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英伦烈鸟 火烈鸟官方旗舰店

发布时间:2019-02-12 03:59:46 影响了:

  第二次世界大战末期,英国著名飞机设计师杰弗里・德・哈维兰和他创办的飞机公司的声望如日中天。上世纪二三十年代,这家位于赫特福德郡哈特菲尔德的公司曾成功设计、制造了一系列轻型运输机和教练机,其中最后一种便是颇具传奇色彩的DH.82“虎蛾”教练机,它在二战期间为英帝国培养出了大批飞行员。作为一名极具创新精神和富有远见的飞机设计师,德・哈维兰早已预见到体形更大、更先进运输机的市场需求会出现大幅增长。二次大战爆发前夕,DH.91“信天翁”和DH.95“火烈鸟”两种四发运输机相继研制成功,德・哈维兰满怀希望地期待接到航空公司的大宗订单。然而,希特勒对波兰的入侵令德・哈维兰的梦想顿时化为泡影:“火烈鸟”奉航空部之命被取消,公司的工作重心转为全力完成军方的订货。
  二战的到来为德・哈维兰提供了一个充分展现个人才华的难得时机,他在二战期间最著名的作品当属有着“木头奇迹”美称的“蚊”式战斗机。这种木质结构的高性能战斗机是一个不折不扣的“全能选手”,在大战中承担了侦察、夜间空战及战术轰炸等多种任务,曾多次深入敌境并屡建奇功。“蚊”式的成功使德・哈维兰成为英国航空工业界的英雄,因此被英王册封为爵士。
  在整个欧洲仍然硝烟弥漫之际的1943年2月,布拉巴宗委员会的首份报告正式出台。该委员会直属于英国飞机生产部(MAP),由布拉巴宗勋爵领导,主要职责是为将在战后投入使用的民用运输机制定技术规范。这时的英国民用运输机发展完全处于停滞状态。英国第一种喷气飞机――格洛斯特E28/39于1941年5月实现首飞后,德・哈维兰很快意识到喷气发动机的巨大发展潜力。再加上来自MAP的鼓励,他决定研制一种具备飞越大西洋能力的喷气客机。
  1944年5月,布拉巴宗委员会对技术规范做出修改,要求研制一种有效航程约1290公里、巡航速度超过725公里/时的喷气客机。早已预料到喷气发动机应用前景的德・哈维兰,这时已经在着手进行喷气发动机和喷气战斗机的设计工作。DH.100“吸血鬼”战斗机于1943年9月首飞成功,德・哈维兰希望能将其应用在民用客机上。
  初期设计完成后,英国海外航空公司(BOAC)向委员会表示,需要约25架新式运输机,德・哈维兰应在1945年2月完成20/44技术规范的细节设计。新型客机编号DH.106,它在早期设计阶段应用了大角度后掠翼无尾布局。当时人们对后掠翼和高速飞机的气动知识了解甚少,但已经知道后掠翼能推迟压缩效应的产生,从而提高飞机的飞行速度。1945年夏季,德・哈维兰展示了大后掠角无尾客机方案,飞机总重34020公斤,动力为4台公司自行开发的“幽灵”涡喷发动机。
  如此激进的概念设计需要进行大量的飞行测试方可得到实际应用,测试内容不仅限于气动方面,更要测试新飞机在10670~12716米高度的飞行表现。人们对这一高度上气流和强风对高亚音速飞行的飞机产生的影响几乎一无所知。德・哈维兰提出制造两架试验机来验证新方案的气动特性,他的要求获得了批准,被航空部列为E.18/45规范,正式编号DH.108,制造数量2架。
  DH.108按新客机外形以50%的比例缩比制造,用途是测定无尾后掠翼布局的飞行性能、操纵、所有飞行区域内的稳定性和控制能力,以及机翼不同部位的空气压力分布。第一架原型机只被用来机型亚音速研究,评估机翼特性和操纵问题;第二架飞机用于近音速,甚至超音速研究。
  
