風伊萬
百年航空史記錄著人類才智的一次次突破,然而這條通天之路上失敗的例子遠多于成功的典范。其中不少飛行器由于原理、結(jié)構(gòu)、材料或動力等某個環(huán)節(jié)的設(shè)計不當而顯得相當笨拙甚至難以升空。不妨讓我們檢點一下這些飛不高的“笨鳥”,從另一個角度回顧航空發(fā)展的艱辛歷程吧。
輪子上的威尼斯百葉窗——菲利普多翼機(1907年)
與萊特兄弟同時代的眾多航空先驅(qū)中,英國發(fā)明家霍雷肖·菲利普(Horatio Phillips)的名聲不算響亮,但他的貢獻仍值得一提。從1870年起菲利普就開始研制可垂直起降的直升機,可惜始終未獲成功。19世紀80年代他又建造風洞研究空氣動力學,尤其對飛行器的機翼構(gòu)造做過大量試驗,證實彎曲的翼面有助于升力的產(chǎn)生,還申請到翼型設(shè)計方面的專利。
菲利普得出的另一個重要結(jié)論是機翼越多,升力越大。于是1893年他首次將理論付諸實踐時,就制造了一架具有多達50片細長機冀的驗證機,外形乍看像后來才出現(xiàn)的雷達天線,而當時被戲稱為“輪子上的威尼斯百葉窗”。這具3米高的“百葉窗”架在三輪底座上,用繩索與一條圓形軌道的中心相連,靠一臺小型燃煤蒸汽發(fā)動機驅(qū)動前置螺旋槳,在無人操控的狀態(tài)下沿著軌道作圓周滑行。“試飛”結(jié)果顯示,這樣的裝置可以讓180千克重的機身上升到近一米的高度。
經(jīng)過多次改進,到1904年菲利普將機翼數(shù)量減少為20片,并在機身上加裝十字形的尾翼,動力是一臺自制的16,4千瓦汽油發(fā)動機,可供一人乘坐。但因縱向穩(wěn)定性欠佳,這臺機器只勉強“跳”過15米距離。3年后,菲利普把他的構(gòu)想發(fā)揮到極致,不僅讓整排機翼恢復到50片,還在機身前后安裝了4排這樣的“百葉窗”,使機翼總數(shù)達到200片!1907年4月6日,這架籠子式的多翼機飛出了152米的直線距離,被認為是英國第一次成功的動力飛行。不過由于無法控制飛行姿態(tài),“籠子”能否算作真正意義上的飛機曾頗受爭議。而菲利普此后也沒有再做進一步的嘗試,不久就淡出了方興未艾的航空界。
雖然菲利普對機翼構(gòu)造的研究成果讓同行們獲益良多,但自己卻鉆進了多翼機的牛角尖,否則應(yīng)該會有更顯著的成就。他設(shè)計的這類窄弦多翼機在重量、阻力、平衡性、操控性等方面都存在難以克服的缺陷,因此在萊特式飛機進入歐洲后就銷聲匿跡了。
飛不動的蟲子——“蜉蝣”鋼管飛機(1910年)
在航空業(yè)的破曉時分,英國的《每日郵報》起著推波助瀾的重要作用,早在1906年就拿出一萬英鎊要獎勵第一個從曼徹斯特飛到倫敦的人。被這筆巨獎吸引而來的挑戰(zhàn)者中就有英國海軍上尉約翰·賽登(John Seddon),他從一個紙模型中得到靈感,打算制作一架大型縱列雙翼機來贏得獎金。賽登說服上級讓他暫時離開海軍,得到家里的資助后就拉上幾位朋友投入這個雄心勃勃的計劃。
當其他競爭者還在用常見的木質(zhì)板條做機身時,賽登卻認定具有高延展性的細鋼管是更好的選擇。為此他找到一家名為“阿克樂斯和珀洛克”的自行車工廠承擔建造工作,將總長610米的鋼管彎成一個個大小不等的圓環(huán),再交叉著箍成機翼和機身框架。這架被命名為“蜉蝣”的飛機將容納1名駕駛員和5名乘客,兩臺水冷汽油發(fā)動機安裝在前后兩組機翼之間,通過鏈條帶動左右兩具牽引式螺旋槳。控制面由前端的升降舵和每對機翼問的兩個方向舵構(gòu)成,外翼部分還可前后扭轉(zhuǎn)實現(xiàn)橫向控制。
盡管賽登的作品完工時那筆巨獎早已被別人捷足先登,但作為當時體形最大的飛機,“蜉蝣”的面世還是引起了一陣轟動。1910年11月7日,首次試飛在伍爾弗漢普頓航空俱樂部進行。然而還在滑跑時,起落架輪子突然脫落,導致飛機嚴重損壞。不巧又趕上賽登被海軍召回,修理和改進工作只得擱置下來。顯然,一次就要搭載6名乘員的大膽設(shè)想和全鋼管結(jié)構(gòu)的超常設(shè)計都有些脫離實際。大而無用的“蜉蝣”最終難逃未曾上天就被拆解的命運,唯一留下的影響就是讓原本以生產(chǎn)自行車、床架為主的阿克樂斯和珀洛克公司看到了航空業(yè)對金屬構(gòu)件的潛在需求,此后的半個世紀里幾乎所有的英國飛機都用上了他們的產(chǎn)品。