1千米等性能指标,而且拆卸后可以用标准拖车装运。考虑到其中的难度,军方建议参与竞标的航空厂商采用非传统构造、喷气动力以及伺服控制系统等新技术,还可充分利用现成的部件来降低研制成本。
  经过初步评估后,有着生产直升机经验的费城科利特飞机公司拿到了军方合同,型号定为XH-17,绰号“空中吊车”(Sky Crane)。然而进入实际研制阶段后,科利特公司发现技术问题比预想的要棘手得多,又赶上财务陷入困境,只得把整个项目打包转让。接下这个“烫手山芋”的是谁呢?就是玩转电影界和航空业的传奇富豪霍华德·休斯。他创办的休斯飞机公司当时正如日中天,也助长了他好大喜功的欲望(参见之前提到过的H-4超级水上飞机)。虽说XH-17不是亲生的,但休斯还是很重视自己名下的第一个直升机项目,大手笔雇下设计团队的原班人马,在1949年连同未完工的部件一起带到加州继续工作。
  为了不耽误进度,休斯基本照搬科利特的设计方案,采用CG-15滑翔机的双人座舱和H-19直升机的机尾,还有从B-29轰炸机上拆下的大号油箱等现成部件拼凑出XH-17的机身,两侧各装一台改进过的通用电气J35涡轮喷气发动机,总功率约2558千瓦。而最扎眼的就是那对直径达39.62米的超长桨叶了,发动机产生的高压气体通过设在桨叶内的管道从叶片末端的喷嘴喷出,驱动这具“大风扇”。此外,其前后固定式起落架分别来自B-25轰炸机和C-54运输机,并特别做了加长,便于装卸大尺寸的货箱。
  不难想象,这架当时世界上最大的直升机最终矗立起来时是何等的霸气外露。不过前所未有的复杂性也让XH-17举步维艰,在地面测试阶段就状况频出,花了3年时间修修改改才算勉强过关。1952年10月23日,“空中吊车”在加州卡尔佛首次试飞,可刚离地就因控制系统出现问题而中断,此后就陷入了改进、测试和再试飞的反复中,尤其是主旋翼过高的振动应力一直无法有效控制。尽管可以吊运指定的负荷,但动力效率低下和耗油太快使得XH-17的实际航程还不到原定指标的一半。不能让军方满意,休斯大亨再怎么烧钱也白搭,拖到1955年主要部件严重老化后只有悻悻然作罢。同样是巨无霸级别,H-4好歹还留了个全尸,XH-17则被拆解废弃了事。
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XH-17宽大的起落架之间可以停放两辆小车
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特大旋翼的翼尖设有喷口,用高压气流的反作用力推动旋翼
XH-17直升机基本参数
  机身长:16.25米
  机身高:9.17米
  全重:19730千克
  最高时速:145千米
  实用升限:4000米
  最大航程:64千米

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 楼主| 发表于 2015-9-4 22:05:36 | 显示全部楼层
困在地面的“爬虫”
  英国空军部在1952年也提出要研制喷气动力的直升机,而位于贝德福德郡的帕西瓦尔飞机公司此前刚成立了直升机分部,正想以此为契机在这个新兴市场上分得一杯羹。他们一上来就大胆地选择了翼尖喷气的布局方案,型号定为P.74。其主机身被设计成较为光滑的泪滴形,由于省去了复杂的减速传动装置,内部空间得以充分利用,可容纳两名机组人员和8名乘客。在机舱下部安装有两台内比尔发动机公司专为P.74特制的“大羚羊”燃气机,单台功率为563千瓦,可将产生的高压气体经内部管道输送到直径为16.76米的不锈钢主旋翼上,从3片桨叶的末端喷出,驱动叶片旋转。叶片上还装有副翼机构,其倾角通过一个类似螺旋千斤顶的调节器来控制。
  虽然采用翼尖喷气驱动方式后,机身承受的反作用扭矩很小,但为了便于控制方向还是在P.74的圆锥形尾部加上了一具小尾桨。而在机身下方装有4条“短腿”作为轮式起落架,其中两个前轮可以自由转向,整体看上去活像一只长相丑怪的爬虫。到1956年初完成组装时,P.74原型机也涂上了军方赋予的序列号XK889,但它的实际表现就让设计者相当尴尬。在地面测试中,技术人员发现动力系统实在弱爆了,“大羚羊”无法实现全功率运转,输出的气流根本达不到设计值。即使大费周折地解决了问题,等到正式试飞时P.74却像冻僵的虫子一样,只会随着旋翼的转动瑟瑟发抖而难离地面半寸。
  在重新审核设计方案时,才有人发现对升力的计算出现了低级错误,弄混了方程式。然而在修正了数据并进行相关改进后,P.74还是死活不肯随风而起。不仅设计者焦头烂额,试飞人员也是吐槽不已,抱怨从机舱结构设计到飞行操作方式都根本没有征求过他们的意见。比如驾驶舱没有独立舱门或逃生口,飞行员只能经机身舱门进出,而高压气流通过设在机舱内的输气管道时产生的高温和噪音也让乘员不堪其扰。
  大刀阔斧的改动在所难免了,把燃气机搬到机身上方,或是改用功率更强的罗尔斯·罗伊斯RB.108涡轮发动机并重新设计驱动系统的方案都被提了出来。如果改进获得成功,帕西瓦尔公司还计划进一步研制载客量更大的型号。只是没等他们有所进展,就在航空业的重组浪潮中被合并到英国飞机公司中去了,新东家毫不手软地灭掉了这只没用的“爬虫”。不久后英国费尔雷公司还研制过结合翼尖喷气技术的大型旋翼机,虽说飞行性能还算不错,但也因成本和噪音过高难逃下马的命运。
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试飞员对P.74的设计颇多怨言
Percival%20P74%20Cutaway.jpg
P.74只是一只飞不动的短腿爬虫
P.74直升机基本参数
  机身尺寸不详
  全重:3515千克
  设计时速:178千米
  设计升限:8530米
  设计航程:530千米

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