  早期试飞
  
  1945年夏季,德・哈维兰公司派员参加了对德国梅塞施米特公司设计人员的审讯工作。二战时期,德国在喷气飞机、火箭飞机及后掠翼领域的研究处于领先位置,各战胜国都渴望能尽可能多的获取德国航空研究的信息,以使本国在战后的飞机设计方面处于领先位置。德・哈维兰尤其期待与梅塞施米特总设计师瓦尔德玛・福格特会面,后者曾参与Me163“彗星”无尾后掠翼火箭战斗机的设计和测试工作。利用从这些谈话中获取的大量关于德国在后掠翼研究方面的宝贵信息,德・哈维兰在几个月内就完成了新机翼的设计。但福格特也明确指出。无尾飞机存在严重问题,对震动非常敏感,并会出现不可控俯仰变化,这些问题在高马赫数飞行时尤为突出。德・哈维兰如何看待福格特的观点已无从得知,但在1946年初,DH.106放弃了无尾布局,重新启用带传统尾翼和方向舵的常规布局,该机便是后来大名鼎鼎的“彗星”喷气客机。尽管做出这一决定并获得了梅塞施米特方面的资料,德・哈维兰仍决定完成2架DH.108原型机的设计和制造工作。
  同年,设在范保罗的皇家飞机研究中心(RAE)对多个DH.108的缩比模型进行了风洞测试,结果发现去除尾翼带来的问题多于所能获得的优势。实验结论指出,这种飞机在低速飞行时容易发生“荷兰滚”现象,机翼先是出现下沉现象,接着便会进入危险的失速尾旋。尾翼的缺失使飞机从失速中改出变得十分困难。
  然而,虽然有机会对设计做出修改,德・哈维兰还是决定按原设计制造原型机。为加快制造进度,DH.108使用了“吸血鬼”F.MK1战斗机的机身。1945年秋季,2架来自英国电气公司生产线上的“吸血鬼”机体(TG283和TG306)被送往德・哈维兰公司改装。德-哈维兰在机身中单翼位置上安装一对后掠角达43度的全合金机翼,其翼根处设有发动机进气口。“吸血鬼”的双尾撑构造被取消,换为装在机尾上方的垂直安定面,飞机的俯仰和滚转控制由机翼后缘襟翼外侧的升降舵负责。
  意在进行低速研究的首机TG283装有固定式汉德利・佩奇式前缘襟翼,以增加升力。用于高速研究的第二架原型机没有安装螺旋改出伞,机翼外侧装上了自动前缘缝翼。飞机座舱与“吸血鬼”相差不大,座舱盖向后滑动打开。TG283的动力为1台推力13.35千牛的德・哈维兰“小妖精”2涡喷发动机,TG306则装上了推力增至14.49千牛的“小妖精”3发动机,以获得更高的飞行速度。
  开工近7个月后,TG283于1946年4月28日在哈特菲尔德工厂下线,发动机运转和滑行测试随即展开。由于哈特菲尔德只有简陋的草地机场,TG283在一周后被拆解运往萨福克郡的伍德布里奇空军基地进行首飞。受制动系统在高速滑行出现过热问题的影响,TG283直到5月15日方才准备就绪。飞机这时被军需部命名为“燕子”(Swallow),但这一名称从未被正式接受,德・哈维兰一直称其为DH.108。
  德・哈维兰公司首席试飞员由德・啥维兰爵士之子小杰弗里・德・哈维兰担任,他此前曾成功驾驶“吸血鬼”完成首次试飞。5月15日当天,小杰弗里驾驶TG283进行了历时30分钟的首飞, DH.108由此成为世界首架喷气无尾后掠翼飞机。之后几周的试飞证实了先前风洞测试的结果,制造商随后对设计的修改取得了出乎意料的收获,飞机的低速操纵变得相对容易了起来。首架原型机还曾与“蚊”式战斗机进行过空战模拟测试,以验证飞机的机动性。头几个月的测试彻底打消了设计师将无尾布局用于喷气客机的最后一丝念头,无尾布局降低了襟翼的效率,加上后掠翼的应用,运载能力远远低于常规布局。
  1946年8月23日,第二架原型机TG306在哈特菲尔德首飞成功。试飞项目开始前,它曾干9月13日对外公开展出。TG306的机翼后掠角(45度)大于TG283(43度),还安装了助力飞控系统和用于测定性能的自动记录仪器。
