水上飛機的誕生及其曠世之作

江東

地球表面的水面要比陸地大得多，于是有人想到應該發(fā)明一種可以直接從江河湖海起飛的水上飛機。第一個挑戰(zhàn)者，是生活在法國馬賽的亨利·法布爾。法布爾出生于造船世家，1910年他花費一年時間造出了一架外形怪異的水上飛機，并直接將其命名為“水機”。該機擁有鴨式布局帆布機翼和三只可讓飛機飄浮在水面的“空心靴子”（即水上飛機獨特的起落架——浮筒）。“水機”最具個性的設(shè)計是如同獨梁一般的木制機身，飛行員必須像童話中的巫婆騎著掃帚柄那樣，小心翼翼地駕駛它飛行。

“水機”是一架結(jié)構(gòu)輕巧、但又弱不禁風的怪飛機。試飛能否成功，法布爾自己也拿不準，在此之前人們只見過飛機從草地上起飛。更麻煩的是，法布爾是個十足的飛行門外漢，幸虧他對此有著足夠的膽識和自信！

1910年3月28日，天高云淡、風平浪靜，是個試飛的好天氣。在經(jīng)過反復滑水之后，法布爾猛推油門、輕拉操縱桿，“水機”居然掙扎著離開了海面，并以60千米/小時的速度驕傲地向前直飛了500米遠，直到燃油耗盡。碧波萬頃的馬爾提格海港，孕育并見證了世界上首架有動力水上飛機的誕生！

世界第一架水上飛機在馬賽試飛成功

激動萬分的“門外漢飛行家”向岸上看熱鬧的民眾揮手致意，他用勇敢和智慧證實了自己的才華。當?shù)毓賳T和憲兵記錄下這一歷史奇跡，人類第一架水上飛機，就在這樣一位“凡人”的手中不可思議地誕生了。

次年3月，摩納哥舉辦了世界摩托艇大獎賽，不甘寂寞的法布爾也想前往一露身手。他雇來一位名叫貝居的人駕駛“水機”，欲與眾多水上快艇決一高低。有個名叫帕翰的快艇運動員為了給法布爾一個下馬威，竟隨身攜帶了大口徑滑膛槍，競賽場上一時間殺機四伏。幸虧一陣突如其來的狂風將弱不禁風的“水機”撞向岸墻，才平息了可能發(fā)生的危機。貝居因跳水及時幸免于難，他憤怒地對法布爾咆哮道：“嘿，我還從來沒受到過這樣的驚嚇呢！”

法國的“雅克·多內(nèi)“是世界上最早的船身式水上飛機（復原狀態(tài)照片）

波音C型水機完成了史上第一批信函郵政空運業(yè)務

1911年1月26日，美國航空先驅(qū)柯蒂斯自制的D形平底浮筒式水上飛機試飛成功。1912年4月13日，法國人弗朗索瓦·德諾又試飛成功世界上最早的船身式水上飛機“雅克·多內(nèi)”，這是繼法布爾的浮筒式構(gòu)型之后、第二種水上飛機氣動布局，比美國人柯蒂斯的E形船身構(gòu)型早了3個月。1914年，柯蒂斯的H形雙發(fā)船身式水機又成為史上第一種批量生產(chǎn)的水上飛機（以下簡稱“水機”）。

有一件不得不提及的奇跡是：受聘于波音公司的航空工程師、中國人王助于1918年研發(fā)出波音C型水機，此舉不僅拯救了財政滑坡的波音，還首次用于國際郵政事業(yè)，在西雅圖—維多利亞郵政航線一次送出60份信件，成為“全球航郵第一機”。

