在世界各民族的宗教和神話(huà)中,一種人類(lèi)所不具備的能力被賦予了諸神。那就是——飛行。
人類(lèi)飛翔的夢(mèng)想源于振翅高飛的鳥(niǎo)。達(dá)芬奇通過(guò)對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的長(zhǎng)期觀(guān)察,設(shè)計(jì)了模仿鳥(niǎo)類(lèi)翅膀運(yùn)動(dòng)的撲翼機(jī)。據(jù)說(shuō),他的一個(gè)助手曾經(jīng)用它試驗(yàn)飛行,結(jié)果……三百年后,德國(guó)工程師李林達(dá)爾設(shè)計(jì)的撲翼機(jī),也沒(méi)讓人像鳥(niǎo)一樣飛翔,但他卻從中發(fā)現(xiàn)了滑翔機(jī)飛行的奧秘。
現(xiàn)在我們知道,鳥(niǎo)的飛行需要強(qiáng)健的肌肉、高效的心臟和輕巧的骨架。與鳥(niǎo)類(lèi)相比,人在這些方面的機(jī)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法勝任飛行的要求。比如,鷹的心臟占體重的8%左右,而人的這個(gè)比例僅為0。5%。因此人類(lèi)即使插上雙翼,也很難飛上云天。
小型無(wú)人飛行器升空比載人飛行器上天要簡(jiǎn)單得多,現(xiàn)在,人們?nèi)匀粯?lè)此不疲。中國(guó)人的祖先什么時(shí)候發(fā)明了風(fēng)箏史書(shū)上沒(méi)有確切記載,但從它的名稱(chēng)上看古人已經(jīng)很清楚風(fēng)在飛行中的作用,但從它最初的名字“紙鳶”上我們可以知道,古人把風(fēng)箏看做會(huì)飛的紙做的鳥(niǎo)。
會(huì)飛的“孔明燈”是中國(guó)古代的發(fā)明,法國(guó)人蒙哥爾費(fèi)兄弟從中受到啟發(fā),開(kāi)始研究熱氣球。1783年的一個(gè)秋日,蒙哥爾費(fèi)兄弟的熱氣球載人緩緩升空,之后又安全著陸。這是輕于空氣的載人飛行器首次成功施放,從此氣球開(kāi)始盛行。
人們把熱氣球送上了天,卻不能使它避免風(fēng)的擺布。控制氣流和提高速度的嘗試收效甚微,這是輕于空氣的飛行器面臨的一大難題。19世紀(jì)50年代,蒸汽機(jī)的加盟為飛行器帶來(lái)了功率強(qiáng)大的機(jī)械動(dòng)力,飛行的可控性大大增加了。1852年9月,一艘飛艇從巴黎起飛,它以蒸汽機(jī)帶動(dòng)螺旋槳推進(jìn)器,創(chuàng)造了可操縱飛艇的首次飛行。之后電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn),再一次推動(dòng)了飛艇技術(shù)的發(fā)展;第一次世界大戰(zhàn)后飛艇進(jìn)入了全盛時(shí)代。然而一系列飛行事故卻使得飛艇家族帶著昔日的榮光,走向沒(méi)落,漸漸地被飛機(jī)所取代。
“竹蜻蜓”是我國(guó)古老的玩具之一,今天仍是孩子們認(rèn)識(shí)飛行的"啟蒙教練”,追溯起來(lái),它可以被看做是重于空氣的機(jī)械飛行器的起點(diǎn)。被譽(yù)為“航空之父”的英國(guó)人喬治?凱利一輩子都對(duì)竹蜻蜓著迷。他的第一項(xiàng)航空研究就是在1796年仿制和改造了“竹蜻蜓”,并由此悟出螺旋槳的一些工作原理。他的研究推動(dòng)了飛機(jī)研制的進(jìn)程。
(留空時(shí)間12秒鐘飛行距離36米)
1903年12月17日,萊特兄弟設(shè)計(jì)制造的“飛行者”1號(hào)飛機(jī)終于起飛了,它是人類(lèi)歷史上有動(dòng)力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定和可操縱的重于空氣的飛行器第一次成功飛行,正是這樣一次飛行,讓人類(lèi)邁入了航空史上的新紀(jì)元。
為了這一天的到來(lái),人類(lèi)歷經(jīng)漫長(zhǎng)等待,更有無(wú)數(shù)的先驅(qū)為之付出生命的代價(jià)……借助探索者鋪就的長(zhǎng)長(zhǎng)跑道,我們終于融入了藍(lán)天的懷抱。
挑戰(zhàn)速度
熱氣球帶來(lái)隨風(fēng)飄蕩的輕松,飛艇滿(mǎn)載自在悠閑的情趣,而飛機(jī)則讓人獲得風(fēng)馳電掣的快感,速度——使飛行充滿(mǎn)魅力。
一臺(tái)四缸水冷活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)讓人類(lèi)的飛行夢(mèng)獲得了起飛的速度,那時(shí)人們感興趣的是飛機(jī)能否掙脫地球的引力。雙翼機(jī)、三翼機(jī)的設(shè)計(jì)是為了獲得更大的升力。