  试飞展开后不久,TG306便表现出了过人的性能,很快就在一次非正式飞行中超越了格洛斯特“流星”所保持的991公里/时的世界绝对速度记录。受此鼓舞,同时出于提高公司声望的考虑,德・哈维兰决定用DH.108向这项记录发起正式冲击。在拆除了所有非必要设备并对机身表面做了抛光处理后,小杰弗里驾机进行了一系列准备测试,利用小角度俯冲不断提高飞机的速度。9月26日,TG306在2743米高度飞出1025公里/时的平飞速度,看起来飞机已经做好了前往英国南部海岸挑战世界纪录的准备。第二天,小杰弗里驾机从哈特菲尔德起飞,打算进行前往唐米尔之前的最后一次练习。这次试飞在泰晤士河河口进行,内容是在水平飞行中全力加速,再高速俯冲。然而,小杰弗里却在这次试飞中一去不返,飞机在高速俯冲中解体,他不幸丧生。
  顺便提一句,杰弗里・德・哈维兰爵士虽然在航空技术领域做出了令世人瞩目的成就,但他的家庭却为之付出了惨痛的代价。在小杰弗里遇难的前一年,德・哈维兰的长子约翰也在为公司试飞“蚊”式战斗机时遭遇不幸。在不到两年的时间里接连失去两个儿子,对任何家庭而言都是难以承受的打击。小杰弗里死后,深受打击的德・哈维兰在两周内没有前去工厂办公,他的夫人更是因悲痛过度,三年后就告别人世。纵观百年航空史,任何曾在航空技术发展中有所作为的国家都不缺少富有献身精神的勇士。
  痛失爱子后,杰弗里仍继续对DH.108给予全力支持,各方经过协商后决定再制造一架原型机。提议于同年1月获得批准,设计人员对飞机的细节做了一系列改进。由于“吸血鬼”F.MKI已经停产,新的DH.108使用了“吸血鬼”FB.MK5的机体,发动机换为推力16.69千牛的“小妖精”4涡喷发动机,推力的增加使方向舵的操作变得更为容易。新的流线形座舱罩和更为尖削的机鼻得到认可前,先在两架“吸血鬼”上接受了实验,机翼在生产过程中得到加强。1947年年初,编号VW120的“吸血鬼”机身从普雷斯顿的工厂运往哈特菲尔德接受改造。
  VW120于1947年7月21日出厂,发动机检查和滑行测试随即展开。3天后,德・哈维兰公司新任首席试飞员约翰・坎宁安驾驶VW120完成首飞。初期测试完成后,VW120于同年9月在雷德赖特公开展出。此后,第一架原型机也加入试飞行列,与VW120一道进行后掠翼研究项目。
  在接下来的6个月里,VW120在试飞中积累了大量关于后掠翼飞机高速飞行的技术数据。到1948年4月,这一阶段的测试基本完成,VW120准备挑战100公里闭合航线速度世界记录,当时该记录是909公里/时,由休泼马林公司的“攻击者”战斗机创造。在军需部和德・哈维兰公司的共同支持下,这次飞行确定在哈特福德附近沿一个近乎六角形的航线进行。
  完成一系列速度不断提高的检查飞行后,VW120于1948年4月12日准备就绪,飞行定在当天傍晚进行。这时天空中的热气基本消散,气流更为稳定。当天中午时分,飞行员约翰・德里驾驶VW120升空完成了最后一次检查飞行,但升空后不久飞机就发生了燃油泄漏故障,导致座舱罩上沾满了油污,德里被迫在哈特福德紧急降落。地勤人员立即全力投入抢修,至18时约翰・坎宁安驾驶一架“吸血鬼”升空检查气流状况时,VW120已经准备停当。德里在18时20分左右驾驶VW120腾空而起,爬升至457米高度后借助小角度俯冲加速至998公里/时,然后在91米高度冲过起点。当德里飞过第二个标志物时,飞机的速度提升到1014公里/时。在剩下的飞行中,飞机高度保持在91.44~152.4米之问,最后呼啸着冲过布鲁克曼公园内代表终点的BBC无线电发射塔,结束了这次飞行。
  在哈特福德着陆后,德里很快得知:他将原纪录提高了64公里/时,最终获得确认的新纪录为974.0259公里/时。
  
