从活塞双翼到喷气飞翼

更新于 2026年10月13日 版权声明
五、从活塞双翼到喷气飞翼

美国莱特兄弟于1909年成立了公司,但哥哥威尔伯在1912年去世,弟弟奥维尔也于1914年退出了莱特公司。公司创办五年就退出了飞机制造业,莱特兄弟在经营公司方面是不成功的,但发明专利为他们赚了不少钱。

欧洲人“有闲”创新技术,飞机重要的新技术、新发明大多来自欧洲:第一架飞跃英吉利海峡的单翼飞机(1909)、当时最快速度的第一架硬壳式机身飞机(1912)、第一架全金属飞机(1915)、厚翼根设计、前缘缝翼、“射击协调器”、航空母舰、喷气发动机和喷气式飞机,以及火箭技术、载人航天等,都源自欧洲。

飞机首先在法国显示出了军事价值和经济价值。1914年第一次世界大战爆发之前,法国涌现出了包括瓦赞、法尔曼、纽波特、高德隆、布雷盖、布莱里奥、斯帕德在内的一批飞机制造企业,法国成为世界航空制造业中心,巴黎号称“航空之都”。截至1914年,法国有20家飞机制造公司和13家发动机制造公司,德国有15家飞机制造公司,美国有14家飞机制造公司。第一次世界大战期间,法国生产飞机超过52 000架,生产发动机超过93 000台。

第一次世界大战期间,空战主要发生在德国与英国、法国之间,其中三款飞机表现出色:法国斯帕德公司的S.XIII战斗机,英国索普维思公司的“骆驼”战斗机,德国福克公司的D.VII战斗机。

第一次世界大战结束后,德国航空技术渐渐超越英国和法国。1915年,德国飞机设计师胡戈·容克斯成功研制出了世界上第一架金属无支架、无张线单翼张臂式飞机;1919年,他创建了容克飞机公司,公司设计制造出了世界上第一架全金属下单翼客机F-13,安全性极好,推动了世界民用航空的发展。德国飞机设计师恩斯特·亨克尔于1922年创建了亨克尔飞机公司,亨克尔与冯·奥海因合作研制出了世界首架喷气式飞机,与冯·布劳恩合作研制出了火箭发动机飞机。第二次世界大战后,亨克尔的这两位合作伙伴都被迫去了美国。1935年,威利·梅塞施密特(1898—1978)设计出了Bf-109战斗机,集当时最新制造技术和空气动力学成果于一身,包括全金属机身、铆接承力蒙皮、增升襟翼、可收放起落架、增压发动机等,是战斗机发展历史中的典范。在对波兰、法国、苏联的闪击战,以及在不列颠之战中,Bf-109战斗机令人生畏。Bf-109战斗机共生产了35 000架,是第二次世界大战期间世界生产数量最多的战斗机。

同样是第一次世界大战后,美国也开始重视飞机工业。美国最擅长的还是整合欧洲的技术、工艺,以及人。1912年,法国人发明了硬壳式机身结构,但制造效率低。1918年,自学成才的约翰·诺斯罗普与洛克希德兄弟一起发明了快速生产硬壳式机身的工艺,提高了制造效率并申请了美国专利。1926年,艾伦·洛克希德与约翰·诺斯罗普合作创办了洛克希德飞机公司,利用其专利,在1927年研制出了六座单翼民用客机“织女星”;1928年,公司销售额突破百万美元;1929年春,公司规模达300名员工,每周可以出产5架“织女星”。有了研制“织女星”经验的诺斯罗普随后成立了自己的公司。如今,洛克希德·马丁公司和诺斯罗普·格鲁曼公司是美国股价最高的航空航天军工企业,F-22战斗机和B-21轰炸机分别是它们的代表。

此外,约翰·诺斯罗普还综合了欧洲全金属飞机结构等技术,研制出了具有“全铝多室机翼”结构的“阿尔法”飞机(1930),成为波音公司B247(客机鼻祖)、道格拉斯DC-3(美国第一型不用补贴赚钱的飞机)的原型机,美国商业航空因此发展起来。

了解航空史的读者,可以通过下面的飞机翼身结构及机型演变图片,看到欧美航空角色换位的过程。在后面的内容里,我们还会进一步看到美国是如何站在欧洲人的“肩膀”上前进的。

图示

飞机翼身结构创新演变图(https://www.daowen.com)

第二次世界大战中的“不列颠之战”是惨烈的。1940年11月14日,德军对英国航空工业基地考文垂的空袭极为悲壮。说它悲壮是因为据说当时英军已破译了德军空袭计划,为了不让德方察觉英方已掌握了其最高机密—埃尼格玛密码机,英国内阁决定一切照常,不增防、不警示、不疏散平民。当然,人们对这一说法存在争议,但是在战争中为了整体利益而牺牲局部利益的可能性还是存在的。如期而至的449架德国亨克尔H—111轰炸机准确抛下了394吨爆破弹、56吨燃烧弹和127枚延时炸弹,造成554人死亡、864人重伤,12家飞机配件厂遭到严重破坏,导致英国飞机减产20%。纳粹德国使用了延时炸弹,目的是杀伤救援人员—更多地杀人。