很快人們的興趣轉(zhuǎn)向速度,1909年一個(gè)飛行競(jìng)賽在法國(guó)設(shè)立,一架雙翼機(jī)以每小時(shí)74公里的速度奪得第一。這一地位不久就被單翼機(jī)取代,風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)向人們證明,雙翼機(jī)的設(shè)計(jì)不利于速度的提高。人們認(rèn)識(shí)到,動(dòng)力和外形都會(huì)影響速度。
在第一次世界大戰(zhàn)中,飛機(jī)速度有了驚人的提高,1914年飛機(jī)速度的最高記錄為165公里/時(shí),戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí),這一速度已經(jīng)提高到560公里/時(shí)。飛機(jī)外形也向流線(xiàn)型發(fā)展。當(dāng)二戰(zhàn)開(kāi)始時(shí),雙翼機(jī)為速度更高的單翼機(jī)讓出了天空。二戰(zhàn)中速度最快的飛機(jī)是美國(guó)制造的P-51野馬戰(zhàn)斗機(jī),它的最高時(shí)度超過(guò)了700公里,在這一速度上活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)顯得力不從心。速度的提升有待新動(dòng)力出現(xiàn)。
二戰(zhàn)后期,德國(guó)制造了第一架?chē)姎鈶?zhàn)斗機(jī)HE-163,在燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)大的推動(dòng)下,它以900公里/時(shí)的速度呼嘯而來(lái),讓其他飛機(jī)望塵莫及。
新動(dòng)力讓飛機(jī)有能力與聲音展開(kāi)賽跑。此時(shí)人們卻遇到了一個(gè)看不見(jiàn)的障礙。當(dāng)飛機(jī)接近音速時(shí),如同碰到一堵墻壁,速度急劇下降,機(jī)身劇烈抖動(dòng),飛機(jī)仿佛脫韁的野馬一樣無(wú)法控制,這就是——音障。
在機(jī)頭加裝了長(zhǎng)針的試驗(yàn)機(jī)將去刺穿那無(wú)形的屏障,同時(shí)后掠機(jī)翼的設(shè)計(jì)將減小飛機(jī)在音速時(shí)的阻力,成功與否有待飛行實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。1947年10月14日,B-29將試驗(yàn)機(jī)X--1送上7600米高空,美國(guó)試飛員耶格爾駕駛著試驗(yàn)機(jī)X-1在強(qiáng)烈的震顫中成功超越了音速,開(kāi)啟了超音速時(shí)代的大門(mén)。
音障的突破導(dǎo)致眾多超音速飛機(jī)誕生,如美國(guó)在1954年推出的超佩刀F-100時(shí)速可達(dá)1200公里。蘇聯(lián)的米格-21、米格-23等,1959年,美國(guó)研制了著名的RS-71黑鳥(niǎo)戰(zhàn)略偵察機(jī),它的飛行速度達(dá)到3。2倍音速,至今還是最快的軍用飛機(jī)之一。它還是第一架突破熱障的飛機(jī)。熱障是由于飛機(jī)以?xún)杀兑羲亠w行時(shí),飛機(jī)外殼與空氣強(qiáng)烈摩擦導(dǎo)致溫度急劇升高而產(chǎn)生的現(xiàn)象。它會(huì)降低金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,毀壞機(jī)內(nèi)儀表和零件,使飛行員無(wú)法忍受。而黑鳥(niǎo)以它特殊的設(shè)計(jì),保證在超音速飛行中的安全。
軍用飛機(jī)的超音速飛行讓老百姓無(wú)緣見(jiàn)識(shí),協(xié)和客機(jī)則使普通人人有機(jī)會(huì)親身體驗(yàn)超音速飛行的樂(lè)趣。協(xié)和飛機(jī)能以?xún)杀兑羲亠w行,它劃過(guò)長(zhǎng)空的飄逸姿態(tài),足以使人們終身難忘,也許不久的將來(lái)我們都能乘坐這樣的飛機(jī)去體驗(yàn)速度之美。
我欲高飛
地平線(xiàn)呈現(xiàn)出優(yōu)美的弧形,這不是從宇宙飛船上回望我們的家園,而是在距地面2萬(wàn)多米的飛機(jī)上俯瞰大地。這壯美的景象是高度帶給飛行者的享受。
人們探訪(fǎng)高空的熱情因飛機(jī)的出現(xiàn)而顯得越發(fā)急切。飛機(jī)的飛行高度記錄被不斷刷新。飛行員發(fā)現(xiàn)飛得高能躲避來(lái)自地面和空中的雙重攻擊,并在空戰(zhàn)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。于是,各國(guó)飛機(jī)設(shè)計(jì)師競(jìng)相在飛行高度上大做文章。
