重上藍天——一架戴克三角翼的新生

前一段時間看了火箭少年胡振宇的故事，內心非常震撼，同時也很復雜。為什么震撼？是他內心強大的不折不撓的驅動力，是他對火箭的高度熱忱。同時，期望著他能保持這種驅動力，不斷前進，不要被各種阻力阻擋前進的腳步。那為什么又復雜呢？原因是我在想，為什么不是某個航空航天科班出身的高學歷的家伙，而是一個高考成績只有三四百分、以體育特長生的身份進了大學工商管理專業的人做出了這樣的成就呢？什么樣的人能成就夢想？

戴維·威廉姆斯年輕的時候也懷揣著飛行的夢想，他是怎樣做的呢？他和他的戴克無尾三角翼又經歷了怎樣的曲折呢？一個普通的美國人的飛行夢是怎樣圓的呢？這架飛機的設計者又是什么人呢？為什么他能設計出這樣的飛機呢？希望本文能給大家帶來有益的啟示。

想要飛機，自己動手造

戴維·威廉姆斯希望擁有一架高性能的飛機，但問題是囊中羞澀。于是，在1968年，他決定自己動手制造一架。他相中了戴克無尾三角翼飛機，并解釋說：“戴克三角翼真正吸引我的是，它的機翼可以折疊起來，整架飛機可以用一輛汽車拖走。這種設計特別方便我把飛機放在一個我認為安全的地方。還有就是，它的起落架可以收放?！币?，對于輕型飛機而言，可收放式起落架簡直是有點奢侈。

當時，戴維了解到，戴克三角翼JD2型只有一架在飛，也就是這型飛機的原型機，設計者是約翰·戴克。

雄心勃勃的他立刻訂購了4130鋼（相當于國標的30CrMo牌號的合金結構鋼①）管材，并開始學習氣焊、玻璃鋼成形，以及如何往機體上安裝玻璃鋼外殼等一大堆相應的飛機制造工藝。他說：“飛機起落架的材料是6150彈簧鋼（相當于國標的50CrVA牌號的彈簧鋼②）棒料，在所有工序當中，除了氦氣保護焊和起落架部件的熱處理之外，都是我親自干的?！碑敃r的戴維未曾想到，數十年之后，在重新修復他那架在庫房里停放了超過四分之一世紀的三角翼飛機的時候，還會需要這些技術。

花了兩年半的時間，加上8800美元（包含一臺嶄新的180馬力/132千瓦萊康明發動機），戴維最終于1972年4月份完成了他的戴克三角翼（注冊號N18DW）。從易于駕駛的塞斯納150飛機改飛高性能坐騎的過程算是順利，戴克三角翼飛機優異的起飛、爬升和巡航性能讓初試身手的戴維興奮異常，但是，他隨后便在著陸技術方面上了很重要的一課。

“那是1972年，我的第一次著陸，我在埃爾·帕索機場的塔臺前幾乎完美地向跑道落去，我向前穩桿，結果，前輪一接地，并沒有如我所愿開始在跑道滑行，相反，我的飛機又騰空而起，像海豚一樣跳了起來。我最后一個海豚跳的高度有7～8米那么高，前起落架被巨大的沖擊力給搞壞了——這純屬我的操作失誤，但是當時的我卻并不知曉如何才能避免。”

修復了飛機唯一的損傷——前輪之后，戴維開始了新的飛行履歷，在隨后的幾年當中，年均飛行時數達到了70小時，這使得他對他的三角翼飛機的飛行特性和脾氣秉性達到了了如指掌的程度。后來，這架飛機和他的全家一起從德克薩斯搬到了南加州。

