并轡三人行——美國(guó)早期翼尖拖帶技術(shù)
戰(zhàn)斗機(jī)護(hù)航理論的誕生并不比轟炸機(jī)的歷史更晚,但在戰(zhàn)爭(zhēng)中很快發(fā)現(xiàn)的一個(gè)令人尷尬的事實(shí)是,戰(zhàn)斗機(jī)的航程遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上比它們更為偉碩的轟炸機(jī)或是運(yùn)輸機(jī),為了增加戰(zhàn)斗機(jī)的航程,人們想出了許多辦法,其中相當(dāng)一些方案是大膽而富于冒險(xiǎn)精神的,翼尖對(duì)接/拖帶技術(shù)就是這樣一種淹沒(méi)在歷史塵屑中鮮為人知的技術(shù)。 方案·德國(guó)血統(tǒng) 翼尖拖帶系統(tǒng)的概念的提出者是德國(guó)科學(xué)家理查德·沃格特博士(Richard Vogt),他也是美國(guó)戰(zhàn)后從德國(guó)征召的大批航空技術(shù)專家之一。在他的理論中,沃格特提出,通過(guò)給飛機(jī)兩翼翼尖附加兩塊存放額外燃油的“自由漂浮”擴(kuò)展段,能夠增加飛機(jī)的航程。其設(shè)計(jì)思想的核心在于,使得附加的擴(kuò)展段能夠相對(duì)于連接點(diǎn)作有限的運(yùn)動(dòng),使擴(kuò)展段自身的重量可以由其產(chǎn)生的氣動(dòng)升力支撐,這樣飛機(jī)就可以免于受到結(jié)構(gòu)重量方面的不利影響。增加的翼尖自由漂浮擴(kuò)展段提高了基本機(jī)翼布局的展弦比,能顯著降低誘導(dǎo)阻力?;谶@種理論,增加了載油擴(kuò)展段的飛機(jī)等于具備了更為高效的機(jī)翼,其航程可以顯著增加。 這種不同尋常的理論有著顯而易見(jiàn)的其他用途。例如,既然燃油可以裝在“自由漂浮”擴(kuò)展段中連接在飛機(jī)兩翼翼尖攜帶,那么這就意味著一架大型轟炸機(jī)也完全有可能通過(guò)這種辦法攜帶兩架護(hù)航戰(zhàn)斗機(jī),更為重要的是這樣不會(huì)嚴(yán)重影響轟炸機(jī)的航程。理論雖然如此,但事實(shí)上還有許多問(wèn)題有待解決。攜帶燃油的擴(kuò)展段在地面停留狀態(tài)時(shí)還要采取必要的支撐手段——畢竟此時(shí)它們無(wú)法產(chǎn)生升力。可能采用可收放起落架的方式是個(gè)辦法,但是跑道寬度的限制又當(dāng)如何?另一個(gè)大麻煩就是,如此布局帶來(lái)的穩(wěn)定性和操縱性方面的問(wèn)題如何解決,擴(kuò)展段是否容易操縱?至于要在轟炸機(jī)的兩側(cè)翼尖拖帶兩架戰(zhàn)斗機(jī),那就更為復(fù)雜,首先空中對(duì)接-脫離究竟有無(wú)問(wèn)題?飛行員的工作負(fù)擔(dān)是否會(huì)增加,能否開(kāi)發(fā)出控制對(duì)接戰(zhàn)斗機(jī)的自動(dòng)裝置?這些,都還是未知數(shù)。 二戰(zhàn)后期,德國(guó)人曾經(jīng)于1944-1945年間進(jìn)行過(guò)一些初步試驗(yàn)。雖然沒(méi)有完整的檔案資料,但據(jù)信德國(guó)人曾經(jīng)使用兩架輕型飛機(jī)進(jìn)行過(guò)對(duì)接飛行測(cè)試。對(duì)接的具體方式是通過(guò)貫穿翼尖的一根繩索將兩架飛機(jī)連接在一起。兩架飛機(jī)以分離狀態(tài)同時(shí)起飛,其間帶有一根足夠維持它們例行編隊(duì)飛行距離的繩索。到達(dá)安全高度后,其中一架飛機(jī)利用絞盤(pán)拉動(dòng)繩索,直到翼尖連接裝置完成對(duì)接。試驗(yàn)中德國(guó)人還嘗試過(guò)對(duì)接狀態(tài)下的轉(zhuǎn)彎以及改變高度等機(jī)動(dòng)動(dòng)作。但由于德國(guó)空軍部對(duì)該項(xiàng)目缺乏興趣,該項(xiàng)目最終被放棄。 20世紀(jì)40年代后期,在俄亥俄州萊特菲爾德工作的沃格特博士向美國(guó)空軍提出了發(fā)展翼尖對(duì)接/拖帶技術(shù)的建議,這一建議引起了美國(guó)空軍的濃厚興趣。