此后，隨著水機漸次走進人們的生活，它的主要氣動布局被固定下來，即浮筒式與船身式兩大類。

隨后幾十年，水機不斷為人們所青睞，并在技術(shù)上取得了飛速發(fā)展，特別是在20世紀20至30年代的“航空黃金年代”達到了巔峰，在各個應用領(lǐng)域和陸基飛機大有一爭高下之勢。因為水機具備特殊的起降特性，使它在海上一度獨領(lǐng)風騷。誠然，這種發(fā)展勢頭也和當時多個新興帝國（如日、意、英、美）極力開拓跨海遠程民航航線及爭奪海上勢力范圍的戰(zhàn)略需求息息相關(guān)。

因此，作為航空器曾經(jīng)的一大重要分支，水機在人類航空史上留下了不少曠世之作！

肖特S.8加爾各答號客機1928年航行在遠海的藝術(shù)畫

提起歷時多年的“施奈德杯”國際飛行速度競賽，其實就是水上飛機的角斗場。因為高速飛機往往需要很長的起落滑行距離，而水面起降則能完全忽略這個顧慮。人們可以天馬行空、竭盡全力地設(shè)計出極具流線型的大馬力競速飛機，它們無一例外都裝有一對大浮筒，以便在水面起降。作為其中的佼佼者，英國的S.6系列和意大利的MC72表現(xiàn)不俗。施奈德獎杯在1931年終因S.6系列水機連續(xù)三年拔得頭籌而永久留在了英國。

“施奈德杯”競賽上的常勝將軍S6

MC72水機飛得比陸基飛機還快

NC-4水機在1919年完成了創(chuàng)紀錄遠航壯舉

24架S.55X浩浩蕩蕩完成了大機群跨大西洋飛行

1932年9月，意大利人駕駛馬基MC.72水機飛出700千米/小時，遠遠超過了英國人在1931年比賽中創(chuàng)造的610千米/小時的速度紀錄。1933年4月，MC.72又再創(chuàng)682.078千米/小時的直線飛行速度紀錄。1年后的10月，MC.72再將該紀錄刷新到709.209千米/小時，這已經(jīng)達到活塞式飛機的速度極限。MC.72直到今天仍然保持著世界上飛得最快的活塞式水機的桂冠，它是“施耐德杯”的無冕之王和真正的閃電俠。

外行看熱鬧，內(nèi)行看門道。水上競速飛機在氣動設(shè)計上的極致造化，大大促進了飛機空氣動力學的發(fā)展，又直接為其后的二戰(zhàn)軍機的實用化研發(fā)積累了豐厚的技術(shù)儲備。這些水機實際上成為戰(zhàn)時先進軍機的雛形，比如大名鼎鼎的“噴火”戰(zhàn)斗機就保留著太多S.6系列的身影。

同樣在“航空黃金年代”，空中探險和創(chuàng)紀錄飛行層出不窮，水機在這方面充分發(fā)揮了它獨特的優(yōu)勢，創(chuàng)造了不少歷史奇跡，可謂成績斐然。其中，為開辟遠程跨洋航線而組織過多起遠距離冒險飛行，主要是因為水機易于?？垦赝敬a頭，便于擴大影響力和從容接受補給，萬一有驚險也可迫降于水面等待救援。

最著名的一次水機遠航發(fā)生在1919年，美國海軍呂德少校指揮數(shù)架柯蒂斯NC-4型水機從5月15日開始了橫越大西洋、從美洲到歐洲的飛行。他們從紐約州羅卡威起飛，累計飛行近44小時，總航程3150海里。歷盡艱辛，其中的4號機終于在5月27日抵達里斯本，完成了人類第一次橫渡大西洋的飛行壯舉！ NC-4采用了典型的船身式氣動布局、雙層機翼，配備三臺活塞式發(fā)動機，在兩組極度輕便的桿式尾撐的末端，則裝有三重垂尾。

