陳應(yīng)明
自從1903年12月17日美國萊特兄弟制造的世界上第一架裝有內(nèi)燃機的飛機飛行成功后,歐洲率先掀起了航空熱潮,反過來也刺激了美國航空業(yè)的發(fā)展。當時,美國的一位自行車/摩托車兼汽艇發(fā)動機制造者格倫·寇蒂斯于1908年造出了他的第一架名為“六月臭蟲”號的飛機。經(jīng)過改進后,該機在美國舉辦的首屆飛行大賽中獲獎。
這一時期,歐洲也舉辦過一些航空競賽。1909年,美國《先驅(qū)論壇報》的主編J·G·貝萊特就出資承辦了當年8月在法國累姆斯舉辦的國際航空競賽(有稱航空博覽會)。這是世界上第一次國際性的航空競賽。比賽中,一架法國的“法爾芒”飛機創(chuàng)造了3小時飛行180公里的留空紀錄;美國寇蒂斯參賽的“金箭”號也獲得了速度75公里/小時的冠軍。不過,這次參賽的均是陸上起降的飛機。翌年,歐美便制造出了水上飛機。
1912年,法國一位熱心航空的軍火工廠老板杰克斯·施奈德(Jacques Schneider)發(fā)起了以他名字命名的“施奈德杯”國際水上飛機速度比賽。該賽事規(guī)定,參賽的水上飛機,在所要求的航程進行環(huán)繞飛行中,平均速度最高者將獲得5000美元的優(yōu)勝獎;凡3次獲獎的國家,即可獲得“施奈德獎杯”,并可永久保存。
從1913年至1931年,“施奈德杯”國際水上飛機比賽共舉行了13屆。最后三屆的冠軍均為英國飛機獲得;而且,摘取桂冠的都是S系列的水上飛機。
1927年第11屆“施奈德杯”的冠軍得主是英國休潑馬林公司的一架S.5。這是一架新穎的全金屬單翼機。在機身兩側(cè)包蓋了當時流行的金屬波狀蒙皮以加強結(jié)構(gòu)。S.5裝備一臺納皮爾“獅”7A型水冷式發(fā)動機,3排汽缸,功率為900馬力。該機以平均速度453.25公里/小時奪魁。
1929年,第12屆“施奈德杯”比賽中,休潑馬林公司在S.5的基礎(chǔ)上作了改進,換裝了一臺“V”形的1900力的羅·羅12汽缸水冷式發(fā)動機,并將機身和浮筒適當延長。這架改進型定名為S.6(圖一),在比賽中以平均速度528.86公里/小時取勝。
此后,休潑馬林公司在S.6的基礎(chǔ)上稍加修改,主要是換裝了一臺功率更大的發(fā)動機。該發(fā)動機為羅·羅R型,2350馬力。這架改型的飛機定名為S.6B,1931年9月12日,由J·N·波斯曼中尉駕駛創(chuàng)造了時速545.13公里的水上飛機速度紀錄。同月29日,在英國莎蘭特海濱舉行的第13屆“施奈德杯”比賽中,G·H·史汀福斯駕駛S·6B飛機又以655公里/小時的速度戰(zhàn)勝意大利的M·52和M·67,蟬連了“施奈德杯”賽的冠軍(圖二)。
這樣,英國休潑馬林公司的S系列水上飛機在1927、1929和1931年連續(xù)3屆奪得了第一。最后摘取桂冠的S·6B是英國研制的最后一架水上競賽機;而“施奈德”杯國際水上飛機速度比賽也到第13屆終止。S·6B稍后還曾創(chuàng)造過時速805公里的直線飛行非正式紀錄。該機及其獲得的永久保留的施奈德獎杯現(xiàn)存放于大英肯圣頓科學(xué)博物館內(nèi)。
這中間有一段插曲:1931年也就是最后一屆“施奈德杯”大賽前,意大利曾趕制了一架裝有菲亞特AS.6型3100馬力大功率發(fā)動機和二重反轉(zhuǎn)螺旋槳的馬基72型新機,準備用它來參賽。遺憾的是該機在1931年6月進行試飛時因發(fā)動機等技術(shù)故障失去了參賽的機會。1933年4月1日,這架馬基72型飛機創(chuàng)造了飛行時速682.078公里的紀錄;稍后于1934年10月該機又創(chuàng)造了時速709.209公里的速度紀錄。這一活塞式水上飛機的飛行速度紀錄保持至今,但未被列入“施奈德”杯的紀錄中。馬基72目前存放于意大利斯圖尼克航空戰(zhàn)績博物館內(nèi)。
