江　東

1908年，美國(guó)人利克曼試飛了一種多瓣單向活門翼?xiàng)l式傘形布局直升機(jī)。它是通過(guò)傘形“圓翼”快速地上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，讓活門交替打開(kāi)和關(guān)閉，以達(dá)到向下“壓氣”產(chǎn)生升力的目的。但這種結(jié)構(gòu)的直升機(jī)根本無(wú)法離開(kāi)地面。

1909年，“俄羅斯航空之父”、航空理論的奠基人茹可夫斯基的得意門生尤里耶夫精心設(shè)計(jì)了一種直升機(jī)。它基本擁有近代直升機(jī)的大部分結(jié)構(gòu)和部件。該機(jī)裝有兩副旋翼，直徑分別是3米和9米。動(dòng)力是一臺(tái)52千瓦的格隆牌活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。最有意義的是：該機(jī)首次采用了由尤里耶夫自己設(shè)計(jì)的自動(dòng)傾斜器。這種自動(dòng)傾斜器實(shí)際上是一套可作萬(wàn)向傾斜的同心圓環(huán)，安裝在旋翼中心的槳轂位置上。它能使旋轉(zhuǎn)中的槳葉發(fā)生周期性的攻角變化，以達(dá)到穩(wěn)定飛行和可控飛行的目的，后來(lái)幾乎成為任何直升機(jī)都不可或缺的關(guān)鍵部件！

1912年，尤里耶夫研制出他的又一架單旋翼布局的直升機(jī)，但為了讓它飛上天去，不得不忍痛卸下了精致的自動(dòng)傾斜器以及配套的變（槳）距操縱機(jī)構(gòu)。可是試飛剛開(kāi)始，主軸就折斷了，整個(gè)試驗(yàn)毀于一旦，十分可惜。后來(lái)也是因?yàn)橘Y金的困擾，尤里耶夫只好中止了進(jìn)一步的研究。但這架很像樣的直升機(jī)還是為尤里耶夫贏得了榮譽(yù)：他在1912年的第二屆國(guó)際航展上獲得了一枚金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆Ｓ壤镆蚝髞?lái)成為前蘇聯(lián)近代直升機(jī)的主要?jiǎng)?chuàng)始人之一。

隨后幾年中，在俄國(guó)還先后出現(xiàn)過(guò)其他幾位直升機(jī)的早期研究者——安東諾夫、索羅金、加索夫斯基、斯塔洛沃、伊托夫和奧西波夫。

航空史證明，直升機(jī)發(fā)展的步伐要比飛機(jī)落后二三十年。盡管科爾尼曾在這方面取得了初步成功，但大多數(shù)先驅(qū)者均以失敗和部分失敗宣告試驗(yàn)工作的終結(jié)。因此，在一段時(shí)間里，有人對(duì)這種飛行器究竟能否真的實(shí)現(xiàn)載人飛行提出了疑問(wèn)。有位學(xué)者甚至武斷地提出：“飛行不安定是直升機(jī)無(wú)法治愈的通病?！边€有人散布了更可笑的悲觀論點(diǎn)：“空氣實(shí)在太稀薄，根本不可能支撐起直升機(jī)這樣重的載人機(jī)器！”

旋翼機(jī)在西班牙

就在直升機(jī)研制工作暫時(shí)滑入低谷的20年代，在西班牙卻出現(xiàn)了兩位名不見(jiàn)經(jīng)傳的杰出人物。他們?cè)诓煌难芯款I(lǐng)域?yàn)槔^續(xù)這項(xiàng)偉大事業(yè)作出了十分關(guān)鍵的和有建設(shè)性的貢獻(xiàn)。

一位是馬·貝斯卡拉。他在1919年制成一架雙旋翼共軸式直升機(jī)，但試飛沒(méi)有成功。1921年，他造出的第二架直升機(jī)才剛能離開(kāi)地面。1923年他又造出第三架。有文獻(xiàn)記載，貝斯卡拉應(yīng)是走在西科爾斯基前面的成功者，只是并不為世人所了解和公認(rèn)。

