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海阔凭鱼跃,天高任鸟飞(五)——“施耐德杯”水上飞机竞赛的历史

发布时间:2013-04-11  原作者:霹雳贝贝   点击数:

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3、第十一届施耐德杯,1929 年英国卡尔肖特

  意大利航空部长伊塔洛•巴尔博(Italio Balbo)精力充沛,虽然此前他几乎对飞机一无所知,但却很快学会了飞行。虽然他爱出风头,但与大话连篇的墨索里尼不同的是,他很快成为行家里手,并做了不少实事,使人刮目相看。1927 年的比赛结束后,下一届比赛已经提上了议事日程,在失去了施耐德杯后,虽然意大利人急于复仇,但是巴尔博的脑子还是很清醒,一年的准备时间对他们来说太短了,只有充分准备才有取胜的把握。

  为此巴尔博与英国方面交换了意见,双方一致认为航空工业发展已经进入了技术主导的阶段,必须为新飞机研发和飞行员的训练留出足够多的时间。意大利航空协会在 1928 年的 FAI 会议上提议将施耐德杯改为 2 年举办一次。这得到了英国、美国和法国等航空强国的一致响应,会议决定施耐德杯今后每 2 年举办一次,在 5 年内连续获得 3 届冠军的国家将永久保留施耐德杯。

图 5.3.1 登上 1933 年时代杂志封面的巴尔博

  虽然 1928 年没有了比赛,但是大家也没有闲着,对于马基和菲亚特来说 1927 年的比赛是一场彻头彻尾的失败,在国人面前丢的脸必须挣回来。1927 年 11 月 4 日,意大利人伯纳迪驾驶 M.52 飞机创造了 479.29 公里/小时的直线飞行世界纪录。

  英国夺冠后,皇家空军高速飞行队也一度解散,空军内部对飞行员参赛的做法也有不同的声音。出于国家战略的考虑,英国政府决定为下一届的比赛拨款,特伦查特元帅也决定重组高速飞行队。1928 年 3 月 12 日,飞行队成员塞缪尔•金基德驾驶超级马林 S.5(N221)向意大利人的飞行速度纪录发起了冲击,可惜飞机一头栽入水中,他当场身亡。1928 年 3 月 30 日,伯纳迪再次驾驶经过改进的 M.52R 将自己的保持纪录提高到 512.776 公里/小时(318.63 英里/小时),这也是人类首次突破 300 英里/小时大关。

  S.5 冲击纪录的失利使雷金纳德•米切尔认识纳皮尔狮式发动机已经发展到了极限,由于其排量仅有 22.5 升,输出功率已经很难提高,他急需物色一款新的发动机。此时罗尔斯•罗伊斯公司正在为空军的单发轰炸机计划制造秃鹰式发动机(Buzzard,代号 H),这种液冷发动机的排量达 36.7 升,输出功率 900 马力以上,重量不到 700 公斤,很有发展潜力。超级马林公司主席詹姆斯•伯德(James Bird)从空军内部得知了这一消息,在空军部负责航空发动机发展事务的官员布尔曼(Bullman)的引荐下他见到了罗•罗公司的创始人之一亨利•罗伊斯爵士(Sir Henry Royce)。伯德恳请罗伊斯爵士从国家利益出发,为施耐德杯开发一款新型发动机。

  罗伊斯爵士对速度比赛一向没有好感,他的合作伙伴查尔斯•罗尔斯(Charles Rolls)就是死于飞行,但伯德的话还是打动了他。虽然来自公司内部的反对声不绝于耳,很大一部分人认为罗•罗公司应该集中精力搞最赚钱的汽车而不是航空发动机。罗伊斯爵士力排众议,决定开发代号为“R”(比赛 Racing 的首字母)的新型发动机。R 型发动机以秃鹰式发动机为基础进行增强,采用增压技术和齿轮减速,输出功率可望超过 1,500 马力,而迎风面积却比纳皮尔狮增加不大。

  有一种说法是罗伊斯爵士用木棍在沙滩上与他的设计师们绘就了 R 型发动机,这未免有点戏说的味道,但这一决定的本身却具有深远的意义,甚至可以说创造了历史,否则英国很可能就没有梅林发动机和喷火战斗机,也就无法获得后来不列颠空战的胜利,更不用说罗•罗公司傲立于当今世界航空发动机发展的潮头。虽然政府此时并未下达订单,但罗•罗公司的设计团队还是很快将发动机的基本外形和结构图纸设计出来,并交给了超级马林公司。米切尔开始利用这些数据对新飞机 S.6 进行基本设计,这为比赛赢得了时间。

图 5.3.2 雷金纳德•米切尔和亨利•罗伊斯爵士合影

  1928 年,超级马林公司被著名军火企业维克斯•阿姆斯特朗公司收购,成为其旗下的一个企业,公司更名为超级马林航空工业(维克斯)公司Supermarine Aviation Works (Vickers) Ltd,新公司的运作仍相对独立。由于 S.5 型飞机的设计是如此的成功,以至于并不需要对其空气动力外形进行多大的改进,只是 R 型发动机比纳皮尔狮型发动机的体积和重量更大,因此 S.6 要比 S.5 大不少。S.6 较 S.5 的另一大改进之处是它将全部使用金属建造,全金属建造飞机是航空技术的发展方向之一,不仅可以解决在战时大规模生产飞机的需求,也缓解了由于建造飞机而对英国森林的砍伐和破坏问题。

  纳皮尔公司还在对狮式发动机进行升级和改造,他们准备推出狮的终极版,同样带增压技术的 VIID 发动机,预计输出功率 1,300 马力。格罗斯特公司表示将继续采用狮型发动机,而且弗兰德的的设计-格罗斯特V居然还是过时的双翼。

