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《航空知识》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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双翼飓风

2013-01-30 23:48:43

司古

二战爆发前夜,在英国曼彻斯特有一家叫希尔森的木器公司也加入了航空制造业。作为一个航空业界的小字辈,希尔森公司最初的业务是制造HM.14“飞行跳蚤”(Flying Flea)超轻型飞机,该机倒是很有特色,193510月在曼彻斯特巴尔顿(Barton)机场进行了试飞。不幸的是,随着一系列飞行事故的发生,英国颁布法令,限制“飞行跳蚤”飞行,该项目也就此完结。

“飞行跳蚤”的意外死亡并未阻止希尔森公司的发展,凭借较为完备的生产设施,希尔森公司很快地在该领域发展起来。开始是许可制造捷克布拉加E.114单翼机,这种被称作希尔森布拉加的飞机1936年起投产,很受英国民间航空警卫队的欢迎。希尔森布拉加总计生产了28架。这在上世纪30年代经济艰涩的困难时期,一家英国小公司能有这样的业绩,实属不易。

1939年战争爆发时,希尔森已经是一家业务扩展迅速的航空制造分包商,附近的阿弗罗公司把大量分包业务转给希尔森,希尔斯还拿了不少阿弗罗“安森”零部件的分包合同。希尔森公司原本就是一家大型木器工厂,此时也承担了大量的木制螺旋桨制造业务。

希尔斯公司并不甘心只作一个分包商的小角色,公司主管乔恩(W.R. Chown)急切地希望打开新局面。此时,布莱克本公司正在研究的“可抛弃附加翼”概念引起了他的关注,这种新概念按今天标准应该称作辅助增升装置,乔恩认为该技术具有军事应用潜力。

1940年时,超马林“喷火”和霍克“飓风”已经成为英国战斗机中的两大杰作。相比起那些慢吞吞的双翼机,这两种飞机最主要的优势在于速度、航程和机动性,但他们的短距起降能力却不如双翼机。而不列颠空战初期的英军机场常常遭德军轰炸机群光顾,跑道受损并不罕见。如果战斗机能够缩短起飞滑跑距离,那么战时就不需要太大的野战机场,即便部分跑道受损,飞机也可以利用剩余的较短跑道起飞,这无疑降低了野战机场的脆弱性。今天我们知道,这个愿望最后是在1961年被H.S.“鹞”身上实现的,而在1940年前后,要做到这一点,就必须有某些特殊的装置,在提升起飞性能的同时,又不能太影响新型战斗机的作战性能。

不论是1940年还是今天,战斗机都必须带着最终会被消耗掉的重量起飞,他们得携带大量的燃油以满足发动机的胃口,作战武器也不能少带。等到作战归来,燃油和弹药不是消耗殆尽也是所剩不多。这样一来,起飞时飞机重量较大,翼载也大,而回来时则变得很轻,翼载很小。要想缩短起飞距离,有两条路可以走,其一是加大滑跑速度,这要求提升发动机功率;其二是设法降低翼载。第一种方式显然困难,而第二种方式的确考谱。如何降低翼载呢?布莱克本的设想是通过安装可抛弃附加翼构成双翼构型,增加机翼面积,起飞过程中使用,完成短距起飞,升空后抛掉,恢复机动性和高速性能,并对此进行了初步试验。

根据布莱克本的初步试验结果,乔恩提出开发一种结构简单,适于大量生产的可抛弃附加翼,装备现役战斗机。希尔斯公司总设计师诺曼·赛克斯(Norman Sykes)也拿出了基本方案。但英国航空部对这一概念摇摆不定,不同意制造全尺寸原型机,但同意制造缩比飞行测试样机,成功后再考虑对生产型战斗机进行改装试验。

布莱克本公司委托希尔森制作缩比测试飞机,希尔森为此建造了一架专门的试验机,该机在航空史上称作Bi-Mono,即双翼-单翼机之意,该机机身为焊接管架结构,外覆层板。为了满足适航要求,附加翼也是全木结构,外覆层板。最初希尔森公司不打算在附加翼和主翼之间安装翼间撑杆,因为这可能会让分离过程变得复杂。理想情况下,附加翼的唯一安装点应该位于飞行员座舱顶部。但经过研究,单一安装点需要采用坚固的连接装置,重量增加很多,远比翼尖撑杆方案更大。最后决定还是采用翼间撑杆设计,分离时撑杆也随附加翼一起抛弃。分离机构为纯机械方式,没有使用复杂的电动或气动方式,以降低故障风险。

在制造测试样机的同时,希尔森公司先安排缩比模型在汉普郡范堡罗RAE进行了风洞吹风试验,测试结果非常成功,附加上翼的分离非常顺利,不会对尾翼造成损伤。研究人员对各种飞行速度下的抛翼情况进行了研究,发现各速度下抛掉附加翼基本不会带来危险。

1941年初双翼Bi-Mono开始飞行测试,按计划抛翼试验将陆上进行。但考虑到掉落的机翼能对地面人员和建筑构成威胁,因此决定改在爱尔兰海上进行。1941716日,Bi-Mono由一架洛克希德“哈德逊”伴飞,进行了首次抛翼试验,试验进行得很成功,但由于试验机较小,抛掉附加翼的瞬间,由于升力骤然减小,飞机反应非常剧烈,立时下落了近200英尺。

英国飞机&武器试验局(A&AEE)也对Bi-Mono进行了测试,当时英国军方对短距起飞试验的兴趣已经有所衰退,Bi-Mono在他们眼里已经开始退色,但英国军方还是决定利用“飓风”进行可抛弃附加翼改装试验,以检验该方案对于皇家空军的作战实用性。1942413日,皇家飞机研究局(RAE)将一架原加拿大“飓风”I(系列号321,原序列号L1884)交给希尔斯进行改装试验,后者为该机编号FH.40。改装内容包括制造附加翼,其翼型与“飓风”原有机翼相同,但取消了副翼和其他翼内机构。包括释放机构和翼间支柱在内,整个附加翼的重量为693磅(314千克)。

附加翼采用N形翼间支柱外加斜撑杆的方式安装在FH.40“飓风”上,采用电动抛弃机构,配置一套机械抛弃机构作为备份。为了改善双翼构型下的操纵性,“飓风”主翼上的副翼面积被加大了10%。后续进行的附加翼抛弃试验表明,该方案具有一定的可行性,但由于19442月的试验中出了飞行事故,FH.40此后一直处于修理状态。虽然可抛弃附加翼概念得到了证实,但实用性不足。而此时随着战斗机发动机动力的不断提高,尤其是不列颠空战后空中优势的天平逐渐向皇家空军倾斜,皇家空军对短距起飞技术的兴趣大大减弱。附加翼项目也就彻底成了鸡肋。

除了作战形势的变化,附加翼成本太高也是军方嫌弃该项目的原因之一,虽然希尔森公司提出可用降落伞回收附加翼并重复使用,但这一方案技术实现难度太大,在野外使用过于复杂。

虽然没能投入使用,但希尔森公司的工作的确值得称道。如果说希尔森的研发有什么缺点的化,那就是他们追求短距起飞技术的想法,恰逢一个发动机功率突飞猛进的时代。

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01参考题图  希尔森公司利用“飓风”改装的可抛弃附加翼实验机,称作FH.140“飓风”。

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02  希尔森公司最初的产品“飞行跳蚤”

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03  未安装附加翼的Bi-Mono试验机

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04-01/02  安装了附加翼接受飞行测试的Bi-Mono

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05  飞行试验中的“双翼版”FH.40“飓风”

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06  停放在地面的FH.40“飓风”,请注意高高的翼间撑杆。








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