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第10章 喷气时代的来临(2)

1971年在埃及进行的一次试飞中,最大速度达到3113千米/小时(相当于M2.6)。它的实际升降在22000米左右。米格—25的电子设备大量使用电子管,设备布局分散,维护不便。米格—25可挂4枚AA—6空对空导弹,能远距离发现、截获M数2.5以下的各种空中目标,实施全向攻击。

喷气式飞机的灾难

世界上首家开创喷气客机航运业务的是英国海外航空公司。

1952年5月,英国海外航空公司将购买的9架“彗星”飞机投入航线开始运营。

“彗星”号飞机是英国德·哈威兰公司于1949年开始设计,1952年正式投入航空试飞。它由飞机设计师哈威兰设计制造,采用了当时的新技术和新材料。

机身和翼展都超过了35米,机高9米,机翼略向后掠,里面安装着4台涡轮喷气发动机。它可以载乘80名旅客,以800千米/小时的速度在10千米的高空飞行,而且是密封机舱。旅客在1万米的高空,感觉和4米高低空时一样舒适,机身平稳,因而受到旅客的欢迎。它被认为是当时在载客人数、飞行速度、舒适性等方面都代表了最先进水平的喷气式大型客机。

然而好景不长,1953年5月至1954年4月的11个月间,投入使用的9架“彗星”飞机中,有3架在空中解体。

1954年1月10日,“彗星”1号从意大利的罗马起飞,目的地是伦敦。可起飞后不到半小时,机身突然在空中破碎,从9000米的高空坠入地中海里,机上几十名乘客和机组人员全部遇难。时隔不久,另一架“彗星”号飞机也发生同样事故,坠毁在意大利的那不勒斯海中。事故的发生几乎轰动了全世界,英国的航空专家成立了调查小组,对飞机“无缘无故”在空中解体的原因,进行了航空史上最著名的事故调查。

当时有人认为,可能是飞机飞得太快,飞行员对驾驶这样高速度的喷气式飞机不适应;有人认为,可能是飞机在海洋上空遇到了突如其来的风暴,使飞机失去控制;也有人怀疑飞机的设计有问题,可设计师哈威兰是英国卓有成就的飞机设计师,他在1912年设计的BE—2双翼机创造了飞行高度为3960米的记录,1914年,以他的名字命名的DH—4飞机在战争中得到广泛使用。1920年,他就创建了德·哈威兰飞机制造有限公司,而在第二次世界大战期间,他成功地设计了“蚊式”军用飞机,广泛用于侦察、空战和轰炸。为了表彰他在航空事业中作出的这许多重要贡献,于1944年被授予爵士。

“彗星”号大型喷气客机是他在40年代末、50年代初研制成功的产品,对他的设计有什么可怀疑的呢?哈威兰爵士本人对于“彗星”出现的事故,更是十分痛心,他也迫切希望将此事故查个水落石出。检查分两个方面同时进行:

一个方面由英国政府组织人打捞失事的“彗星”号残骸和遇难者的尸体,检查发现,死者肺部有因气体膨胀而引起的破裂伤痕,说明在死之前机内可能有了裂隙,密封舱内的空气急速从裂隙中流出去,机内空气压力突然减小,使人肺内的气体急骤膨胀而破裂。再根据打捞出来的飞机残骸,人们又从飞机的一扇窗户上找到了它的裂痕。这一切说明“彗星”号是由于飞机的部件中出现了裂痕引起密封舱内的空气急速喷出,形成了如同用压缩空气来发射炮弹一样的爆炸,造成飞机迅速破裂,解体坠落。

那么,另一方面的调查是怎样进行的呢?它由哈威兰爵士亲自领导进行,对正在生产和已经停飞的“彗星”号飞机逐个进行严格的检查,没有发现质量问题。后来决定将飞机放在一个极大的槽里,然后对水进行反复的加压,加大流速,模拟飞机在空中高速飞行时受到空气摩擦、阻力、压力、震动等各种力的影响,前后一共进行了9000多个小时的受力试验,果然发现飞机驾驶舱装雷达天线的切口处蒙皮发生了裂痕,断裂的情况和打捞出来的残骸的裂痕一样。这么说原因找到了,彗星号飞机在飞行中由于金属部件发生裂痕而造成了解体事故。

金属为什么会在反复的飞行中出现裂痕呢?专家的解释是:金属“疲劳”了。金属“疲劳”现象和注意防止“金属疲劳”的发生,就是由“彗星”号飞机失事研究后,人们才第一次认识到的自然现象,应该说它是航空事业以及其他机件设计中必须加以注意的一个问题。

其实现在我们要认识金属的疲劳现象,一点也不神秘。比如说有一根铁丝,要想一下子将它拉断,那是不容易的,但是如果反复将它折过来,折过去,这样折到一定次数,它就很容易地被折断了。这就是一种疲劳破坏,反复折它至断裂的次数叫循环数,这就是它的疲劳寿命。