  意大利人在经受了惨痛的教训后认为,不能把鸡蛋都放在一个篮子内,因此他们请了多家公司参与 1929 年的施耐德杯设计。马基的新款飞机是 M.67 型,基本布局仍与 M.39 和 M.52 一脉相承。设计师卡斯托尔蒂已经对菲亚特不可靠的发动机深恶痛绝,他决定换上伊索塔•佛拉斯奇尼 Asso-1000 18 气缸液冷。这种发动机体积较大,排量超过 57 升,与纳皮尔狮型发动一样都采用 W 型布局,每排有 6 个气缸,输出功率达 1,800 马力,为此 M.67 的机头造型也针对发动机进行了优化。M.67 较 M.39 和 M.52 更大更重,翼展为 8.98 米,机身长 7.15 米,机翼面积 14.1 平方米,最大起飞重量 2,180 公斤,翼载 154.6 公斤/平方米。M.67 的机翼和机身表面,甚至是浮筒上都布满大量散热器,以此来保证对发动机进行有效冷却,为有效利用空间,浮筒内设置有燃料箱。M.67 采用三叶螺旋桨,旋转起来的扭矩很大,因此一侧浮筒所带的燃料多于另外一侧,以平衡负载,但是飞机操纵起来仍然十分费劲,特别是起飞阶段。

图 5.3.3 马基 M.67 型水上飞机

  心有不甘的菲亚特决定自己研制了自己的飞机参赛,菲亚特 C.29 与 M.39/M.52 十分相似,但更为轻小,翼展和机身长度仅 6.6 米和 5.45 米,最大起飞重量 1,160 公斤,整架飞机都围绕一部 1,050 马力的 AS-5 V12 型发动机设计,功率/重量比接近到 1:1,但几乎只有最矮小的飞行员才能把身体挤近其狭小的座舱之中。

图 5.3.4 菲亚特 C.29 模型

  萨沃亚•马切蒂的 SM.65 设计很有新意,其机身很短,前后部各安装有 1 台 1,000 马力的伊索塔•佛拉斯奇尼 Asso-750 V12 发动机,独立驱动两副螺旋桨,采用前拉后推。这种设计抵消了螺旋桨转动产生的扭距,它的设计时速超过 400 英里/小时。该机使用了类似于 H 型的双尾撑结构(但垂直尾翼只有一个),尾撑通过支柱连接到机身下的两个修长的大型浮筒上予以固定。

图 5.3.5 萨沃亚•马切蒂 SM.65

  意大利人的异想天开在比亚乔(Piaggio)Pc.7 飞机上得到了最充分的体现,这种飞机没有浮桶,它机身采用类似水翼艇的设计,可依靠机体自身的浮力漂浮在水面上。Pc.7 机身中部装有一台 1,000 马力的菲亚特 AS-5 型发动机,在起飞时,发动机首先通过离合器接到后部的轴上,驱动水中螺旋桨转动,飞机就好像摩托快艇一样在水面高速前进。由于机身下部安装有水翼,在高速滑行中,水翼会逐渐将机头上抬。一旦前部螺旋桨被抬升到离开水面足够的高度,就会展开,然后离合器自动切换,启动飞机首部的空气螺旋桨,这使飞机能继续加速飞离水面。理论上 Pc.7 可以抛开沉重的浮筒,提高飞行速度(这架飞机号称可以达到 700 公里/小时),但是由于设计过于前卫以及离合器设计的问题,从未离开过水面。

图 5.3.6 比亚乔(Piaggio)Pc.7

  除了准备飞机以外,巴尔博还组建了空军飞行学校以培养新的高速飞行员,学校设置在意大利-瑞士边界的加达湖(Garda Like)边上,那里的水域开阔、风平浪静,十分飞行员进行模拟训练,飞行员们首先在萨沃亚 S.59 上熟悉飞行,然后转到马基 M.33上,接下来是适应 M.52。

  骄傲的法国人在失去世界飞行速度记录后,第三共和国杰出的海军上将乔治•莱格(Georges Leygues)效仿英、意两国组织了自己飞行队,并向纽波特、斯潘道和伯纳德(Bernard)等三家公司各订购 2 架飞机准备参加 1929 年的施耐德杯,土地神公司和希斯帕诺-秀扎公司将各自为这些飞机配套研制 1,000 马力的风冷和水冷发动机。由于发动机的研制进度缓慢,直到比赛时仍无法交付,法国人再次与施耐德杯擦肩而过。

图 5.3.7 伯纳德 HV.41 型水上飞机,由于发动机交付延迟,未能参加 1929 年的比赛

  美国方面,柯克汉和威廉姆斯团队并没有因为政府的不支持而放弃,他们重又开发了全新的单翼水上飞机-水星(Mecury ),设计时速 600 公里/小时,威廉姆斯还准备用它来打破世界飞行速度记录。帕卡德提供的 X-2775 发动机的功率提高到了 1,500 马力,海军秘密对飞机的研制提供技术支持,除了允许团队使用风洞外,飞机的制造也在费城海军工厂完成。威廉姆斯在测试水星时发现它的储备浮力不足,加之发动机巨大的扭力,浮筒几乎无法有效抬升起来,螺旋桨也掀起巨大的水雾,飞机无法起飞.由于比赛时间临近,对飞机改进的时间已经很有限。更糟糕的是,海军突然宣布停止对团队的支持,原本准备运输的驱逐舰航次也被取消,这使水星无法渡过大西洋达到英国,美国人抱憾退出。

图 5.3.8 水星水上飞机,可见其 X 型发动机

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