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从巨人肩上起飞——英国肖特梅欧复合体飞机  

2013-01-30 16:14:55|  分类: 影像韵味 |  标签: |举报 |字号 订阅

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      从巨人肩上起飞——英国肖特梅欧复合体飞机 - 司古 - 司古的博客

分离过程中的梅欧复合体,“水星”开始上升,“昂宿星”则开始下降

现代飞机远程越洋航行已经不是难题,但在上世纪30年代,这还是件伤脑筋的事儿。特别是对于商用航空企业,他们的飞机要越洋远行,同时还要运载乘客和货物,这样就要求携带大量的燃油,这样一来,飞机的起飞重量势必很大,顺利起飞就成了问题。采用更大功率的发动机或增加发动机数量固然可以解决问题,但这样会进一步加大飞机的重量,机翼结构也需要加强,于是重量继续叠加,发动机功率和数目的增加要求更多的燃油携带量,进而重量还得加码。早在1932年,英国帝国航空公司技术总经理罗伯特·梅欧(Robert H. Mayo)就试图解决这个问题,他发现,最大商载的运输机加满燃油后,一般无法自行起飞,那么能不能换个方法解决这一问题呢?如果能有什么方法在起飞阶段为飞机提供额外的动力和机翼面积,显然能够解决起飞问题,而在起飞后如果取消这些额外设备,又能减少飞机的负担,岂不两全其美?正是基于这种考虑,梅欧提出了组合式飞机概念,即由一架动力强劲的大型载机背负着运输机实现起飞,在高空放飞运输机,随后载机返场降落,运输机则飞往目标。

随着梅欧后来进入肖特兄弟飞机公司担任设计师,他开始积极尝试完成这一设计构想。技术人员发现,如果在一架大型水上飞机上背负一架稍小的远程水上飞机,这样就能利用两台飞机的联合动力升空,等到组合体飞机达到一定速度和高度,两架飞机可以实现分离,运载机返回基地,而被载机则飞向遥远的目的地。经过研究,肖特公司在原有的“帝国”大型水上飞机设计的基础上,改进研制出了肖特S.21“昂宿星”(Maia,注册号G-ADHK),在其背部加装了连接支架,上面可以背负一架肖特S.20“水星”(注册号G-ADHJ)水上飞机。

尽管与“帝国”十分相像,但“昂宿星”在很多细节上还是有所不同:该机操纵面全部加大,机翼面积从140平方米增加到了163平方米,发动机安装位置也作了改动,距离翼根更远,以避开上方“水星”的浮筒。后机身略微上倾,以抬高尾翼。与“帝国”一样,“昂宿星”可以装载18名乘客。1937年7月27日,“昂宿四”进行了首次飞行。“水星”是一架双浮筒4发水上飞机,机组两人,一名飞行员和一名领航员,采用封闭式串列驾驶舱。

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准备从水面起飞的梅欧复合体

梅欧复合体起飞时,全部8台发动机一起工作,但“水星”的操纵机构被锁定,飞行由下方“昂宿星”飞行员负责。为了实现顺利分离,设计人员在两架飞机的机翼和连接机构方面动足了脑筋。“昂宿星”的机翼被设计成较低速度和较大爬升角条件下升力特性最佳,这正是起飞状态的姿态;而“水星”的机翼的最佳升力特性则表现在较高的速度和平飞状态。这样一来,在起飞阶段,组合体的大部分重量都由“昂宿星”的机翼来承担,“水星”更像是一个搭便车的乘客,而随着起飞阶段结束,组合体在较高的速度和高度上改平之后,“水星”的机翼升力便迅速提升,飞机趋于上升,;同时由于姿态的改变,“昂宿星”的机翼升力显著下降,飞机趋于下降,此时组合体大部分重量逐渐转由“水星”承担,这样一来两机实际上已经产生了明显的分离趋势。

连接–分离机构也设计得十分巧妙。分离机构有三套解锁装置,一套是弹簧驱动的卡锁装置,只有在两机分离拉力达到一定程度时才会解锁。这一设计是为了保证组合体达到满足分离的速度和姿态(试验表明合理分离速度为240千米/小时)。此外“昂宿星”和“水星”的飞行员还各自拥有一套解锁手柄,在自动解锁机构启动解锁后,两机飞行员必须各自扳动解锁手柄,才能完成分离,这种双操纵设计避免了任一飞机飞行员误操作的恶果。分离前,两机飞行员可以通过电话保持联络,分离后,“水星”飞行员不必拉升,飞机就会自动上升,而“昂宿星”则自动下降开始返场。如果复合体由于故障决定不进行分离,那么“昂宿星”飞行员负责操纵复合体返航着陆。

1938年2月6日,复合体飞机尝试首次空中分离实验,取得了成功。又经过了几次飞行试验,肖特公司开始尝试让复合体首次飞越大西洋。1938年7月21日,这架外形怪异的复合体飞机从爱尔兰西海岸的福因斯出发,直飞加拿大蒙特利尔布谢维尔,总航程4714千米。“水星”和“昂宿星”上各搭载了10名乘客及其行李。上午8时“水星”与“昂宿星”分离,继续这次航空史上飞机首次不着陆从东到西横渡大西洋的商业飞行。这次航行耗时20小时21分钟,平均飞行速度为232千米/小时。

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英国上世纪30年代发行的以梅欧复合体飞机为图案的彩印明信片

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上世纪30年代末英国老牌玩具企业丁基出品的梅欧复合体金属模铸玩具飞机

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荷兰航空博物馆保存的梅欧复合体飞机模型

帝国航空继续运营这架复合体式远程飞机,其中“水星”在1938年12月飞抵埃及亚历山大。在对“水星”进行增程化改进后,1938年10月6日到8日,“水星”从苏格兰敦提起飞直飞南非亚历山大湾,创下了9726.4千米的水上飞机航程纪录。

随着载重更大、航程更远的运输机的出现,复合体这种复杂有余、裨益不足的解决方案渐渐遇冷,肖特公司只制造了一架复合体,孤独地在帝国航空公司服役。1941年5月11日,“昂宿星”在英格兰普尔港被德国轰炸机炸毁。不久“水星”也被征用成为皇家空军侦察部队装备。在该中队换装美制洛克希德“哈德逊”之后,“水星”于1941年8月9日被还给了肖特公司,没有了载机的“水星”自然无所作为,最后该机被肖特公司拆解,将全部铝材回收用于制造更有用的军用飞机。

(转载自2013-03期《航空知识》)
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