別人的探索

王　凱　侯　戈

通過研究三角翼布局，飛機(jī)設(shè)計(jì)者們提出了一個(gè)大膽的想法：整架飛機(jī)如果就是一個(gè)碩大的機(jī)翼，取消機(jī)身和所有其他部件，這樣是否也能行呢?由于沒有尾翼和機(jī)身(因產(chǎn)生的阻力較大)，這樣的飛機(jī)比通常的飛機(jī)飛行時(shí)產(chǎn)生的阻力小得多，具備更大的載重能力和更遠(yuǎn)的航程。這種被稱作飛翼的設(shè)計(jì)概念一直是一些飛機(jī)設(shè)計(jì)師的夢(mèng)想——雖然這樣的設(shè)計(jì)在技術(shù)上存在很多困難，其中最大的問題之一就是這種布局的飛機(jī)飛行穩(wěn)定性較差，難以保持水平飛行。

除了美國以外，其他許多國家也進(jìn)行過飛翼飛行器的研究，德國的雷馬爾·霍頓和沃爾特·霍頓兩兄弟以及蘇聯(lián)的波里斯·伊萬諾維奇·切拉諾夫斯基便是飛翼探索者中的佼佼者。

切拉諾夫斯基的飛翼

在蘇聯(lián)設(shè)計(jì)師中，有一個(gè)人叫波里斯·伊萬諾維奇·切拉諾夫斯基。他特立獨(dú)行，終其一生設(shè)計(jì)試驗(yàn)了約30種無尾飛行器，其中相當(dāng)大的一部分是飛翼。由此，切拉諾夫斯基成了名聞遐邇的飛翼設(shè)計(jì)師，并在蘇聯(lián)早期航空史上留下了自己的名字。值得一提的是，在當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的體制下，切拉諾夫斯基沒有加入任何一個(gè)設(shè)計(jì)局，也沒能夠擁有屬于自己的設(shè)計(jì)局，而僅僅是一個(gè)獨(dú)立的研究者。

1924年，切拉諾夫斯基測試了他設(shè)計(jì)的第一種滑翔機(jī)BICh-1及其改進(jìn)型BICh-2，這是一種采用拋物線型機(jī)翼的飛翼。經(jīng)過第一次試飛證明，無尾飛機(jī)可以進(jìn)行實(shí)際飛行。設(shè)計(jì)師在初步成績的鼓舞下，在BICh-2滑翔機(jī)上裝了一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，稱之為BICh-3動(dòng)力滑翔機(jī)。在1926年，BICh-3還成功地進(jìn)行了飛行。BICh-3飛翼是一種簡單的飛行器，主體結(jié)構(gòu)由木材制成，翼肋前緣彎曲覆蓋著一層薄薄的蒙皮，除了突起的座艙和起落架整流罩之外，其他部位都是蒙布結(jié)構(gòu)。BICh-2是沒有垂尾的，偏航控制靠偏轉(zhuǎn)副翼來實(shí)現(xiàn)。由于BICh一3增加了一個(gè)稍微突起的機(jī)體，在尾部增加了一個(gè)帶方向舵的尾鰭，主要的操控由后緣的升降舵、副翼和方向舵完成。發(fā)動(dòng)機(jī)是一臺(tái)13千瓦的布萊克班納·湯提特小型汽油機(jī)，在飛機(jī)的尾部和翼尖下安裝有協(xié)助起降的滑橇。BICh-3得到的評(píng)價(jià)是“不夠穩(wěn)定，但可以控制”，這成為了進(jìn)一步研制其他試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)。

切拉諾夫斯基隨后又設(shè)計(jì)了BICh-5轟炸機(jī)，動(dòng)力裝置為兩臺(tái)BMW VI發(fā)動(dòng)機(jī)，但沒有投入試制。1929年，他又試飛了發(fā)動(dòng)機(jī)功率更大的雙座BICh-7飛翼，尺寸幾乎是BICh-3的1.5倍。不幸的是，他將在翼尖處安裝垂直安定面的嘗試沒有成功，導(dǎo)致飛機(jī)幾乎無法控制。隨后，切拉諾夫斯基將垂尾改回中央處的單垂尾，與座艙后方整流罩融合成尾鰭，新的BICh-7A獲得了較好的穩(wěn)定性，達(dá)到了可以接受的程度。但由于設(shè)計(jì)者忙于BICh-11及其他項(xiàng)目的原因，這架試驗(yàn)機(jī)直到1932年才進(jìn)行試飛。BICh-7A仍然是拋物線型機(jī)翼，主體為木，布結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)是一臺(tái)布里斯托爾·路西法汽油機(jī)，功率為73千瓦。進(jìn)一步的改進(jìn)還包括用一對(duì)常規(guī)起落架代替了中央固定起落架和輔助滑橇。在接下來的日子里，該機(jī)也經(jīng)常出現(xiàn)在許多航展上。

