從巨人肩上起飛

司古

現(xiàn)代飛機(jī)遠(yuǎn)程越洋航行已經(jīng)不是難題，但在上世紀(jì)30年代，這還是件傷腦筋的事兒。特別是對(duì)于商用航空企業(yè)，他們的飛機(jī)要越洋遠(yuǎn)行，同時(shí)還要運(yùn)載乘客和貨物，這樣就要求攜帶大量的燃油，如此一來，飛機(jī)的起飛重量勢(shì)必很大，順利起飛就成了問題。采用更大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)或增加發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量固然可以解決問題，但這樣會(huì)進(jìn)一步加大飛機(jī)的重量，機(jī)翼結(jié)構(gòu)也需要加強(qiáng)，于是重量繼續(xù)疊加，發(fā)動(dòng)機(jī)功率和數(shù)目的增加要求更多的燃油攜帶量，進(jìn)而重量還得加碼。早在1932年，英國(guó)帝國(guó)航空公司技術(shù)總經(jīng)理羅伯特·梅歐（Robert H. Mayo）就試圖解決這個(gè)問題，他發(fā)現(xiàn)，最大商載的運(yùn)輸機(jī)加滿燃油后，一般無法自行起飛，那么能不能換個(gè)方法解決這一問題呢？如果能有什么方法在起飛階段為飛機(jī)提供額外的動(dòng)力和機(jī)翼面積，顯然能夠解決起飛問題，而在起飛后如果取消這些額外設(shè)備，又能減少飛機(jī)的負(fù)擔(dān)，豈不兩全其美？正是基于這種考慮，梅歐提出了組合式飛機(jī)概念，即由一架動(dòng)力強(qiáng)勁的大型載機(jī)背負(fù)著運(yùn)輸機(jī)實(shí)現(xiàn)起飛，在高空放飛運(yùn)輸機(jī)，隨后載機(jī)返場(chǎng)降落，運(yùn)輸機(jī)則飛往目的地。

隨著梅歐后來進(jìn)入肖特兄弟飛機(jī)公司擔(dān)任設(shè)計(jì)師，他開始積極嘗試完成這一設(shè)計(jì)構(gòu)想。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，如果在一架大型水上飛機(jī)上背負(fù)一架稍小的遠(yuǎn)程水上飛機(jī)，這樣就能利用兩臺(tái)飛機(jī)的聯(lián)合動(dòng)力升空，等到組合體飛機(jī)達(dá)到一定速度和高度，兩架飛機(jī)可以實(shí)現(xiàn)分離，運(yùn)載機(jī)返回基地，而被載機(jī)則飛向遙遠(yuǎn)的目的地。經(jīng)過研究，肖特公司在原有的“帝國(guó)”大型水上飛機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)研制出了肖特S.21“昂宿星”（Maia，注冊(cè)號(hào)G-ADHK），在其背部加裝了連接支架，上面可以背負(fù)一架肖特S.20“水星”（注冊(cè)號(hào)G-ADHJ）水上飛機(jī)。

盡管與“帝國(guó)”十分相像，但“昂宿星”在很多細(xì)節(jié)上還是有所不同：該機(jī)操縱面全部加大，機(jī)翼面積從140平方米增加到了163平方米，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝位置也作了改動(dòng)，距離翼根更遠(yuǎn)，以避開上方“水星”的浮筒。后機(jī)身略微上傾，以抬高尾翼。與“帝國(guó)”一樣，“昂宿星”可以裝載18名乘客。1937年7月27日，“昂宿星”進(jìn)行了首次飛行?！八恰笔且患茈p浮筒4發(fā)水上飛機(jī)，機(jī)組兩人，一名飛行員和一名領(lǐng)航員，采用封閉式串列駕駛艙。