1973年，戴維的無尾三角翼在奧什喀什的EAA年度飛行大會上首次亮相。戴維的妻子和孩子們就坐在后排。他們先飛抵新澤西拜訪了父母，之后，他們直奔奧什卡什，并在那里獲得了該型飛機設計師約翰·戴克頒發的最佳型號獎。戴維回憶說，“那是我們一家四口進行的首次跨區飛行，也是我們一生當中一次真正的歷險?！倍@段特殊的旅程自然有一個值得記憶的開始。當時奧蘭治縣的天氣情況只適于儀表飛行，他解釋說：“我們一直等到大約上午9點鐘，天氣仍然沒有改觀，因此我干脆用汽車拖著飛機走，一直到了加州的河濱市，中午時分，我們在那里起飛?！?/p>

在埃爾帕索過了一夜之后，耽誤行程的就不再是天氣，而是人的原因了。戴維回憶說，第二天的早上，有大約10個人待在機場的滑行道上等著要看他的飛機。事實上，因為有人想要看一看他的飛機而耽誤行程的這種事情，一路上都沒有斷過。

1979年，再次飛往奧什喀什的時候，有一位朋友和戴夫相伴而飛。在飛過洛基山脈去向堪薩斯的薩利納市途中，就在科羅拉多州斯不靈市西南的偏僻地帶上空，飛機發動機上的兩個連桿脫落了。他說：“當時，飛機震得特厲害，我因此確信，發動機完了，飛機得迫降了。”在側風中，戴維駕著飛機向一條碎石路落了下去。“感覺就像是把飛機落在了軸承上一樣難以控制。”他拼盡全力也無法把高速滑行的飛機保持在路面上，一頭扎向了路邊的一處雞舍?！笆鹿试斐傻纳鼈κ莾芍荒鸽u。”戴維說著呵呵笑了。但是，他的戴克三角翼飛機完了。兩個機翼損壞；儀表板前面的東西也都壞了；飛機上的萊康明O-360發動機“在接地前就完了，只用了500小時——我裝它的時候還是一臺嶄新的發動機?！?/p>

戴克三角翼的重生

飛機遭到重大損壞之后，戴維一直沒時間去修復飛機，可是又割舍不下，因此將該飛機存放在機庫里面。這一等就是二十多年，戴維的孩子們已經長大成人，他也退休了，搬到了弗洛里達的吉拉格市。2006年的1月1日，戴維開始修復飛機。他買了臺嶄新的210馬力（154千瓦）的萊康明IO-390-EXP發動機，并配了一副恒速螺旋槳，以使飛機擁有更強大的動力和更好的爬升性能。

他把機體長度縮短了12厘米，又把發動機罩加長了12厘米，以平衡因為換裝更大的發動機和恒速螺旋槳而造成的機頭重量的增加?！斑@樣的話，我基本上沒有改變飛機的氣動布局、重量及飛機的氣動平衡。發動機罩延長了12厘米使得我可以讓螺旋槳略微靠前一些，這對提高飛機性能有益處。”

戴維制造了一個新的發動機罩，以適應上述這些改動。好在IO-390發動機采用電噴供油，所以無需化油器和體積巨大的空氣濾清器，因此發動機罩也不用因為要容納這些東西而突出鼓包來。他把泡沫塊和金屬片裝到具有精確外形的模具上，然后鋪上3到4層的玻璃纖維布和樹脂材料，固化之后就得到了新的發動機罩。

N18DW原本能夠裝180升的燃油，但是為了適應新發動機更大的功率和耗油率，戴維又給飛機增加了34升的燃油容量。他說：“在重新修復的過程當中，還有一些具有挑戰性的工作在里面?！逼渲幸粋€問題就是給電動燃油泵找個合適的位置。發動機防火墻的前后他都試過了，但都不合適。“我找不到一個合適的地方，能讓泵在飛機處于任何迎角狀態下都比油箱的位置還低。”為此，戴克還幾次專程趕往約翰·戴克在弗洛里達的工作室，和飛機的設計師一起探討了他對飛機的改動方案。戴維解釋說：“我希望在燃油系統當中不用抽負壓，就能把油箱中的油全部用完。最后，我們決定把油泵后移到油箱下方的主梁部位。這一改動迫使我第三次重新處理了一遍燃油系統?？偟慕Y果是，發動機增重、燃油系統改動，導致飛機的載員數由4人變成了3人?！?/p>