由于拋物線型機(jī)翼前緣曲線復(fù)雜，制造困難，切拉諾夫斯基在隨后的BICh-8滑翔機(jī)設(shè)計(jì)中放棄了拋物線型機(jī)翼，而改用梯形機(jī)翼。方向舵仍然采用了BICh-7的翼尖布置方式，這次嘗試取得了成功。在1929年的測試中，BICh-8的飛行性能令人滿意，新型的BICh-11也沿用了翼尖方向舵的設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)于1931年的BICh-11飛翼原本也是滑翔機(jī)，仍然采用了木，布結(jié)構(gòu)。1932年，該機(jī)裝上了一臺(tái)小型布里斯托爾活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，功率為26千瓦。隨后，該機(jī)被選為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)的試驗(yàn)機(jī)，又換裝了一臺(tái)由燦德爾主持設(shè)計(jì)的GIRDOR-2小型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，使用汽油和液氧為燃料。為此裝上了相應(yīng)的供應(yīng)和控制系統(tǒng)，并增大了翼展，飛機(jī)的代號(hào)也改為RP-1，于1933年3月18日進(jìn)行了地面測試。測試的結(jié)果令人沮喪，使用火箭推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行飛行被斷定為危險(xiǎn)的事情。

1933年，切拉諾夫斯基作了一個(gè)嘗試，他在飛翼上安裝了兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，新的飛機(jī)被稱作BICh-10。但在這一年里，該機(jī)只有一個(gè)風(fēng)洞模型在進(jìn)行測試，并不斷地進(jìn)行修改。最后，該機(jī)重新得到了BICh-14的代號(hào)。BICh-14飛翼仍然是木，布結(jié)構(gòu)，在機(jī)頭安裝了兩臺(tái)M-11發(fā)動(dòng)機(jī)，單機(jī)功率73千瓦，并在1934年底開始飛行測試?？上y試并不成功，由于力臂太短，方向舵幾乎不起作用；穩(wěn)定性和操縱性也都有待于進(jìn)一步改進(jìn)，特別是在其中一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)停車的情況下尤為如此；還有一個(gè)令設(shè)計(jì)師始料來及的缺陷是，著陸的時(shí)候，即使關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)，仍然需要很大的桿力才能壓低機(jī)尾，安全著陸?？偟膩碚f，在切拉諾夫斯基設(shè)計(jì)的飛翼中，這個(gè)型號(hào)的性能并不算好。

切拉諾夫斯基的下一個(gè)型號(hào)BICh，16飛翼相當(dāng)有意思，是一架人力撲翼機(jī)。雖然該機(jī)線條流暢優(yōu)美，但是當(dāng)年的材料技術(shù)顯然是不能讓這架飛翼象鳥兒一樣飛上藍(lán)天的。

隨后切拉諾夫斯基又設(shè)計(jì)了BICh-17單座戰(zhàn)斗機(jī)、BICh-20運(yùn)動(dòng)機(jī)、BICh-21試驗(yàn)機(jī)。這幾型飛機(jī)仍然采用了無尾布局，但機(jī)翼厚度與常規(guī)機(jī)翼已經(jīng)沒有明顯分別，所以不能算是完全的飛翼。之后，由于衛(wèi)國戰(zhàn)爭的爆發(fā)，切拉諾夫斯基的研究被迫中斷了。

戰(zhàn)爭勝利后，切拉諾夫斯基在莫斯科航空學(xué)院工作，并領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)設(shè)計(jì)小組，繼續(xù)推出他的飛翼設(shè)計(jì)。1948到1949年間，他設(shè)計(jì)了BICh-22滑翔機(jī)(正式代號(hào)為Che-22)，并在1949年7月17日進(jìn)行了飛行測試。該機(jī)的機(jī)身中部采用了拋物線型的翼結(jié)構(gòu)，兩側(cè)則是常規(guī)的梯形小后掠翼。在原始的設(shè)計(jì)中該機(jī)沒有任何垂向的控制面，但不久后還是在翼尖裝上了垂直穩(wěn)定鰭片。Che-22的飛行測試進(jìn)行得很順利，以至于1949年末，已經(jīng)準(zhǔn)備將Che-22滑翔機(jī)投入量產(chǎn)。但不幸的是，下線的第一架飛機(jī)在試飛中墜毀，試飛員喪生，量產(chǎn)計(jì)劃了隨之流產(chǎn)。

