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科普-中华学生百科全书-第章

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    快如闪电的火箭飞机  世界上的飞机,根据它们所选用动力装置的不
同,可以分为活塞螺旋桨飞机、涡轮螺旋桨飞机、涡轮喷气飞机。涡轮风扇
飞机、冲压式喷气飞机和火箭飞机等。火箭飞机是用火箭发动机提供动力的
有翼飞行器。它的特点是速度快、飞得高,因此主要应用于航空和宇航事业
进行的研究试验中。
    世界上第一架以火箭为动力的飞机是德国海因克尔公司的 HE—178,它
的设计师就是后来成为美国“火箭之父”的但当时还不出名的工程师冯·布
劳恩。HE—178 火箭飞机于 1939 年 6 月 20 日首次试飞,该飞机装有一台推
力为 5880 多牛顿的 HWK—RI—203 火箭发动机,用过氧化氢和甲醇作推进剂。
在同年 7 月 3 日的一次试飞时,速度达每小时 850 公里,可算是当时的最高
纪录。但由于飞行持续时间太短、不久又爆发了第二次世界大战,因此中断
了研制工作。
    两年后,德国的梅塞施米特公司设计制造出世界上第一架能作战使用的
ME—163 火箭飞机。ME—163 机体很小,翼展 10 米,机长 7 米,无尾翼。后
掠机翼采用了普通的翼型,但厚度与翼弦比很大,目的是为了把燃烧箱装在
机翼里。在 1941 年 10 月 2 日的试飞中, ME—163 的速度达每小时 1003.77
公里,首次突破时速 1000 公里的大关。
    灵活机动的直升机  20 世纪内燃机的问世,推动了工业革命的发展,也
使直升机的研究,进入载人试飞阶段,并逐步获得成功。
    1907 年,法国人保罗·科尔尼制造了历史上最早飞行的直升机。这架直
升机机身前后各装有一副飞轮式的旋翼,每副旋翼有两片桨叶,靠 24 马力的
发动机驱动。11 月 13 日,保罗的直升机首次飞离地面,在 20 秒的时间内,
上升了约 30 厘米的高度。

     早期的直升机在发展过程中,除遇到动力问题外,还有操作性和稳定性
差的难题。在攻克这个技术难题上,西班牙人马科斯·佩斯克拉做出了巨大
贡献。他早在 1919 年便开始从事共轴式直升机的研究。1923 年,他在第 3
个型号上,安装了现代直升机必不可少的有铰桨叶、总矩操作和周期交矩操
纵系统,初步解决了直升机稳定性的操作性问题,并实现了侧飞、自转下降
和瞬间增矩着陆等具有重大实用价值的机动飞行。
     1942 年 1 月,在美国陆军航空队某基地,诞生了人类第一架具有实用价
值的 XR—4 直升机。XR—4 的原型是被誉为“近代直升机之父”的伊格尔·西
科斯设计的 VS—300,它于 1940 年 5 月 13 日首次自由飞行试飞成功,成为
世界上第一架单旋翼实用型直升机。
     这架外形奇特的新式飞行器,骨架是由 10 根钢管焊接而成,装有一台
75 马力的四缸气冷活塞式发动机,发动机主轴经齿轮箱减速同时带动直径
8.5 米的三叶旋翼和呈水平状态的可操纵的两叶尾桨。XR—4 为英美政界要人
们作了在 6 米见方的地面上垂直起降、悬停、前飞、侧飞、垂直上升到 150
米的高度、关机自转下滑、近地悬停等飞行表演。最令人拍手叫绝的是吊一
网篮生鸡蛋着陆而无一破碎。至此,直升机首次向人们展示出它奇特的飞行
特性和技术上的初步成功。
     1982 年 8 月 1 日,美国人罗斯·帕罗特和詹伊·高波恩驾驶贝尔 206L
“远程突击队”直升机从得克萨斯州出发,向西绕地球一周,9 月 30 日返回
原起飞点,完成了直升机的首次环球飞行。此后,澳大利亚人戴伊克、史密
斯驾驶贝尔 206B“喷气突击队员”直升机进行了单人环球飞行,从而再次证
明了直升机进行远程飞行的可靠性。
     应用广泛的旋翼机 旋翼机是介于定翼机和直升机之间的一种飞行器。在
历史上,旋翼机无论在技术方面还是在应用方面,都曾比直升机要成熟得多,
应用也更广泛。
     早在 1923 年 1 月 9 日,西班牙人拉·西瓦亲自驾驶改良后的 C8L 型旋翼
机,载着一名乘客,从伦敦起飞,首次成功飞越英吉利海峡直抵巴黎。这一
创举还独创性地采用了旋翼有动力预转起飞的方法,从而缩短了起飞滑跑距
离。
     此后,人们一直不断研制各种旋翼机。
     VX—15 是美国贝尔直升机公司根据军事部门、国家航空与宇航局的要求
研制的旋翼机。这种飞机在机翼两端各装有一部可以转动的短舱,内部安装
有三叶螺旋桨式发动机。当短舱垂直上升时,它能像直升机一样垂直起飞,
然后在空中转动发动机短舱,使其对准飞行方向,此时,飞机像普通飞机一
样平飞。VX—15 的最大起飞重量为 5.9 吨,飞行高度达 9000 米。在 5000 米
的高度上,速度可达每小时 550 公里。wωw奇Qìsuu書còm网
     这种旋翼机实际上是直升机与普通飞机相结合的产物,其飞行速度、高
度和经济效益都大大超过了现代直升机。各国军事专家普遍对研制这种具有
直升机和普通飞机双重功能的旋翼机尤为感兴趣。
     “空中自行车”——人力飞机 在近代人力飞机的发展过程中,英国的克
莱默奖起了很大的促进作用。
     1960 年 1 月,英国皇家航空学会宣布,微电池公司主席兼经理、工业家
克莱默提供了一笔 5000 英镑的奖金,授予能实现 8 字飞行的人力飞机。条件
规定人力飞行必须完全依靠人力从地面起飞,绕相距 800 米的两根立柱飞出