1941年5月26日,德国吨位最大、技术最先进的“俾斯麦”号战列舰被从英国皇家“方舟”号航空母舰起飞的“剑鱼”攻击机发射的鱼雷击伤舵机,之后被随之而来的英军飞机轮番轰炸击沉。1941年12月7日,日本海军航空母舰舰载飞机和潜艇突然袭击美国夏威夷海军基地。90分钟后,美国4艘战列舰、2艘驱逐舰沉没,188架飞机被炸毁,约2400人丧生。太平洋战争爆发后,美国航母进行了激烈的反击和复仇。最后,美国飞机投放的两枚原子弹彻底击垮了日本。

第二次世界大战打乱了欧洲秩序,美国飞机制造能力跃居世界第一。苏联也赶了上来,在第二次世界大战期间研制出了大量歼击机、轰炸机,将纳粹德国从斯大林格勒一路撵回柏林。但在航空科学技术方面,第二次世界大战中的德国和英国依然领先,例如喷气式飞机,是由德国和英国率先研制出来的。1942年,威廉·梅塞施密特研制成功Me-262喷气战斗机,在第二次世界大战后期投入使用,是世界上第一种投入实战的喷气战斗机。Me-262喷气式战斗机设计师是阿道夫·布兹曼,第二次世界大战刚一结束,美苏就四处搜寻布兹曼和他的研究成果,美国捷足先登俘获了布兹曼。布兹曼帮助美国北美公司研制出了F-86“佩刀”后掠翼战斗机,苏联米格设计局借助布兹曼的成果研制出了米格-15后掠翼战斗机。德国和英国两位喷气发动机发明人也被美国挖到。苏联米格-15与美国F-86是朝鲜战场最先进的战机,都是德国Me-262的翻版。

1952年,英国德·哈维兰公司率先研制出了“彗星”喷气式客机,并投入了商业运营,但在发生了几次事故后停止了运营。美国波音公司吸取“彗星”失败的教训,成功研制出了波音707喷气客机,一举夺取“民机老大”的位置。

冷战时期,为了与苏联超音速客机图-144竞争,英法合作研制出了“协和式”超音速客机,于1969年投入运营。1973年法国巴黎航展,“协和式”飞机与图-144同台进行飞行表演。不料,图-144在爬升过程中突然转为猛烈俯冲,飞机在空中解体,六名机组人员全部遇难,图-144总设计师也在其中。图-144在20世纪80年代停止了运营。“协和”式飞机在投入运营后也发生了多次事故,于2000年停止了运营。

“彗星”喷气式客机、“协和”式超音速客机的失利,终于让欧洲各国认识到,仅靠一国之力发展航空航天,难以抵抗身边的苏俄,更难以同美国日益强大的公司竞争,欧盟长期依靠美国更不是办法。于是,欧洲各国经过调整、重组、整合相关企业,英、法、德、西、意等当年的交战国,将许多曾经欲置对方于死地的敌对企业整合在一起,联手打造了欧洲空中客车公司、英国宇航系统公司(BAE)、意大利莱昂纳多公司、英国罗尔斯·罗伊斯公司、法国赛峰集团等航空航天防务公司。2000年,欧洲法、德、英、西班牙等国成立了欧洲宇航防务集团(EADS)。在欧盟支持下,欧洲宇航防务集团子公司空中客车公司很快与美国波音公司并驾齐驱。2014年,欧洲宇航防务集团更名为欧洲空客集团。

第二次世界大战期间,德国最先研制出并在战争中使用了V-1巡航导弹和V-2弹道导弹,战后美国和苏联的运载火箭和巡航导弹等许多航天技术都来自德国。V-2火箭设计师是冯·布劳恩,战后被俘虏去了美国。1957年10月,苏联率先发射人造地球卫星,美国上下恐慌至极,赶紧请出德国战俘冯·布劳恩主持火箭研究。很快,美国在1958年1月成功发射了人造卫星,并在1969年实现了“阿波罗”登月,赢得了对苏联的太空竞赛。

第二次世界大战期间,德国、美国、苏联都开展了对飞翼布局远程轰炸机的研制。德国空军元帅戈林将德国霍顿兄弟研制的Ho-229飞翼布局喷气动力战斗轰炸机称为“决战飞机”,该机后来证明具有隐身突防雷达的能力。Ho-229飞翼机于1945年2月试飞成功。但两个月后,1945年4月,制造Ho-229飞机的工厂就落入美军手中,一些工程技术人员被迫去了美国。美军于1945年6月启动了诺斯罗普YB-49飞翼飞机项目。1950年,该项目被取消,因为当时飞控技术还不成熟。

之后,美国空军一直秘密研究飞翼布局飞机,终于在1989年实现首飞,1997年开始服役,首次使用是在1999年的塞尔维亚科索沃战争。2015年10月,美国国防部长宣布诺斯罗普·格鲁曼公司中标美国空军下一代远程战略轰炸机项目,新机编号B-21,绰号“奇袭者”,合同额“巨大”,诺普罗斯·格鲁曼公司的股价因此超过了长期处于领先地位的洛克希德·马丁公司。

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