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标题: [转帖] 波纹蒙皮和航空“黄金时代”的名机[11P] [打印本页]

作者: zxzhu 时间: 2016-6-8 14:50 标题: 波纹蒙皮和航空“黄金时代”的名机[11P]

波纹蒙皮和航空“黄金时代”的名机[11P]

　　二三十年代，在人类航空史上，正处于民航事业起步、创记录飞行此起彼伏和飞机结构开始趋向单翼布局以及全金属化的“黄金时代”。于是出现了一种巧合：波纹金属蒙皮似乎与当时那些时髦的运输机结下了不解之缘。

　　让我们先从美国的汽车大王亨利．福特说起吧。当时，他的产业因发明推广了所谓的“大众化轿车”而与日中天。但他并不满足于地上跑的，他还想着天上飞的。因为福特早已预感到刚刚兴起的民航业必将导致运输机的大发展，而且他更看好航空运输终究会大量替代地面运输的光辉前景。于是毅然收购了威廉.B.斯托特先生在经营上正陷入困境的“金属飞行公司”，并以此为基础，在底特律创办了完全属于自己的福特飞机公司。

　　福特飞机公司的处女作是福特4-AT 型三发动机客机。该机由美国最早的全金属客机、斯托特的2-AT 单发小客机改装而来，4-AT 飞机在左右机翼下的悬空吊舱中各增加一台 200 马力的星形空冷活塞式发动机，并将前部的驾驶舱从半敞开式改为封闭式，使之成为一架很不错的运输机。

Ford 4-AT-F，图片不是太清晰，无法分辨出波纹蒙皮

　　福特4-AT 试飞于 1926 年的 6 月 11 日，而“AT”意指“航空运输”。它不仅作为福特汽车公司用来连接分布于五大湖之间各个分厂的空中货运工具，而且很快成为当时另一种著名客机、福克F.Ⅶ.b-3m 的有力竞争对手（后者曾是多项世界飞行记录的创造者）。不久，福特公司又衍生出另一种改装三台 450 马力黄蜂Jr. J-6 型发动机、商载有所提高的 14 座（指载客，下同）旅客机福特5-AT，别名“锡鹅”，试飞于 1929 年 9 月 4 日。由于它具有结构坚固、操纵容易和适宜于在小型机场起降等优点，所以被国内主要航空公司纷纷采用，一时间成为美国最大的客机和“美国民航机”的代名词。后来，福特公司又发展了 7-AT 和 9-AT 等改型，它们的统一称呼是“三发”（Tri-motor）。到 1933 年停产时，“三发”式运输机的总产量达到 199 架（其中 5-AT 占 117 架）。作为一架设计成功的民航运输机，除了美国以外，还远销加拿大、墨西哥、南美和欧州各国、甚至中国，成为民航开拓时期享有盛名的机种。

　　“三发”的成功，在很大程度上得益于它合理的气动布局和构造，其中重要的一点是采用了当时在运输机上较为流行的“波纹蒙皮”。

　　波纹蒙皮的始作俑者，应该是德国人胡戈. 容克斯，作为一名飞机设计师，他第一个提倡飞机的一体化设计；第一个造出了全金属飞机；也第一个提出了波纹蒙皮的概念。

　　当时，飞机的蒙皮刚刚尝试用薄铝板来替代传统的布料，容克斯博士设想用一种呈波纹状截面的薄铝板来代替普通的铝合金平板，旨在进一步增加它的强度。1918 年，第一次世界大战刚刚结束，在他研制的世界上第一种下单翼布局的全金属敞蓬式双座战斗机上已经率先采用了这种独特的蒙皮。1919 年，另一种称作 J. 9 的试制型单座单翼战斗机也作出了同样的选择，可惜由于当时发动机功率偏低，作为一架结构相对较重的作战飞机，还不足以满足其必要的推力要求，因此未能投产。

　　经试验表明，当波纹蒙皮上无数的细微凹槽顺飞行方向铺设时，在大幅提高机体表面强度之同时，相对飞行阻力最小。而当凹槽走向与飞行方向相互垂直时，虽然机翼蒙皮可以有效抑制因升力引起的沿翼展方向的机翼上跷变形，但由此产生的飞行阻力可能令人难以接受。所以，波纹蒙皮无论用在机身上还是用在机翼上，几乎都采用顺气流铺设的做法。波纹蒙皮其实有点象我们铺房顶用的那种瓦楞板，在某些方向抗变形能力很强，有较好的比强度，所以在当时的好些飞机型号上得到了成功应用。

　　就容克飞机公司而言，1923 年问世的 12 座三发动机客机 G.24、1926 年问世的 16 座三发动机客机 G.31 和 1929 年问世的 34 座四发动机客机 G.38，都无一例外地采用了铝合金波纹蒙皮。其中的 G.24，曾是欧洲最早的定期航线客机。而 G.38 则是彻头彻尾采用“一体化设计”的大型民用旅客机。它拥有一副翼根弦长极长，相对厚度极大的机翼，部分旅客可以坐在机翼内一边饮咖啡一边观风景，空中机械师也可以从容地通过机翼内部走道去接近和维护发动机。正是坚固的波纹蒙皮，保证了 G.38 的安全飞行。