一条 8 字形航线,飞行高度要超过 3 米。
    1967 年,仅英国就制造了十几架人力飞机,但没有一架能完成 8 字航线
的飞行。克莱默在失望之际决定将奖金由 5000 英镑提高到 10000 英镑,并宣
布此项奖金不再局限于本国。而是面向全世界。1973 年,世界上的人力飞机
超过30架,但仍没有人能够完成此项飞行。于是克莱默又将奖金提高到50000
英镑。这样克莱默奖一举超过诺贝尔奖,成为航空史上金额最大的一笔奖金。
面对克莱默奖的巨额诱惑和飞行难题的挑战,英、日、法、美等国积极进行
研制工作,展开激烈竞争。
    1961 年 11 月,由英国骚桑普敦大学的学生们制造的第一架由人力从地
面自行起飞的人力飞机试飞成功。这架人力飞机具有自行车式驱动的推进螺
旋桨,翼展 24.4 米,重 58 公斤,最远飞行了 600 米的距离,离地约 1.5 米。
    此后不久,英国霍克·西德利宇航公司的职工制造一架更精致的人力飞
机——“海鸭号”,并在 1962 年创造了直线飞行 908 米的纪录。这个纪录一
直保持了 10 年,直到 1972 年,才被英国空军研制小组的“木星”号人力飞
机所打破。
    “木星”号人力飞机长 9 米,翼展 24.38 米,重 66 公斤。1972 年 6 月,
它创造了人力飞机直线飞行距离 1070 米的新纪录,留空时间为 1 分 47 秒。
它的特点是把螺旋桨由机尾移至机身中部的桨架上,从而简化了传动机构,
提高了螺旋桨的效率。
    日本从 60 年代开始研究人力飞机,日本的大学生用 3 年时间制造了“红
雀”号人力飞机。后来又在“木星”号的启发下,研制成功“白鹤”号人力
飞机。“白鹤”号飞行距离多次超过 500 米,并完成了 180°转弯。1976 年
11 月,还创造了 2093 米的飞行成绩,成为克莱默奖的有力争夺者。
    1976 年,美国加利福尼亚州的航空工程师麦克里迪制造了一架奇特的人
力飞机——“飘忽秃鹰”号。麦克里迪曾经是一名优秀的滑翔运动员,还是
伞翼滑翔的爱好者,他在设计中打破了最流行的人力飞机的设计方案,而应
用了伞翼滑翔的原理。
    “飘忽秃鹰”号翼展长 30 米,重 32 公斤,翼表面蒙着一块极薄的薄膜,
大机翼下方有一个驾驶座,座前挡了一块流线型挡板。驾驶座下方是一对脚
蹬,它用传动链条带动飞机后方的双叶螺旋桨。机身前方伸出一根细长的铝
管,管的前端安装了一只鸭式前翼,用来操纵飞机的飞行。飞行员是 24 岁的
运动员布鲁安·艾伦,他在短时间内可蹬出 1.2 马力。
    1977 年 8 月 23 日,“飘忽秃鹰”号人力飞机飞行了 7 分 28 秒,航程 2173
米,不仅作了直线飞行,而且顺利完成了 8 字航线的飞行,从起飞到着陆,
飞越指定标志线时,离地距离超过了 3 米。麦克里迪因此获得了举世瞩目的
克莱默奖。
    在 8 字航线被征服之后,1978 年,英国皇家航空学会宣布了新的克莱默
奖,即以 10 万英镑奖给第一架飞越英吉利海峡的人力飞机。
    消息传出后,人们议论纷纷,飞越英吉利海峡是人力飞机所能完成的吗?
人力飞机的研究者们无不苦心钻研、跃跃欲试,展开激烈的角逐。
    1979 年 6 月 12 日,在英国南部小镇福克斯通的码头上停放着一架古怪
的飞机,这就是麦克里迪设计的又一架人力飞机“飘忽信天翁”号。它有一
对细长的机翼,没有尾翼。翼展长 30 米左右。机翼正下方的座舱中安装了两
只小小的塑料轮子。飞机不带发动机,只有一套用塑料链条传动的脚踏机构,

带动机翼后面的塑料螺旋桨。飞行时,飞行员的脚踏动力使螺旋桨旋转,产
生升力。
    飞行员艾伦整装待发了。他的目的地是海峡对岸的法国加来地区。这是
历史上首次乘坐人力飞机飞越海峡的尝试。
    5 点 51 分,飞机顺利起飞。原计划“飘忽信天翁”号可以在 2 小时之内
飞完全程,但是 1 小时 15 分钟之后,海上波涛汹涌,引起海峡上空空气的扰
动,这给飞行带来很大困难,艾伦顶风前进,速度减慢下来。由于闷热和脱
水,艾伦的腿部发生了痉挛
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