垂直起降的固定翼飞机

提到能够垂直起降的飞机，人们首先想到的是直升机，或者是英国鹞式战斗机和美国F35B战斗机，可在这之前，人类最早的固定翼垂直起降战斗机应该是美国的XFY-1（康维尔公司）。


起飞中的XFY-1


康维尔公司的XFY-1研制于1953年，设计为无尾三角翼，两侧进气布局，机身短小，在翼面下端是起落架，有4根防震杆，分别带有一个小轮子。翼尖可安装吊舱，可挂载2-4门机炮或48枚折叠翼火箭弹。


XFY-1军舰上起飞想象图


虽然试飞结果还算成功，但在飞机的转向控制上遇到了麻烦，不但由垂直转换到水平飞行不容易，要垂直降落也非常困难，处于仰卧姿态的飞行员既无从得知地面的远近，也不知道机身降落速率的快慢，因此每次垂直降落都是充满了危险，也曾发生过坠毁事故。相对于传统飞机，XFV-1的技术跨越太大，在上世纪50年代的技术条件下是很难克服解决的，因此这也就决定了它们被人们逐渐淡忘的命运。

核动力飞机

20世纪50至60年代，美苏之间展开了激烈的军备竞赛。由于当时洲际导弹技术尚不成熟，能够进行环球不停歇飞行的核动力轰炸机便成了相当不错的选择。

采用核能作为飞机动力，需要解决的是如何将核反应堆产生的热能转换为飞机需要的机械能。经过一系列的试验，采用了核动力热直循环配置方式，即空气通过压缩机进入涡喷发动机，然后由一个高压进气口直接进入核反应堆加热，之后高温高压的气流再喷出排气口或驱动螺旋桨产生推力。


试飞中的NB-36H


从1955年到1957年，虽然NB-36H一共进行了47次成功试飞，正当要进行核反应堆全功率试飞时，遭到了美国国会的强烈质疑，因为说白了，这就是一个天上高速移动的核反应堆，万一飞机坠毁，造成的可怕灾难美国空军也是心知肚明。因此每次飞行时，都会伴飞一架满载士兵的运输机，一旦NB-36H发生坠机事故，运输机上的士兵会马上跳伞封锁现场，由于这支部队的任务过于危险，被戏称为暗夜之光。


NB-36H十字军战士最终下马


除了美国国内巨大压力，飞机自身也始终未能解决反应堆的辐射累积问题，终于在1957年末，核动力轰炸机项目在花费了4.69亿美元后寿终正寝。

不对称飞机

在人们的普遍观念中，飞机是最讲究对称之美的工业技术产物。这不仅是为了美观考虑，更重要的是有利于飞机的操控和飞行。但在百年航空工业发展史上，技术的进步总是来自于人们不愿被传统所束缚。


德国BV-141侦察机


“这能飞起来吗”，似乎这是每个人看到BV-141侦察机的第一反应。1937年，德国空军提出了研发一款单发侦察机的要求，并特别提出了飞机要有良好的视野观察能力。通常来讲，单发动机和良好的视野是相互矛盾的，因为结构问题，飞行员的视野极为有限。为了解决这个问题，德国人提出了非对称布局方案，一个可以容纳三人的独立舱布置在飞机的右侧，而发动机舱设置在左侧，为了保持平衡，还进行了精心的重量分配。


试飞中的BV-141，让人总感觉看着别扭


虽然BV-141的飞机在后期的试飞过程中表现良好，但德国航空部最终还是没能接受这个古怪造型的飞机，输给了其他常规布局设计的飞机。

各种机翼造型的飞机

飞机诞生以来，设计师们就不断的在飞机机翼上做文章，我们来盘点下各种奇葩的造型的“机翼”。


德国Dr-1三层机翼


德国Dr-1三层机翼。飞机诞生初期，设计师们都把机翼做得很大，因为面积越大，产生的升力也越大。于是就发展出了多层机翼结构，常见的有双层机翼，但也有一些奇葩的设计，比如三层机翼的德国Dr-1，甚至有四层机翼的有过F.K.10飞机。


AD-1斜翼飞机


AD-1斜翼飞机。AD-1只飞行了4年——1979年至1982年，飞行次数只有79次。AD–1的机翼可以围绕其中心轴进行旋转，飞机在缓慢飞行时机翼仍需与机身保持垂直，但高速飞行时机翼与机身的夹角可以达到60度，这也是科学家所认定的最有利于飞机提高飞行速度的有效角度。


串列翼设计的海神飞机


串列翼海神飞机。串列翼在历史上应用不多，现在也非常少见，美国格鲁曼格斯建造的“海神”是现代串列翼飞机的代表。


没有机翼的Avrocar


VZ-9 Avrocar，是在冷战初期，Avro Canada公司为美军的一个秘密计划研制的一款垂直起降飞机。用一个“涡轮风扇”（turborotor）同时提供升力与推力。从风扇排出的空气会沿着这个圆盘状的飞机边缘向下排出，从而使它能够垂直起降。在升空之后，它会像飞碟一样飞行。在测试中，Avrocar暴露出了一些无法解决的推力与稳定性问题，这些问题将它的性能限制住了。随着1961年美军那个秘密计划的终止，Avrocar这个项目也不光彩地结束了。


采用奇特前掠翼布局的Ju-287轰炸机


德国Ju287是世界上的第一种前掠翼喷气式轰炸机。作为在二战期间的产物，前掠翼设计不管是在当时还是现在看来都可以说是大胆且风险性极大的设计。可惜由于苏军的快速推进，项目被迫中止。未装配好的样机和部分设计师都落到了苏军手中。


C-450“甲虫”环形机翼飞机


C-450“甲虫”环形机翼飞机。德国战败后，法国接手了德国的环形机翼的项目——“黄蜂”垂直起降战斗机。并在此基础上，设计出了人类航空史上惊世骇俗的环形机翼飞机C-450“甲虫”。在进行了数次成功试飞后，终因当时诸多技术限制，在样机发生坠毁事故后停止了建造，成为人类历史上唯一成功飞上蓝天的环形机翼飞机。


C-450成功地飞起来过


机翼每一次变化都离不开科技的发展，相信随着科技的不断进步和人类奇思妙想的不断涌现，还会有更多新奇的机翼出现。
坛主:炫笔伏逼于2021_01_26 16:15:56编辑