1933年，意大利空軍司令伊塔諾·巴爾博親率24架薩伏亞-馬徹蒂S.55X水機浩浩蕩蕩踏上遙遠的旅途，經(jīng)過多次海上起降，順利完成了從意大利到芝加哥的大編隊跨大西洋飛行，彰顯了意大利航空技術(shù)的輝煌，也再次凸顯出水機的強大優(yōu)勢。S.55X是一款設(shè)計非常別致的中單翼雙體船身布局水機，二臺發(fā)動機呈縱列狀高架在機背上方。將發(fā)動機高高安放在機背之上，是大多數(shù)水機的一項標準設(shè)計，可以讓浪花遠離動力裝置和螺旋槳。左右兩具船身式機身相當于兩具超大浮筒，內(nèi)部可容納乘客和貨物，機組人員則坐在機翼中段加厚部分的駕駛艙里操控飛機。

一戰(zhàn)結(jié)束后，民用飛機和民航事業(yè)誕生，特別是進入"航空黃金年代"以后，水機一時間被各國選為新型旅客機的主要構(gòu)型之一。原因很簡單：許多遠程航線都靠近海港和碼頭，選擇水機可擁有更大的有效載荷和更寬敞的客艙環(huán)境，跨海飛行帶來的安全問題也較常規(guī)陸基飛機好處理一些。

先是英國、意大利和法國，后是美國等國，為民航公司提供了不少既實用又漂亮的中大型水上客機。特別是在洲際遠程航線的運營方面，大型水上客機成為最受歡迎的一種選擇，這種情況竟一直持續(xù)到20世紀40年代！

20世紀30年代水上旅客機客艙內(nèi)部舒適又寬敞

S40水上旅客機正在登機

別出心裁的組合式客機，其中S-20采用簡單的雙浮筒布局，S-21則采用船身布局。

Do.X大型水上客機訪問紐約

在水上客機的全盛年代，光著名機型就有好幾十種，這里介紹其中的二三例。

飛機大師西科斯基不僅是制造出史上首架巨型飛機和發(fā)明實用型直升機的第一人，在水上旅客機的研發(fā)方面也碩果累累。其代表作之一是S.40系列，曾得到廣泛使用。S.40采用船身式布局，翼下另有兩個小浮筒維持橫向平衡。四臺氣冷活塞式發(fā)動機懸掛在平直梯形上單翼下，尾翼依靠簡單的桿式尾撐和機身連接。其“船身”就是客艙，以容納機組和旅客。

為進一步提高水機客運效能，英國肖特飛機廠于1938年別出心裁地研發(fā)出用一架S-20和一架S-21搭配而成的組合式水上客機。按照設(shè)計，在起飛離開水面以后，背部的子機S-20脫離組合體自行返航，由滿載乘客的母機S-21繼續(xù)完成后續(xù)旅程。其設(shè)計初衷是在起飛滑跑階段，子機的4臺強大動力可以為整個組合體助力，就像運載火箭那樣，以達到最佳推重比。

德國在1929年最出彩的水上客機當屬道尼爾公司的Do.X。它采用船身布局，但兩側(cè)并沒有采用慣常的輔助浮筒，而是依靠一對緊靠在機身兩側(cè)厚厚的短翼解決橫側(cè)平衡的問題。多達12臺的“木星”活塞式發(fā)動機高高架設(shè)在平直上單翼背部。因機型巨大，機械師甚至可以在飛行中爬到翼面上對發(fā)動機進行排故。其雪白的外形相當優(yōu)雅，看上去如同一艘游輪。它曾飛遍亞非拉美，引起世界轟動。特別是在1929年10月20日創(chuàng)紀錄搭載了169人（150名乘客加19名機組成員）升入空中，這在一般客機載客量還未超過60人的年代，絕對是一項了不起的奇跡?？上б驗槿蚪?jīng)濟大蕭條，Do.X一共只飛行了70次就被送進了博物館。

