中国
Alternate Text

杏彩体育注册螺旋桨飞机的“推拉之争”

2024-09-08 07:44:56来源:杏彩平台官网 作者:杏彩体育平台app

  翱翔蓝天是人类自古以来的梦想,但对于没有翅膀的人类来说,要实现这个梦想必须借助某种工具,而无论是天空船还是筋斗云,都不过是充满浪漫情调的幻想。直到20世纪初,人类发明了螺旋桨飞机这个超级神器,才第一次获得了征服天空的“翅膀”,而它也将注定影响了人类的文明进程。

  当时,法国人蒙戈菲耶兄弟制作出了最原始的热气球,并尝试把动物载运空中。1783年10月,兄弟二人冒着生命危险乘坐热气球升空,并飞越巴黎上空,最后安全着陆,从而完成了人类有据可循的第一次飞天壮举。自此之后,“比空气轻”的热气球以及由此衍生出的充气飞艇,便被看作是人类征服天际的法宝。

  然而,一直有人想制造出“比空气重”的飞行机器来取代热气球征服天空。不过,在相当长的一段时间里,这种想法都被人看作是痴人说梦,以至于在早期航空学领域中出现了“气球派”与“飞机派”之间的长期争论与对峙。

  有相当长的一段时间,在欧洲占据优势的一直是气球派,因为飞机派始终是纸上谈兵,除了偶尔成功的滑翔机样品外,从没有像样的动力飞行器样机问世。以至于像开尔文勋爵这样的大科学家都站出来公开唱衰飞机。于是,研制出第一家动力飞机的殊荣,便被拱手让给了大洋彼岸的美国人。

  莱特兄弟出生在一个典型的美国家庭。19世纪末20世纪初,兄弟两人在美国俄亥俄州开了一家自行车修理店。在工作之余,兄弟两人对飞行都充满了浓厚的兴趣。在认真研究了前人制造飞机的经验教训后,莱特兄弟花费了将近五年时间,制造出了著名的“飞行者一号”飞机。

  1903年12月17日,在北卡罗莱纳州小鹰镇杀魔丘的平坦沙地上,莱特兄弟对“飞行者一号”进行了首次试飞。兄弟俩用丢铜板的方式决定由弟弟奥维尔担任飞行员。这次飞行只持续了短短的12秒。此后,兄弟俩又进行了三次试飞。其中,在最后一次由哥哥维尔伯负责操控的飞行中,“飞行者一号”在空中停留了59秒,飞行距离259.7米。这标志着,莱特兄弟成功地飞起了一台比空气重的动力机器,而且是可自由控制的稳定飞行。9天之后,《科学美国人》杂志对莱特兄弟的飞行试验做了报道,并宣称:“这是飞机在空中航行的决定性进展。”

  时至今日,人类的航空工业在某种程度上仍旧是沿着莱特兄弟开拓的道路在前进。而那架见证了人类第一次成功的动力飞行的“飞行者一号”,也可谓命运多舛,曾一度流落欧洲,被英国科学博物馆所收藏,直到二战结束后的1948年12月17日,这架飞机才终于返回了美国。

  1906年,法国人列昂·拉瓦瓦索欧研制的著名“安东尼特式”螺旋桨航空发动机问世,从而为欧洲本土动力飞机的出现奠定了基础。此后,欧洲的航空业迅速缩短了他们与美国同行之间的差距,甚至实现了赶超。这自然跟当时欧洲国家在世界范围内所拥有的经济和技术优势密切相关。

  螺旋桨飞机的一个显著特征,就是飞机发动机上装有螺旋桨(“旋翼”)部件。而螺旋桨飞机之所以能够飞上天,就是借助了螺旋桨在发动机驱动下高速旋转所产生向前的力量,牵动飞机向前飞行。

  而按螺旋桨与发动机相对位置的不同,螺旋桨飞机又分为拉进式和推进式两种。前者的螺旋桨装在发动机前面,“拉”着发动机前进;后者螺旋桨装在发动机之后,“推”着发动机前进。早期的飞机中曾有不少是推进式的,但人们很快发现这种推进方式存在很多缺点,螺旋桨效率不如拉进式高。

  此外,在推进式螺旋桨飞机上难于找到发动机和螺旋桨的恰当位置,特别是装在机身上更困难。相反,在拉进式螺旋桨飞机上,发动机无论是装在机身头部或是装在机翼短舱前面都很方便。当装在机翼上时,螺旋桨后面的高速气流还可用来增加机翼升力,改善飞机起飞性能。因此,在经过了一段时间的尝试后,到第一次世界大战前,拉进式飞机已经在航空领域占据了统治地位。

  从1903年到1913年间,螺旋桨飞机的发展成熟速度,完全可以用“丑小鸭变天鹅”来形容。究其原因,正是当时各种各样的飞行竞赛、空中表演、收费空中游览、各种飞行试验等活动,为各国飞机设计师、制造商、飞行家创造出一个巨大名利场,吸引他们不断致力于飞机制造与飞行技术的改进与提高。最能体现这种相关性的事例,是发生在1908年的“飞越英吉利海峡挑战赛”。

