笨鸟难飞——航空史上的失败传说

万磁王

奇翼怪机
　　机翼是固定翼飞机获得升力的主要来源，自从莱特兄弟成功发明出动力飞机后，后来者大多沿袭平直形的机翼构造再加以改进。不过也总有人想在机翼上捣鼓一些奇特的花样，飞出不一样的轨迹。

折翼“海鸥”
　　美国人伦纳德·伯尼早年曾在莱特飞行学校学习，后来到多家飞机公司任职，第一次世界大战时还做过美军的飞行教员。按说这样一位“老司机”对飞机的发展趋势应该颇有了解，但伯尼却坚信只有尽可能地模仿鸟类才是王道。他经常观察海鸥的飞行特性，认为符合“自然法则”的飞行器要比莱特式的机型更有效率。这样的想法并不新鲜，早在莱特兄弟之前就有不少人仿照鸟类的运动研制扑翼机，但都以失败告终。伯尼当然不会再走这样的老路，而是要将机翼改造成鸟的翅膀来提高飞行性能。

伦纳德·伯尼

　　这位“爱鸟者”从1925年起把设想付诸实现，花了两年多时间打造出一架“伯尼之鸥”（Bonney  Gull）。这是一只十足的金属鸟，圆润的机身采用铝制波纹蒙皮，机头安装一台功率为134千瓦的活塞发动机，并列双座的驾驶舱呈气泡形。机身下是常规的固定式起落架，尾轮还装有整流罩。而机翼是名副其实的翅膀（只是不能上下拍打），不仅外形相像，主翼的安装角、翼尖的后掠角和翼面弧度都可以通过操纵系统加以改变，用于调整飞行姿态，连副翼都省掉了。整片机翼还可向后翻转，便于存放或运输。机尾部也明显模仿了鸟类，带有向上翘起的方向舵和全动式水平尾翼。
　　这架“鸟模鸟样”的飞机完工后却是无人喝彩，尽管已经有人提醒伯尼这不科学，但他还是执意要亲自“与鸟同行”。1928年5月4日，“伯尼之鸥”在纽约长岛的寇蒂斯机场首度起飞。从滑跑到离地看起来还挺正常，但这只“笨鸟”（Gull也有“愚笨”之意）才爬到10多米高度时就开始左摇右晃，随后一头撞向地面。飞机摔散了架，座舱内的伯尼也被甩了出来，因伤势过重不治身亡。这一幕被现场的摄影机拍摄下来，人们很快就在电影院里看到了以“悲剧性的先锋飞行”为题的新闻短片。
　　鸟类的确是天生的飞行好手，但这是与它们独特的生理构造紧密相关的。人类研制的机器再精密，到目前为止也难以模仿到如此灵巧自如的程度。伯尼的梦想之作虽然具有一些超前的设计，如可变的机翼安装角和后掠翼，但实质上却是逆潮流而动，以致付出了生命的代价，如果是参加现在流行的“鸟人”大赛也许还能博得个满堂彩。

伯尼的奇想被证明是只徒有其表的“笨鸟”

“伯尼之鸥”的机翼和机尾都十足模仿了鸟类

“伯尼之鸥”基本参数
　　机长：6.58米
翼展：12.27米
全重：907千克

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难“圆”的升空梦
　　法国的航空先驱亨利·法尔芒也不满足于常见的方形机翼，他在1933年曾研制过一种被形象地称为“铲子”的F.1020试验机。其机翼前缘平直，后部弄成半圆形，借以增强飞行稳定性和机动性，试飞时才发现其实很难操纵。而德国人亚瑟·塞克走得更远，此君只是个业余航空迷，但1939年在莱比锡参加动力航模比赛时，一出手就让全场大小伙伴们都惊呆了。因为他制作的AS-1使用一整个圆盘作为机翼！这在外形上倒是独树一帜，可惜性能实在不咋地，还真得要用手抛投出去才飞得起来。不过当时在场观摩的德国空军装备总监恩斯特·乌德特将军对此倒很感兴趣，鼓励塞克继续研究下去。