从上至下：容克斯的 G24、G31、G38

　　然而，波纹蒙皮第一次大显身手，则见于容克博士的又一杰作 J.13（又名 D-1，后改称 F.13），F.13 是最早出现的低单翼布局全金属单发活塞式小型民用飞机，但它更是航空史上第一种专门设计制造的旅客机，因此在飞机发展史上占有重要一席。同时，它也是完完全全采用波纹蒙皮的早期飞机之一。到 1932 年为止，一共生产了 322 架。1931 年，中国的民航公司还引进数架，用于短途空运。当时人们对它的评价是：“特别耐风雪的侵蚀，而且耐摔打，即使是迫降，一般也能保证乘员的安全。”很显然，这又得益于它独特的波纹蒙皮构造。

小巧耐用的容克斯 F13

　　在二三十年代航空“黄金时代”里，先进国家纷纷仿效研制用于跨洋远航的水上型旅客机。德国的道尼尔飞机公司试制了总重 55,000 千克、翼展 47.85 米的巨型水上客机 Do-X，它除了拥有 12 台发动机以外，另一个重要特征是全面采用铝合金波纹蒙皮。昙花一现的 Do-X 一度成为世界上最大的民航机，并于 1929 年创记录地同时运送 169 名旅客从水面起飞翱翔于蓝天，后来又完成了一次环球飞行。

小池繁夫所绘的 Do-X

　　无独有偶，作为军用运输机先驱的三发动机运输机 Ju.52/3m，在全机表面同样采用高强度的波纹蒙皮构造。使它成为产量最大、使用时间最长的又一种“穿灯心绒外衣”的飞机。

　　它和美国的福特“三发”式运输机以及荷兰的福克F.Ⅶ.b-3m 式三发运输机一样，都是直接从单发客机改装而来的。安装三台 525 马力 BMW132A 型星形空冷活塞式发动机的 Ju.52/3m 试飞于 1932 年，在其投产后立即受到汉莎航空公司的青睐，并先后有 231 架在该公司服役，每次飞行可载客 15 名。但 Ju.52/3m 最大用途是战场运输。在二战期间，成为德军空运、空降、滑翔机牵引、战地救护、磁性探雷甚至敌后轰炸的良好飞行平台，先后派生出 30 余种改型，共生产了 4,835 架（内军用型 2,804 架）。并因其坚固耐用、用途灵活多样而获得“容克大婶”的绰号。

容克大婶

　　1935 年，我国当时的欧亚航空公司曾引进 7 架 Ju.52/3m 用于航线运输，单价 12 万德国马克。

　　至今，仍然有少数该型飞机翱翔于世界各地，主要用于包租飞行和广告飞行。椐机务人员反映，尽管已过去近 70 年，但飞机表面依然锃亮如新，毫无腐蚀或变形，这多半也得益于如今早已过时的波纹蒙皮。

Ju 52 的波纹蒙皮

　　为了巩固海外市场，老牌殖民主义国家英国不失时机地推出多种远程运输机，用于开拓欧、非、亚等国际航线。其中，由汉德利.佩季飞机公司研制生产的 8 架 HP.42 型客机，乃当时的佼佼者，它试飞于 1930 年 11 月。

　　这是一种颇具特色的 38 座飞机，采用高置式双层机翼和多重垂尾气动布局。四台 550 马力的空冷发动机呈“器”字形集中安置在近机身附近的上下翼之间。它特别修长的机身用波纹蒙皮牢牢包裹着。

　　HP.42 拥有当时一般客机双倍的载客量和较远的航程，属于三十年代少见的“大型机”。由于翼载低，可以在 180 米以内的平地上完成起飞滑跑，所以特别适宜于远航途中迫降后的再次复飞。为适应长时间飞行的需要，HP.42 还特地在客舱的中段设置了厕所和厨房设备，为客舱现代化服务开了先河。

　　值得一提的是，在 HP.42 1,126.5 万千米累计航程的飞行生涯中，安全运送 30 万人次旅客而无一伤亡，这良好的安全记录，是否也应归功于其坚固的构造？俗话讲得好：“虎死也留皮”。1941 年，当最后一架 HP.42 从皇家海军退役时，它的机身作为飞行员值班室而被永久留在了基地的跑道边。

小池繁夫所绘的 HP.42 旅客机

　　除了这些名机以外，我们不得不提及曾在 30 年代初期，因三连冠夺得世界速度冠军头衔而永久拥有斯奈特奖杯的英国竞速型水上飞机“超马林S.6B”。这架神奇的飞机，几乎集“黄金时代”最先进的航空技术于一身，尽管已考虑到要尽量减少飞行摩擦阻力和飞机重量，但在它的机身上，还是采用了一部分波纹蒙皮，籍以提高其承载强度。

S.6B 水机

　　此外，在二三十年代的日本和苏联，也有一些飞机在设计上尝试使用过这种蒙皮构造，如 1926 年 11 月试飞的苏联最大型轰炸机特勃-1（安特-4）以及 1930 年 11 月试飞的四发动机巨型重轰炸机特勃-3（安特-6）。后者当时是世界上最大的飞机，翼展 40 余米，曾飞来我国援华抗日。其他有关飞机，在这里就不一一介绍了。

TB-3

　　随着航空材料学和飞机构造学的进步，到三十年代后期，波纹蒙皮完成了它的历史使命，已不再出现于飞机上。

作者: happyqqhu 时间: 2016-6-9 19:07

看到Do-X那一张想起了几十年前的一期航空知识的封底

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