這一次，戴維能買得起TIG焊機了，因此可以親手焊接、制造飛機的機械式可收放起落架。在不焊接，不干玻璃鋼活的時候，他就給機身、升降副翼（可同時起到副翼和升降舵作用的操縱面，與飛機的駕駛桿機械連接，完成對飛機的俯仰和橫滾操縱）、垂尾、機翼以及方向舵鉚接玻璃鋼蒙皮。鉚釘上面刷上高強度聚酯快干膠，然后覆蓋鋸齒布條，再噴上一層聚酯快干膠，最外面的一層是檸檬黃顏色的膠衣。戴維說：“事實上我對這些東西過敏。在噴這層半透明的黃色裝飾層之前，還要先噴上白色的底漆。”

得益于航電技術的進步，戴維換裝了以戴農D100電子飛行儀表系統和發動機監控系統為中心的玻璃化座艙。不過，他還在飛機上裝著備用的氣壓式飛行儀表。戴維說，“其實我真正使用的是氣壓式儀表。我在電子行業工作多年，很了解這些玩藝，我可不準備把我所有的雞蛋都放在一個籃子里?！?/p>

戴維在20世紀60年代學過使用全向甚高頻信標（VOR）飛行，因此他的N18DW配備了具備VOR、測距、滑翔比指示和定位這些功能的本迪克斯/金公司的KNS80綜合飛行儀表系統?！暗疫€是非常喜歡GPS?！贝骶S說道。他的飛機上還配備了正品飛行公司出品的“飛行獵豹”系統——該系統有一個移動地圖，有完整的數據庫，具備地形顯示功能，還有一個實時天氣情況接收器。戴維的確很喜歡GPS，以至于他現在飛行的時候，還備份了另外一臺勞倫斯出品的飛行GPS接收器。看看這飛機，兩個字——“奢侈”。

最精彩的部分——飛行

在戴維修復飛機的過程當中，盡管不時有子女跑來打攪，但他的工作還是很高效的。經過一年的修復工作，這架戴克三角翼達到了待飛狀態。2007年4月，滑行測試的收尾階段，戴夫正在進行起飛—接地測試，也就是讓飛機離地再落下來。其中的一跳“跳得太高了，飛機脫離了地效范圍，而空速又不夠，因此飛機接地過重，起落架再次損壞?！辈贿^他根本沒把這當回事，很快再次修復。在隨后的8月份，這架重獲新生的飛機進行了首飛。

這架飛機看上去似乎不太容易操控。然而，戴維并不這么認為，他說，戴克三角翼飛機的升力體機身和雙三角機翼的設計賦予了該機穩定的飛行特性，并且能很好地抵御陣風的影響。在此次的改動之前，這架飛機從不失速，最多是半失速?！艾F在，空速112千米/時到120千米/時氣流會發生分離。盡管和以前相比，失速并不明顯，我還是準備在機翼前緣加裝失速條或者在左翼上添加渦流發生器?！?/p>

總的來說，戴維對飛機的表現還是非常滿意的。他說，新裝的恒速槳提高了起飛和爬升性能。滿油條件下，飛機的起飛離地距離是210米。戴維說：“飛機的起飛離地速度是120千米/時，我會持續加速到160千米/時再增大爬升角，脫離地效范圍?！痹谂郎A段，他飛行速度一般為160千米/時，或者190千米/時。在1000米的高度，飛機仍然能以超過305米/分的爬升率持續爬升。

開始，戴維以160千米/時的速度進近下滑?！笆炀氈?，我的進近速度是175千米/時；拉平時的表速基本在145千米/時；接地速度為125千米/時。由于飛機的靜態停放迎角是9.5度，因此，拉平的時候需要讓飛機的迎角略大于這個角度，才能完成兩點著陸。”