按照沃格特博士的設(shè)想,大型遠(yuǎn)程轟炸機(jī)就能夠在不犧牲航程的情況下攜帶兩架戰(zhàn)斗機(jī)(戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)然不進(jìn)行工作)奔赴目標(biāo),這就避免了在敵人防空截?fù)魴C(jī)面前毫無(wú)還手之力的難堪境地。按照美軍的設(shè)想,如果此項(xiàng)計(jì)劃能夠?qū)崿F(xiàn),那么就可以讓一架B-29轟炸機(jī)用翼尖拖帶兩架F-84D平直機(jī)翼戰(zhàn)斗機(jī)執(zhí)行戰(zhàn)略轟炸任務(wù)。F-84的“婆家”——共和飛機(jī)公司順理成章地獲得了該項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)協(xié)議,按照協(xié)議要求,共和公司將負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制造并且評(píng)估這種特殊的連接裝置。這是一個(gè)極其復(fù)雜的工程,涉及機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)、翼尖密封、飛行測(cè)試儀器制造等諸多領(lǐng)域,最重要的是要提供必要的數(shù)據(jù),以定量地證明該技術(shù)的有效性。 這里我們還要談到一個(gè)人,他叫本·赫曼(Ben Hohmann),也是二戰(zhàn)后開(kāi)始為美軍效力的德國(guó)人。此人是一名地道的實(shí)用技術(shù)工程師,他總有辦法把理論設(shè)計(jì)變成實(shí)際產(chǎn)品。他的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和思想后來(lái)大量應(yīng)用在許多對(duì)接機(jī)構(gòu)上。此外,他還是一個(gè)嫻熟的飛行員,曾經(jīng)作為機(jī)組人員在C-47上進(jìn)行了多次飛行試驗(yàn)。他的加入,為推動(dòng)這一項(xiàng)目起到了顯著的積極作用。 預(yù)演·C-47/Q-14試驗(yàn) 右側(cè)拖帶一架Q-14進(jìn)行飛行測(cè)試的道格拉斯C-47運(yùn)輸機(jī) C-47/Q-14翼尖對(duì)接裝置示意圖 1949年,美軍開(kāi)始對(duì)道格拉斯C-47A運(yùn)輸機(jī)和小型的Q-14B靶機(jī)進(jìn)行改裝,以便用這兩種飛機(jī)進(jìn)行對(duì)接/拖帶飛行試驗(yàn)。之所以選中這兩種飛機(jī),是因?yàn)樗鼈兊馁|(zhì)量和翼展之比和B-29/F-84基本相同,能夠簡(jiǎn)單快捷的驗(yàn)證空中對(duì)接/拖帶技術(shù)的可行性。 為簡(jiǎn)化起見(jiàn),對(duì)接裝置被設(shè)計(jì)成一個(gè)單點(diǎn)連接件,允許對(duì)接狀態(tài)下的Q-14在三個(gè)自由度上有限運(yùn)動(dòng)。C-47右側(cè)機(jī)翼上安裝了一根連桿,其上帶有一個(gè)小型對(duì)接環(huán)。Q-14左翼上安裝一根尖端朝后的矛桿,矛桿可以插入連桿上的對(duì)接環(huán)。在對(duì)接狀態(tài)下,不需要鎖定機(jī)構(gòu)兩機(jī)就能夠依靠空氣阻力維持對(duì)接狀態(tài)。但是如此一來(lái),Q-14必須采取“倒騎驢”方式進(jìn)行對(duì)接,只能倒退著將矛桿插入C-47的連接環(huán),增加了對(duì)接難度。脫離并不費(fèi)事,Q-14只需加大油門(mén)就能從C-47的連接環(huán)中將矛桿拔出。如果遇到緊急情況,C-47機(jī)組成員可以啟動(dòng)應(yīng)急脫離裝置,立即釋放連接環(huán),使Q-14迅速脫離C-47。 1949年8月19日,美軍在俄亥俄萊特菲爾德進(jìn)行了首次對(duì)接嘗試,這是一次非常有趣的試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)人們擔(dān)心即便對(duì)接能夠完成,Q-14的穩(wěn)定性也是大問(wèn)題。