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                    《航空知識》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    《航空知識》以普及航空航天知識、宣傳航空航天事業為己任,詳盡報道航空航天最新發展、技術與產品研發動態。一直秉承科學嚴謹、客觀求實、注重知識、普及科技的辦刊理念,對航空航天歷史、前沿科技、原理知識、最新動態進行詳盡的說明和報道,贏得了廣大讀者的喜愛。

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                    雙翼颶風

                    2013-01-30 23:48:43

                    司古

                    二戰爆發前夜,在英國曼徹斯特有一家叫希爾森的木器公司也加入了航空制造業。作為一個航空業界的小字輩,希爾森公司最初的業務是制造HM.14“飛行跳蚤”(Flying Flea)超輕型飛機,該機倒是很有特色,193510月在曼徹斯特巴爾頓(Barton)機場進行了試飛。不幸的是,隨著一系列飛行事故的發生,英國頒布法令,限制“飛行跳蚤”飛行,該項目也就此完結。

                    “飛行跳蚤”的意外死亡并未阻止希爾森公司的發展,憑借較為完備的生產設施,希爾森公司很快地在該領域發展起來。開始是許可制造捷克布拉加E.114單翼機,這種被稱作希爾森布拉加的飛機1936年起投產,很受英國民間航空警衛隊的歡迎。希爾森布拉加總計生產了28架。這在上世紀30年代經濟艱澀的困難時期,一家英國小公司能有這樣的業績,實屬不易。

                    1939年戰爭爆發時,希爾森已經是一家業務擴展迅速的航空制造分包商,附近的阿弗羅公司把大量分包業務轉給希爾森,希爾斯還拿了不少阿弗羅“安森”零部件的分包合同。希爾森公司原本就是一家大型木器工廠,此時也承擔了大量的木制螺旋槳制造業務。

                    希爾斯公司并不甘心只作一個分包商的小角色,公司主管喬恩(W.R. Chown)急切地希望打開新局面。此時,布萊克本公司正在研究的“可拋棄附加翼”概念引起了他的關注,這種新概念按今天標準應該稱作輔助增升裝置,喬恩認為該技術具有軍事應用潛力。

                    1940年時,超馬林“噴火”和霍克“颶風”已經成為英國戰斗機中的兩大杰作。相比起那些慢吞吞的雙翼機,這兩種飛機最主要的優勢在于速度、航程和機動性,但他們的短距起降能力卻不如雙翼機。而不列顛空戰初期的英軍機場常常遭德軍轟炸機群光顧,跑道受損并不罕見。如果戰斗機能夠縮短起飛滑跑距離,那么戰時就不需要太大的野戰機場,即便部分跑道受損,飛機也可以利用剩余的較短跑道起飛,這無疑降低了野戰機場的脆弱性。今天我們知道,這個愿望最后是在1961年被H.S.“鷂”身上實現的,而在1940年前后,要做到這一點,就必須有某些特殊的裝置,在提升起飛性能的同時,又不能太影響新型戰斗機的作戰性能。

                    不論是1940年還是今天,戰斗機都必須帶著最終會被消耗掉的重量起飛,他們得攜帶大量的燃油以滿足發動機的胃口,作戰武器也不能少帶。等到作戰歸來,燃油和彈藥不是消耗殆盡也是所剩不多。這樣一來,起飛時飛機重量較大,翼載也大,而回來時則變得很輕,翼載很小。要想縮短起飛距離,有兩條路可以走,其一是加大滑跑速度,這要求提升發動機功率;其二是設法降低翼載。第一種方式顯然困難,而第二種方式的確考譜。如何降低翼載呢?布萊克本的設想是通過安裝可拋棄附加翼構成雙翼構型,增加機翼面積,起飛過程中使用,完成短距起飛,升空后拋掉,恢復機動性和高速性能,并對此進行了初步試驗。

                    根據布萊克本的初步試驗結果,喬恩提出開發一種結構簡單,適于大量生產的可拋棄附加翼,裝備現役戰斗機。希爾斯公司總設計師諾曼·賽克斯(Norman Sykes)也拿出了基本方案。但英國航空部對這一概念搖擺不定,不同意制造全尺寸原型機,但同意制造縮比飛行測試樣機,成功后再考慮對生產型戰斗機進行改裝試驗。