  突破音障
  
  创纪录飞行的成功使DH.108的名誉得到完全恢复,德里则继续尝试将飞机的性能推至极限。为使飞机的速度达到音速,德里将爬升至12129~13716米高度,再全力俯冲。1948年9月初;德里的速度达到马赫0.9,很快又提高到马赫0.95――超音速飞行的荣耀就在眼前。9月6日上午,德里在哈特菲尔德起飞,准备进一步拓展飞机的性能包线。在布拉克内尔弗罗斯特上空13716米高度,德里将飞行速度提升至马赫0.88,接着进入30度俯冲。当空速提高到马赫0.95时,德里把飞机推力加到最大,但随之而来的巨大阻力阻止了飞机速度的继续提升。
  德里向前推动操纵杆,试图加大俯冲角度,但飞机的回应却是机头猛然下沉,然后又回到30度俯冲角。第二次尝试时,德里用更大的力气也更小心的推动操纵杆,但飞机这次的表现依然照旧。德里再次尝试,但已对飞机不抱太大希望,这次的俯冲角却突然加大,超过了90度,随后马赫数很快便超过0.97。德里后拉操纵杆,把飞机的俯冲角收小到75度,但这时杆力的增加令飞行员无法承受。机头再次下沉,进入垂直俯冲,接着就突破了音障,加速到马赫1.05――地面上的人群首次听到了超音速飞行产生的音爆声。DH.108由此成为英国第一种、世界第三种实现超音速飞行的飞机,前两种是美国的贝尔X-1火箭飞机和道格拉斯D-558-1喷气试验机。
  在失控俯冲中,德里关闭了节流阀,设法重新控制飞机,但他用尽全力拉动操纵杆也无法让飞机从俯冲中改出。最后,德里启动了只有在着陆阶段才使用的机翼后缘配平片。这一招立刻发挥了效力,飞机在7010米高度、马赫数0.94时从俯冲中改出。降落后,德里颇为失望地得知飞机上自动观察仪的胶片在俯冲前已经耗尽。两天后,德里在范保罗驾驶VW120在公众面前表演了特技飞行。
  德里于1949年3月1日再次驾驶VW120完成了一次超音速飞行。与上次一样,这次当飞机速度接近马赫0.98时,飞机的俯冲角再次加大。但不同的是,这次放下配平片后, DH.108没有立即从俯冲中改出,而是向左侧滚转,进入垂直俯冲状态,俯仰滚转控制完全失灵。令人吃惊的是,滚转这时突然停了下来,机头继续下沉,最后飞机以机腹向上的姿势进入45度角俯冲。然后自动缓慢滚转180度,恢复为正常状态中的俯冲。飞行员在8534米高度、马赫0.94的状况下恢复对飞机的控制,德里随后从俯冲中改出。
  在德・哈维兰公司完成测试后,首架原型机TG283于1948年10月被设在范保罗的皇家飞机研究中心(RAE)接收,用来对后掠翼和无尾布局做进一步研究。在进行低速着陆测试时,飞机采用了行程更长的起落架(来自“吸血鬼”),以避免在大攻角着陆时出现机尾触地事故。TG283最后取得了95节(176公里/时)的最小触地速度。不过由于该机的三轴稳定性都不尽人意,失速特性尤其危险,因而并不受RAE的欢迎。1949年7月,在德・哈维兰公司进行的高速测试结束后,VW120也被移交给RAE。VW120在RAE又重复了在德・哈维兰公司的遭遇,前者发现它在跨音速飞行时会进入不可控状态。飞行速度此后被限制在马赫0.94,以免进入危险区域。
  尽管采取了安全措施,RAE使用DH.108仍是一段令人很不愉快的经历。1950年2月15日,VW120在布莱利奇的比克希尔坠毁,RAE飞行小队指挥官马勒-罗兰丧生。当时飞机在爬升至8230米高度时突然进入大角度俯冲,速度急剧增加,直到最后在3028米高度解体。事后的调查没能找出事故的确切原因,但认为最有可能是因为飞行员的氧气系统失效,导致飞行员无法控制飞机。这次事故过后,TG283成为仅存的一架DH.108。
  RAE关于DH.108失速及螺旋性能不佳的结论不久后便以一种悲惨的方式得到证实
  1950年5月1日,TG283在哈特利温特尼附近进行失速测试时坠毁,接替马勒-罗兰小队指挥官之职的金德斯身亡。事故发生在金德斯在4572米高度放下襟翼让飞机进入失速状态时,结果飞机进入了他无法改出的反向螺旋。大约在2590米高度上,他启动了装在翼尖的抗螺旋伞,但只有左侧的伞在2134米高度正常打开,没能发挥作用。金德斯在1524米高度抛掉座舱罩,下降至610米高度时飞机曾一度从螺旋中改出,但马上又进入正向螺旋,这次飞机再也没能改出。金德斯试图逃离失控的飞机,但因降落伞没能及时打开而不幸罹难。
  这次事故也为整个DH.108项目划上了令人感伤的句号,全部3架原型机均毁于事故,夺去了英国3名优秀试飞员的生命。DH.108之后,德・啥维兰公司再也没有涉足后掠翼无尾飞机的研制,但在该机试飞中所获得的后掠翼飞机的宝贵知识后来在DH.110“海雌狐”舰载战斗机上得到了成功的应用。DH.108所创造的飞行记录和超音速飞行为德・哈维兰和英国航空工业带来了新的荣誉,至于为取得这些成就所付出的代价受否值得,还是留给史学家们继续争论吧。
  
  (编辑/一翔)

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