根據(jù)推測(cè),一部分人認(rèn)為對(duì)接后能夠通過(guò)操縱副翼保持Q-14的姿態(tài),但也有人認(rèn)為升降舵才是主要控制手段。由于這是一次“廉價(jià)”的可行性試驗(yàn),因此事前并沒(méi)有進(jìn)行風(fēng)洞測(cè)試和計(jì)算分析,實(shí)際上,沒(méi)人能夠斷言對(duì)接時(shí)究竟會(huì)發(fā)生什么。 試驗(yàn)中,Q-14初次接近C-47便遇到了障礙——C-47翼尖附近強(qiáng)勁的渦流使得精確近距離編隊(duì)飛行變得相當(dāng)困難。為了安全起見(jiàn),這次試驗(yàn)中C-47爬升到2438米高度,而在這個(gè)高度上,Q-14已經(jīng)沒(méi)有多余的動(dòng)力做進(jìn)出對(duì)接位置的機(jī)動(dòng),這成為一個(gè)棘手的問(wèn)題。當(dāng)時(shí)C-47的對(duì)接環(huán)位于距其翼尖7.6厘米的位置,要完成對(duì)接就必須克服渦流的干擾,而飛行員對(duì)于對(duì)接后狀態(tài)的不確定性也增加了試驗(yàn)的難度,在經(jīng)過(guò)了近30分鐘的折騰后,Q-14的飛行員認(rèn)為,要想完成對(duì)接,唯一的辦法就是先設(shè)法盡可能近接近C-47并保持對(duì)正,然后快速減速。這辦法果然管用,但是Q-14剛一接觸到C-47就猛烈低頭,而且難以控制,飛行員于是又只能立即加速,擺脫對(duì)接。這一切都是在幾秒鐘內(nèi)發(fā)生的,因?yàn)檫@次小小的沖撞造成了C-47翼尖部位變形,當(dāng)天的試驗(yàn)就此結(jié)束。 拖帶飛行狀態(tài)的Q-14特寫(xiě) 在對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析后,專家們提出了幾條建議。首先對(duì)接環(huán)向翼尖外側(cè)移動(dòng)了48厘米,以減少翼尖渦流的影響。此外,專家們認(rèn)為副翼效能不大,要求在對(duì)接時(shí)保持控制油門(mén),進(jìn)行平穩(wěn)對(duì)接。1949年10月7日,試驗(yàn)重新開(kāi)始。在進(jìn)行一系列機(jī)動(dòng)調(diào)整后,Q-14和C-47終于成功“接頭”。對(duì)接成功后,Q-14飛行員發(fā)現(xiàn)副翼在保持飛機(jī)姿態(tài)方面作用不大,升降舵才是主要控制手段。只要飛行員能夠克服這種操縱手段和習(xí)慣之間的矛盾,就能很好地控制飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)。當(dāng)天共進(jìn)行了四次對(duì)接,最長(zhǎng)的一次對(duì)接維持了5分鐘。 熟能生巧。飛行員對(duì)接技術(shù)隨著試驗(yàn)次數(shù)的不斷增加而日漸嫻熟。飛行員發(fā)現(xiàn),對(duì)接最好在低空進(jìn)行,因?yàn)槟抢餁饬鞅容^平緩。對(duì)接時(shí),C-47的速度穩(wěn)定在178千米/小時(shí)為宜,這樣可以使Q-14有足夠的剩余動(dòng)力作調(diào)整機(jī)動(dòng),至此對(duì)接的平均完成時(shí)間僅為10-30秒。一旦對(duì)接成功,Q-14飛行員就立即把油門(mén)調(diào)整到怠速,僅用升降舵控制飛機(jī)。此時(shí)副翼幾乎完全沒(méi)有作用,即便是升降舵的輕微偏轉(zhuǎn),其作用也比打滿副翼要明顯。對(duì)接完成后,C-47可以提高到222千米/小時(shí)左右的巡航速度,此后C-47幾乎可以像往常一樣飛行,滾轉(zhuǎn)、爬升以及俯沖都不會(huì)影響對(duì)接狀態(tài)。測(cè)試中美軍甚至還試驗(yàn)過(guò)夜間對(duì)接,也取得了成功。 