                    布萊克本公司委托希爾森制作縮比測試飛機,希爾森為此建造了一架專門的試驗機,該機在航空史上稱作Bi-Mono,即雙翼-單翼機之意,該機機身為焊接管架結構,外覆層板。為了滿足適航要求,附加翼也是全木結構,外覆層板。最初希爾森公司不打算在附加翼和主翼之間安裝翼間撐桿,因為這可能會讓分離過程變得復雜。理想情況下,附加翼的唯一安裝點應該位于飛行員座艙頂部。但經過研究,單一安裝點需要采用堅固的連接裝置,重量增加很多,遠比翼尖撐桿方案更大。最后決定還是采用翼間撐桿設計,分離時撐桿也隨附加翼一起拋棄。分離機構為純機械方式,沒有使用復雜的電動或氣動方式,以降低故障風險。

                    在制造測試樣機的同時,希爾森公司先安排縮比模型在漢普郡范堡羅RAE進行了風洞吹風試驗,測試結果非常成功,附加上翼的分離非常順利,不會對尾翼造成損傷。研究人員對各種飛行速度下的拋翼情況進行了研究,發現各速度下拋掉附加翼基本不會帶來危險。

                    1941年初雙翼Bi-Mono開始飛行測試,按計劃拋翼試驗將陸上進行。但考慮到掉落的機翼能對地面人員和建筑構成威脅,因此決定改在愛爾蘭海上進行。1941716日,Bi-Mono由一架洛克希德“哈德遜”伴飛,進行了首次拋翼試驗,試驗進行得很成功,但由于試驗機較小,拋掉附加翼的瞬間,由于升力驟然減小,飛機反應非常劇烈,立時下落了近200英尺。

                    英國飛機&武器試驗局(A&AEE)也對Bi-Mono進行了測試,當時英國軍方對短距起飛試驗的興趣已經有所衰退,Bi-Mono在他們眼里已經開始退色,但英國軍方還是決定利用“颶風”進行可拋棄附加翼改裝試驗,以檢驗該方案對于皇家空軍的作戰實用性。1942413日,皇家飛機研究局(RAE)將一架原加拿大“颶風”I(系列號321,原序列號L1884)交給希爾斯進行改裝試驗,后者為該機編號FH.40。改裝內容包括制造附加翼,其翼型與“颶風”原有機翼相同,但取消了副翼和其他翼內機構。包括釋放機構和翼間支柱在內,整個附加翼的重量為693磅(314千克)。

                    附加翼采用N形翼間支柱外加斜撐桿的方式安裝在FH.40“颶風”上,采用電動拋棄機構,配置一套機械拋棄機構作為備份。為了改善雙翼構型下的操縱性,“颶風”主翼上的副翼面積被加大了10%。后續進行的附加翼拋棄試驗表明,該方案具有一定的可行性,但由于19442月的試驗中出了飛行事故,FH.40此后一直處于修理狀態。雖然可拋棄附加翼概念得到了證實,但實用性不足。而此時隨著戰斗機發動機動力的不斷提高,尤其是不列顛空戰后空中優勢的天平逐漸向皇家空軍傾斜,皇家空軍對短距起飛技術的興趣大大減弱。附加翼項目也就徹底成了雞肋。

                    除了作戰形勢的變化,附加翼成本太高也是軍方嫌棄該項目的原因之一,雖然希爾森公司提出可用降落傘回收附加翼并重復使用,但這一方案技術實現難度太大,在野外使用過于復雜。

                    雖然沒能投入使用,但希爾森公司的工作的確值得稱道。如果說希爾森的研發有什么缺點的化,那就是他們追求短距起飛技術的想法,恰逢一個發動機功率突飛猛進的時代。

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                    01參考題圖  希爾森公司利用“颶風”改裝的可拋棄附加翼實驗機,稱作FH.140“颶風”。

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                    02  希爾森公司最初的產品“飛行跳蚤”

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                    03  未安裝附加翼的Bi-Mono試驗機

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                    04-01/02  安裝了附加翼接受飛行測試的Bi-Mono

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                    05  飛行試驗中的“雙翼版”FH.40“颶風”

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                    06  停放在地面的FH.40“颶風”,請注意高高的翼間撐桿。








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