以活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力前進(jìn)的螺旋槳飛機(jī)在空氣稀薄的高空顯得力不從心,只能無(wú)奈地回歸大地,任噴氣引擎飛機(jī)去遠(yuǎn)天翱翔。
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)以它強(qiáng)勁的推力把人們帶入航空新時(shí)代,同時(shí)也引發(fā)了各國(guó)在飛行高度上的競(jìng)爭(zhēng),它成為航空技術(shù)水平的新展示。激烈的較量在當(dāng)時(shí)的美蘇兩個(gè)大國(guó)間展開(kāi)。
飛行高度的競(jìng)賽是航空大國(guó)的較量,而暗地里另一種競(jìng)賽也同樣激烈。1955年,美國(guó)秘密研制出高空戰(zhàn)略偵察機(jī)U-2。它的飛行時(shí)速僅為700公里,可它的飛行高度卻超過(guò)23000米,讓升限大多只有18000米的同時(shí)代戰(zhàn)斗機(jī)望洋興嘆。它可以悠閑地從敵方的頭頂飛過(guò)而不必?fù)?dān)心受到攻擊,堪稱(chēng)高空飛行的典范。然而它還是在1960年在莫斯科上空被擊落。高度的優(yōu)勢(shì)總有消失的一天。
為了對(duì)付來(lái)自高空的威脅,蘇聯(lián)推出了綽號(hào)“狐蝠”的米格-25殲擊機(jī)。它的飛行高度達(dá)到24000米,速度接近三倍音速,讓西方大為震驚。看來(lái)高度之爭(zhēng)沒(méi)有永遠(yuǎn)的贏家。
云海遨游帶給人的不僅是“會(huì)當(dāng)凌絕頂,一覽眾山小”的寬闊眼界和坦蕩胸懷,它還是對(duì)飛行員體能極限的極大挑戰(zhàn)。
1862年的一天,英國(guó)的一位氣象學(xué)家和助手乘熱氣球向高空進(jìn)發(fā),一直升到9100米的高空,毫無(wú)防范的人們險(xiǎn)些喪命。
早期的飛機(jī)飛的不高,座艙是敞開(kāi)式的,可隨著高度的增加,高空低溫缺氧的環(huán)境讓人無(wú)法承受,于是飛機(jī)采用密封座艙,增加加壓系統(tǒng)和氧氣系統(tǒng)。從此以后,飛機(jī)的升限被連續(xù)打破。
當(dāng)飛機(jī)飛上了萬(wàn)米高空后,人們發(fā)現(xiàn)從8000米到12000米的高度氣流平穩(wěn),油耗明顯降低,非常適合飛行。今天,民航客機(jī)大多選擇在萬(wàn)米左右的高度飛行。
借助飛行器人類(lèi)到達(dá)了前所未有的高度。在那里人們不但獲得了觀(guān)察世界和認(rèn)識(shí)自身的全新視角,而且高度本身也成為人類(lèi)探索精神的無(wú)限延伸。
翩翩飛翼
鷹擊長(zhǎng)空,鶴舞云海,翅膀凸顯了鳥(niǎo)類(lèi)飛翔姿態(tài)的萬(wàn)千變化。而機(jī)翼的演變則讓人們認(rèn)識(shí)了飛行的無(wú)窮奧妙。
平直翼體現(xiàn)了人們對(duì)機(jī)翼升力的最初認(rèn)識(shí):即較大的機(jī)翼帶來(lái)較大的升力。早期飛機(jī)速度不高,平直翼足以滿(mǎn)足升空的要求,20世紀(jì)50年代之前是它的黃金時(shí)代,梯形平直機(jī)翼幾乎一統(tǒng)天下。論個(gè)頭,平直翼堪稱(chēng)機(jī)翼里的恐龍,但它比恐龍的命運(yùn)好得多,直到今天平直翼飛機(jī)仍然不時(shí)出現(xiàn),點(diǎn)綴著蒼茫的天空。(平直翼飛機(jī)代表機(jī)型二戰(zhàn)中出名的飛機(jī)如美國(guó)的P-51、蘇聯(lián)的杜-2、日本的零式戰(zhàn)斗機(jī)等都是梯形平直機(jī)翼。)
超音速飛機(jī)呼嘯而來(lái)打破了平直翼獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的局面。(20世紀(jì)40年代末,美國(guó)F-86戰(zhàn)斗機(jī);蘇聯(lián)米格-15戰(zhàn)斗機(jī))超音速飛機(jī)的翅膀足以讓人眼前一亮,它的形狀與燕子的翅膀如出一轍,人們稱(chēng)之為后掠機(jī)翼。它能有效地緩和飛機(jī)接近音速時(shí)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。而飛行阻力大的平直翼已經(jīng)跟不上人們趕超音速的腳步。后掠機(jī)翼成為超音速飛機(jī)重要的外觀(guān)標(biāo)志。
后掠翼帶來(lái)的飛行速度的提高,是以犧牲部分升力為代價(jià)的。它使得飛機(jī)起降時(shí)需要更長(zhǎng)的跑道。這對(duì)飛機(jī)的起飛、著陸和巡航都產(chǎn)生了不利的影響。于是一種可以根據(jù)飛行速度大小來(lái)改變后掠角、快慢兼顧的折中方案出現(xiàn)了,它就是可變后掠翼(F-111)。可變后掠翼飛機(jī)在起降和巡航時(shí),機(jī)翼處于平直位置,為快速起飛提供足夠升力;高速飛行時(shí),機(jī)翼變?yōu)楹笮笔剑瑴p少飛行阻力。(1967年F-111開(kāi)始裝備使用它是正在服役中的性能最好的戰(zhàn)機(jī)之一。)
