摘要:前面在聊法国那几款冲压发动机的Leduc系列的时候,提了一下关于飞行员趴着开飞机的事,有位少侠在后台问墨林到底有没有飞机是趴着开的。墨林查了一下,发现不但有、甚至连真正意义上的首架飞机都是趴着开飞机的,今天干脆就来总结一下。
前面在聊法国那几款冲压发动机的Leduc系列的时候,提了一下关于飞行员趴着开飞机的事,有位少侠在后台问墨林到底有没有飞机是趴着开的。墨林查了一下,发现不但有、甚至连真正意义上的首架飞机都是趴着开飞机的,今天干脆就来总结一下。
Leduc010,想知道飞行员坐哪儿,请参考前几期文章第一个这么做的人,就是大家都非常熟悉的莱特弟弟:奥维尔·莱特。因为他哥俩算是公认的现代飞机的发明人,所以他们的飞机自然是史上第一架飞机——用某些人的话说:趴着开飞机才是正宗!
这是史上首次重于空气、可操纵、能持续的飞行这其实也并不奇怪,因为莱特兄弟在进行首次动力飞行之前,都是用滑翔机进行了大量飞行试验,很自然就采用了滑翔机上常见的卧姿。
1902年莱特哥哥在滑翔机上试飞在滑翔机上采用卧姿有一些好处,主要是减小迎风面积、减轻结构重量,毕竟滑翔机没动力,趴着比坐着迎风面积小很多阻力也小不少、少装一把椅子也能轻好几斤呢,另外卧姿其实是飞行员感受飞机姿态最直接的姿势,所以直到今天滑翔运动中仍然经常看到卧姿。
直到今天很多滑翔机还是采用的卧姿但没过多久,大概从莱特兄弟向美国陆军叫卖飞机开始,飞行姿势就回到了坐姿,至于为什么,想来最大的一个原因就是:飞久了脖子疼——莱特兄弟一开始飞行的时候,飞行时间只有几十秒到几十分钟,时间很短,脖子问题还不突出。但很快飞机的续航时间就得按小时来计,时间长了脖子就不好受了。
莱特兄弟大约从1906年以后开始使用坐姿到二战期间,趴着开飞机的事突然又重新提了起来。这是因为随着飞机速度越来越高,过载问题对高机动飞行的限制也越来越明显。过载的影响主要是纵向上,由于飞行员身体和飞机纵轴保持一致,飞行员的血液在纵向过载的影响下向下肢或大脑垂直流动,于是飞行员的脑子一会儿缺血一会儿充血,轻一点的会造成“黑视”或“红视”影响飞行和作战,严重的就直接晕了。
缺血时会造成“黑视“充血时就是“红视“早期飞机的抗过载能力比人还差——人还没晕、飞机就先散架了,所以过载问题并不突出,无论坐着飞还是站着飞影响都不大。但到二战期间,飞机机体的抗过载能力已有大幅提高,限制飞机机动过载的极限又回到人的身体上来。大家都知道,飞船里的航天员,在发射升空的时候一般都是用的“躺姿”——就是下面这样。采取这个姿势的主要原因,其实就是为了对抗起飞时的高过载,让大脑不至于严重缺血或过度充血。
不知道是训练还是发射前准备让飞行员不要坐着,而是躺着或趴着开飞机,自然也能抵抗高过载。躺着视野是反的就不考虑了,首先想着让飞行员趴着开飞机的,是把战争潜力挖到脑髓里的汉斯们,其实也情有可原:德国人把“俯冲轰炸”玩出了花,俯冲轰炸是以近乎垂直的角度向下飞行和投弹、然后在很低的高度把飞机拉起来,这个拉起来的过程就会遇到纵向大过载,有些飞行员在拉起过程中直接就晕过去了,就是过载惹的祸。
俯冲轰炸过程示意,俯冲而后拉起的过程极易造成大过载为了解决这个问题,德国的斯图加特航空技术集团于从1938年开始试飞了一款木质卧式驾驶滑翔试验机,可以承受高达 14 g的过载,随后又设计了另一款双发卧式驾驶飞机,但没有投入生产,设计图纸被卖给柏林学术飞行员协会,德国航空部给了一个代号“8-341”,协会内部则直接称为B9,预计能使飞行员承受高达22-25g的过载,但最终测试只到了8.5g。这架飞机于1942年完成,1943年进行了试飞,尽管有记录显示飞行员表示卧姿很舒服,但随后仍然不了了之——德国已经没有余力再发展这样的飞机了。
