书城工业飞机的故事(征服太空之路丛书)
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第3章 千姿百态的飞机(3)

Me-262战斗机1941年5月15日,英国的第一架喷气式飞机E28/39试飞。不久,英国航空部将该机型的第二架飞机试飞并邀丘吉尔观看,但是却没有邀请喷气发动机的发明人惠特尔。法国沦陷后,德国认为英国会很快求和,因此停止一切超过一年才能见效的研究项目,包括喷气技术。但是,柏林有两个德国工程师支持亨克尔,不顾禁令悄悄地为开发喷气技术提供方便。德国飞机设计师梅塞施米特也开始设计新的喷气飞机——Me-262战斗机。说来令人难以置信,当德军总参谋部闻知此事之后,立即报告了前线元帅密赫。密赫竟亲自跑到梅塞施米特家中,命令他马上停止Me-262的研制:“我知道了,你不要以为可以瞒得过我。你最近在忙什么?是不是还在搞你那个什么喷气飞机?废物!无用!你在浪费时间!那是没有用的,我告诉你!”但是,梅塞施米特并没有听从密赫的命令。1943年7月18日,Me-262首次试飞成功,第二年年底便可以大量生产。Me-262每小时的飞行速度比当时同盟国的任何飞机都至少快了160千米,爬升率也大得多。

“很好!”希特勒听说后一下兴奋起来,用手掌向腿上“啪”地一拍,“这是对战局有重要作用的秘密武器。但是我要的不是战斗机,你们马上把这个Me-262改为轰炸机!”这是希特勒作出的最愚蠢的决定之一。对同盟国来说,德国元首这样颠三倒四真是天赐良机,否则诺曼底战役和1944年的欧洲登陆战都可能遇到极大的困难。德国喷气战斗机迟迟未能投入战争,白白拖延了10个月宝贵的时间。

英国的喷气飞机E28/39也获得了成功,但出现已晚,没有在第二次世界大战中发挥作用。美国在战争末期开始研制的第一架喷气战斗机XP-80(以后改称F-80)使用的就是英国惠特尔研制的发动机。到了1948年,英国政府才终于承认惠特尔的贡献,授予他勋章和奖金。全世界许多国家、城市、大学、专业协会也给予他无数的奖章和名誉学位。

第二次世界大战结束之后,飞机推进动力的“喷气化”成为航空发展的主要趋向。军用飞机及民用航空运输都进入了一个“喷气时代”。

知识点喷气式发动机

和螺旋桨发动机不同,它是靠空气和煤油燃烧后所产生的大量高温高压气体,向后喷射而推动飞机前进的。所以一般在机身前面和侧面都开有专门的进气口,机身后部留有喷口。喷气式发动机可获得较高的推重比,使飞机获得较高的飞行速度、高度和机动性能。

“空中巨无霸”宽体客机

波音747曾是世界上最大的远程宽体民用运输机。到目前为止,它还是世界上最常用的民用客机之一。一架波音747-400有600万个零件,平摊开来得占满一个体育场;它的机翼面积有524.9平方米,足够停放60辆小汽车;尾翼高19.41米,比普通6层楼还高;机长70.67米,客舱里可乘坐多至530名乘客,和一个小礼堂的容量差不多。它装有4台大推力的涡轮风扇发动机,总共可发出100多万牛顿的推力,可以让360多吨的飞机两分钟就腾空而起。人们称它“空中巨无霸”,也真是名副其实。然而,波音747的最早起源,仅仅源自一个孩子小小的梦想,而且研发过程中几经波折,曾多次站在夭折的边缘。波音747今天的成功,就是一个不放弃努力、险中取胜的过程。

20世纪30年代的美国,西雅图是西海岸一座繁华而忙碌的城市,喷吐煤烟的货轮排成长龙等待进港,码头工人们开着巨大的塔吊在不断地把货物从一艘艘巨大的货轮上卸下,而在不远处的波音飞机制造工厂,一切又是另一种景象。空气中弥漫着的是航空煤油的味道,耳畔响着的是发动机的怒吼,这个经济萧条的时期,却是航空工业快速发展和航空文化快速形成的时期。

年少的乔·萨特就是在这里,见识到了航空发展带来的巨大的魔幻般的力量。他开始梦想有朝一日,可以有一种巨大的飞船,不断穿梭往来于大洋之上的天空,飞到那个在他眼中极其遥远的地方——中国。

这是一个美丽的梦幻,很快被现实击碎的梦幻,1939年3月的一天,18岁的青年乔·萨特回到自己住的街区,发现人们笼罩在一片恐慌的气氛之中,平时嘻嘻哈哈的人们这时都变得异常严肃和悲哀,不断窃窃私语着什么。很快,乔从大人们的只言片语中得到了点消息:当时世界上最先进的飞机,波音307同温层飞机在西雅图坠毁了。波音的首席设计师、荷兰航空首席飞行员、多名政府要员和商界巨子魂断蓝天。这是整个西海岸有史以来最惨重的空难!

