王金發(fā)
轟炸機的發(fā)展由活塞式過渡到噴氣式,其結(jié)構(gòu)、氣動布局、飛行性能等方面都有很大提升,到20世紀(jì)60年代,噴氣式轟炸機日趨完善,不但可以超音速飛行,而且飛行高度更高,航程更遠(yuǎn),機載設(shè)備更完善。在氣動布局方面,這一時期的噴氣式轟炸機開始采用后掠翼和變后掠翼技術(shù),解決了在較大速度范圍和高度范圍內(nèi)的飛行問題。
早在1940年,德國阿拉多公司就研制出世界上第一架噴氣式轟炸機——Ar234,并于1945年裝備部隊。這種飛機是單座上單翼機,在兩側(cè)內(nèi)翼下各吊裝一臺渦輪噴氣發(fā)動機,整個飛機氣動外形呈流線型。駕駛艙在機頭,采用透明增壓式結(jié)構(gòu)。不過,此時由于德國戰(zhàn)敗投降,為避免落入蘇聯(lián)人手中,德軍將飛機毀掉了。不論從哪方面說,Ar234的設(shè)計在當(dāng)時都是十分先進的。雖然它在戰(zhàn)爭中沒有發(fā)揮很大的作用,但不能因此而忽視它在噴氣式轟炸機發(fā)展史上的地位。
第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,航空工業(yè)比較發(fā)達的幾個國家先后制造出噴氣式轟炸機。美國最早生產(chǎn)的噴氣式轟炸機是B-45C和RB-45C,前者生產(chǎn)了10架,后者生產(chǎn)了33架。蘇聯(lián)最早生產(chǎn)的噴氣式轟炸機是伊爾-28。
1947年12月17日,美國第一架后掠翼噴氣式轟炸機XB-47完成首次飛行。1964年1月,美國空軍提出發(fā)展一種新型遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機,要求其作戰(zhàn)高度在12000米以上,具有洲際飛行航程,能攜帶核彈。美國波音公司根據(jù)要求研制出B-52轟炸機。這種飛機生產(chǎn)最多的兩種型號是B-52G和B-52H,這兩種機型改裝了渦輪風(fēng)扇發(fā)動機,航程增加了10%~15%,可攜帶兩枚空對地導(dǎo)彈。蘇聯(lián)生產(chǎn)的第一種超音速轟炸機是圖22,它的最大速度為1800千米/時;法國“幻影”Ⅳ也是超音速轟炸機,飛行高度為12000米,最大速度為2695千米/時。
1946年英國德·哈維蘭公司研制出“彗星Ⅰ”噴氣式運輸機,這是世界上第一架噴氣式運輸機。不過,該機在運行的兩年內(nèi),相繼發(fā)生四起嚴(yán)重飛行事故,經(jīng)過詳細(xì)調(diào)查和研究,調(diào)查人員確認(rèn)造成事故的主要原因是飛機結(jié)構(gòu)疲勞強度不夠,因而在1954年該款運輸機全部停飛。
后來,德·哈維蘭公司又進行了一系列試驗。1958年4月,第一架“彗星Ⅵ”,噴氣式運輸機首次試飛,10月正式投入使用,直到1965年才退出主要航線。
這款噴氣式運輸機雖然發(fā)生過幾次事故,但在噴氣式運輸機的設(shè)計制造方面,確實總結(jié)出了許多經(jīng)驗教訓(xùn),為各國發(fā)展噴氣式運輸機提供了經(jīng)驗。在此期間,美蘇等國先后研制出一批噴氣式運輸機,如美國的波音、DC系列運輸機,蘇聯(lián)的圖、伊爾系列運輸機等。
20世紀(jì)60年代以來,大型運輸機和超音速飛機開始登上歷史舞臺。比較出名的大型運輸機有蘇聯(lián)的安-22、伊爾-76、伊爾-86;美國的C-141、C-5A、波音747、波音787;法國的空客系列等。超音速運輸機最出名的當(dāng)數(shù)英、法聯(lián)合研制的協(xié)和式運輸機和蘇聯(lián)生產(chǎn)的圖-144運輸機。