B9,飞机不大,但座舱很敞亮德国的亨舍尔公司也研制过一款Hs132型,这是最早的喷气式飞机之一,一台几乎和机身一样粗的发动机舱驼在机背上,气动外形和另外一家公司——亨克尔公司的He162非常相似。这款飞机也是定位于俯冲轰炸,设计可承受12g过载,不过它的研制起步太晚,最后没有完成设计。
亨舍尔Hs132是趴着开的亨克尔He162是坐着开的除了上面这些以外,德国还有很多人都设计过采用卧姿的飞机,包括喜欢折腾飞翼的霍顿兄弟,不过基本都是无动力的滑翔机,就不多说了。
这架霍顿IIIF就是卧姿驾驶一直到二战结束德国也没试出什么重大成果,主要是这种姿势对后方视野很不友好,但对俯冲轰炸机来说,往往最致命的威胁就来自后方,所以总的来说并不适用。当然想到这个办法的并不只有德国人,英国人其实也想到了,只是起点要晚一些。1949年到1951年间,英国有家叫“里德和西格里斯特”的公司生产了一架教练机RS4,前舱是采用卧姿飞行,主要目的就是为了测试卧姿对飞行的影响,结果也发现还有很多问题。这架飞机后来注册为民用飞机,一直飞到了1973年,中间一度被电影公司租去拍电影,被修复后于2018年又飞了几次,最后2022年才交给一家航空博物馆。
修复后的RS4南斯拉夫于50年代初研制的伊卡洛斯451系列,最早也是采用卧姿,并且气动外形和前面德国的那个B9出奇的相似,不过后来又改成了正常坐姿,并且换装了喷气发动机,成为南斯拉夫最早的喷气式飞机,但,这个系列也没有批产。
伊卡洛斯451,飞行员从机背的大缺口进入座舱再往后喷气式动力出现以后,飞机速度越来越快,大速度下做高机动,就需要飞行员扛住更高的过载,这时候就不光是俯冲轰炸机需要了。英国作为最早推出喷气式飞机的非德国家,战后也开始用格洛斯特“流星”进行卧式驾驶试验,前面的RS4主要负责低速下的试验,高速下的就用流星F.8。
因为不打仗、时间比较充裕,英国这回好好的仔细做了一堆试验,这架流星F.8是整个F.8系列里最后一架,驾驶舱进行了定制改装,试飞共进行了一年多,共飞了99架次、55飞行小时,最后的结论是:虽然卧姿概念可行,但“极端前倾的飞行姿势和有限的后视视野在与传统飞机的模拟战斗中存在问题”,同时“应急逃生极为不便和繁琐”。
下巴得有专门的托,不然拉大过载时脖子要断在趴着开飞机这一块,后来的美苏两个航空超级大国好像反倒并不怎么关注。美国只是改了一架EF-80做了一些试验,连个详细的记录都查不到,苏联则更是压根没见过什么报道。倒是那个脑袋一根筋要搞飞翼的杰克·诺斯罗普,在1945年他研制的一款小型飞翼XP-79上也使用了卧式座舱,不过他倒不是为了测试卧姿舒不舒服,而是纯粹因为这架飞机没有机身、中央翼太薄,没法提供其他飞机一样高的座舱。但XP-79运气不太好,首飞只持续了15分钟就翻滚坠毁了,飞行员同机丧生,这个型号也到此为止。
诺斯罗普XP-79墨林能找到的资料也就这些了,不知道哪位仁兄能帮着补充补充。因为起码要说苏联完全没有研究卧式座舱,这一点我很有疑问、只是没有证据。不过在墨林看来,正如英国的研究结论差不多:卧式驾驶带来的有限好处,完全不能弥补后方视野恶化等问题,只能是得不偿失。另外像抗荷服等附属装备的发展,以及大倾角座椅等应用,也在很大程度上提高了飞行员抗过载能力,实现起来更简单、也更实用,当然“副作用”也更少。
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来源:科学改变命运丶