梦想是美丽的,现实却充满了残酷和鲜血。事故的原因很快查明,飞机的设计出现了严重失误,平衡尾翼仅仅小了那么一点点,导致遇到复杂的气流变化的时候,难以提供足够大的操纵力矩,以至于飞机坠毁。

这件事给乔的触动很大,飞行,并不全是浪漫,也充满了严肃,一点粗心和马虎都是要不得的。乔·萨特在那一年考上了著名的华盛顿大学飞机设计系,随后,他遇到了一位文静内秀的女孩子,并且最终把她娶回了家。看样子,一切都很美好。

然而第二次世界大战的爆发改变了将要发生的一切。乔·萨特应征入伍,来到军舰上成为一名海军军官,在海上与风浪战斗,警惕地观察着敌情。还好,几次危险最后都有惊无险地过去了。他退伍后重新回到了家乡,来到波音公司。从此,他的一生与波音这个名字结缘。年轻的工程师乔·萨特很快被任命为波音747的总工程师,他热血沸腾,摩拳擦掌,准备大干一场。

波音747的出场背景是20世纪60年代,这是个“美国梦”到达顶峰的年代,这时,美国发生了太多太多的事情。波音747是作为军用运输机为美国空军设计的。在美国空军战略运输机的竞争中落选之后,波音公司面临着进退两难的局面:就此罢手,几年的心血等于付诸东流;继续投资,则面临极大的风险,因为当时波音公司的财政状况并不好,如果投入10亿美元而找不到购买产品的用户,它就得破产。在关键时刻,波音选择了冒险,1966年4月波音公司在只有一个订户的情况下就宣布要研制大载客量的远程客机。不过,它遇上了好时机:到60年代中期,由于喷气客机迅速普及,空中旅行票价大幅下降,旅行人数激增;1967年波音公司交付了第1000架喷气客机;这一年,美国还出现了第一家全喷气飞机的航空公司——环球航空公司。不少航空公司希望要更大的飞机,而当时大推力发动机的出现也给研制大型飞机创造了条件。

波音747客机按照波音的规划,波音747是一种起飞重量超过300吨、机体宽度相当于以往飞机的2倍、装四台普惠JT9D发动机、联合起来可以给一座中等城市供电的庞然大物。每一项几乎都是全新的挑战,而当时公司的想法过于天真,对问题没有足够的重视,很快,波音公司在747项目上,技术遭遇难关,资金遭遇断链,市场遭遇冷场的打击相继袭来,原本强大的波音很快垮了。

JT9D发动机,是普惠公司研制的新型发动机,作为747项目的配套工程,普惠在其中投入了巨资,然而,这种发动机却无法解决气流畸变,冷却系统效率低下等几个严重技术问题,导致装机之后无法正常工作。甚至飞机还在跑道上滑行的时候就会出现过热。缺乏经验的普惠几乎被整垮。

随后,波音公司制造出的飞机由于质量问题再度被泛美航空拒收,同时,市场上各大航空公司对此均采取了观望态度。机场上停满了已经出厂却无力交付的飞机。整个西雅图的机场都被飞机塞满,机场成了“养机场”。再后来,波音公司为了度过经济危机被迫开始大量裁员,一下子有接近2/3的人被裁减,乔·萨特的波音747项目组最为倒霉,他几乎被裁成了光杆司令。整个依赖航空工业的西雅图顿时万户萧条,好多房屋人去楼空,繁华的街头变得空荡荡的,显得有点凄凉、有点恐怖。街上的大广告牌上,密密麻麻的广告不见了,一句充满黑色幽默的标语写着“最后一个离开西雅图的人,别忘记关灯哦!”

乔·萨特眼前摆着的是一个可怕的烂摊子。办公条件恶劣就不说了:办公室下面就是锻压车间,其中大型压力机工作产生的震动震得家具都在跳动。身旁的人越来越少,波音的高层愁眉苦脸,他们已经做好了最坏的打算——破产清算。而乔·萨特的办公桌前,摆着的是一堆问题——机翼设计出现严重失误!