脫離狀態(tài)的Q-14,注意其左側(cè)翼尖安裝的對(duì)接矛桿 從后上方拍攝的C-47/Q-14翼尖拖帶場(chǎng)景,經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),這兩種飛機(jī)的對(duì)接/拖帶已是輕車熟路 大戲·B-29/F-84聯(lián)合體 1950年初,美軍開(kāi)始實(shí)施MX1016試驗(yàn)項(xiàng)目,委托加利福尼亞長(zhǎng)島的共和飛機(jī)公司對(duì)試驗(yàn)所需的B-29和F-84進(jìn)行改裝,美軍要求改裝完成后,一架標(biāo)準(zhǔn)的B-29A轟炸機(jī)要能夠拖帶兩架平直機(jī)翼的F-84D噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)。試驗(yàn)人員計(jì)劃通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證轟炸機(jī)拖帶噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的可行性,同時(shí)搜集必要的技術(shù)數(shù)據(jù),以證明翼尖拖帶方式能夠減少阻力。 接受改裝的B-29A更換了外側(cè)翼段,翼尖安裝了對(duì)接和回收機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)中有一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)的伸縮柱,可以伸出翼尖外46厘米,伸縮柱末端裝有對(duì)接裝置,其內(nèi)部形狀和F-84的對(duì)接矛桿相匹配。對(duì)接裝置安裝在叉狀機(jī)構(gòu)上,這樣在伸縮柱伸出時(shí)能夠允許接收裝置繞三軸進(jìn)行有限運(yùn)動(dòng)。此外,伸縮柱內(nèi)側(cè)還裝有液壓緩沖裝置,用來(lái)吸收對(duì)接時(shí)戰(zhàn)斗機(jī)產(chǎn)生的前沖能量。B-29兩翼翼尖都裝有密封橡膠墊,以改善復(fù)雜翼尖機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的不利氣動(dòng)影響。 B-29/F-84翼尖對(duì)接/回收/鎖定過(guò)程示意圖 兩架F-84的改造相對(duì)要容易得多,改進(jìn)內(nèi)容包括在翼尖安裝尖端朝前的矛桿,以便同B-29的對(duì)接機(jī)構(gòu)配合。矛桿前端呈長(zhǎng)橢圓形,完全插入B-29的對(duì)接機(jī)構(gòu)后可以旋轉(zhuǎn)90度,從而實(shí)現(xiàn)鎖定。在完成對(duì)接轉(zhuǎn)入拖帶狀態(tài)時(shí),伸縮桿可以收回到鎖定位置,B-29和F-84的翼尖靠攏,兩機(jī)翼尖安裝的后部鎖定機(jī)構(gòu)相互接觸,B-29的后部鎖定機(jī)構(gòu)上的鎖定臂向前轉(zhuǎn)動(dòng),被F-84后部鎖定機(jī)構(gòu)上的鎖定銷卡住。這時(shí)候,F(xiàn)-84的俯仰和偏航姿態(tài)都已經(jīng)固定,只能沿兩翼尖對(duì)接位置的縱軸有限滾轉(zhuǎn)。為防止意外,對(duì)接裝置上還帶有爆炸螺栓驅(qū)動(dòng)的緊急脫離機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)可以由B-29/F-84飛行員手動(dòng)啟動(dòng),也可以在滾轉(zhuǎn)角度超出預(yù)設(shè)限度時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)。為了記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù),B-29及其右側(cè)的F-84安裝了全套數(shù)據(jù)記錄儀器,左側(cè)拖帶的F-84雖然也進(jìn)行了改裝,但沒(méi)有安裝數(shù)據(jù)記錄儀器。 特別值得一提的是,研究人員在矛桿和F-84的副翼控制之間設(shè)置了液壓聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。