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吸血鬼:最早在航母上起降的喷气式战斗机

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小火箭出品

原文标题:吸血鬼:最早在航母上起降的喷气式战斗机

本文作者:邢强博士

谨以此文纪念飞机设计大师德哈维兰的儿子,德哈维兰公司的首席试飞员小德哈维兰逝世70周年。

如今,航母上的舰载机大多采用喷气式发动机,这使得人们已经对这种技术习以为常。而实际上,以活塞式发动机为动力的固定翼飞机在很长一段时间内是在舰载机中占统治地位的。第二次世界大战期间,大量的由航母参加的海空战役(尤其是在太平洋战场上)让活塞式发动机飞机将航空母舰的地位推向了巅峰。然而,在二战后期,一些先觉者意识到了战斗机飞行速度的重要性,喷气式战斗机便应运而生。

那么,喷气式飞机是在什么时候拥有了在航母上进行起降能力的呢?最早的能在航母上起降的喷气式战斗机长什么样子呢?这款战斗机随后又有哪些经历呢?

1926年,惠特尔在林肯郡的英国皇家空军克伦威尔学院参加飞行员培训。他提交了一篇题为《 飞机设计的未来发展》(Future Developments in Aircraft Design)的毕业论文。文中提到了飞机在高海拔以超过500英里/小时(约 804.67千米/小时。谢天谢地,后来英国人自己改用公制单位了,只有美国人还在坚持用英制)的速度飞行的可能性。

最终,惠特尔发明了喷气式发动机(或者,严格说来,是英国的惠特尔与德国的汉斯·冯·奥海恩几乎同时、各自独立地发明了喷气式发动机)。

从祖父手里拿到1000英镑创业基金的德哈维兰开创了一个属于他的飞机帝国。二战期间最受欢迎的战术轰炸机——蚊式、最早的喷气式客机——彗星还有三叉戟客机都出自德哈维兰之手。而他本人对喷气式飞机以及速度本身的追求,更是在航空技术发展史上留下了浓墨重彩的一笔。

DH.100中的DH就是德哈维兰本人姓名的缩写。按照规律,敢于在自己的作品中署真名的,往往都是会创造经典的大师。

这是英国在二战期间拥有的第二款喷气式战斗机。不过,可惜的是,该机出现得有些晚。还没轮到她在二战战场上发挥作用,战争就结束了。

这是德哈维兰的儿子,小德哈维兰。他是一名优秀的飞行员,此时他正担任德哈维兰公司的特级试飞员。他身后应该是德哈维兰公司值得骄傲的产品:蚊式轰炸机。( 让自己的儿子作为自己设计的飞行器的试飞员,德哈维兰是一位有情怀的设计师。)

驾驶吸血鬼战斗机首飞成功后,试飞员小德哈维兰成功降落

上图为英国第一款喷气式战斗机 格罗斯特流星(左)与英国第二款喷气式战斗机 哈维兰吸血鬼(右)并肩飞行的珍贵照片。可以看到,吸血鬼的最大外形特征就是她的“双尾撑”设计了。

德哈维兰为什么要把喷气式飞机设计成这个样子呢?这个问题的答案,得去那个时代的喷气式发动机中去寻找。

这是一台陈列在英国科斯福德皇家空军博物馆的哥布林发动机(或者直接翻译为 地精)。德哈维兰公司当时能够拿到的最好的发动机就是这样子。

而且,当时没有加力燃烧的实际应用,因此,发动机后燃室的概念无从谈起,实际上当时的工程师对于如何设计喷气式发动机的喷管尚无成熟标准可以依靠。人们还没有能够熟练地掌握这种火的力量。那么,如何将短粗敦实的航空发动机安置到飞机上,就成为了考验飞机总体设计师的一个重要题目。

短舱本身占据了机翼的大量空间,飞机会因此损失不少升力。而机身和两个短舱构成的3个“啤酒桶”结构给飞行带来了很大的阻力(摩擦阻力和干扰阻力等)。

于是,德哈维兰想到:如果把发动机塞到机身里面,不就可以大幅减少阻力,并且能够让机翼变得非常干净,能够产生更多升力了么?