在頂峰時期的遠程水上客機中，有一批體形龐大的“巨無霸”機型，如英國的桑德蘭和美國的SR.45、波音314等。

桑德蘭多用途巨型水機的反潛改型

巨型水上客機 SR45在飛行中

巨大豪華的波音314

進入20世紀30年代，形式多樣的水機在英國獲得了充分發(fā)展，桑德蘭既是大型水上客機，也是皇家空軍第一種單翼水機和世界上第一種裝備動力炮塔的水上巡邏轟炸機。外形優(yōu)雅勻稱的全金屬四發(fā)水機桑德蘭，采用豎橢圓形橫斷面粗大的船形機身，分上下兩層甲板，設(shè)有駕駛室、客艙、臥鋪包廂、餐廳廚房和廁所，對遠途旅行的乘客（或是連續(xù)在海上巡邏十幾小時的多人軍事空勤組）來說特別有用。水上客機往往有更多的可選擇客艙服務，其乘坐舒適性通常優(yōu)于陸基客機，是喜好悠閑旅行的乘客首選。

20世紀50年代問世的SR45比桑德蘭更大，它升級裝備六臺更先進的渦槳發(fā)動機，機身是一具龐大的船身，內(nèi)部同樣設(shè)有上下甲板，寬大的客艙內(nèi)包含客艙、餐廳、廚房、臥室和咖啡廳，這樣的享受恐怕只有幾十年后出現(xiàn)的空客A380方可媲美。

同樣具備視覺沖擊力的還有1938年問世的74座的波音314水上客機，它擁有臥鋪和完整的餐飲沙龍，也是當時最大的民機，給坐過它的旅客留下了“令人難以置信的美好回味”。

提起航空史上的大飛機，你一定會想到安-225或是A380，其實在幾十年前，大飛機往往是水機的代名詞。意大利航空工業(yè)曾是諳于水機事業(yè)的成功者，卡普羅尼大師在1921年試飛了號稱能搭載100名乘客完成跨大西洋飛行的八發(fā)動機水上客機Ca.60。該機的設(shè)計夸張到了極致：飛機以前中后串列方式安排有三組機翼，每組又分上中下三層，共九片，總面積750平方米。但飛機卻未設(shè)常規(guī)的平尾和垂尾，全靠副翼操縱飛行，廠家聲稱“只需一只手即可飛行”。其全封閉的客艙是典型的船身構(gòu)造，兩側(cè)設(shè)有寬闊的舷窗，想帶給乘客坐綠皮火車的感覺?？上г摍C只進行過兩次不太成功的試飛，便因設(shè)計上過分的好高騖遠而半途夭折，被人們賦予“九片翅膀的空中游艇”雅號。

曇花一現(xiàn)的空中游艇Ca.60

俄羅斯別-200是現(xiàn)代化噴氣水機的典范，它擁有強壯的輪式起落架，可以在跑道起降，屬于兩棲飛機。

水機中的經(jīng)典大作PBY“卡塔琳娜”

無獨有偶，20世紀40年代初，美國產(chǎn)業(yè)大亨霍華德·休斯不惜斥巨資造出一架足以和古今任何空中巨無霸相媲美的超級水上運輸機H-4“云杉鵝”。休斯的本意是想為美軍向太平洋戰(zhàn)場大批量運送兵力提供一種貼海飛行的運輸平臺（可利用地面效應提供額外升力，以節(jié)省動力）?？上ё罱K也沒有得到軍方的認可，工期一直拖到了戰(zhàn)后。H-4原型機在1947年11月2日只進行過一次持續(xù)26秒、離海面僅21米的試飛，飛行距離約1600米。這架飛機采用船身加輔助浮筒布局，難能可貴的是大部分使用白樺木制造，以節(jié)省戰(zhàn)時緊缺的鋁材。H-4至今還保持著最大翼展航空器的世界紀錄、其機長僅次于安-225、波音747和A380，屈居世界第四位。

進入20世紀60年代，陸基飛機的技術(shù)優(yōu)勢已全面超過水機，水上客機也退出民航客運領(lǐng)域，其應用僅限于森林滅火、水上觀光和海上維權(quán)等方面。