協(xié)和式超音速飛機共有四臺渦輪噴氣發(fā)動機,單臺推力達169320牛。這種發(fā)動機具備了一般在超音速戰(zhàn)斗機上才使用的加力燃燒室,最大飛行速度可達2499千米/時,巡航速度達到2150千米/時,巡航高度為18000米,具有先進的電子設(shè)備,能夠達到Ⅲ級自動降落和起飛,即完全能按照程序和指令,在無飛行員操縱下自動起飛與降落。
值得一提的是,協(xié)和式飛機的機形獨特,機頭細(xì)長下垂,頗具辨識度。不過,這樣的設(shè)計有利有弊,好處在于可以獲得較高的低速仰角升力,有利于起降,又可以降低超音速飛行時產(chǎn)生的阻力。但不利在于,由于機頭過于細(xì)長,飛行員在起降時的高仰角導(dǎo)致視線會被機頭擋住,為了改善起降視野,機頭設(shè)計成可下垂式,在起降時可以下垂5度至12度,巡航時再調(diào)回正常狀態(tài),這樣龐大的機頭角度調(diào)整設(shè)備增加了飛機的重量,占用了飛機的寶貴空間。
目前,在各國民用航空中,普遍運行的機型大多是歐洲的空客系列和美國的波音系列。如A-380是歐洲空中客車公司于1996年4月研制生產(chǎn)的四引擎、555座級超大型遠(yuǎn)程寬體客機,航程為15200千米,有空中巨無霸之稱。不只機體大、航程遠(yuǎn),A-380還采用了新一代發(fā)動機和先進的機翼,起落架也采用了新的技術(shù),飛行起來十分安靜。
與歐洲空客勢均力敵的是美國波音公司,波音公司擁有非常成功的民用運輸機產(chǎn)品系列,包含波音737、波音747、波音757、波音767、波音777、波音787等眾多耳熟能詳?shù)男吞?。其中,波?37自1964年推出以來頗受贊譽,衍生出737MAX7、737MAX8等14個型號。不過,今年對于波音公司來說可謂多事之秋,波音737系列中的737MAX8先后發(fā)生多起墜機事件,造成重大傷亡。2019年3月13日,波音公司宣告737MAX8全部停飛。接連發(fā)生的事故以及此次叫停,為波音飛機未來的發(fā)展蒙上了一層陰影,也使人們重新反思飛機的發(fā)展與安全問題。
近年來,中國在研制大型噴氣式運輸機方面也有重大突破,如2008年開始研制、2017年成功首飛的C919大型客機就是中國首款按照最新國際適航標(biāo)準(zhǔn),具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式干線民用飛機。C是China的首字母,也是中國商飛英文縮寫COMAC的首字母,第一個“9”寓意“天長地久”,“19”代表的是中國首款中型客機最大載客量為190座。除此之外,中國第一次完全自主設(shè)計制造的噴氣式支線客機ARJ21-700也于2017年完成首飛,并交付使用。
除了大型民用運輸機,我國還設(shè)計制造了新型軍用運輸機——運-20。該機作為大型多用途運輸機,可在復(fù)雜氣象條件下,執(zhí)行各種物資和人員的長距離航空運輸任務(wù)。超大的載重量、優(yōu)良的性能、圓潤的身形使得運-20一經(jīng)面世便獲得青睞,很多人將它親切地稱為“胖妞”。C919、“胖妞”都是引領(lǐng)我國大型飛機發(fā)展的排頭兵,在我國的航空史上留下了極為重要的一筆。
介紹了這么多噴氣式飛機,我們不難看出20世紀(jì)40年代以后的航空史基本上就是由噴氣式發(fā)動機書寫的。 因為有了更強勁的“心臟”,飛機變得更大,飛得更高、更遠(yuǎn)了!