但是,如果把发动机安装在机身里面的话,喷气发动机喷出的气体该怎样引导呢?如果依然采取传统的机身结构的话,势必要引入一条长长的导管来把喷气导到机身尾部。但是,这样会大幅降低发动机的效率。

德哈维兰最终给出了一个充满创意的解决方案:机身长度大幅截短,不用任何导管,发动机的喷气直接排出机身。而尾翼则通过机翼后部伸出的两根尾梁来支撑。这样,便构成了吸血鬼战斗机的经典总体布局。

当然,任何一个经典的飞行器设计方案都不会是一蹴而就的。在 1943年9月20日小德哈维兰让吸血鬼战斗机首飞成功当日,小德哈维兰驾驶该机飞行了 30分钟,并在低速和高速(最快飞行速度为 644千米/小时)状态对飞机的稳定性和操纵性进行了详细评估。

小德哈维兰发现:DH.100原型机的副翼过于敏感飞机的俯仰配平需要机身维持一个较小的向左滚转的角度才能实现飞机的偏航稳定性较差,原本要做较高速度的平直航线飞行,而实际上的飞行轨迹在水平平面的投影则是蛇形的

德哈维兰对DH.100进行了改进,并进行了大量风洞试验和飞行试验,最终发现,是水平尾翼的位置和方向舵面积的问题。另外,垂直尾翼也有进一步优化的余地。在进行了改进之后,DH.100解决了飞行稳定性的问题。上上图是DH.100的原型机上图是她改进之后的样子。尤其要注意飞机垂直尾翼和水平尾翼的变化,是不是觉得漂亮多了?

这或许就应了达索说的那句,如果一架飞行的性能不错的话,那么她一定非常漂亮。

小火箭在这里多说两句。有关达索的这句话,传闻比较多,有些人或许会怀疑达索是否真的说过这样的话。小火箭找到了这句话的法语原文,算是在此印证一下达索本人的确说过:

Chaque fois qu'un avion est beau, il vole bien.

公元1945年12月3日埃里克·布朗驾驶海吸血鬼(吸血鬼的舰载改型)在皇家海军R68 HMS Ocean航空母舰上实现了着舰和起飞。这使得吸血鬼战斗机成为了世界上首款能够在航母上起降的喷气式战斗机。(之前有过成功的混合动力的飞行器起降试验,不是严格意义的喷气式战斗机。)

安提坦号航空母舰(USS CV-36)是一艘隶属于美国海军的航空母舰,为埃塞克斯级航空母舰的18号舰。该舰当时的舰载机全部为螺旋桨式的。小火箭考证了一下,安提坦号航母设计时的标配是F6FSB2CTBF,都是螺旋桨飞机。英国皇家海军在当年用喷气式飞机着实在美国海军面前得瑟了一把。

噢,另外要提一句的是,USS CV-36 安提坦号航母是美国第一艘加装斜角飞行甲板的航空母舰

吸血鬼的机身非常短,因此其前起落架的位置要尽量靠前,才能够让飞机在地面滑跑的时候有足够的航向稳定性。前起落架的支柱在鼻子尖上,真的是做到了尽量靠前。

吸血鬼战斗机的主起落架

这个角度能够看得更清楚一些。

能够从这张照片中看到吸血鬼战斗机的主起落架收到哪里去了么?仔细看的话,能够发现主起落架的根部在尾撑的根部,主起落架盖板在橙色的“07”标识那里。

另外,注意吸血鬼战斗机机头下方的4挺20毫米机炮。

(Hispano-Suiza HS.404)

HS.404是一款比较成功的机炮。她还能够用在地面车辆或者地面防空炮台上。图为以色列的HS.404防空武器站。

德哈维兰吸血鬼战斗机获得了早期喷气式战斗机时代罕有的成功她一共生产了3268架。在英国、澳大利亚、芬兰、瑞典、挪威、加拿大、伊拉克、埃及、智利、印度、法国、意大利等国的空军都能看到吸血鬼战斗机服役过的身影。

澳大利亚的吸血鬼

DH:德哈维兰公司。GOBLIN:哥布林发动机。

这发动机狂野起来也是蛮震撼的。

双尾撑设计让喷气式发动机隐藏在机身内,机翼非常干净。

注意吸血鬼战斗机进气道唇口的设计细节。

一架吸血鬼与一架L-39信天翁一同飞翔。

比较罕有的吸血鬼战斗机飞行中的正面照。

机翼后方4块画叉号的板子。叉号表示这个地方不能踩。这些板子的下半部分开裂后,会在着陆滑跑的时候向下翻折,成为飞机的减速板。作为喷气式飞机来说,着陆后的减速是个严肃的问题。