需要特別指出的是，水上客機中的不少型號，同樣也在軍隊服役，它們往往一機多用、各顯神通。而專門設(shè)計的軍用型水機更是多個國家在海上反潛巡邏、偵察救生和離島運輸?shù)茸鲬?zhàn)領(lǐng)域的不二選擇。這樣的勢頭一直延續(xù)到二戰(zhàn)后期甚至20世紀70年代。

在長達半個世紀的時間里，特別有名的“海上蛟龍”有近百種，如蘇聯(lián)的MBR-2、別-12、A-42、別-200，意大利的Z.501，美國的PD-1、PBM、PBY、PB2Y、PB2M、JRM、HU-16、P-6M和R3Y，英國的桑德蘭、“海象“，德國的Bv.138、BV.222，日本的97大艇、二式大艇、PS-1、US-2等。

巨大的H-4停泊在海面上

船身式布局的”海象”水機正在風高浪急的遠海營救落水飛行員

以世界名機PBY“卡塔琳娜”為例，它是二戰(zhàn)期間使用最廣泛的水機，主要用于魚/水雷投放、反潛攻擊、搜救落水人員等方面,總產(chǎn)量4051架，為世界水機產(chǎn)量之最！PBY擁有干凈優(yōu)雅的氣動外形，傘式半懸臂上單翼通過支柱與船形機身連接，可收放翼下浮筒在收回后變成翼尖短艙，可降低阻力。機身內(nèi)部分成5個水密艙，提高了抗沉性。機組編制為投彈手、機槍手、正副飛行員、領(lǐng)航員、無線電員、隨機機械師和腰側(cè)機槍手。為了保障長時間作業(yè)任務，機艙內(nèi)備有臥鋪和廚房設(shè)施，是戰(zhàn)時最優(yōu)秀的作戰(zhàn)水機。

進入噴氣時代后，人們開始嘗試研制噴氣動力水上起落戰(zhàn)斗（轟炸）機，其難度可想而知。首先，空氣進氣口必須嚴防進水；另外，水上高速滑跑和重新降落著水都對原來的浮力裝置（起落裝置）提出了新的挑戰(zhàn)。英國研發(fā)的SR.A.1比較保守，依然沿用傳統(tǒng)的船身（加一對小浮筒）布局，如鯉魚一般在機頭開一小口作為渦噴發(fā)動機的進氣口，兩個尾噴管緊貼在后機身兩側(cè)，離水面極近，安全隱患較大。美國人也不甘落后，其代表作是1948年投入研制的超聲速戰(zhàn)斗機F2Y“海標槍”，它設(shè)計超前：純?nèi)且頍o尾布局，進氣口和尾噴口與F-102戰(zhàn)斗機極為相像，和陸基戰(zhàn)斗機幾乎一致。只是在水面起降時依賴一對大大張開的水上滑橇，將機體高高托離水面，既防止水花被吸入，又減少了機身和水的直接摩擦，如同現(xiàn)在的海上沖浪一樣。

英國SR.A 1水上戰(zhàn)斗機

康維爾F2Y“海標槍”超聲速水上戰(zhàn)斗機在海面滑跑起飛

P6M噴氣式水上轟炸機創(chuàng)造了世界飛行紀錄

世界上飛得最快的噴氣式水上飛機是美國的四發(fā)水雷撒布機馬丁XP6M-1“海上霸王”，它在1959年飛出了1039.61千米/小時的世界紀錄。而蘇聯(lián)的一架雙發(fā)噴氣式M-10型水上轟炸機于1961年9月9日在亞速海創(chuàng)造了14962米的升限世界紀錄。

全球目前只有日本、中國、加拿大等少數(shù)幾個國家還在堅持使用或研發(fā)新的水機型號。不久前，中國剛剛成功試飛了最新的滅火構(gòu)型AG600“鯤龍”大型四發(fā)水上（兩棲）飛機，它將成為當今世界最大和最先進的水機。

AG600“鯤龍”將成為當今世界最大和最先進的水機