梅歐復(fù)合體起飛時(shí)，全部8臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)一起工作，但“水星”的操縱機(jī)構(gòu)被鎖定，飛行由下方“昂宿星”飛行員負(fù)責(zé)。為了實(shí)現(xiàn)順利分離，設(shè)計(jì)人員在兩架飛機(jī)的機(jī)翼和連接機(jī)構(gòu)方面動(dòng)足了腦筋。“昂宿星”的機(jī)翼被設(shè)計(jì)成較低速度和較大爬升角條件下升力特性最佳，這正是起飛狀態(tài)的姿態(tài)；而“水星”的機(jī)翼最佳升力特性則表現(xiàn)在較高的速度和平飛狀態(tài)。這樣一來，在起飛階段，組合體的大部分重量都由“昂宿星”的機(jī)翼來承擔(dān)，“水星”更像是一個(gè)搭便車的乘客，而隨著起飛階段結(jié)束，組合體在較高的速度和高度上改平之后，“水星”的機(jī)翼升力便迅速提升，飛機(jī)趨于上升；同時(shí)由于姿態(tài)的改變，“昂宿星”的機(jī)翼升力顯著下降，飛機(jī)趨于下降，此時(shí)組合體大部分重量逐漸轉(zhuǎn)由“水星”承擔(dān)，這樣一來兩機(jī)實(shí)際上已經(jīng)產(chǎn)生了明顯的分離趨勢(shì)。

連接–分離機(jī)構(gòu)也設(shè)計(jì)得十分巧妙。分離機(jī)構(gòu)有三套解鎖裝置，一套是彈簧驅(qū)動(dòng)的卡鎖裝置，只有在兩機(jī)分離拉力達(dá)到一定程度時(shí)才會(huì)解鎖。這一設(shè)計(jì)是為了保證組合體達(dá)到滿足分離的速度和姿態(tài)（試驗(yàn)表明合理分離速度為240千米/小時(shí)）。此外“昂宿星”和“水星”的飛行員還各自擁有一套解鎖手柄，在自動(dòng)解鎖機(jī)構(gòu)啟動(dòng)解鎖后，兩機(jī)飛行員必須各自扳動(dòng)解鎖手柄，才能完成分離，這種雙操縱設(shè)計(jì)避免了任一飛機(jī)飛行員誤操作的惡果。分離前，兩機(jī)飛行員可以通過電話保持聯(lián)絡(luò)，分離后，“水星”飛行員不必拉升，飛機(jī)就會(huì)自動(dòng)上升，而“昂宿星”則自動(dòng)下降開始返場(chǎng)。如果復(fù)合體由于故障決定不進(jìn)行分離，那么“昂宿星”飛行員負(fù)責(zé)操縱復(fù)合體返航著陸。

1938年2月6日，復(fù)合體飛機(jī)嘗試首次空中分離實(shí)驗(yàn)，取得了成功。又經(jīng)過了幾次飛行試驗(yàn)，肖特公司開始嘗試讓復(fù)合體首次飛越大西洋。1938年7月21日，這架外形怪異的復(fù)合體飛機(jī)從愛爾蘭西海岸的福因斯出發(fā)，直飛加拿大蒙特利爾布謝維爾，總航程4 714千米?！八恰焙汀鞍核扌恰鄙细鞔钶d了10名乘客及其行李。上午8時(shí)“水星”與“昂宿星”分離，繼續(xù)這次航空史上飛機(jī)首次不著陸從東到西橫渡大西洋的商業(yè)飛行。這次航行耗時(shí)20小時(shí)21分鐘，平均飛行速度為232千米/小時(shí)。

帝國(guó)航空繼續(xù)運(yùn)營(yíng)這架復(fù)合體式遠(yuǎn)程飛機(jī)，其中“水星”在1938年12月飛抵埃及亞歷山大。在對(duì)“水星”進(jìn)行增程化改進(jìn)后，1938年10月6到8日，“水星”從蘇格蘭敦提起飛直飛南非亞歷山大灣，創(chuàng)下了9 726千米的水上飛機(jī)航程紀(jì)錄。

隨著載重更大、航程更遠(yuǎn)的運(yùn)輸機(jī)的出現(xiàn)，復(fù)合體這種復(fù)雜有余、裨益不足的解決方案漸漸遇冷，肖特公司只制造了一架復(fù)合體，孤獨(dú)地在帝國(guó)航空公司服役。1941年5月11日，“昂宿星”在英格蘭普爾港被德國(guó)轟炸機(jī)炸毀。不久“水星”也被征用成為皇家空軍偵察部隊(duì)裝備。在該中隊(duì)換裝美制洛克希德“哈德遜”之后，“水星”于1941年8月9日被還給了肖特公司，沒有了載機(jī)的“水星”自然無所作為，最后該機(jī)被肖特公司拆解，將全部鋁材回收用于制造更有用的軍用飛機(jī)。

責(zé)任編輯：京勉