二戰(zhàn)末期，噴氣時(shí)代的來臨已經(jīng)日漸明朗，切拉諾夫斯基也開始了噴氣式飛翼的研究。1944年，他構(gòu)想了一種噴氣式飛翼戰(zhàn)斗機(jī)，使用兩臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)。由于意識(shí)到高速是與噴氣動(dòng)力與生俁來的特征，原有飛翼的小后掠角、大展弦比設(shè)計(jì)已經(jīng)不合時(shí)宜。所以改為了三角翼構(gòu)型的飛翼。當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)研制工作正在起步，只有留里卡VRD-2可用，這也許就是設(shè)計(jì)者心中的選擇。

戰(zhàn)后，切拉諾夫斯基將自己在1944年開始的項(xiàng)目進(jìn)行了發(fā)展，這就是采用了大后掠三角翼構(gòu)型的BICh-24飛翼(在正式文件里被稱為Che-24)。1948年，BICh-24計(jì)劃被BICh-25取代，改為采用變后掠翼，然而這個(gè)設(shè)想實(shí)在過于冒進(jìn)，很快就被放棄了。新的BICh-26又重新回到了大后掠三角翼的飛翼布局，計(jì)劃使用

兩臺(tái)米庫林AM-5渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，單臺(tái)推力2000千克，進(jìn)氣口位于機(jī)頭兩側(cè)下方。遺憾的是，直到切拉諾夫斯基去世，該機(jī)仍然沒有走出藍(lán)圖。

最終，在蘇聯(lián)的早期試驗(yàn)型飛翼當(dāng)中，不論是拋物線型還是其他形狀的飛翼；不論是試飛過的還是沒有試飛過的，實(shí)際上都沒有被采用。此后很長一段時(shí)間里，蘇聯(lián)再?zèng)]有研究和建造過任何飛翼。

霍頓的飛翼

今天人們都知道了飛翼式飛行器具有雷達(dá)低可探測性，但在70多年前，人們研究飛翼并不是這種目的。人們當(dāng)時(shí)的初衷就是為了增大航程、降低耗油量和提高載彈量。1941年8月，德國軍方就考慮把飛翼設(shè)計(jì)成作戰(zhàn)飛機(jī)，在保密狀態(tài)下，雷馬爾·霍頓在1942年制造了一架翼展18.6米的飛翼原型機(jī)，定名為HIX。該機(jī)是世界上第一架采用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的純飛翼飛機(jī)，安裝了兩臺(tái)尤莫004渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。HIX采用完全可收放前三點(diǎn)起落架，但沒有安裝武器。由于戰(zhàn)爭原因資源緊張，機(jī)體主要結(jié)構(gòu)中采用了部分木材，其尾輪取自墜毀的亨克爾He 177轟炸機(jī)前起落架，主起落架則取自B109戰(zhàn)斗機(jī)。1944年12月HIX成功進(jìn)行了首次飛行，試飛中該機(jī)最大飛行速度接近800千米／小時(shí)，但在1945年2月的測試飛行中，一架HIX原型機(jī)因發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)先后失效而導(dǎo)致了墜毀事故。1945年4月14日美軍占領(lǐng)哥塔工廠時(shí)，HIX量產(chǎn)型原型機(jī)已經(jīng)接近完工，美軍完整地繳獲了該機(jī)，并在戰(zhàn)后對(duì)其進(jìn)行了一系列測試。此外，美軍還繳獲了其他幾架HIX量產(chǎn)型的半成品，其中包括一架雙座型的中段機(jī)身。后來美軍把那架近乎完工的HIX連同其他繳獲的德國飛機(jī)一起運(yùn)回美國。美國人原本打算把這架未完工的HIX恢復(fù)到飛行狀態(tài)，但上世紀(jì)40年代末的預(yù)算削減導(dǎo)致該計(jì)劃被取消。如今這架HIX保存在華盛頓國家航空航天博物館的庫房中。