貝斯卡拉研制的直升機(jī)系列中有一個(gè)共同的特征，那就是獨(dú)到地?fù)碛信c現(xiàn)代直升機(jī)一樣不可缺少的飛行控制裝置——周期變距和總距控制系統(tǒng)。這實(shí)際上和俄國(guó)學(xué)者尤里耶夫的自動(dòng)傾斜器是同一種裝置。而據(jù)西方文獻(xiàn)記載，這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的原始理論應(yīng)該是由意大利人G·A·格里科在1906年提出，并由丹麥人雅·埃拉哈莫爾予以驗(yàn)證的。有了這套裝置，直升機(jī)才有可能實(shí)現(xiàn)有控制的平穩(wěn)飛行。其中當(dāng)然包括實(shí)際應(yīng)用中必不可少的垂直升降飛行、懸停飛行、水平前飛、側(cè)飛、后退飛行以及失去動(dòng)力之后的自轉(zhuǎn)下降飛行。而貝斯卡拉正是第一個(gè)將這套控制系統(tǒng)，利用全尺寸型號(hào)進(jìn)行飛行驗(yàn)證的人。

另一位西班牙人是胡·德·謝爾瓦。他對(duì)人類航空也有巨大的貢獻(xiàn)，填補(bǔ)了飛行器品種當(dāng)中的一項(xiàng)空白——旋翼機(jī)。而在此前，人們甚至還不知此為何物。1919年，謝爾瓦第一個(gè)向?qū)＠痔岢隽诉@種全新概念飛行器的專利申請(qǐng)。1923年1月9日，世界上第一架旋翼機(jī)在西班牙試飛成功。據(jù)他本人的文字描述，當(dāng)時(shí)一瞬間就升上了天空，并自由飛翔在蔥綠色的田野上。”

那么旋翼機(jī)是怎樣一種飛行器，它和直升機(jī)之間存在著什么聯(lián)系呢？

旋翼機(jī)看上去很像是一架直升機(jī)，但實(shí)質(zhì)上是一種介乎于飛機(jī)和直升機(jī)之間的特殊飛行器。它雖然也裝有能夠旋轉(zhuǎn)的翼面——旋翼，甚至還安裝一對(duì)小小的固定式機(jī)翼；但其旋翼在巡航飛行中和發(fā)動(dòng)機(jī)并不發(fā)生任何聯(lián)系，而是靠前進(jìn)中的相對(duì)氣流吹動(dòng)它旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生升力的。旋翼機(jī)賴以前進(jìn)的動(dòng)力是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水平方向螺旋槳。后者和普通飛機(jī)上的工作原理一樣，產(chǎn)生水平方向的拉力（或推力）。因此不難想象，旋翼機(jī)之所以能夠支撐在空中的一個(gè)重要條件是必須先具備一個(gè)前進(jìn)的速度，也就是說(shuō)它無(wú)法象直升機(jī)那樣能夠直接從地面垂直向上升起（除非先給旋翼施加動(dòng)力令其旋轉(zhuǎn)起來(lái)）。因此，旋翼機(jī)雖然也能靠旋翼的升力完成水平飛行，但無(wú)法懸停、側(cè)飛和后退飛行；起飛時(shí)必須先“助跑”，在達(dá)到一定前進(jìn)速度后才能獲得升力騰空而起。

1926年，大獲全勝的謝爾瓦前往英國(guó)開(kāi)辦了一家旋翼機(jī)公司。由他生產(chǎn)的產(chǎn)品開(kāi)始躋身航空舞臺(tái)，并逐漸為人們所熟悉。1928年9日18日，謝爾瓦親手駕駛一架C8L型旋翼機(jī)，載著一名乘客，成功地飛越了英吉利海峽，走在了直升機(jī)的前面。

然而，因?yàn)樾頇C(jī)本身存在的這樣或那樣的技術(shù)和應(yīng)用上的局限性，故后來(lái)并沒(méi)有得到太大的進(jìn)展。但它的問(wèn)世，確實(shí)為直升機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展起到了推波助瀾的作用。尤其是其旋翼槳葉的“揮舞鉸鏈”技術(shù)，在后來(lái)的直升機(jī)上得以借鑒應(yīng)用。

西科爾斯基將直升機(jī)推向?qū)嵱?/p>

蘇聯(lián)十月革命后，西科斯基遷居美國(guó)。1931年，西科斯基為自己新設(shè)計(jì)的VS300型直升機(jī)申請(qǐng)了專利。VS300采用了一種高效率的“帶尾槳單旋翼”布局。這種布局后來(lái)成為現(xiàn)代直升機(jī)布局的主流。該直升機(jī)旋翼的扭矩被尾部一個(gè)小小的旋轉(zhuǎn)尾槳抵消；而那個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的“尾巴”叫做尾梁。從外形上看，這種帶尾槳的單旋翼布局直升機(jī)更象是一只大蜻蜓。