飛得更高、更快的設(shè)計(jì)理念使三角機(jī)翼應(yīng)運(yùn)而生。二十世紀(jì)五六十年代,人們把后掠機(jī)翼和平直機(jī)翼結(jié)合起來(lái),設(shè)計(jì)出三角機(jī)翼。兩只三角機(jī)翼的連接正好是一個(gè)等腰三角形。(最高飛行速度、飛行高度)協(xié)和飛機(jī)的S形三角翼如同協(xié)和飛機(jī)本身一樣是航空設(shè)計(jì)的杰作,法國(guó)“幻影”系列飛機(jī)、美國(guó)的RS-71戰(zhàn)略偵察機(jī)等也采用了三角機(jī)翼。20世紀(jì)60年代三角機(jī)翼風(fēng)靡一時(shí)。
這架飛機(jī)你能分清它的機(jī)翼和機(jī)身嗎?(B-2隱形轟炸機(jī))人們形象地稱(chēng)它為“黑蝙蝠”。(B-2隱形轟炸機(jī)于1989年7月試飛)它首次亮相就以獨(dú)特的外形;令世人矚目。
機(jī)翼機(jī)身一體化,大大降低了飛行阻力、提高了升力。飛機(jī)還獲得了更大的內(nèi)部空間,使載油量增加,續(xù)航能力增強(qiáng)。
這架飛機(jī)的機(jī)翼好像裝反了。這是俄羅斯于1997年試飛的新式隱形戰(zhàn)斗機(jī)(S-37)。它奇怪的機(jī)翼被稱(chēng)為前掠機(jī)翼。與后掠機(jī)翼飛機(jī)相比,前掠機(jī)翼飛機(jī)在阻力、升力、起降距離、重量上都占據(jù)很大優(yōu)勢(shì)。它將是下一代高速飛機(jī)的重要形式。
近百年來(lái),飛機(jī)翅膀的變化展現(xiàn)了人類(lèi)無(wú)窮的創(chuàng)造力和永不枯竭的探索精神。簡(jiǎn)約有力、更具創(chuàng)意的機(jī)翼正在設(shè)計(jì)師們的大腦中騰飛,總有一天,那些凌空翱翔的銀色翅膀?qū)盐覀兺信e得更高更遠(yuǎn)。
飛天暢想曲
飛機(jī)的發(fā)明讓人類(lèi)得以遨游天際。當(dāng)人們已經(jīng)習(xí)慣于乘飛機(jī)起起落落時(shí),無(wú)人飛機(jī)的熱潮悄然來(lái)臨。作為今年巴黎航展的一個(gè)熱點(diǎn),無(wú)人飛機(jī)正在引發(fā)人們新奇的飛天暢想。
無(wú)人飛機(jī)可以說(shuō)是會(huì)飛的機(jī)器人。它們被制造出來(lái)是為了去完成那些我們難以勝任的工作。今天它們的身影正漸漸被人們熟悉。
在今年的一場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中,一個(gè)新面孔出現(xiàn)在軍用飛機(jī)的陣容里,這就是“掠食者”無(wú)人偵察機(jī),這個(gè)名字嚇人的家伙卻擁有螞蟻的相貌。它的起飛只需一名士兵操縱。“掠食者”的眼睛是一個(gè)高倍攝像頭,可以眼觀(guān)八方,收集到的情報(bào)通過(guò)衛(wèi)星傳回。必要時(shí)它還可以攜帶導(dǎo)彈去攻擊敵人。
與“掠食者”相比“全球鷹”可是個(gè)大家伙。不光個(gè)兒頭大,本事也不小。僅憑一個(gè)引擎“全球鷹”就可以連續(xù)42小時(shí)不加油,飛行5千海里,升上20000米高空,對(duì)目標(biāo)進(jìn)行大面積遠(yuǎn)程偵察。它的續(xù)航能力讓世界上最大的客機(jī)也自愧不如。通過(guò)計(jì)算機(jī)就可以駕御全球鷹,只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)這只鷹就會(huì)起程去完成它的使命。
德國(guó)海軍正在研制一種小型無(wú)人飛行器。這是一種共軸雙旋翼的無(wú)人直升機(jī)。它的誕生是為了以較小的代價(jià)避免人員和飛機(jī)的損失。雖然它在空中只能停留半小時(shí)左右,卻能為戰(zhàn)艦偵察水平線(xiàn)以上的情報(bào)。它有先進(jìn)的激光探測(cè)器,一旦發(fā)現(xiàn)敵艦,無(wú)人直升機(jī)將為自己的軍艦鎖定目標(biāo),并引導(dǎo)導(dǎo)彈消滅敵艦。
無(wú)人飛機(jī)的應(yīng)用涉及很多領(lǐng)域,這是中國(guó)氣象科學(xué)家研制的一種微型高空探測(cè)無(wú)人飛機(jī),這個(gè)有點(diǎn)像航模的小飛機(jī)可不能小看。它的翼展只有3米,自重只有12公斤。它可以在GPS的引導(dǎo)下飛行,到達(dá)5000米高度,飛行半徑二三百公里,它搜集的地表和大氣的狀況,為科學(xué)研究提供有價(jià)值的情報(bào)。可完成多種探測(cè)作業(yè),還可在農(nóng)業(yè),生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域一顯身手。
