新浪博客

笨鸟难飞——航空史上的失败传说（04）情陷多翼机（下）

2015-05-12 12:15阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1784185330

情陷多翼机（下）


尽管已经有过很多失败的教训，但在主要靠想象加摸索寻找飞行规律的航空业早期阶段，通过直接多加些机翼来提高有效升力的做法还不失为一种值得尝试的“捷径”，而且无论机型大小都同样有人跃跃欲试。



★拼接而成的超级大块头


经过第一次世界大战，飞机的作用已经引起广泛关注，并刺激了航空产业的发展。不过战争结束后，来自各国军方的订单大幅减少，迫使飞机制造商们想方设法出奇制胜，尽早抢占变得狭小的市场空间。
美国人赫伯特·约翰斯(Herbert Johns)就钟情于多翼机，还专门在纽约成立了“美国多翼机”公司。这家公司唯一的产品就是一架大型多翼机，看上去像是用双翼机和三翼机拼接而成的。在加长的机身上，前后各有一组双层机翼还不算，中间又塞进了一组翼展更长并带有大片副翼的三层机翼。该机采用三台“自由”式发动机为动力，一台安装在机头位置，另两台安装在中间机翼左右两侧向后推进。1919年，这架七翼机开始在兰利机场进行试飞。然而整个机身既笨重又难以控制平衡，只能短暂脱离地面，充其量也就是完成了几次带着跳跃的滑跑。折腾到第二年6月，知难而退的约翰斯把这台飞不动的机器“挥泪大甩卖”。结果美国陆军以象征性的一美元捡到个大便宜，但稍加研究后很快将其彻底拆掉，大概是觉得这玩意太浪费材料了吧。




笨鸟难飞——航空史上的失败传说（04）情陷多翼机（下）
约翰斯的多翼机由双翼机和三翼机组合而成。
笨鸟难飞——航空史上的失败传说（04）情陷多翼机（下） 太多的翅膀也只能让飞机短暂离开地面。
另一位崇尚“又大又多”的是意大利设计师乔瓦尼·巴蒂斯塔·卡普罗尼(Giovanni Battista Caproni)，他在1908年就创办了自己的飞机公司。受到同胞“空中制胜论”者朱利奥·杜黑的影响和支持，卡普罗尼在一战中研制了一系列配备三台发动机的双翼或三翼大型轰炸机，让意大利得以实施大规模的轰炸行动，也装备到英国、法国和美国的军队中使用。其中有代表性的型号如Ca.42空重达6700千克，载弹量为1450千克，可与俄国著名的“伊里亚·穆罗梅茨”重型轰炸机相媲美。
进入和平时期后，卡普罗尼转而将轰炸机改装成客运飞机，打算用来开辟空中航线。按说这颇有先见之明，但在研制过载客量为23人的Ca.48之后，卡普罗尼就想着一步到位地搞出一种可乘坐100人并飞越大西洋直抵纽约的远程水上飞机，定型为Ca.60。为了让乘客们能在宽敞舒适的环境中享受越洋之旅，他找来一艘20多米长的游艇作为机身，将装配飞机的库房设在靠近瑞士的马焦雷湖岸边。把游艇改成飞机后重量估计会是之前轰炸机全重的三倍，卡普罗尼采取的对策很简单：那就接上三倍的机翼！
于是，在马焦雷湖畔出现了壮观的一幕：一艘游艇身上逐渐长出了三组共9层“翅膀”。这些机翼与Ca.42的相似，全都带有副翼，以一大堆支柱、撑杆和张线拼装在一起，但中间一组的安装位置比两端的要低，下面还加装了形似救生艇的浮体，在两侧支撑着水面以防止机身侧翻，尾部机翼后方装有方向舵和升降舵。为了推动这个庞然大物，还用上了8台功率各为298千瓦的美国产“自由”V12型发动机，其中在头部机翼前方安装3台拉进式，后方安装一台推进式，而尾部机翼处就相应安装3台推进式和一台拉进式。
经过两年时间的建造，这架三重三翼飞机（或者应该叫作飞船才对）终于在1921年的3月4日下水试飞了。慢速试航时看起来还四平八稳，当8台发动机开足马力后，滑行中的Ca.60逐渐从水面抬起头来，然而只升起了不到20米就在众目睽睽之下重重栽倒。臃肿庞杂的机翼和机身先后折断，大量碎片伴随着破裂声飞溅到湖面上。事后有人怀疑卡普罗尼在头脑发热过后就预料到了失败的结果，只是骑虎难下不得不硬着头皮将其完成。而Ca.60的残骸被打捞上来后，不久又毁于一次莫名其妙燃起的大火中，修复工作自然不了了之。不过这场“水火之灾”倒没怎么影响卡普罗尼的名声，但此后就避开了这种不切实际的“大项目”，反而在航空界取得了不少新的突破，到二战时他还被授予伯爵的头衔。
笨鸟难飞——航空史上的失败传说（04）情陷多翼机（下） 停泊在湖面上的Ca.60蔚为壮观。
笨鸟难飞——航空史上的失败传说（04）情陷多翼机（下） 无论算是船还是飞机，Ca.60的命运都很短暂。