在不飛的時候，戴維就把他的寶貝飛機停放在家里。機庫的滑動式玻璃門打開之后有3米寬，足以讓他把飛機推進帶有空調的“豪華機窩”里。

戴維說：“這真是一架非常不錯的飛機，令人興奮，也是我生命當中最棒的經歷?！?駕著這架外形獨特的飛機出行，在機場與人相遇，真是一件非常愜意的事情。戴維從20世紀60年代起，就常常去參加EAA的各類展會，擔任EAA和自制飛機群體的非正式形象大使。對他來說，重要的事情就是把自制飛機的大家庭組織在一起，讓剛加入的新人融入進來。無論是制造，還是修復一架飛機，那都將是一件回報豐碩的事情。

設計師約翰·戴克和戴克三角翼

約翰·戴克，戴克無尾三角翼飛機的設計者，20世紀50年代在海軍服役的時候，他開始對三角翼布局感興趣。強烈的好奇心，促使他曾親自去德國拜會了三角翼之父——艾爾·里匹馳。在萊特-帕特森空軍基地任職文職技師的約翰，是一位自學成才的航空工程師。他于20世紀50年代末開始制造三角翼布局的飛機模型。由于付不起風洞吹風試驗的費用，約翰自己想辦法，設計制作了一個用來測量“空速、升力、阻力等等諸如此類的數據”的架子，然后把這個架子裝到他的汽車上。他說：“我就沿著公路一直往前開，我的妻子詹妮會把所有的數據都記錄下來?！?/p>

在這些接受測試的模型當中，有一款后來就成了具有獨特外形和未來流線特征的JD-1高性能四座飛機。該機于1962年的7月17日進行了首次飛行。而令這架編號N555A的飛機顯得非同尋常的還不僅僅是它的外表。該機把焊接鋼管、布以及玻璃鋼這些材料融合進了一架三角翼飛機上；1名飛行員在前、3位乘客并排在后，座艙寬敞，視野良好；起落架可收放，巡航速度達到了273.5千米/時；機翼可以折疊，因此可以用轎車或者卡車拖掛著在高速公路上以主起落架行進。

1963年，JD-1首次參加了在伊利諾斯州的洛克堡舉行的EAA展會，并被大家評為最新優秀設計。著了迷的人們，包括EAA的創始人保羅·鮑勃茲尼在內，成群結隊地涌向這架新式飛機來一睹尊容。約翰說，從一開始，就決定不圍繞這一型號進行商業開發，也不提供部件，只提供制造圖紙和計劃?！跋胍圃斓娜吮仨氁邢鄳哪芰ΑＲ坏┧麄冇辛酥圃斓哪芰?，就會非常地積極?！彼鄢隽顺^600份圖紙，不過，迄今為止，大概只有十幾架飛上了天空。

1964年，一場火災燒毀了他的原型機。約翰回憶道：“只有大概三分之二的部分留了下來?！彼纸o飛機重新做了一個新機翼、新座艙地板、發動機安裝架和發動機整流罩。于1966年完成的新飛機，型號變成了JD-2。因為機體主結構還完好，所以飛機的注冊號仍為N555A。

看到約翰·戴克非同尋常的設計，你一定覺得他本人肯定也會有些異乎尋常。事實上，他不是。從他談論有關三角翼飛機的內容來看，他也只是一位癡迷航空的設計師，一個曾經擔任過五十多年機體和動力系統的機械師、擁有35年的檢查員身份的嚴肅而又認真的家伙。因此，我們是否可以說，尋常的人設計出了并不尋常的東西。

約翰說：“我曾在海軍當過4年的飛行工程師，然后去了萊特-帕特森空軍基地，我在那里的身份是飛機機械師。我的好多時間都是在空軍博物館的飛機陳列室里面度過的，我發現我可以在技術圖書室看到各種各樣的報告和書籍。

“在海軍服役時，我就在無意當中發現了亞歷山大·里匹馳的三角翼飛機設計，并深深地迷上了這種設計?？哲姴┪镳^里有他設計的一架LP6滑翔機，我用了很多時間研究它。之后，我發現空軍博物館里有NACA的有關三角翼飛機設計的報告，不僅僅是里匹馳的設計概念，還有很多其他三角翼飛機的，包括康維爾公司F-102截擊機的資料。