雖然HIX的試飛以失敗告終，但卻讓德國人看到了飛翼的明顯優(yōu)勢(shì)，哥塔公司也很快做好了批量生產(chǎn)該機(jī)的準(zhǔn)備。由于德國航空部為其編號(hào)229，因此該機(jī)又被稱作Go 229(以哥塔公司命名)或Ho 229(以霍頓的名字命名)。該機(jī)量產(chǎn)型最大飛行速度預(yù)計(jì)為997千米／小時(shí)，比Me 262要快不少，更不用說那些諾思羅普正在建造的螺旋槳飛翼了。1945年2月2日，Ho 229在德國完成了首次飛行。當(dāng)時(shí)德國人就有些奇怪——這架飛機(jī)難以用雷達(dá)探測。幸運(yùn)的是，Ho 229還未來得及批量產(chǎn)出，哥塔工廠就被盟軍占領(lǐng)，剛剛完成的原型機(jī)及部分部件也落入盟軍之手。一個(gè)不能忽視的事實(shí)是，Ho 229和今天美國13-2“幽靈”有著驚人的相似之處——干練的外形、駕駛艙和發(fā)動(dòng)機(jī)的位置以及發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)庵苯訌臋C(jī)翼上表面向后噴出。之所以Ho 229遲遲沒能量產(chǎn)，其中的原因之一是當(dāng)時(shí)雷馬爾霍頓又轉(zhuǎn)而進(jìn)行另一個(gè)更為急迫的項(xiàng)目——Ho XVIII“美利堅(jiān)轟炸機(jī)”，這是一種翼展40米的超大型6發(fā)飛翼遠(yuǎn)程轟炸機(jī)，可以攜帶原子彈飛往紐約或者華盛頓——盡管德國人的原子彈到最后也沒能造出來。事實(shí)上，直到德國戰(zhàn)敗投降，HoXVIII仍然停留在藍(lán)圖上。即便該機(jī)能造出來，它所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)壽命也無法支持它完成洲際飛行。

其實(shí)，早在1933年，霍頓兄弟就制造了自己的第一架有人操縱飛翼滑翔機(jī)，當(dāng)時(shí)兩人都還不到二十歲。在經(jīng)過多次嘗試后，他們又制成了一架動(dòng)力滑翔機(jī)H va。該機(jī)采用前三點(diǎn)式起落架，主起落架帶有整流罩，只有前起落架可以收放。動(dòng)力裝置為兩臺(tái)赫斯HM.60-R發(fā)動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)兩副推進(jìn)式螺旋槳。但糟糕的是，在1937年初第一次飛行中，飛機(jī)就墜毀了，雷馬爾的下巴骨折，沃爾特也摔掉了一顆牙。造成墜機(jī)的原因是飛翼構(gòu)型飛機(jī)的通病，重心太過靠后。

經(jīng)歷了這次失敗，霍頓兄弟把發(fā)動(dòng)機(jī)的位置前移，改善了全機(jī)重量分布狀況，成為HVb，并在1937年秋進(jìn)行了成功首飛——比諾思羅普N-IM還早了兩年。后來，霍頓兄弟又制造成功了H Vlla。該機(jī)1943年5月完成首飛，機(jī)翼采用木制結(jié)構(gòu)，中央機(jī)身為焊接鋼管和杜拉鋁蒙皮結(jié)構(gòu)。H Vlla最初準(zhǔn)備作為阿爾戈斯，施密特脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)平臺(tái)，后來隨著該噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目的終止，該機(jī)也轉(zhuǎn)作教練用途。H Vlla采用兩臺(tái)阿爾戈斯AS-b-C發(fā)動(dòng)機(jī)，螺旋槳推進(jìn)，帶有翼尖方向舵。1944年秋，該機(jī)還專門為德國空軍元帥戈林進(jìn)行了飛行表演。在看到H Vlla飛行表演后，戈林大為興奮，隨后空軍就下達(dá)了20架的訂單。1944年，其改進(jìn)型H Vllb開始投入生產(chǎn)，但由于盟軍的逼近，直到戰(zhàn)爭結(jié)束也沒能完成。德國還制造過H Vllc，該機(jī)取消翼尖方向舵，改為在機(jī)翼上下表面安裝擾流片，戰(zhàn)爭結(jié)束時(shí)H Vllc已經(jīng)接近完成。1945年2月，這架HVllc飛往哥廷根，降落時(shí)由于液壓故障，起落架無法放下，飛行員只能用機(jī)腹迫降，本來德國人還想修復(fù)該機(jī)，但盟軍很快就在4月7日占領(lǐng)機(jī)場，撤離前德國人最終焚毀了HVllc。