卡普罗尼Ca.60九翼水上飞机基本参数
翼展：30米
机长：23.5米
机高：9.15米
全重：26000千克
动力：8×298千瓦



★为时尚早的人体极限挑战


欧洲文艺复兴时期的天才列奥纳多·达·芬奇曾设想过人力驱动的飞行器，经过400多年后大洋彼岸在多翼机领域也有他的追随者。1920年代，在美国俄亥俄州代顿市的麦克库克机场，有一群航空工程师经常利用空余时间搞些新奇的发明创造并互相比试。其中，拥有博士头衔的弗雷德里克·葛哈德(Frederick Gerhardt)就觉得单凭有限的人力也能象鸟儿一样克服地心引力，只需比机械动力飞机多加几片机翼即可。他依靠私人资金设计制作的人力飞机就带有7层机翼，有两层分左右装在机身下方，另5层在上方高高竖起。与之前提到过的菲利普斯多翼机的大展弦比翼型相似，每片机翼的翼展超过12米，而弦宽只有0.46米。葛哈德还选择用脚踏车的传动系统来驱动机头的螺旋桨，使狭长的机翼产生足够的升力。为了尽可能地减轻整体重量，机身、机翼和支架都做得很单薄，蒙皮基本上是用纸糊成的，使得这架带翅膀的三轮脚踏车看上去摇摇晃晃弱不禁风。
葛哈德曾用汽车牵引着安装好的成品，使之像滑翔机那样飘起来以检验其飞行稳定性。1923年7月22日，他亲自骑上流线型机身内的座位并奋力向前蹬踏。据围观者记录，当时这架“吹弹得破”的飞机离地有半米多，飞出了6米远，可惜没有得到外界正式的承认。想必他已经用上了全力，但即使这一成绩属实，与当时欧洲轻盈的双翼人力飞机相比还是差了一截。尽管葛哈德拍胸脯保证能把自己的设计改进得体形更为小巧、传动更有效率，1936年时还找来专业运动员帮忙骑行，然而仍旧克服不了重力和阻力的作用，脆弱不堪的上层机翼也很容易折断，唯一的价值就是被同事们当作反面教材。实际上直到1979年6月“蝉翼信天翁”号飞越英吉利海峡，纯人力飞机才算是达到了实用阶段，而且人家只用了一片机翼。



笨鸟难飞——航空史上的失败传说（04）情陷多翼机（下） 葛哈德的人力加上多翼仍不能克服地心引力。
笨鸟难飞——航空史上的失败传说（04）情陷多翼机（下） 从侧面看“脚踏车飞机”更显单薄。


葛哈德“脚踏车飞机”基本参数：
翼展：12.2米
机长：3.6米
机高：5.8米
空重：44千克




在大小两个极端都以失败告终，是不是多翼机就注定属于“笨鸟”了呢？其实算得上成功的特例也不是没有。美国发明家马修·瑟勒斯(Matthew Sellers)在1907年研究轻型飞机时，曾试制过四翼滑翔机，后来又装上功率不到5千瓦的小型发动机，在飞行中达到过每小时32千米的稳定速度。1916年俄国的萨维杰夫(V.F.Saveljev)也研制出一种双座四翼侦察机，采用75千瓦的发动机，最高时速为132千米，可持续飞行3小时。不过，这些成果都不具有太大的实用性。而随着航空科技在气动布局、动力装置、制造工艺等各方面的迅速发展，包括三翼机在内的多翼机已经显得过于复杂而累赘，势必要被更简洁更高效的后来者所淘汰。


笨鸟难飞——航空史上的失败传说（04）情陷多翼机（下） 能飞上天的萨维杰夫四翼机算是一个特例。
《笨鸟难飞》系列连载于《航空世界》2012～2014年

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享