人們希望能夠通過(guò)這種簡(jiǎn)單的方式,建立矛桿轉(zhuǎn)動(dòng)速率/側(cè)滑角和副翼運(yùn)動(dòng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)所謂的自動(dòng)控制。如果愿意,F(xiàn)-84飛行員也可以改用手動(dòng)控制,必要時(shí)可以很快實(shí)現(xiàn)脫離。 B-29/F-84地面對(duì)接驗(yàn)證過(guò)程中拍攝的對(duì)接裝置特寫(xiě),上圖中左側(cè)的伸縮桿是B-29左翼上的,下圖顯示的是縮回狀態(tài)的伸縮桿 正在利用起重機(jī)進(jìn)行地面對(duì)接試驗(yàn)的B-29和F-84 地面對(duì)接測(cè)試過(guò)程中,研究人員正在檢查B-29同右側(cè)F-84的對(duì)接情況,圖中箭頭1為前對(duì)接裝置,2為后部鎖定裝置 B-29和F-84的首次對(duì)接嘗試發(fā)生在1950年7月21日,在長(zhǎng)島上空,B-29和右側(cè)的F-84進(jìn)行了4次成功的對(duì)接。試驗(yàn)中矛桿-副翼聯(lián)動(dòng)裝置處于斷開(kāi)狀態(tài)。為檢驗(yàn)B-29的翼尖后部鎖定機(jī)構(gòu)同F(xiàn)-84的配合情況,該機(jī)構(gòu)也被換成了一塊平板。在完成了初步試驗(yàn)后,研究人員發(fā)現(xiàn),和Q-14/C-47的對(duì)接相比,B-29同F(xiàn)-84的對(duì)接需要更為精細(xì)的操作。 和以往一樣,翼尖部位的渦流仍是個(gè)麻煩,噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)推力的滯后響應(yīng)也給精確對(duì)接增加了障礙。對(duì)接中,如果矛桿快速接觸B-29的對(duì)接機(jī)構(gòu),就會(huì)沿B-29機(jī)翼產(chǎn)生水平方向的結(jié)構(gòu)震動(dòng)。如果這種情況不能馬上制止或立即加以修正,振動(dòng)的幅度就會(huì)加劇,F(xiàn)-84必須立即脫離。這種現(xiàn)象使得研究人員擔(dān)心在不穩(wěn)定氣流中無(wú)法完成對(duì)接。C-47有著堅(jiān)固的機(jī)體結(jié)構(gòu),幾乎從未出現(xiàn)過(guò)結(jié)構(gòu)振顫問(wèn)題——即便是在湍流環(huán)境中,但B-29的機(jī)翼就完全是另外一種樣子,它的柔性更大,這對(duì)精確對(duì)接提出了更高的要求。 B-29拖帶兩架F-84進(jìn)行測(cè)試的珍貴照片,不幸的是,1953年4月24日,左側(cè)的F-84在測(cè)試自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)時(shí)發(fā)生故障,導(dǎo)致該機(jī)及B-29雙雙墜毀 機(jī)械液壓驅(qū)動(dòng)的副翼-矛桿聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)也進(jìn)行了測(cè)試,但是實(shí)踐表明這一機(jī)構(gòu)并不實(shí)用,因此在后續(xù)試驗(yàn)中都沒(méi)有再使用。在滾轉(zhuǎn)限度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)之前,飛行員也進(jìn)行過(guò)幾次緊急脫離,由于配合公差較小,加之有時(shí)矛桿鎖定端會(huì)發(fā)生彎曲,在對(duì)接時(shí)也遇到過(guò)一些困難,但經(jīng)過(guò)小幅改進(jìn),這些問(wèn)題都得到了解決。 在第三次飛行試驗(yàn)中,左側(cè)的F-84戰(zhàn)斗機(jī)由約翰·戴維斯少校(John M Davis)駕駛再次嘗試同B-29進(jìn)行對(duì)接。對(duì)接進(jìn)行了多次,但是由于上述問(wèn)題,前期試驗(yàn)中B-29都僅拖帶了一架F-84。直到1950年9月15日,在第10次飛行測(cè)試中,B-29才首次嘗試同時(shí)拖帶兩架F-84。