“我一直有個疑問，為什么三角翼沒有用到通用飛機的設計上。這個問題一直困擾著我。我特別喜歡瑞典薩伯公司研發的“龍”戰斗機，因為這款飛機的雙三角翼設計能夠很好地把機翼和發動機進氣道結合在一起。

“最后，我決定親自制造一架三角翼飛機；這大概是在1959年。我準備使用60度的前緣后掠角和‘龍’式戰斗機的雙三角翼布局。

“我首先做了幾個自由飛模型，利用這些模型的飛行數據來計算出幾個基本的布局方案。然后我把模型固定在汽車上，模擬風洞試驗。我給模型裝上傳感器以便測量相應的升力、迎角和空速。因為汽車速度相對較低，模型尺寸也較小，我只能得到低展弦比布局在低雷諾數情況下的參數，但是我還是得到了很多非常有用的數據。

“我拋棄了傳統的機身設計，采用整體升力體外形的機身，這對整體設計確實起了非常大的幫助作用。

“當年在我制造飛機的時候，我準備使用泡沫和玻璃鋼材料，FAA的人就站在一旁嘲笑我。好多人曾經一次又一次地向我問起，如果我今天再做飛機的話，是否還會使用泡沫材料。我的回答很簡單，中空不會帶來任何重量的增加。泡沫+玻璃鋼結構正好可以帶來這樣的好處——中空結構里面的大量空間。

“我在所有重要的承載部件上都使用了鋼架結構，因為這樣容易進行計算分析。機翼上的載荷由翼梁接頭承載，機翼上的其余部件只需要保持機翼的氣動外形，并把氣動載荷傳遞給翼梁接頭就可以了。

“機翼的蒙皮可以用四層7.5盎司（212.6克）的船用纖維布料或者三層10盎司（283.5克）的纖維布料制成。你可以用聚酯樹脂來做固化劑（基體），但是和環氧樹脂相比，前者會收縮，后者則不會。

“翼肋的間隔是380毫米，我把石墨帶粘合在翼肋之間的蒙皮內側作為加強。

“前輪轉向系統在不同的制造者那里處理方法不盡相同，不過都通過踏板來操縱獨立的舵柄連桿實現轉向，并且都采用傳統的操縱習慣。

“如果讓我今天再設計一次的話，我還是會使用鋼管結構的機身，因為這種結構結實、可靠，并且易于制造。我會給機翼接縫位置裝上一個新的整流包邊，這樣可以把飛機的失速速度足足降低24千米/時，達到差不多97千米/時。我會嘗試用復合材料來制造翼板，不過先要證實這種材料做出來要和現在的結構一樣輕才行。因為盡可能地降低飛機的翼載荷是飛機設計上的重中之重。多余的重量只會有害。當然，如果有人愿意花時間和金錢用石墨之類的東西來制造機身、發動機罩以及機翼蒙皮的話，飛機當然會比現在輕很多。但是，這架飛機的造價也會因此而非常昂貴。現在，你一定會驚訝，制造飛機的基礎材料原來可以這么廉價?！?/p>

在20世紀70年代的時候，曾經有一家知名的航空雜志帶著派玻飛機公司的首席工程師來到奧什喀什，讓他評價一下哪一款飛機適于投入生產。當被問到，從生產的角度來看，他認為哪款飛機最好的時候，他毫不猶豫地說，是戴克三角翼飛機。結構上可能會有一些改動，但是從外形上看，和其他同等性能的飛機相比，這款飛機可以用更快的速度、更低的成本生產出來。

無論是在戴克無尾三角翼飛機誕生的上世紀60年代，還是在半個世紀之后的今天，這款飛機身上的每一處設計都代表了一種獨到的飛機制造思路。即使在今天看來，其設計依然是獨一無二的。

我們得說，約翰·戴克創造了奇跡。事實上，人類能在藍天展翅飛翔，本來就是奇跡，你說呢？