VS300與以往直升機(jī)相比，具有兩大技術(shù)優(yōu)勢(shì)：一是擁有足夠的功率；二是擁有全套已趨成熟的操作與平衡控制系統(tǒng)。其中，自然少不了前面提到的“揮舞鉸”和自動(dòng)傾斜器以及相配套的周期變距和總距控制系統(tǒng)。這一切，成為確保VS300型直升機(jī)飛行成功的關(guān)鍵。

1939年9月14日，VS300的旋翼在55千瓦的全功率驅(qū)動(dòng)下越轉(zhuǎn)越快，3只橡皮機(jī)輪在顫抖中漸漸卸去重壓，不知不覺(jué)當(dāng)中抬離了地面。頭戴禮帽的西科爾斯基穩(wěn)坐在全裸的座椅中，穩(wěn)穩(wěn)地騰空飛起，實(shí)現(xiàn)了他的直升機(jī)自由飛行之夢(mèng)。

雖然首次飛行高度僅有幾英寸，但VS300飛得相當(dāng)平穩(wěn)，各系統(tǒng)工作正常；被譽(yù)為航空史上一次劃時(shí)代的飛行，就這樣創(chuàng)造出來(lái)了。VS300在人類航空史上得到的公正評(píng)價(jià)，不僅僅是一種設(shè)計(jì)精美的單旋翼全尺寸載人直升機(jī)，更重要的還是一種將直升機(jī)技術(shù)真正導(dǎo)入實(shí)用階段的領(lǐng)頭型號(hào)！1942年1月13日，美國(guó)試飛成功了世界上第一種可大批生產(chǎn)并在戰(zhàn)場(chǎng)上接受實(shí)用考驗(yàn)的R-4型直升機(jī)，這是VS300直升機(jī)的翻版和發(fā)展。

1941年5月6日，VS300的續(xù)航時(shí)間已達(dá)到1小時(shí)32分26.1秒，打破了德國(guó)Fw61先前所創(chuàng)造的直升機(jī)世界飛行記錄！據(jù)說(shuō)，由它改進(jìn)而成的世界上最早投入實(shí)際使用的R-4、R-5和R-6軍用直升機(jī)，在英美三軍中至少配備了400架，趕在第二次世界大戰(zhàn)末期登上了歷史舞臺(tái)，而這正是航空設(shè)計(jì)師西科爾斯基的貢獻(xiàn)所在。

在30年代，為直升機(jī)事業(yè)同樣做出過(guò)突出貢獻(xiàn)的另一位先驅(qū)者，是不太出名的旅居比利時(shí)的俄國(guó)學(xué)者尼古拉·弗洛琳。據(jù)說(shuō)，他的直升機(jī)在1933年10月25日的試飛中竟持續(xù)飛行了10分鐘。第二年的12月，這架直升機(jī)又創(chuàng)造了飛行高度17.4米，飛行距離1083米等兩項(xiàng)世界紀(jì)錄。應(yīng)該說(shuō)，弗洛琳所創(chuàng)造的業(yè)績(jī)?cè)诋?dāng)時(shí)已經(jīng)走在了西科爾斯基的前頭。但他和阿根廷的佩卡拉一樣，由于缺乏必要的宣傳而默默無(wú)聞，沒(méi)有獲得應(yīng)有的榮譽(yù)。

直升機(jī)在其他國(guó)家的早期研究和應(yīng)用

作為西科爾斯基的同胞，美國(guó)電話大王貝爾后來(lái)在直升機(jī)的研究領(lǐng)域里同樣有所建樹(shù)。1943年8月，他的第一個(gè)試驗(yàn)型號(hào)貝爾30投入試飛。該直升機(jī)獨(dú)創(chuàng)性地采用了旋翼穩(wěn)定桿構(gòu)造，是一種帶尾槳的單旋翼機(jī)型。后來(lái)，他又研制出著名的改進(jìn)型——貝爾47。1946年，該機(jī)獲得美國(guó)航空局頒發(fā)的適航證，成為世界上第一種允許供民間飛行使用的商業(yè)直升機(jī)。這足以說(shuō)明其使用可靠性和安全性已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。