這次3架飛機(jī)總共完成了兩次對(duì)接-脫離動(dòng)作,兩次拖帶狀態(tài)總共維持了約30分鐘。拖帶時(shí),F(xiàn)-84的發(fā)動(dòng)機(jī)保持怠速,也曾經(jīng)徹底關(guān)車。在關(guān)車狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)仍然會(huì)在風(fēng)力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)——試驗(yàn)人員無(wú)法阻止涌入飛機(jī)進(jìn)氣口的氣流。F-84發(fā)動(dòng)機(jī)空中重新開(kāi)車并未遇到什么困難,在兩架F-84完成對(duì)接后,3架飛機(jī)甚至還在伸縮桿伸出狀態(tài)下進(jìn)行了側(cè)滑飛行。據(jù)飛行員的報(bào)告,側(cè)滑飛行一點(diǎn)都不“好玩兒”,因?yàn)閮杉蹻-84可以在三個(gè)軸上運(yùn)動(dòng),任何不利的運(yùn)動(dòng)都可能引起兩架飛機(jī)圍繞對(duì)接點(diǎn)的振顫。F-84的飛行員認(rèn)為,對(duì)接完成后B-29應(yīng)立即收回伸縮桿并鎖定F-84,然后開(kāi)始拖帶飛行。 在第11次飛行試驗(yàn)中,試驗(yàn)人員開(kāi)始嘗試單片副翼控制方法。其具體做法是斷開(kāi)內(nèi)側(cè)副翼的操縱機(jī)構(gòu)——內(nèi)側(cè)副翼對(duì)于滾轉(zhuǎn)控制往往產(chǎn)生不利影響。雖然使用一片副翼控制更為困難,但是試驗(yàn)還是取得了成功。和在C-47/Q-14對(duì)接試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果一樣,單片副翼的確能夠改善滾轉(zhuǎn)控制性能,但在機(jī)動(dòng)飛行時(shí)仍然不足以維持飛機(jī)姿態(tài)。升降舵依然是主要控制手段,但在對(duì)接狀態(tài)下,F(xiàn)-84升降舵產(chǎn)生的控制力會(huì)導(dǎo)致B-29機(jī)翼的結(jié)構(gòu)扭曲,為此研究人員專門(mén)測(cè)量了B-29外翼的負(fù)荷情況,發(fā)現(xiàn)并未超出結(jié)構(gòu)承受能力。 為了獲得性能數(shù)據(jù),美軍又組織進(jìn)行了第12次雙機(jī)拖帶飛行試驗(yàn),這次兩架F-84同B-29完成對(duì)接并鎖定,開(kāi)始拖帶飛行,總計(jì)歷時(shí)1小時(shí)40分。這個(gè)由3架飛機(jī)組成的“聯(lián)合體”還嘗試過(guò)向左和向右進(jìn)行10度的側(cè)滑飛行。在6100米、4525米和3050米高度上分別進(jìn)行了測(cè)試,速度變化范圍從290千米/小時(shí)到362千米/小時(shí)。兩架F-84始終同B-29保持對(duì)接狀態(tài)——即使從高空向低空下滑時(shí)也是如此。但糟糕的是,數(shù)據(jù)記錄儀器失靈,沒(méi)能獲得所需試驗(yàn)數(shù)據(jù),因此試驗(yàn)只能在第二天重來(lái)(1950年10月20日),這次飛行中創(chuàng)造了一次雙機(jī)拖帶飛行時(shí)間紀(jì)錄——2小時(shí)40分。這次試驗(yàn)儀器記錄下了飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù),試驗(yàn)結(jié)束后共和飛機(jī)公司出具了一份報(bào)告,指出在飛機(jī)翼尖對(duì)接狀態(tài)下,誘導(dǎo)阻力顯著降低。報(bào)告顯示,試驗(yàn)中兩位飛行員總計(jì)進(jìn)行了43次對(duì)接,拖帶飛行時(shí)間總計(jì)達(dá)15小時(shí),其中包括單/雙機(jī)拖帶飛行,在平穩(wěn)氣流中拖帶飛行比較容易。定量的數(shù)據(jù)表明,一架大型轟炸機(jī)完全可以在兩側(cè)翼尖拖帶兩架戰(zhàn)斗機(jī),而其航程僅略為降低。 根據(jù)試驗(yàn)中收集的數(shù)據(jù),研究人員繪制出了阻力曲線圖。