法国航空先驱亨利·法尔芒

　　有了空军高层的支持，再多怀疑的眼光也挡不住塞克的凌云壮志了。他先是制作了几种不同尺寸的圆翼模型进行技术验证，其中最大的AS-5翼展为1.25米，在飞行中能基本保持稳定状态。花了几年时间积累经验后，塞克着手设计有人驾驶的AS-6。为方便起见，其基本结构采用组合板材，座舱和起落架来自一架报废的梅塞施密特Bf  109B战斗机，配有从一架Bf 108上拆下的一台As 10C-3发动机，功率为180千瓦，驱动机头的一具双叶螺旋桨。
　　1944年1月，AS-6在莱比锡的中德意志汽车公司开建，并借用附近布兰迪斯空军基地进行最后组装和调试，一个月后就完工转入试飞阶段了。这架圆盘式的飞机在地面滑跑测试时就暴露出不少问题，尤其是气流无法流经机翼后部的控制面，使之不能正常发挥作用，而且机体强度不足，出现多处结构损伤，还把起落架给折断了。
　　由于二战时物资供应紧张，没有更好的发动机和零部件能额外拨给塞克这样的单干户，他只好因陋就简地改进AS-6，包括调整发动机安装角和加大机尾翼面等。但4月份的测试再次证明这种飞机无法进行有效的气动控制，只能在跑道上“三级跳”，翼展过短也让它很难保持平衡。当地有一支装备Me  163火箭动力战斗机的部队，他们对操作小翼展的机型很有经验，就赶来帮忙试飞这架被戏称为“啤酒托盘”的飞机，结果也以短促的蹦跳和撞坏起落架收场。后来梅塞施密特公司想与塞克合作，设计全新的AS-7圆盘形战斗机。然而时间不等人，到1945年4月美军逼近莱比锡时，始终没能真正升空的AS-6就被匆忙拆毁了。
　　这样的圆盘Style虽说可以用不大的尺寸获得较大的机翼面积，但展弦比偏小会明显增加诱导阻力，而且使得机翼上的控制面操纵效率低下，严重影响机动性，也不便安装武器。美国的V-173“飞行薄饼”采用相似的圆盘翼型，尽管能够飞起来，但在喷气时代来临之时也因缺乏实用性而被淘汰。

法尔芒F.1020半圆翼飞机在飞行中很难操纵

德国的AS-6圆翼机只能在地面上跳跃

AS-6基本参数
　　机长：6.40米
机高：2.65米
翼展：5.00米
全重：900千克

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单与双的纠结
　　在直升机技术成熟之前，旋翼机已经进入实用阶段。这种机型具有固定翼飞机的基本结构，但加上了一具无动力旋翼。当螺旋桨带动机身前进时，旋翼在气流作用下自主旋转产生升力，这样能有效减少起降距离，万一在空中熄火也可以更为安全地迫降，而缺点就是飞行性能不如固定翼飞机。美国发明家杰拉德·赫里克就觉得何不在飞行中把旋翼给固定起来，使旋翼机变成双翼机呢？
　　赫里克在朋友的帮助下通过风洞试验设计合适的旋翼兼机翼，1931年研制出一架可变式旋翼机HV-1。机身上架着一具对称的双叶旋翼，可由飞行员改变其状态，固定不动时与主机翼平行，需要时解除固定则恢复自由旋转。当年11月HV-1开始试飞，起初只单纯作为双翼机或旋翼机来用都还算正常，但在进行空中转换旋翼状态时却发生了失控，飞行员因降落伞打不开而坠地丧生。
　　经过分析，赫里克自认设计上并没有明显缺陷，于是又着手建造第二架改进过的HV-2A旋翼机。这同样是一架单翼机再加上一对可固定的机顶旋翼，从1936年10月起小心翼翼地进行试飞，而在飞行中转换旋翼状态的操作直到次年7月30日才首次完成。然而此时无论是双翼机还是旋翼机都已经沦为鸡肋了，无人问津之下这种“新发明”只能落得一场空。
　　冒出类似想法的还有弗拉基米尔·斯奇耶奇延科，他是苏联空军的一名试飞员，认为可以将双翼机起降距离短和单翼机速度快的优点结合起来。具体做法就是把双翼机的下翼改成活动式，飞行当中可向上收起与上翼贴合，变身为单翼机。斯奇耶奇延科找上飞机设计师瓦西里·尼基廷一起合作，在1939年制作了一架模型，居然获得高层人物的青睐，顺利地拿到资金展开实机的研制工作，型号定为IS（俄文“折叠式战斗机”的缩写）。
　　只花了一年时间，IS-1就完成了。看着是一架普通的单座双翼机，不过两翼之间没有连接支柱，较短的下翼可以通过特殊机械装置向上折起，内侧部分和起落架一起收入机身，外侧部分保持水平嵌入上翼的下表面，从而变成单翼机。试飞证明“双变单”的操作是可行的，只是IS-1的表现不敢恭维，性能既落后于当时的单翼机，也不比纯正的双翼机更好。到1941年斯奇耶奇延科又换用更强劲的发动机，改进了机翼结构，但换汤不换药的IS-2仍是乏善可陈。与赫里克的发明一样，这样的变翼设计增加了结构的复杂度，还影响到气动布局，结果弄巧成拙。当纳粹德国入侵时，苏联急需的是性能可靠便于生产的机型，两头不靠的IS只好进了冷宫。