吸血鬼在地面滑行时的正面照。注意机翼下方4块巨大的减速板

这是双座型的吸血鬼,可以看到减速板打开情况的细节。

这两架是瑞士空军的吸血鬼战斗机。

从这里,我们能够看到瑞士人对吸血鬼战斗机的喜爱。这是一个名叫菲林斯多夫的小镇,位于瑞士北部。小镇中只有4429人。然而,他们有一架放置在楼顶的,帅帅的吸血鬼战斗机。

有一些吸血鬼战斗机至今仍然能够飞行。

日本当年声称也要采购吸血鬼战斗机。不过,他们最终 只是引进了1架用于飞行性能测试和机体设计研究,并未像其他国家那样大量采用。日本仅有的1架吸血鬼战斗机如今存放在横滨空军基地。

掀开吸血鬼战斗机的机头整流罩,嗯,是没有雷达的。

那这里面是什么?小火箭来细说一下:最靠近机头的长得像摄像机的是照相枪,能够与机头下方的4门机炮联动。从这个憨憨的长方体的体量上来判断,应该是G45型。后面靠上地方,是VHF系统(具体型号应该是STR 9x)。最后面是一排氧气瓶。(从第51号机开始,德哈维兰战斗机采用了增压座舱,这是该机在后来在1948年3月23日13045米打破固定翼飞行器飞行升限世界纪录的关键。)

吸血鬼战斗机的机内油箱容积为1482升,并且可以外挂2个910升的副油箱。

注意吸血鬼战斗机的方向舵设计细节。这个形状是经过大量风洞试验和飞行测试后,进行多番优化的结果。另外,注意左侧垂直前缘伸出来的小棍,那是吸血鬼的空速管。嗯,吸血鬼的空速管在尾巴上,德哈维兰的设计蛮有趣吧。

历经岁月沧桑的一架吸血鬼战斗机

吸血鬼战斗机多次登上过杂志封面。这架吸血鬼正在发射火箭弹。

嗯,得说得再详细一些才符合小火箭的风格吧

那好吧。这4枚火箭弹是RP-3型火箭弹

虽然火箭弹的命中主要靠人品,但是,这里的RP不是“人品”的缩写,而是Rocket Projectile的缩写,也就是火箭抛射物。这里的-3不是用来表示型号型别的1、2、3的3,而是指该火箭弹的直径为3英尺。(就是咱们常说的76毫米火箭弹。)

当然,小火箭认为,RP-3型火箭弹的 正确使用方式应该是 像上图这样的。在我写到火箭弹的时候,会详细说明。

吸血鬼战斗机,将德哈维兰家族的荣耀推上了巅峰。德哈维兰对人类航空技术的杰出贡献得到了广泛承认。在1944年,吸血鬼战斗机首飞成功后不久,德哈维兰被英国皇室授勋为爵士。以后得称他为德哈维兰爵士了。

小德哈维兰,作为德哈维兰家族里面,开飞机开得最好的小伙子,亲自把父亲设计的飞机飞上天空,并创造了吸血鬼战斗机的多个纪录。1946年9月27日,小德哈维兰在驾驶弗罗斯特设计的DH.108无尾喷气式飞机冲击飞行速度纪录的时候,飞机在Ma=0.9的时刻突然解体,小德哈维兰遇难。

不过,德哈维兰家族的吸血鬼战斗机(德哈维兰设计,小德哈维兰试飞)已经成为了一款经典战斗机。

在那个年代,人们对吸血鬼战斗机的评价很高,并且德哈维兰爵士对该机也非常热爱,他认真回复着几乎是每一位对吸血鬼战斗机做出好评的人。

小火箭的好友 Kelly向我提供了上面这封信。这是德哈维兰爵士在1945年9月28日给一位名叫哈珀的人写的信:亲爱的哈珀先生,非常感谢您对在海德公园上空进行飞行表演的吸血鬼战斗机所发表的溢美之词

她共生产了3268架,并且以首款能够在航母上起降的喷气式战斗机的荣耀永载世界航空史。

感谢大家对小火箭的支持!

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