书城科普飞向蓝天的历程(趣味科学馆丛书)
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第10章 民用飞机一览(3)

线条优美的波音247,依稀可以看到B-17的身影1932年8月2日,TWA将设计规格递交航空工业界,规定得相当详细:全金属单翼设计,3台增压发动机,每台功率不小于367500瓦。双人制驾驶舱,至少可搭载12名乘客。还规定了航程不小于1738千米,最大速度不低于298千米/小时,巡航速度不低于235千米/小时,爬升率366米/分,实用升限不低于3048米。这些要求以当时的技术水平来说并不苛刻,但是在TWA加上“在失去一个发动机且满载的情况下,在TWA的任意一机场都必须具有令人满意的良好控制下的起飞”一条后就不同了。除了波音外的所有主要飞机制造企业:通用航空、马丁、联合、寇蒂斯和道格拉斯都收到了设计规格书。

道格拉斯的DC-1很容易就成为最先进,也是最受争议的型号。客舱空间足够乘客直身而立,这在当时是一项创新,并采用了一体式中央发动机舱/机翼结构段,增加了强度。外翼段使用螺栓固定在中央翼段上,机翼维护变得简单。发动机采用700马力级的型号,并采用全NACA设计规范的发动机整流罩,阻力更小。但道格拉斯的设计只有两个发动机,这就意味着要满足TWA的要求,就必须要具有单发起飞能力。正在道格拉斯工程师担心无法满足要求时,TWA定购了DC-1。

1933年7月1日,道格拉斯试飞员卡尔·卡沃和福瑞德·赫曼驾驶DC-1在克劳沃机场的跑道上首次升空。由于化油器出现故障,试飞草草结束,但飞机的确表现出色。在完成了为期三个月的工厂、TWA和商用航空局联合试飞后,DC-1获得美国商用航空局型号认证。DC-1进行过的测试项目之一就是TWA单发测试,试飞机组只使用一个发动机从新墨西哥州阿尔伯克基(TWA海拔最高的机场)飞到了亚利桑那州温斯洛。TWA对此相当满意,并在1938年12月接收了这架DC-1。TWA为此仅支付了12.5万美元,但道格拉斯却花了80.7万美元来制造这架原型机,道格拉斯表面上看起来亏损严重,但重要的是TWA签署了首批20架改进型DC-1订单,这些飞机将增加座位,型号为DC-2。

DC-1在测试后对最初设计进行了一些改动,增大垂尾面积以增强稳定性,并试用了普拉特惠特尼的SG-D大黄蜂发动机,改进后的飞机称为DC-1A。从此以后,无论军用或民用的DC运输机,在订购时都可以选择安装莱特或普惠发动机。TWA订购的飞机都安装了莱特旋风发动机。TWA和道格拉斯使用这架DC-1打破了多项美国和世界速度纪录,包括一项航程5000千米,平均速度438千米/小时的横跨美国大陆的飞行。这架“客机”甚至绕着当时的陆军和海军战斗机飞行。

对DC-1感兴趣的不仅是航空公司,美国陆军航空队需要一种现代化的货运/部队运输机,DC-1看起来十分合适。1933年6月,DC-1在陆军航空发展中心所在的莱特机场作了停留。在此地,陆军和道格拉斯试飞员驾驶这架旅客机进行了性能展示。虽然陆军十分欣赏DC-1,他们还是想等改进型号出来再下订单。在完成了全部任务后,TWA将DC-1卖给了著名富翁霍华德·休斯。休斯将其用于速度竞赛,后又转卖给了西班牙政府。1940年12月这架DC-1在马耳他机场的一次起飞中因发动机故障而坠毁。

DC-1在陆军航空发展中心所在莱特机场作停留国际上把从事赢利性公共航空运输活动以外的所有民用活动统称为通用航空,主要包括为工农业生产服务的作业飞行、文化体育运动飞行、教学飞行、娱乐游览飞行、公司及政府的专用飞行等。根据上述需要,派生出一系列专门用途的飞机,如农业机、森林防护机、航测机、医疗救护机、游览机、公务机、体育机、试验研究机、气象机、特技表演机、执法机等。通用航空飞机还包括各种轻型和超轻型飞机、直升机和滑翔机等。

农业飞机

是用于执行喷药、播种和施肥等田间作业的飞机,早期多用退役的小型飞机改装,近年来有专门研制的农业飞机。著名的农业机有前苏联的安—2、安—3;美国的“农用马车”、“农业猫”、“空中拖拉机”;澳大利亚的“空中卡车”和波兰的M—18“单峰骆驼”等。对农业机的要求主要有:良好的稳定性和低空操纵性,便于飞越树林、电线等障碍物;转弯半径要小,便于喷程末端调头,缩短工时;超低空性能好,保证药物喷洒质量;能在简易场地起降;有效载荷大;装卸方便;座舱视界好;安全性好,检查维修方便等。另外,还需要配备先进的农业作业设备。“农业猫”G164是美国施韦策公司根据格鲁门公司转包合同生产的单座双翼活塞式农业机,原型机1957年5月首次试飞,1959年开始交付使用,共生产了2500架左右。1981年又开始生产两种新的改型:G164改进型(药箱比初期型加大40%)和G164涡轮型(换装涡轮螺桨发动机)运-11是我国哈尔滨飞机厂研制的一种轻型双发多用途运输机。哈飞于1974年4月提出设想,1975年1月开始设计,1975年12月30日运-11原型机首次试飞成功。运-11实现了当年设计,当年试制,当年上天的目标。1977年4月3日设计定型投入生产。