HV-2A旋翼-双翼机在技术上已经过时

IS-2双翼变单翼结果是两头不讨好

IS-1基本参数
　　机长：6.79米
翼展：上8.60米 下6.72米
全重：2300千克
最高时速：435千米
最大航程：600千米

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极品“飞车”
　　驾车一族无不对道路拥堵有着切肤之痛，当陷入茫茫车流寸步难行时，估计很多人都会想到如果能给爱车插上翅膀飞出去该有多酷多爽啊。这样的梦想其实在汽车业方兴未艾之时就已经出现了，于是100年来各式各样的“飞车”层出不穷，其中也就少不了昙花一现的“极品”。

“空中豪车”一场梦
　　在美国，格伦·寇蒂斯是莱特兄弟之后最负盛名的飞行先驱。他原本是位出色的摩托车工程师和赛车手，转入航空领域后也取得了不少令人瞩目的成就。1916年时，寇蒂斯刚完成了一种L型三翼双座教练机，用于培训民间和军方的飞行员。此时美国的汽车业也正在蓬勃发展，就有人提议接下来不如造一架既能在路上跑又能飞上天的豪华汽车，肯定会让那些追求时髦的土豪们趋之若鹜。

格伦·寇蒂斯

　　这创意听起来太有才了，寇蒂斯马上动手设计这样的“汽车飞机”（Autoplane），内部型号定为Model  11。机身当然要做成小车的样子，外观上与当时最流行的福特T型车差不多,  只是车体用的是较轻的铝材。车内设有皮质座椅和豪华衬饰，飞行员兼司机坐在前面，后座可容纳两名乘客。而车头呈圆柱形，装有一台功率为75千瓦的寇蒂斯OXX水冷发动机。下方的起落架或者说是底盘采用四轮结构，其中一对前轮像汽车那样可以控制转向，靠后轮驱动在地面行驶。
　　该给这辆车加上什么样的翅膀呢？寇蒂斯就直接把L型教练机的三翼组件移植过来，将中间那层机翼跟车顶架在一起，其翼展与悬空的上翼相等并都带有副翼，而较短的下翼分左右安装在车身后部。机翼之间以K形支柱和金属张线连接，另外在车头上还加装一对平衡用的小翼。为了让“飞车”上天，车尾上方安装了一具4叶推进式螺旋桨，由车头的发动机通过传动轴和皮带驱动。在中间机翼上又架设了一对向后延伸的水平管状支架，形成围住螺旋桨的双尾撑构造。支架末端就装有矩形的水平稳定面和三角形的垂直鳍片，以及用于飞行控制的升降舵和方向舵。
　　寇蒂斯紧赶慢赶，终于在1917年2月纽约举办泛美航空展览会时完成了他的“奢侈品”。在展会上，这架前所未有的“汽车飞机”确实引起了不小的轰动。宣传中声称将它飞到目的地后，拆掉机翼和尾撑就可以像普通汽车那样开回家了。然而在随后的试飞中，这架过于累赘的“飞车”只能跳跃着短暂离地，根本飞不起来。没多久赶上美国正式加入第一次世界大战，寇蒂斯忙着研制前线急需的作战飞机，一时性起的“飞车”也就给抛在脑后了。

敢想敢做的寇蒂斯开了“飞车”之先河

并不成熟的技术让“空中豪车”只是一道摆设

寇蒂斯Model 11基本参数
　　全长：8.22米
翼展：12.34米
机高：3.04米
全重：322千克
最高时速:105千米

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功亏一篑的“航空汽车”
　　寇蒂斯开“飞车”之先河后就不乏跟风者，摩尔顿·泰勒就是其中一位。他在大学毕业后加入美国海军成为飞行员，二战中参与过海军的秘密导弹项目。战后泰勒考虑自己创业时，就觉得常规飞机只能往返于固定的机场，而汽车虽然方便但速度较慢，何不把两者结合起来提高旅行的效率呢？