喷气客机所受到的疲劳破坏当然没这么简单,但是道理相同:它每起飞和降落一次,机舱就受到一次压力差变化的循环,循环到一定的次数,就产生了金属断裂,金属断裂就带来严重的破坏性事故。

金属疲劳和其他材料的疲劳问题,由此引起飞机设计师的充分重视,他们和材料专家们共同努力来加强飞机结构件的疲劳寿命。

哈威兰爵士接受了这个教训,对彗星号客机进行了改进,新制成的“彗星”4号成功地完成了横渡大西洋的航行,成为横渡大西洋的第一架喷气式客机。彗星号客机继续飞行到1956年才退役。哈威兰本人又于1962年接受了英国政府颁发的功勋章。

从1953年开始,前苏联民航航空总局着手对客机进行更新换代。

1955年6月17日,图—104客机进行首次试飞。这种飞机是在图—16轰炸机的基础上改进而成的,可载50名乘客。按照现代标准,图—104既粗糙又不经济,尽管这样,它还算得上是世界上第二架喷气式运输机。

1958年,更先进的美国波音707喷气客机,于10月26日开始投入越洋航线使用。

垂直起降飞机的诞生

自从飞机进入战争以来,它的重要作用已经被人们充分地认识到,但它的致命弱点也充分地暴露在人们面前,这就是:飞机极易在地面被击毁。

1945年元旦,德国空军大规模袭击位于荷兰的盟军机场,几分钟之内盟军的300架飞机全部被击毁。

1967年,第三次中东战争期间,埃及约有400架飞机在几个小时之内被以色列的轰炸机击毁,残存的飞机也因机场跑道上弹坑累累而不能起飞。

无数的事实表明,性能最好的常规起降飞机,也只是在跑道完好时才可能起降。

那么,能不能使飞机摆脱跑道的束缚,垂直起降呢?不是已经发明了直升机吗?为什么还提出使战斗机垂直起降的问题呢?这是因为,直升机的飞行速度在喷气式飞机的面前,就显得太慢了,它不能满足战斗时以速度取胜的需要;而且,直升机本身的设计及装备,也不能担当起战斗的重任。所以人们才设想让喷气式战斗机也能垂直起降。

20世纪40年代初,就有一些人在探索飞机垂直起降的方案。当时,英国有人提出将喷气升力发动机装于飞机上,来实现垂直起降的设想。

20世纪40年代末,美国也开始对各类的垂直起降飞机模型进行研究,但因当时的喷气发动机的起飞推力,达不到将喷气战斗机垂直升起的要求,终归没能获得成功。

20世纪50年代中期,核大国的战术核武器已对准了每一个已知的机场跑道,这就使研制垂直起降和短距离起降飞机成为当务之急。

航空技术的发展,也为研制这种飞机提供了可靠的基础。首先,英国开了头炮,设计出一种有实用价值的垂直起降飞机,这就是世界上最早的垂直起降“鹞”式攻击机。

“鹞”式攻击机

垂直短距起降攻击机具有直升机和固定翼飞机两者的长处,它能像直升机那样起飞和着陆,又具有固定翼飞机的速度和攻击能力。假若战争一旦爆发,垂直/短距起降攻击机就可迅速疏散隐蔽。

战争中它可以从任何一块坚硬的地面上垂直起降,或是从受到轰炸破坏的机场跑道的弹坑之间进行短距起降,还可以在中、小型军舰甲板和尾部小平台上垂直起降。

这种飞机还特别适合渡海登陆作战,当部队强行登陆占领滩头阵地以后,垂直和短距起降攻击机可以立即从军舰甲板上起飞,对陆、海军提供空中支持,摧毁敌方防御工事。

“鹞”式飞机1969年装备英国空军,这种飞机的发动机有两对旋转喷管,每对喷管均可从水平位置向下前方转动98°,使喷气转向,从而为飞机提供了垂直起降、过渡飞行等本领。

“鹞”式飞机也有它的缺点:它带炸弹后,不能加满油,因而它的作战半径短,载弹量少。

美国军方引进了英国的“鹞”式飞机,经过改进,使飞机的武器载荷能力和作战半径有了增加。

短距起降是未来作战飞机发展的一个方向。

“心脏”的革命

在航空史的发展中,发动机的每一次变革都使航空史向前迈进了一步。

早在1941年,一位英国皇家空军军官对喷气发动机作过一段精彩的描述,他说:“喷气发动机与大型吸尘器很相似,它从前面吸进空气而从后面喷出。”

人们在设计飞机时,首先要为飞机选择一个理想的“心脏”——发动机。

20世纪40年代末,涡轮喷气发动机与涡轮螺旋桨发动机都被作为飞机的“心脏”使用过。

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