打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
回到未来:飞机篇

回到未来:飞机篇



人类总是在幻想未来,幻想十年后的世界,五十年后的世界,一百年后的世界。这些「远见」后来实现了吗?我们现在的世界,和五十年前的人想象的「五十年后的世界」有哪些相同,哪些不同?回到未来系列带大家回到过去,看到这些当时人们心目中的「未来」是什么样子。

大部份的人对飞机的印象,大多停留在一根圆柱接着两片主机翼和两片尾翼,再加上一根直尾翼这样的印象。但其实人类还真做过不少奇奇怪怪的尝试呢!小姜在这里整理了三种比较疯狂的飞机想法:

飞行翼

二次大战之前的飞机基本上都不太敢偏离标准公式太多 --那时的飞机能飞都偷笑了,谁还敢乱来啊!但到了二次世界大战时期,随着对飞机飞行原理的了解和战争时期的需要,一些疯狂的想法开始出现在战机上。上图是二战晚期的德国飞机 Horton Ho229(亦名 Horton Ho IX),一架由 Horton兄弟设计的「飞行翼」飞机。这种设计没有垂直尾翼,也没有所谓的「机身」,因为整个机翼都可以说是机身的一部份。Ho229比当时的任何飞机都先进,纳粹德国空军元帅戈林对它寄与厚望,认为这是一扫颓势的关键,可惜 Ho229 还来不及生产,德国就投降了。


飞行翼阻力小,载重量大,但是出了名的不稳定。二战期间,美国也有 Northrop 公司在研究飞行翼的设计,并早在 1942年就提出了一架大型飞行翼轰炸机的设计(上图左)。这架暂名为 XB-35的飞机从试飞之初就引擎问题不断,再加上当时喷射引擎看起来比较有前途,因此 B-35 在生产两架后就停飞了。[Wikipedia]

此时美国对飞行翼仍保有相当程度的兴趣,因此其中两架 B-35 的半成品被改装成使用喷射引擎的 YB-49(上图中)继续测试。B-49 的表现比B35 好很多,但这次是受限于机身设计的速度上限,也没办法发挥飞行翼的功效。最后在一架测试机坠毁后,美国放弃了 B49 的研发。[Wikipedia]

或...真的放弃了吗?1979年美国又重启了「先进科技轰炸机」的秘密计划,发展一台「隐形」的轰炸机。因为飞行翼有雷达截面小的特性,主要构因此被选为此款轰炸机的形。开发工作被交到了唯一有经验的 Northrop 手上,经过十多年研发的成果就是 B-2 昵踪轰炸机(上图右)。从 B-49 到 B-2最重要的进展,就是飞航控制的进步。B-2 有一套非常复杂的计算机补助系统,来补偿它没有垂直翼面这点。[Wikipedia]



因为飞行翼内部空间大、载重量高、阻力小,其实比现有的飞机设计更适合做为长程飞行使用。波音和空中巴士公司都有在研究类似的设计,像是上面这架 X-48B。X-48B 是一架翼展只有 6.4 公尺的遥控飞机,在 2007年开始试飞,为未来可能的同类设计民航机提供数据。虽然飞机本身表现良好,但对于其做为客机使用的可行性,仍有不少疑问:例如,它的客舱感觉更像个小演奏厅,中间的人离两边的窗户会很远,旅客能接受吗?或是中间的人离出口也会很远,有没有安全上的顾虑?不过目前看来,为了省油和增加客运量,未来的飞机采用飞行翼的设计似乎是势在必行了。

翼地效应机



飞机为什么会飞一样,地面效应(GroundEffect)是一个非常难解释的怪东西。简单的解释的话,大家有没有发现当一张纸飘飘飘,最接近地面的最后那一飘常常一下子飘好远?这种现象就是地面效应的一种表现。应用在飞机上,就被称为「翼地效应」,机翼和地面的距离大约为翼展的一半时,可以提高升力达40%。一般飞机在降落时都会经历这种效果,但专门设计的翼地效应机则是更进一步,将机翼设计成最适合地面效应的形状,但这么一来它就飞不起来了就是了。

前苏联进行了相当进步的翼地效应机研究,大多集中在风平浪静的里海。其中最有名的一架大概就是上图的「里海怪兽」KM。仅此一架 的 KM有十具喷射引擎(前八后二)长 100 公尺,起飞最大重量 544 吨(相较之下,747-400 长 70.6m、起飞重 400吨),而且目前还保持着最大离地货物载重量的世界纪录。



前苏联多年研究的成果,就是上图这架在 1972 年首航的 A-90。A-90空重 140 吨,长 58 公尺,并且可以以 400km/h 的时速航行 1500km 远。本来苏联准备建造 100架这种怪物,但实际造了几架并不清楚。苏联解体后只有三架 A-90 还在服役。觉得 A-90 很厉害了吗?看看这个:



装了六枚反舰飞弹的翼地效应机!这台名为 Lun 的怪物于 1989 年服役,长 74 公尺,重 280 吨,全世界仅此一架,别无分号。下面是它发射飞弹的英姿:



可惜翼地效应舰终究太不稳定,无论是在强侧风还是大浪的情况下,都比较容易翻船。不然翼地效应机倒是个替代货机的不错选择呢!

垂直起降飞机



想要垂直起降?直升机就行啦!还研究什么垂直起降飞机?其实没这么简单啦,主要是因为直升机一直以来都有飞不快的大缺点,所以美国军方从来就没有放弃垂直起降飞机的研究。上图是 Convair 的 XYF-1 Pogo,一架平常用屁股坐在地板上,靠着螺旋桨起飞后,再转成水平飞行的一架怪飞机。虽然成功地完成试飞,但当时螺旋桨飞机已经接近淘汰,因此 XYF-1 计划于1955 年结束,由喷射动力的 X-13 接替。最终,因为这种设计降落困难(等于是躺在椅子上向后看)、飞机本身不好控制,因此研究在 1957 年终止,现代的垂直起降飞机也没有采用这种投计的。



另一种思维,是机身不动,旋转整个引擎来达成垂直起降。这种型式的飞机有两种,一种是机翼连着引擎一起转动,一种是机翼固定,只有引擎转动。上图的 X-18 于 1959 首度试飞,是早期引擎连着机翼一起转的例子。这种设计的大问题是在垂直模式下机翼和风帆没两样,飞机会被风吹得四处乱跑,所以最后就放弃了。



Bell 的 XV-15 是机翼固定的一个例子。这种设计比较大的问题,是「直升机」模式下,旋翼产生的下洗气流会打在机翼上,产生一些不稳定的气流。不过相较于 X-18 被风吹得四处跑,显然这种设计合理多了,美国现役的 V-22 鱼鹰式飞机基本上就是 XV-15 的放大版。



第三种垂直起降飞机,以 AV-8 为代表。这种飞机藉由将喷射引擎的喷射气流转成向下,来提供向上的升力。上图中可以很清楚的看到四个喷射口中的一个,而且是在垂直朝下喷射的位置。目前最成功的垂直起降飞机都是采用这种设计,包括前苏联的 YAK-38、即将服役的 F-35B 等。
本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
【军武科普】空中的巨翼-飞翼机的前世今生
历史上的今天 1925年11月26日 图波列夫设计的TB-1重型轰炸机首飞
世界第二大运输机AN-124运输机,大量钛合金地板,中国曾经很想要
战机历史 德系霍顿Ho 229飞翼战斗机
B2轰炸机技术是美国盗自纳粹德国的?真正来源恐怕没这么单纯
HO XVIII A 飞翼轰炸机
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服