曲線顯示,B-29/F-84組成的聯(lián)合體總重量越大,空速越低,聯(lián)合體的飛行經(jīng)濟(jì)性就要比單獨(dú)的B-29強(qiáng);反之,聯(lián)合體的總重量越小,空速越大,那么聯(lián)合體的飛行經(jīng)濟(jì)性就不及B-29。這項(xiàng)研究表明,“自由飄浮”擴(kuò)展段的概念也完全可行。根據(jù)阻力和飛行性能方面的數(shù)據(jù),研究人員還計(jì)算出了B-29/F-84聯(lián)合體的航程。在拖帶兩架F-84情況下,B-29的航程會(huì)下降7.5%。如果在較低的高度上以巡航速度飛行,那么其航程僅降低2.9%。根據(jù)理論推算,甚至能夠認(rèn)定在某些條件下,B-29的航程還能略為增加,這可能要通過(guò)優(yōu)化對(duì)接翼尖部位的密封來(lái)實(shí)現(xiàn),這種推測(cè)有一定的合理性。 謝幕·青澀之果 前期的成功振奮了空軍方面的信心,他們和共和飛機(jī)公司簽訂了后續(xù)協(xié)議,要求其對(duì)“聯(lián)合體”進(jìn)行改進(jìn),采用更為先進(jìn)的自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)。共和公司開(kāi)發(fā)自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)期間,3架飛機(jī)就停留在萊特菲爾德,此間它們又進(jìn)行了一些未見(jiàn)諸文件的試驗(yàn),如夜間對(duì)接試驗(yàn)等。1953年初,飛行試驗(yàn)再度開(kāi)始,兩架F-84接受了進(jìn)一步改進(jìn),采用了專門(mén)設(shè)備在對(duì)接后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道,以減少發(fā)動(dòng)機(jī)葉片迎風(fēng)阻力。此外還在B-29機(jī)翼上安裝了專門(mén)機(jī)構(gòu)以消除機(jī)翼扭曲問(wèn)題。 最大的亮點(diǎn)莫過(guò)于3架飛機(jī)都采用了電子自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)。B-29上安裝了一個(gè)主控制盒,其作用在于提供中央?yún)⒖键c(diǎn)。兩架F-84戰(zhàn)斗機(jī)的位置則由傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè),如果F-84超出了正常位置,主控制盒會(huì)向F-84的自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)發(fā)出電子信號(hào),驅(qū)動(dòng)控制面動(dòng)作,使飛機(jī)保持正常的姿態(tài)。這一計(jì)劃中最為重要的部分是自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),這需要確定飛機(jī)的震顫頻率并建立正確的自動(dòng)駕駛響應(yīng)。這是一項(xiàng)十分艱巨的工作,需要進(jìn)行大量高風(fēng)險(xiǎn)的飛行試驗(yàn),不斷調(diào)整自動(dòng)飛行控制系統(tǒng),直到整個(gè)系統(tǒng)趨于成熟。在當(dāng)時(shí),開(kāi)發(fā)這樣的自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)無(wú)疑是對(duì)技術(shù)水平極限的挑戰(zhàn),但是美國(guó)軍方似乎對(duì)整個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的復(fù)雜性似乎理解得過(guò)于簡(jiǎn)單了。 從1953年3月到4月,共進(jìn)行了6次飛行測(cè)試。新的系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)單獨(dú)檢測(cè),進(jìn)行了一次雙機(jī)對(duì)接和拖帶飛行。