如要進(jìn)一步展開(kāi)有關(guān)早期直升機(jī)發(fā)展之話題，無(wú)法回避德國(guó)在三四十年代，即德國(guó)國(guó)內(nèi)處于航空器大發(fā)展階段所取得的種種技術(shù)進(jìn)展。

1936年6月26日，德國(guó)著名的?？恕の浞蝻w機(jī)公司研制并試飛成功一架Fw61型單座直升機(jī)，試飛中的留空時(shí)間長(zhǎng)達(dá)28秒。按照航空歷史學(xué)家的公斷，F(xiàn)w61是第一種“具備完美操縱性能的”可載人直升機(jī)。

這種直升機(jī)借用了現(xiàn)成的飛機(jī)機(jī)身和尾翼，機(jī)頭處安裝一臺(tái)汽缸完全裸露的103千瓦的Sh14星型氣冷活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，因此粗看上去像是一架輕型飛機(jī)。不過(guò)它不需機(jī)翼，其機(jī)身兩側(cè)伸出長(zhǎng)長(zhǎng)的鋼管支架，用以安裝兩副各有3片槳葉的旋翼系統(tǒng)。這顯然是一種并列布局的雙旋翼直升機(jī)。

1937年5月，F(xiàn)w61完成了無(wú)動(dòng)力狀態(tài)下的自轉(zhuǎn)下滑著陸試驗(yàn)。6月25日，最大飛行速度已達(dá)到每小時(shí)122公里。其卓越的飛行性能在當(dāng)時(shí)確實(shí)使人刮目相看；而后來(lái)舉辦的一系列飛行表演，則更加令人叫絕。

1938年2月，德國(guó)著名女飛行家漢娜·萊茜駕駛Fw61拔地而起，飛上了天空。隨即，她駕機(jī)來(lái)到柏林的一座名為“德國(guó)會(huì)展中心”的建筑物內(nèi)，為人們首次表演了直升機(jī)的室內(nèi)飛行。旋翼帶著呼呼的風(fēng)聲周旋在殿堂中間。漢娜在人們頭頂上不斷地變換著各種飛行姿態(tài)，其精湛的飛行表演給人留下了難忘的印象。此后有14個(gè)夜晚，漢娜每天都駕駛著Fw61型來(lái)到“德意志·蘭特哈雷”大型體育場(chǎng)，為公眾作繞場(chǎng)飛行表演。她出眾的駕駛技藝和直升機(jī)靈巧可靠的操縱特性珠聯(lián)璧合，充分展現(xiàn)了一架設(shè)計(jì)成功的直升機(jī)所應(yīng)具備的良好飛行品質(zhì)。不久，F(xiàn)w61又以每小時(shí)68公里的平均速度從柏林飛訪倫敦，首次完成了直升機(jī)的跨國(guó)飛行。Fw61的問(wèn)世，被后人稱作為”直升機(jī)發(fā)展史上一次偉大的技術(shù)飛躍”。

Fw61的發(fā)展和放大型設(shè)計(jì)是Fa223“龍”式，綽號(hào)“風(fēng)箏”，于1940年8月試飛。它主要是為軍隊(duì)設(shè)計(jì)的。該機(jī)裝機(jī)總功率達(dá)到720千瓦，也采用并列雙旋翼布局，可載5～6人，是40年代中空前的大力士直升機(jī)。1942年，“龍”投入批量生產(chǎn)，原計(jì)劃制造100架，可實(shí)際上只來(lái)得及生產(chǎn)了11架。德國(guó)戰(zhàn)敗后，作為一件重要的戰(zhàn)利品，F(xiàn)a223“龍”式直升機(jī)在1945年由德國(guó)技術(shù)人員駕駛著飛越了英吉利海峽，把它完整地交到了盟軍的手里。此次Fa223的跨海飛行被收入當(dāng)時(shí)的吉尼斯大全。盡管它比布雷里奧固定翼飛機(jī)的同樣飛行晚了整整36年，但卻是直升機(jī)飛行史上的重要一頁(yè)。

1941年，已發(fā)動(dòng)了歐洲戰(zhàn)爭(zhēng)的德國(guó)又試飛了Fi282型“蜂鳥(niǎo)號(hào)”直升機(jī)。這是一種極具個(gè)性的型號(hào)。因?yàn)樗讋?chuàng)性地采用了構(gòu)造十分復(fù)雜、但投影面積又最少的交差式雙旋翼布局。這種怪異的布局后來(lái)只在美國(guó)的HH-43等極個(gè)別型號(hào)上再現(xiàn)過(guò)。