這架飛機(jī)的長(zhǎng)相有點(diǎn)離譜,甚至在千奇百怪的飛機(jī)家族中也夠怪的了。整個(gè)飛機(jī)除了“一”字型伸展開(kāi)的機(jī)翼外,幾乎空無(wú)一物,讓人擔(dān)心它被風(fēng)吹跑。這是為了減少重量和飛行阻力。它的機(jī)翼長(zhǎng)度超過(guò)了波音737,上面覆蓋的太陽(yáng)能電池板為它提供不竭的動(dòng)力。而將它送上2萬(wàn)多米高空只需4個(gè)吹風(fēng)機(jī)的能量。與那些追求速度的飛機(jī)不同,它是個(gè)慢性子,能一連數(shù)周不厭其煩地在天空中漫游,換了人上去恐怕耐不住這個(gè)寂寞。
無(wú)人飛機(jī)為人們的設(shè)計(jì)打開(kāi)了更加廣闊的空間,一些大膽新奇的想象將會(huì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。也許在下一個(gè)航空百年來(lái)到的時(shí)候,一只鷹會(huì)降落在人們的面前說(shuō)“我是一架飛機(jī)”。請(qǐng)相信,它的設(shè)想就始于今天。
高天任扶搖
即使是飛機(jī)的發(fā)明者也無(wú)法想象,在今天的地球上,機(jī)場(chǎng)星羅棋布,飛機(jī)往來(lái)穿梭,民用航空讓大眾高翔天際周游四方的夢(mèng)想輕松實(shí)現(xiàn)。
在飛機(jī)誕生8年后的1911年,一位頗具冒險(xiǎn)精神的女士接受邀請(qǐng),搭乘一架運(yùn)貨飛機(jī)前往幾公里外的城鎮(zhèn),不經(jīng)意間民用航空由此誕生了。
萊特兄弟最初研制的飛機(jī)上沒(méi)有設(shè)計(jì)座椅,這會(huì)讓今天坐慣了飛機(jī)上寬敞舒適座椅的人難以想象。而空中小姐細(xì)致體貼的服務(wù)更是現(xiàn)代人乘坐飛機(jī)時(shí)的一大享受。1930年5月,一位漂亮的護(hù)士出現(xiàn)在波音80客機(jī)上,她微笑著為沙發(fā)椅上的旅客們送上咖啡,從此“空姐”與民航飛行聯(lián)系起來(lái);“以人為本”的精神也融入了民用航空的服務(wù)理念中。
其實(shí)飛機(jī)的首次大規(guī)模使用是在戰(zhàn)場(chǎng)上,這讓它背上了殺人機(jī)器的惡名。另一方面,戰(zhàn)場(chǎng)也成為飛機(jī)性能的試驗(yàn)場(chǎng),為了在高空搏殺中取得優(yōu)勢(shì),飛機(jī)被不斷地改進(jìn),民用飛機(jī)的發(fā)展從中受益非淺。1933年波音247試飛成功,全金屬的結(jié)構(gòu),流線(xiàn)外形,可以收放的起落架以及每小時(shí)248公里的巡航速度,在當(dāng)時(shí)都讓人們耳目一新,可以說(shuō),波音247是第一架真正意義的現(xiàn)代客機(jī)。
二戰(zhàn)的硝煙散盡后,“人性化”成為客機(jī)設(shè)計(jì)的最高目標(biāo)。曾經(jīng)在廣島、長(zhǎng)崎投下原子彈的B-29大型轟炸機(jī)搖身一變,成為當(dāng)時(shí)最為豪華的波音377“同溫層巡航者”旅行客機(jī)。寬敞、舒適的座艙,可以向后斜靠的座椅,帶雞尾酒廊的休息室,甚至還開(kāi)設(shè)了所謂的“蜜月間”。這一時(shí)期,“一切以旅客為中心”的努力,讓民用航空的面貌煥然一新。
在民航的發(fā)展過(guò)程中,不斷推出的新機(jī)型使人們體驗(yàn)到乘飛機(jī)旅行的舒適和快樂(lè)。而制造體積更大、續(xù)航能力更強(qiáng)的飛機(jī)則一直是設(shè)計(jì)者們追求的目標(biāo)。當(dāng)今世界最大的客機(jī)——波音747正是在這種信念的推動(dòng)下問(wèn)世的。為了生產(chǎn)這種最大的飛機(jī),人們先要建設(shè)一座有40個(gè)足球場(chǎng)那么大的廠(chǎng)房。1985年,波音747-400就誕生在這樣的廠(chǎng)房里。這個(gè)“空中巨無(wú)霸”,有5層樓高,所攜帶的燃料可供一輛每年行駛1。6萬(wàn)公里的普通運(yùn)輸汽車(chē)使用70年,搭乘412名旅客在萬(wàn)米高空可以續(xù)航13500公里。然而它世界第一的地位即將被取代。這是出現(xiàn)在今年巴黎航展中的空中客車(chē)A380模型,它吸引了世界各大航空公司的目光。七層樓的高度,20輛雙層公共汽車(chē)的停放空間,555人的載客量和14800公里的最大航程都將使它在未來(lái)的客機(jī)家族中獨(dú)樹(shù)一幟。而加寬的座椅、酒吧、閱覽室、女性美容間,更讓A380客機(jī)的乘客如同住進(jìn)了五星級(jí)酒店。更快的速度和較小的噪音,將使它更受人們的青睞。