一切都指着绝望的方向。

“不!不能忘记梦想。”

乔·萨特很快找到了捷径,自己的队伍经过这次大裁员,可以更加高效地完成工作,他减少了行政审批程序,更好地节约了资源。为了项目,他东奔西跑,一次在路上思考问题走神,结果稀里糊涂地把车开上了铁路,差点被火车撞死。为了JT9D发动机的种种技术问题,他冒着巨大的阻力和风险与普惠周旋,帮助他们改进管理和技术,让他们可以早日造出合格的JT9D发动机。不久之后,747项目取得了突破性的进展。

1969年,波音747首飞成功,期间,来自世界各地40多个国家的几百位美丽的空姐,一起聚在巨大的飞机前迎接着新一代大型客机下线。20世纪70年代,波音747开始畅销海内外,曾经濒临破产的波音公司起死回生不说,还依靠着波音747项目,很快占据了市场的最高点。乔·萨特更忙了,他不断地参加世界各地的航展和航空公司的竞标。80年代,他来到中国,见到中国人自己研制的运-10,他赞不绝口,认为这是他见过的最出色的飞机之一。然而,运-10项目很快由于种种原因夭折。

今天,747家族已经过了不惑之年,不但没有退役,反而是远程货运和客运的绝对主力!穿梭于五大洲的747实现了当年那个孩子的梦想。而新的747-8,也在以更加舒适,更加便捷,更加环保的新面貌示人,带给人们全新的飞行体验。但是其他公司面对波音宽体客机的垄断,也没有放弃自己的努力。现在,欧洲空中客车工业公司已发起了挑战,开始研制新一代巨型客机A380。A380将是新的“巨无霸”客机,该机机长73米(波音747-400为70.66米),翼展79.8米A380客机(波音747-400为64.31米),按三级舱位局可载客555名,航程14800千米。据称,该机将采用最新技术,为乘客提供更舒适的环境、更低的噪音以及更经济的运营成本,新的“空中巨无霸”就要翱翔蓝天了。

知识点客机

客机,狭义指民航客机,是体型较大、载客量较多的集体飞行运输工具,用于来往国内及国际商业航班。民航客机一般由航空公司运营。执行商业航班飞行的客机主要分为干线客机、支线客机。客机按航程分为短程、中程、远程。客机按起飞重量与载客量分为小型、中型、大型。客机按驱动方式分为螺旋桨式客机、喷气式客机。

伊留申的“伊尔”强击机

苏联伊留申设计的伊尔-2及其后继机伊尔-10是第二次世界大战中最著名的强击机。它们都有强大的火力、良好的机动性和坚固的装甲,被誉为“飞行坦克”。伊尔-2曾在1943年的库尔斯克战役中,一天就摧毁数百辆敌军坦克,被德军称作“黑色死亡”。伊尔-2总共生产了36163架,是世界上产量最高的作战飞机。

1938年初,苏联航空工业总局局长谢尔盖·伊留申向苏联政府建议,面对敌人现代化的纵深防御、强大的火力和高度机动能力,苏联必须尽快研制新一代强击机,因为当时的强击机没有适当的防护设备,很容易被击落。他要设计一种在要害部位都有装甲防护的强击机。为此,他辞去了局长的职务,专门去当飞机总设计师,设计一种“飞行坦克”。

制造“飞行坦克”是一项十分艰苦而又复杂的任务。要把飞机各要害部位全都安上装甲,势必大大增加飞机本身的重量,这对设计一种集可靠防护、强大火力和良好的机动性能于一身的新型飞机来说,是一个大的障碍。但总设计师伊留申成功地解决了这些矛盾:他巧妙地把设计成流线型的装甲作为飞机骨架,马达、座舱、发动机等要害部位全都安装于坚固可靠的装甲机体之内。

伊尔-2的雏形——原型机BⅢ-2试验型装甲强击机于1939年问世。机上装有一台亚历山大·米库林AM-35型水冷发动机(功率993千瓦)和三叶螺桨,这是一架双座飞机。但是,为了增加载油量,军方坚持要改成单座飞机。他们认为,装甲本身就是良好的防御手段,干嘛还要一名射手呢?尽管伊留申再三强调双座飞机的优越性,但订货人依然固执己见。不得已,伊尔-2强击机只好改成单座飞机投产。1941年3月,试飞员康斯坦丁·雷科夫试飞该机成功。5月18日,在沃罗涅日工厂投入批量生产,当月即出厂84架。在当年10月工厂撤退到东部后方之前总共生产了1134架。