Fi282左右兩具并列的旋翼，近距離交叉錯(cuò)開(kāi)地安裝在機(jī)身頂端的兩套支架上。每一副旋翼的主軸各向外傾斜12度，又各向前傾斜6度。在快速轉(zhuǎn)動(dòng)中，由于任何一片槳葉經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)，正好穿插在對(duì)方旋翼兩片槳葉的運(yùn)動(dòng)間隙之中，因此不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的碰撞。Fi282的機(jī)身用焊接鋼管作為骨架，外面包有層板木蒙皮。機(jī)頭部分有一個(gè)玻璃座艙罩。發(fā)動(dòng)機(jī)功率為103千瓦，可一次載3人同時(shí)飛行。據(jù)說(shuō)，1942年它還在艦船的小平臺(tái)上做過(guò)海上起降試驗(yàn)。

因?yàn)榈聡?guó)的直升機(jī)技術(shù)，是在納粹軍國(guó)主義勢(shì)力的高壓下發(fā)展起來(lái)的，所以它的一系列研制內(nèi)幕，直到戰(zhàn)后才被一一披露出來(lái)。

前蘇聯(lián)在早期航空發(fā)展方面所取得的成就同樣不容忽視。1928年，著名直升機(jī)設(shè)計(jì)師卡莫夫研制成功了第一架旋翼機(jī)。1930年，前蘇聯(lián)中央流體力學(xué)研究院的伊查克欣研究小組研制出蘇聯(lián)的第一架直升機(jī)“1-ЭА”。試飛員切廖莫欣教授駕駛它完成了一系列的實(shí)驗(yàn)飛行；并在1932年8月將它飛到605米的高度，創(chuàng)造了直升機(jī)的升限記錄。在當(dāng)時(shí)，該機(jī)的飛行距離已能達(dá)到300米，最高平飛速度每小時(shí)21公里。

1938年，帶有半封閉座艙結(jié)構(gòu)的“11-ЭА”直升機(jī)的問(wèn)世，標(biāo)志著前蘇聯(lián)的直升機(jī)技術(shù)取得了很大的進(jìn)步。該機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率高達(dá)463千瓦，處女航安排在1940年的10月間。11-ЭА還是世界上最早出現(xiàn)的“復(fù)合式直升機(jī)”。由于它的氣動(dòng)布局，簡(jiǎn)直就是飛機(jī)和直升機(jī)的混血兒，因此兼具了飛機(jī)和直升機(jī)的大部分飛行特征。該機(jī)的設(shè)計(jì)者，即是前蘇聯(lián)四五十年代中最有名望的直升機(jī)專家伊·潑·布拉圖欣。

1940年，在蘇聯(lián)投入試飛的還有著名的雙旋翼并列式布局的“奧米加”直升機(jī)。它是布拉圖欣和尤里耶夫院士合作的結(jié)晶。“奧米加”直升機(jī)裝有兩臺(tái)功率分別為162千瓦的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，外型和德國(guó)的Fa223較為接近，起飛重量達(dá)到2050公斤。特別值得提出的是：該機(jī)是前蘇聯(lián)最早裝備自動(dòng)傾斜器的直升機(jī)。而自動(dòng)傾斜器，按照前蘇聯(lián)的說(shuō)法，是由尤里耶夫院士在1911年發(fā)明創(chuàng)造的。

我國(guó)是從1944年開(kāi)始對(duì)直升機(jī)展開(kāi)研究的。當(dāng)時(shí)，清華大學(xué)已有專門的課題小組在從事這方面的工作。1948年，中國(guó)航空研究院專家朱家仁研制出國(guó)內(nèi)第一個(gè)直升機(jī)型號(hào)“蜂鳥(niǎo)甲”。聽(tīng)說(shuō)后來(lái)又有了“蜂鳥(niǎo)乙”型，都是帶封閉式座艙的共軸式雙旋翼布局單座機(jī)，因此技術(shù)起點(diǎn)不低。

第二次世界大戰(zhàn)后，直升機(jī)技術(shù)更加成熟，開(kāi)始在軍事領(lǐng)域獲得大量使用。這時(shí)的直升機(jī)才真正進(jìn)入了大發(fā)展的年代。而這一切成就的取得，都與航空先驅(qū)們?cè)谏鲜兰o(jì)初的不懈努力與奮斗分不開(kāi)。（全文完）

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