十九世紀(jì)的法國(guó)科幻作家儒勒凡爾納曾在他的書(shū)中虛構(gòu)了80天環(huán)球旅行的故事,今天,民航客機(jī)沿赤道環(huán)繞地球一圈只需2--3天,環(huán)球航行不再是地球人難以企及的夢(mèng)想,在飛機(jī)騰空而起的轟鳴中,廣袤的地球真的變成了一個(gè)小小的村落。
戰(zhàn)神之鷹
2003年3月20日伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),這場(chǎng)發(fā)生在21世紀(jì)的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)以美英聯(lián)軍對(duì)伊拉克的空中打擊開(kāi)始,一時(shí)間中東地區(qū)上空成為各式軍用飛機(jī)的競(jìng)技表演場(chǎng),而這離飛機(jī)的誕生恰好一百年。
和許多先進(jìn)技術(shù)一樣,飛機(jī)一出世就吸引了軍方的目光,空中偵察成為軍用飛機(jī)最早的使命。當(dāng)時(shí)的人還沒(méi)意識(shí)到,這種在陣地上空盤(pán)旋的新玩意兒會(huì)成為日后令人生畏的殺人機(jī)器。更不會(huì)想到它會(huì)迅速趕上歷史悠久的陸軍和海軍,一躍成為決定戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的關(guān)鍵因素之一。
今天看來(lái),最初的空戰(zhàn)原始得近乎兒戲,各種槍支甚至軍刀等武器都被搬上飛機(jī),在你來(lái)我往的拼殺中,戰(zhàn)斗機(jī)誕生了。
一戰(zhàn)中,軍用飛機(jī)迅速發(fā)展,不僅日后主要的軍用機(jī)種如殲擊機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)、轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)先后出現(xiàn),更重要的是產(chǎn)生了一個(gè)對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)影響深遠(yuǎn)的作戰(zhàn)思想:奪取制空權(quán)。它從此成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)交響曲不變的主旋律。
一戰(zhàn)中,軍用飛機(jī)還是個(gè)配角兒,二戰(zhàn)來(lái)臨時(shí)它已經(jīng)當(dāng)仁不讓地成為戰(zhàn)場(chǎng)上的主角兒。著名的不列顛之戰(zhàn)、珍珠港戰(zhàn)役成為了一場(chǎng)飛機(jī)表演的獨(dú)角戲。成百上千架次飛機(jī)在交戰(zhàn)上空展開(kāi)鏖戰(zhàn),戰(zhàn)機(jī)遮天蔽日,如過(guò)境之飛蝗,空中戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器的殺傷力令人不寒而栗。
二戰(zhàn)中,活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)的潛力發(fā)揮到了極限,飛機(jī)性能的提高需要新的動(dòng)力。1939年,世界上第一架渦輪噴氣機(jī)He。178試飛成功,速度達(dá)到1000公里/每小時(shí),人類(lèi)開(kāi)始走向噴氣時(shí)代。
硝煙散去的天空卻沒(méi)有平靜下來(lái)。冷戰(zhàn)帶來(lái)軍備競(jìng)賽的升溫。二十世紀(jì)50年代以來(lái),軍用飛機(jī)家族不斷壯大,戰(zhàn)斗機(jī)就先后出現(xiàn)了幾代機(jī)型。他們的飛行速度、飛行高度、機(jī)動(dòng)性不斷提升,配備先進(jìn)的航空電子設(shè)備,作戰(zhàn)能力大大增強(qiáng)。而各國(guó)之間在新型戰(zhàn)斗機(jī)研制方面更是緊追不放。
現(xiàn)代高新技術(shù)給飛機(jī)性能帶來(lái)質(zhì)的變化。各種隱形飛機(jī)上大量運(yùn)用復(fù)合材料,金屬部件表面覆蓋了吸波涂料,加上機(jī)身的光滑曲面大大弱化了雷達(dá)探測(cè)波,它可以深入敵境不被察覺(jué)。高度和速度變化讓偵察機(jī)輕松躲過(guò)敵方的攻擊,使它的活動(dòng)范圍擴(kuò)展到更廣闊的空域。
各機(jī)種配合作戰(zhàn)使現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)呈現(xiàn)立體化的態(tài)勢(shì),誰(shuí)把握了制空權(quán)就有可能贏得最后的勝利。在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中,空軍是一支不可缺少的力量。