但是來(lái)自B-29的電力卻無(wú)法傳送到右側(cè)的F-84,而左側(cè)那架沒(méi)有安裝測(cè)試儀器的F-84卻能夠接收到電力。在初次自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)測(cè)試時(shí),兩架F-84的自動(dòng)駕駛儀都被設(shè)定成完全相同,于是研究人員認(rèn)為,如果在下次試驗(yàn)時(shí)右側(cè)的F-84仍然無(wú)法獲得電力供應(yīng),那么就可以讓左側(cè)的F-84短時(shí)間啟動(dòng)自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)。 1953年4月24日,最為關(guān)鍵的試驗(yàn)開(kāi)始了。右側(cè)的F-84先完成了同B-29的對(duì)接,進(jìn)入拖帶飛行,但這架F-84仍然無(wú)法獲得來(lái)自B-29的電力。于是右側(cè)的F-84脫離B-29,改由約翰·戴維斯少校駕駛左側(cè)的F-84和B-29進(jìn)行對(duì)接并進(jìn)入拖帶飛行狀態(tài)。F-84座艙內(nèi)的指示燈顯示該機(jī)能夠獲得來(lái)自B-29的電力,在檢查過(guò)各種設(shè)備之后,F(xiàn)-84短暫?jiǎn)?dòng)了自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)。但是萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)有想到,此舉立即導(dǎo)致F-84猛烈低頭,并使其向上翻轉(zhuǎn)進(jìn)而向內(nèi)倒扣過(guò)來(lái),這樣一來(lái)B-29的機(jī)翼外段立即彎折起來(lái),把F-84駕駛艙前的部分整個(gè)削掉,隨后兩機(jī)分別墜落。B-29進(jìn)入急速螺旋狀態(tài),墜入長(zhǎng)島海灣。F-84也隨后墜毀,兩機(jī)上全部人員均告罹難。 美軍還曾嘗試讓B-36拖帶兩架RF-84F,雖然對(duì)接/拖帶裝置進(jìn)行了改進(jìn),但其原理仍然和當(dāng)初沃格特的理論別無(wú)二致 比奇公司為L(zhǎng)-23開(kāi)發(fā)的翼尖拖帶自動(dòng)漂浮載油擴(kuò)展段,為了便于地面停放,這兩個(gè)擴(kuò)展段配備了可收放起落架,借助這兩個(gè)擴(kuò)展段,L-23的航程增加了一倍以上。即便只攜帶一側(cè)的翼尖載油擴(kuò)展段,L-23也不會(huì)遇到什么嚴(yán)重問(wèn)題 顯然,這一時(shí)期空中加油技術(shù)的實(shí)用化降低了翼尖拖帶技術(shù)的緊迫性,有了“飛行油罐車”,戰(zhàn)斗機(jī)就可以輕松跟上轟炸機(jī)的步伐,這也是翼尖拖帶技術(shù)最終被放棄的重要原因。但是付出總會(huì)有回報(bào),這種回報(bào)可能是潛移默化的。翼尖拖帶技術(shù)的一系列試驗(yàn)表明,自動(dòng)漂浮擴(kuò)展段是非??尚械募夹g(shù),雖然在穩(wěn)定性和操縱性等方面還存在問(wèn)題,而且隨著超聲速飛行等新技術(shù)的出現(xiàn),這些問(wèn)題將變得更為復(fù)雜,但是通過(guò)這些試驗(yàn)還是為美軍積累了大量技術(shù)數(shù)據(jù)。今天談?wù)撘砑馔蠋Ъ夹g(shù)似乎顯得有些過(guò)時(shí),但千萬(wàn)不要以為這一技術(shù)已經(jīng)徹底無(wú)用,許多時(shí)候,一些重要的技術(shù)會(huì)在人類科技發(fā)展歷程中悄然蟄伏,直到多年以后才得到足夠的重視。不要忘記,第一次空中加油試驗(yàn)是在20世紀(jì)20年代進(jìn)行的,而直到50年代美國(guó)戰(zhàn)略空軍司令部裝備空中加油機(jī)之后,這一技術(shù)才真正得到各國(guó)的廣泛認(rèn)可。 |
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