摩尔顿·泰勒

　　1948年泰勒在华盛顿州创办了航空汽车（Aerocar）国际公司，以“门到门的下一代交通工具”为口号筹集研发资金。他参考过别人发明的“飞车”，认为完全拆卸机翼不如将其折叠起来更实用。他以一辆装有107千瓦来康明发动机的迷你双座车为基础，加上了左右分离的上单翼和略为上翘的后机身，均以金属框架和玻璃纤维蒙皮制作。独特的Y形机尾可提高飞行稳定性，同时防止末端的双叶推进式螺旋桨在起降时触碰地面。机翼和机尾都能折叠收起，既可像拖斗那样随车拉走，也可拆下留在机场，而拆装工作一个人在5分钟内就能搞定。为安全起见，如果机翼和尾部没有固定到位，发动机都无法启动。由于后轮要承受降落时的冲击力，该车选择前轮驱动方式，在地面行驶时和普通汽车无异，升空后方向盘会切换为控制俯仰和偏转运动。
　　1949年，泰勒完成第一辆样车并试驾演示，路上时速达100千米，飞行时速几乎翻倍。虽说如愿吸引到不少购买意向，可公司却没有能力进行批量生产，而且直到1956年才通过美国民用航空管理局（即后来的联邦航空管理局）的认证。缺钱少物的泰勒试过与飞机制造公司合作但未能成功，拖到1970年时汽车巨头福特公司倒是来了兴趣，他们评估投产后每年可卖出2.5万辆。谁知美国运输部对此却大泼冷水，认为这玩意一旦盛行会给本已繁重的空中交通管理额外添乱，坚持将其归于汽车类来使用。而此时新的汽车安全法规又要求必须附加保险杠等安全装置，这势必增加整车的重量和成本，性能自然随之降低，弄得福特公司也退缩了。
　　泰勒忙活了20多年只靠手工造出6架“飞车”，其中一架还是没法在路上跑的纯飞机。尽管在他去世后航空汽车公司仍继续研制新型号，但都先天性地存在航程偏短、有效载荷小等缺点，实用价值并不大，只能算是一种用来过把瘾的“空中跑车”。

过于小巧的“航空汽车”还欠缺实用性

“航空汽车”能避开道路拥堵却避不开严苛的交管

泰勒“航空汽车”基本参数
　　全长：6.55米
翼展：10.36米
机高：2.13米
全重：953千克
航程：480千米
实用升限：3650米
最高时速：188千米

万磁王

陨落的“开阳星”
　　泰勒的教训被另一位发明者亨利·斯摩林斯基看在眼里。作为一名资深的航空工程师，却经常深陷拥堵的高速公路，因此他也很看好“飞车”的市场前景，1968年在加州洛杉矶成立了先进交通工具工程公司来启动自己的计划。如何使“飞车”具有实用性？斯摩林斯基的想法很简单：把市面上现有的实用型飞机和汽车嫁接在一起不就行了？在飞机方面，他看上了塞斯纳公司的“天空大师”（Skymaster），这是一种带有双尾撑结构和前拉后推式双螺旋桨动力系统的轻型单翼机，具备价格低廉和性能可靠的优点，其尾部正适合作为“飞车”的机身。

亨利·斯摩林斯基

　　至于汽车，斯摩林斯基选择了福特公司新推出的“平托”（Pinto）双门四座轿车，同样是以经济实用为特色。他将“天空大师”的机翼、双尾撑和后置的157千瓦大陆发动机及螺旋桨通过立柱固定在车顶上，并用车身支撑杆加固，以北斗七星之一的开阳星（Mizar）来命名这种混搭型的交通工具。按照设计，汽车自带的发动机在起飞时与驱动螺旋桨的后置发动机同时工作，离地后才关闭，以此缩短滑跑距离。到着陆时刹车系统可让车体在160米内停下，再通过解锁机构卸下机翼和机尾部件，恢复原貌的汽车就可以轻松上路了。

塞斯纳公司“天空大师”

　　1973年5月，两台“开阳星”原型机或者叫原型车向外界展露真容，随后开始试车和试飞，争取尽快获得联邦航空管理局的认证。斯摩林斯基乐观地宣称第二年就能安排批量生产，配用不同的车型每台售价在1.8万至2.9万美元之间。可惜事情总是不如预想的那么顺利。8月26日的一次试飞中，“开阳星”右侧机翼的支撑件在起飞后不久出现松脱，飞行员担心飞机会在转向时解体，只能紧急迫降在农田里。好在落地处距离公路不远，飞行员还能勉强把部分受损的车体开回机场。9月11日，斯摩林斯基亲自上阵，然而悲剧很快就发生了。右侧机翼忽然在飞行中自己翻折起来，导致飞机失控坠地，斯摩林斯基和同机的副手双双殒命。
　　根据美国运输安全委员会的调查，“开阳星”比“天空大师”还要略重一些，动力却弱了不少，气动效率就更差了，且结构上存在焊接缺陷和装配不牢的安全问题，这就葬送了发明者的生命和梦想。于是有人断言：你既无法造出一辆能像飞机那样飞的汽车，也无法造出一架能像汽车那样跑的飞机。鱼和熊掌真的不可兼得吗？其实人类的进步就是靠着征服一个个不可能而实现的。随着设计理念和工程技术的发展，一代代的“飞车”仍在涌现，即使出于安全性、成本或使用方式等原因尚不能普及，如今也不再是痴人说梦了。

直接把现成的飞机和汽车拼装在一起是“开阳星”的特色

初升的“开阳星”因质量不过关而迅速陨落

斯摩林斯基“开阳星”基本参数
　　全长：8.50米
翼展：11.58米
机高：2.60米
全重：2115千克
航程：815千米
实用升限：5200米
最高时速：273千米