第一次世界大戰(zhàn)被當(dāng)時(shí)的人們樂(lè)觀(guān)地稱(chēng)為“結(jié)束一切戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)爭(zhēng)”,然而,它不但沒(méi)有帶來(lái)和平,反而孵化了更強(qiáng)大的殺戮工具——軍用飛機(jī)。經(jīng)過(guò)歷次戰(zhàn)爭(zhēng)的洗禮,軍用飛機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代文明中尖端科技的集大成者,用它來(lái)毀滅人類(lèi)還是捍衛(wèi)和平,需要我們作出明智的抉擇。
憂(yōu)傷的神話(huà)
它是人們心目中的美麗大鳥(niǎo),是追趕時(shí)間的機(jī)器,是當(dāng)今世界惟一的超音速客機(jī)。2003年11月1日,它將走入歷史,卻給世人留下了一段憂(yōu)傷的神話(huà)。(2003年11月1日英航的世界最后7架運(yùn)營(yíng)的協(xié)和客機(jī)將走入博物館)
1969年春天,法國(guó)試飛員安得烈·圖卡駕駛“協(xié)和一號(hào)”直沖云天,用29分鐘的飛行,掀開(kāi)了民用航空史上最具神話(huà)色彩的一頁(yè)。(協(xié)和式飛機(jī)首次試飛的速度是每小時(shí)460公里,而它的真正速度卻可以達(dá)到音速的兩倍每小時(shí)2200公里)
從協(xié)和飛機(jī)第一次出現(xiàn)在人們面前開(kāi)始,它的完美外形就不斷博得人們由衷的贊嘆,它的設(shè)計(jì)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了它的時(shí)代,至今仍被稱(chēng)為飛機(jī)設(shè)計(jì)史上最偉大的杰作。鳥(niǎo)喙般細(xì)長(zhǎng)的機(jī)頭、弧形的三角翼和流線(xiàn)型的機(jī)身是力與美的完美融合,也為超音速飛翔打開(kāi)了廣闊的天空。三角形渦升力機(jī)翼使它能夠以比較小的作用面獲得很大的升力,成為超音速飛機(jī)設(shè)計(jì)的典范。細(xì)長(zhǎng)的尖嘴和苗條的機(jī)身最大限度地減少了超音速飛行時(shí)的阻力,獨(dú)具特色的可升降式機(jī)頭,使飛行員在飛機(jī)滑行、起飛和降落時(shí)擁有極好的視野。
盡管當(dāng)時(shí)連袖珍計(jì)算器都沒(méi)有普及,協(xié)和飛機(jī)的電子設(shè)備卻已先進(jìn)到,能完全按照地面的程序和指令,在無(wú)人駕駛的情況下自動(dòng)起降,而縱向設(shè)計(jì)的油箱使它能更適應(yīng)飛行時(shí)所需的極高的加速度。最核心的技術(shù)是安裝在兩翼下的四臺(tái)“會(huì)呼吸”的渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),在高空中它可以吸進(jìn)氧氣讓燃料充分燃燒,用無(wú)比強(qiáng)大的動(dòng)力賦予協(xié)和大鳥(niǎo)兩倍于音速的飛翔能力,并將它托上了15000米的高空。
飛行時(shí),它機(jī)艙頂部的這個(gè)顯示(當(dāng)前飛行速度是音速的1。99/2。0倍),將時(shí)刻提醒著乘客去體驗(yàn)超音速飛行的奇妙感覺(jué)。這只大鳥(niǎo)從巴黎飛到紐約只需3小時(shí)45分鐘,而普通飛機(jī)卻要8個(gè)小時(shí)。“比太陽(yáng)更快的飛機(jī)”、“追趕時(shí)間的機(jī)器”是協(xié)和飛機(jī)最常用的廣告詞。
但伴隨著協(xié)和的并不都是溢美之詞,對(duì)它的指責(zé)來(lái)源于它與生俱來(lái)的、無(wú)法超越的局限,那就是脫離民航需要。起降時(shí)的巨大噪音和氣流,使大多數(shù)國(guó)家拒之于千里之外,它只能進(jìn)行越洋飛行。而驚人的耗油量更使它的運(yùn)營(yíng)成本居高不下。(由于機(jī)場(chǎng)擁擠延遲起飛,協(xié)和大鳥(niǎo)曾經(jīng)在開(kāi)始飛翔前,就耗掉了一點(diǎn)七噸的燃料)許多航空公司都因此取消了的訂貨。1979年“協(xié)和”飛機(jī)被迫停產(chǎn),天空中也只留下了20只“大鳥(niǎo)”的身影。
不幸的是,這些只是協(xié)和神話(huà)的憂(yōu)傷序曲,2000年7月的空難,讓安全飛行了25年的大鳥(niǎo),第一次品嘗了停飛的傷感。一年后再次起飛的它還是常被安全方面的小問(wèn)題困擾。另外,由于早已停產(chǎn),它的維修只能靠飛機(jī)之間的“拆東墻補(bǔ)西墻”。而全球航空業(yè)目前的冷冬局面更為大鳥(niǎo)雪上加霜,乘客上座率一度跌到了20%。