运-12运-11定型后交付了41架,中国飞龙航空服务公司接受14架,新疆“军垦农航”10架,后停产。曾先后用于飞播小麦、水稻、农业施肥、除草、灭虫、绿化草原、地质勘探、空中照相以及支援短途运输、旅游、考察丹顶鹤和东北虎等野生动物等各项作业。该机低速性能良好,座舱宽,视野好,起降要求低,使用维护方便。1980年5月23日,在国务院、中央军委批准下,哈尔滨飞机厂组建了运-11飞机农业航空服务队。

在具体设计上,运-11采用双发、上单翼带撑杆、单垂尾、固定式起落架布局。矩形机翼为双梁斜撑杆式结构,翼形NACA4412。前缘装有可自动打开的前缘缝翼和同后缘襟翼连动的襟副翼。采用圆角矩形截面机身,舱内布置了四个双人折叠板椅。板椅收起后,可以装货。大小两扇的货舱门在货舱左侧,舱内有八个有机玻璃窗口。采用梯形单垂直尾翼和矩形反弯度翼型水平尾翼。舵面同时采用轴式补偿和角式补偿,便于驾驶。升降舵和方向舵采用布质蒙皮。前、主起落架不可收放,均为支柱式,有油气减震器,适于在简易土跑道或草地上起落。主起落架采用低压轮胎双轮。机翼内共装有四个金属油箱,重力供油,在左右发动机舱内各安装1个金属消耗油箱。飞行员采用Y柱形结构的盘式双操纵,脚操纵采用前后位置可调整的四连杆机构脚踏板。电动机械混合传动襟翼和副襟翼,舵面由软硬混合式机械传动控制,升降舵和方向舵的调整片采用电动机构传动。冷气系统供发动机启动和主起落架刹车用。电源系统为2台ZF-15直流发电机和1个12HK-30蓄电池,交流电通过GBL-250单相变流机和SBL-40、SBL-125三相变流机供电。机载设备包括各种仪表、GT-1超短波电台和WL-7无线电罗盘等通讯领航设备。可加装装有1个粉剂和液剂共用的玻璃钢药箱,容量1000千克。1个容量为1.4立方米的尼龙种子料袋,1个可卸式风动药泵,最大流量为16千克/秒。机上装有常量型和超低量型两套喷洒设备。

灭火飞机

我国水轰—5也可用作森林灭火森林消防飞机是专门用于扑灭森林火灾的飞机。二次大战后,美国把大量战时使用的水上飞机改为森林消防飞机,有的至今还在使用。加拿大是一个多森林国家,木材加工工业在国民经济中举足轻重。60年代初,加拿大航空工业公司研制了专门用于森林灭火的两栖飞机CL—215,能往返飞行于附近水面和火场之间,在飞行中把水箱吸满,运往火场上空洒水灭火。1969-1990年期间共交付了124架活塞式CL—215,目前正在研制装两台普惠公司PW123AF涡轮螺桨发动机的CL—415,设备更先进,在掠过水面时只需12秒钟即可吸满1350加仑(6130升)的水箱,飞行速度达375千米/小时,视水源距火场远近,一次升空,在1小时内可向火灾现场投水20次以上。

航测机

航测机是能执行航空勘测任务的飞机,一般由低速性能好的运输机或其他飞机改装而成,要求飞机爬升性能好、转弯半径小、操纵灵活、低空和超低空性能好。飞机上还应装导航和无线电定位装置,以保证飞机在指定区域作精确扫描飞行。由于任务不同,装备不同的专门探测设备。如果是航空地球物理探矿,则根据采用的不同方法(航空磁法,航空放射法……)装备相应的设备,探测具有磁性的矿藏或有放射性的矿藏。

采用航测机与地面测量相比,具有一系列优点,能克服种种不利地形条件和气象条件的限制,在高寒地区、陡峭山区、原始森林和沼泽湖泊等人员难以到达的地区进行地质调查。使用航测机,速度快、效率高、使用劳动力少,能在短期内取得大面积区域的探测资料。

水上飞机

水上飞机是能在水面上起飞、降落和停泊的飞机,其中有些也能同时在陆上机场起降的,称为两栖飞机。水上飞机分为船身式(即按水面滑行要求设计的特殊形状的机身)或浮筒式(把陆上飞机的起落架换成浮筒)两种。两栖飞机则在船身或浮筒上装置可收放的起落架,在水上起降时收上,在陆上起降时放下。

水上飞机在军事上用于侦察、反潜和救援活动;在民用方面可用于运输、森林消防等。水机的主要优点是可在水域辽阔的河、湖、江、海水面上使用,安全性好,地面辅助设施较经济,飞机吨位不受限制;主要缺点是受船体形状限制不适于高速飞机,机身结构重量大,抗浪性要求高,维修不便和制造成本高。

国产Y-5(运五)轻型多用途

单发双翼运输机水陆两用型早期,水上飞机和陆上飞机是同时发展的。20世纪30年代水机发展十分迅速,远程和洲际飞行几乎为水机所垄断,还开辟了横越大西洋和太平洋的定期客运航班。例如,德国道尼尔公司20年代末研制的goX是当时世界上最大的水上飞机,机翼上方分6组背靠背地装12台活塞式发动机,最大速度达到224千米/小时,1929年10月曾创造一项载169名乘客飞行的世界纪录,一直保持了20多年。美国联合公司30年代研制的PBY—5“卡塔林娜”两栖飞机在二次大战中广泛用作海上巡逻机,生产量达4000架,战后改作森林消防飞机。战后水机发展速度放慢,主要代表机种有前苏联的别—10和日本的PS—1水上飞机,后者由于采用了附面层吹除襟翼和喷溅抑制槽技术,具有较高的抗浪能力。中国在轰—5的基础上研制了水轰—5,它能执行反潜任务。

公务机

公务机是在行政事务和商务活动中用作交通工具的飞行,亦称行政机或商务飞机。