  当时,英国《每日邮报》悬赏1000英镑奖励第一个驾机飞越英吉利海峡的飞行员,在全欧洲尤其是英法两国引起轰动。最终,法国人布雷里奥驾驶自己设计的飞机于1909年7月25日完成了这项壮举。一个英国人从中看出了布雷里奥驾驶的小飞机中所蕴含的巨大战争潜力,此人便是英国著名作家H·G·威尔斯,他撰文指出:“从军事观点看,纵然不用我们的舰队,(英国)已不再是不能达到的孤岛了。”

  一开始,交战双方主要是在战术层面空中侦察。直到一条扭转了战争进程的情报出现,才彻底改变了人们对空中侦察的认识。1914年9月3日,一架法军侦察机在例行侦察中发现,克鲁克将军指挥的德军第一集团军已经不再向巴黎以西疾进,而是向东南方向的马恩河推进。而这是利用传统侦察手段很难获得的重要战略情报。

  由于侦察机发现了敌军的动向,法军对防御阵地进行了有针对性的部署,阻止敌人前进。后世的史学家认为,前进到马恩河的德国各集团军如果没有受到牵制的话,战争也许在其后几周就结束了。从此之后,交战双方更为重视空中情报的收集,并开始有针对性地设计和生产专用侦察机。同时,为了避免己方情报被对方查知,用于驱逐或歼灭敌方飞机的战斗机也应运而生。

  最早的空战其实是口水战,当交战双方的侦察机在空中相遇时,飞行员之间就会破口大骂。后来,有人在双座侦察机的后座上安装了机枪,由原本负责航空照相的军官操作射击敌机。但由于飞行与射击之间难以协调,实际效果并不好。最好的办法乃是在机头安装机枪,并由飞行员直接操纵射击。但问题是当时的飞机大都使用木质螺旋桨,在射击过程中几乎不可避免地要击中螺旋桨,导致飞机损坏甚至坠毁。

  当然,如果使用螺旋桨在后的推进式螺旋桨飞机,也就不存在这个问题了,但必须以牺牲飞行性能为代价。法国人最先想出了解决办法,就是木质桨叶上包上金属片。虽然这样一来机枪不会打断桨叶,但会引起旋翼的振动。后来德国福克公司研制出“射击同步协调器”,当旋翼叶正好转到射击的正前方时,一个控制机构让机枪停止射击。在此基础上研制的福克E系列战斗机,一度给协约国联军的空中力量造成了重大损失,被称为“福克灾难”。

  随着空战和航空兵在战争中的作用不断提升,许多人开始通过实战经验探讨航空兵的战略和战术问题。其中的集大成者当属意大利军事理论家杜黑。他在总结一战经验和进行深入思考的基础上,于1921年出版了《制空权》,把空军对于战争的作用提高到了战略的高度,认为只有在夺取制空权的基础上才能够取得战争的全面胜利。

  而接下来的第二次世界大战,则全面验证了杜黑的理论—无论是德国人发动的空地协同的闪击战,还是在太平洋上日美两国的航母大决战,决定胜负的关键都是航空兵与制空权。而这些翱翔在天际的战鹰几乎都是螺旋桨飞机。只不过随着全金属单翼结构布局、可收放起落架、封闭式座舱、变矩旋翼、承力蒙皮结构技术、发动机涡轮增压技术、大功率发动机技术、航空无线电及仪表等技术的发展,这时的螺旋桨飞机已经能比它们的前辈飞得更高更远。

  除了在军事领域,螺旋桨飞机带给人类的另一大福音就是远距离空中旅行成为可能。以波音、麦道、休斯为代表的飞机公司,设计了形态各异的民航客机用以满足人们多样化的空中旅行需求。其中令人印象最为深刻的就是休斯H-4大型水上客机。这架飞机长66.8米,翼展97.5米,装备8台大功率螺旋桨发动机。最令人瞠目结舌的是,这架飞机居然是全木制的,堪称人类历史上的工程杰作。

  不过,人类对于速度的追求是永无止境的,到第二次世界大战末期,螺旋桨飞机的设计已经达到了极限—无论人们如何提高发动机动力和机体强度,螺旋桨飞机的速度也无法得到本质提升。美军的F-82双体螺旋桨战斗机在极限状态下,飞行速度达到了音速,这已经是螺旋桨飞机的物理极限。

  1942年,德国人和美国人分别研制出了首架喷气式歼击机。1944年秋天,德国首先研制并试飞成功的“梅塞施密特”-262战斗机,成为世界上第一架投入使用的喷气式战斗机,但它已不能挽回纳粹德国的败局。直到后来的朝鲜战争,喷气式战机才为空战的主角,但这已是后话了。

  本文系网络转载,版权归原作者所有。但因转载众多,或无法确认真正原始作者,故仅标明转载来源,如涉及作品版权问题,请与我们联系,我们将在第一时间协商版权问题或删除内容!内容为作者个人观点,并不代表本公众号赞同其观点和对其真实性负责。

  本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布,仅代表该作者或机构观点,不代表澎湃新闻的观点或立场,澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问。


杏彩体育注册 上一篇:2023年【大立行动派 • 百日学一建】(第85天) 下一篇:网架橡胶支座网架板式橡胶支座拉压网架橡胶支座施工方法
Alternate Text

杏彩体育平台app

+86-21-68183333

中国上海市浦东新区张江创企天地张东路1761号4号楼804室

杏彩体育平台app

+86-27-84874881

中国湖北武汉经济技术开发区后官湖大道550号

Alternate Text
Alternate Text TOP