一切似乎都早已預(yù)示著協(xié)和大鳥(niǎo)的憂(yōu)傷命運(yùn),杰出的設(shè)計(jì)并不能挽留它離去的身影,只有技術(shù)與市場(chǎng)的真正融合,才能鍛造出飛向成功的雙翼。美麗的協(xié)和大鳥(niǎo)雖已淡出藍(lán)天,未來(lái)的超音速客機(jī)卻在不遠(yuǎn)處等候啟航,人類(lèi)的超速度旅程期待著下一次的起飛。
夢(mèng)想與科學(xué)
這些年輕人正在做飛機(jī),材料是紙與粘合劑。與一百年前的夢(mèng)想家一樣,他們要努力讓飛機(jī)飛得更遠(yuǎn)。這架紙飛機(jī)劃過(guò)33米的距離成功打破了上一架飛機(jī)的記錄,它將與歷史上一些著名機(jī)型陳列在一起,向世人展示孩子們的創(chuàng)造力。
對(duì)于一百年前的航空先驅(qū)者們來(lái)說(shuō),制造飛機(jī)既不是科學(xué)也不是工業(yè),而是一種“藝術(shù)”和夢(mèng)想。有的人曾制造出幾十架外形古怪而又漂亮的飛機(jī)試驗(yàn)品,盡管它們從沒(méi)離開(kāi)過(guò)地面。
因?yàn)槭菆?zhí)著的追夢(mèng)人,所以,早期的飛機(jī)設(shè)計(jì)師還要身兼制造者和試飛員的角色。為了找到合適的發(fā)動(dòng)機(jī),萊特兄弟曾自己動(dòng)手,把原本用于自行車(chē)生產(chǎn)的普通內(nèi)燃機(jī)改造成汽油活塞發(fā)動(dòng)機(jī),完成了當(dāng)時(shí)專(zhuān)業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠(chǎng)都望而卻步的工作。
法國(guó)人布雷里奧在雙翼機(jī)盛行的時(shí)候熱衷于單翼機(jī)的設(shè)計(jì)。為了減輕飛機(jī)的重量,布雷里奧的單翼機(jī)用白楊木作為主要結(jié)構(gòu),飛機(jī)的蒙皮竟然用牛皮紙加賽璐涂料制成。1909年7月25日,布雷奧駕駛它,在沒(méi)有導(dǎo)航設(shè)備和保護(hù)的情況下,用了36分鐘,實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)首次駕飛機(jī)飛越英吉利海峽的壯舉。即使是今天的王牌飛行員,再次駕駛同樣的飛機(jī)升空后,也不得不承認(rèn)布雷里奧的飛行“確實(shí)是勇敢者的行動(dòng)”。
戰(zhàn)爭(zhēng)將飛機(jī)變?yōu)闅缟墓ぞ撸舶褮W洲第一架動(dòng)力載人飛機(jī)的設(shè)計(jì)者桑托斯·杜蒙拋入絕望的谷底。1932年,他不忍繼續(xù)目睹飛機(jī)用于殺戮憤然結(jié)束了自己的生命。而設(shè)計(jì)世界第一架全金屬客機(jī)的德國(guó)設(shè)計(jì)師胡果·容克,也因?yàn)閳?jiān)持把飛機(jī)用于人類(lèi)的航空運(yùn)輸業(yè)的主張與納粹的政策格格不入,而毅然放棄了自己心醉的飛機(jī)研究工作。
戰(zhàn)爭(zhēng)毀滅了飛機(jī)設(shè)計(jì)者的美好夢(mèng)想,卻催生了強(qiáng)大的飛機(jī)制造業(yè),二戰(zhàn)期間100多萬(wàn)架軍用飛機(jī)的生產(chǎn),讓飛機(jī)真正成了工業(yè)品;飛機(jī)與人類(lèi)科技進(jìn)步緊緊聯(lián)系在一起,成為真正高精尖技術(shù)的驕子。
今天,大型民航客機(jī)的設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)發(fā)生革命性變化。以往的飛機(jī)設(shè)計(jì)圖紙消失了。比如,波音777上的幾百萬(wàn)個(gè)零部件由2200臺(tái)相連的計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)運(yùn)算,所有改動(dòng)在三維電子模型和數(shù)控機(jī)床上同時(shí)進(jìn)行,世界不同地區(qū)的工程師可以同時(shí)工作,經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和測(cè)試的波音777不再是制造模型或原型機(jī),而是可以直接投產(chǎn)的機(jī)型,創(chuàng)新技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代飛機(jī)的靈魂。
一百年來(lái)
我們掙脫了大地的束縛加入飛鳥(niǎo)的行列
我們?cè)谂c聲音的賽跑中獲得勝利
我們能夠比以往飛得更高更遠(yuǎn)
在未來(lái),飛行——這個(gè)人類(lèi)矢志不移的理想
仍將帶我們跨越時(shí)光去追尋藍(lán)天之夢(mèng)。