在第二次世界大戰(zhàn)前,活塞式水上飛機的速度遠勝于陸基飛機。這是因為,速度競賽機的設(shè)計重點是氣動外形,力求流線簡潔以減小飛行阻力。所以,這些競賽飛機的機翼大都短小。而且,為了提高速度,競賽機均裝用了大功率的發(fā)動機,使得飛機增加了重量,起飛降落時需用很長的跑道。這在當時的條件下是不可能的。而水上起降的飛機則不受此限制,使得30年代的那段時期水上飛機的速度比陸基飛機要快。
上面介紹了英國休潑馬林公司的S系列飛機獲得了“施奈德杯”三連冠的殊榮,這要歸功于其總設(shè)計師R·J·米切爾(Reginald Joseph Mitchell,圖三)。
米切爾1895年出生于英國的托奇小城,小時候就聰明伶俐。當時,正值航空發(fā)展初期,受到影響,米切爾對飛機產(chǎn)生了濃厚的興趣,是早期的航空飛機模型迷。這些,為他日后步入飛機設(shè)計的道路奠定了基礎(chǔ)。1911年,米切爾16歲中學(xué)畢業(yè),在父親的鼓勵下,他進入了一家機車工廠作學(xué)徒。由于他勤奮好學(xué),很快掌握了制圖和機械設(shè)計等知識。不久,米切爾被破格提升為機械師以至高級機械師,時年21歲。這一期間,米切爾還曾在一所技術(shù)??茖W(xué)校教過書。由于當時正值英國大力發(fā)展航空業(yè),米切爾有幸轉(zhuǎn)入英國南部的維克斯·休潑馬林(Vickers Supermarine)飛機制造公司工作。1917年,米切爾任公司的工程師;1919年任設(shè)計主任;次年提升為該公司的總工程師。這時他只有25歲。
米切爾進入休潑馬林公司后,首先參加了一架名為“夜鷹”的4翼戰(zhàn)斗機的設(shè)計,隨后又參加了一架名為“嬰孩”的單座水上飛機的設(shè)計……到他1937年去世的20年間,米切爾參與設(shè)計過23種型號的飛機。這些飛機中最后一種就是二戰(zhàn)名機“噴火”戰(zhàn)斗機。
米切爾在設(shè)計了S系列高速水上競賽機后,積累了不少設(shè)計經(jīng)驗。正好1930年英國軍方提出了一個F.7/30的方案,要求設(shè)計一種單翼戰(zhàn)斗機以逐步替換舊的雙翼戰(zhàn)斗機。這一任務(wù)交由休潑馬林公司承擔,米切爾則主要負責(zé)設(shè)計。他以S.6B的氣動外形為基礎(chǔ),經(jīng)過反復(fù)論證和風(fēng)洞試驗等,設(shè)計出一架代號為224的新機(圖四)。
這架戰(zhàn)斗機的著陸輪裝有整流罩。機翼及機頭兩側(cè)裝備了4挺7.7毫米機槍。該機的動力為羅·羅“鵝鷹”型660馬力發(fā)動機。該機翼展為13.9米,機長9.4米,于1934年2月試飛。這種飛機后又修改過2次,最后采用了半橢圓形機翼和封閉式座艙,以300型(軍方代號為37/34)定型。這架戰(zhàn)斗機外形簡潔流暢,采用羅·羅“梅林”C型990馬力發(fā)動機。機翼內(nèi)裝有8挺7.7毫米機槍,采用可收放式起落架。飛機編號是K5054。
1936年3月5日,該機由公司首席試飛員J·密特·索馬斯駕駛在漢帕奇爾機場試飛,速度達到547.2公里/小時,爬升率為762米/分鐘,成為當時世界上速度最快的戰(zhàn)斗機之一。6月3日,經(jīng)過最后試飛后,軍方甚為滿意,首批就訂購了310架。這就是最早的“噴火”1型。
初期,“噴火”1采用兩葉木質(zhì)螺旋槳,不久即改裝為三葉金屬變距螺旋槳。至于飛機的定名,雖然設(shè)計師米切爾本人不滿意,但最后仍采用了公司總裁羅拔·麥斯里恩所起的“噴火”(Spitfire)。
遺憾的是,米切爾本人未能親眼看到“噴火”戰(zhàn)斗機的出色戰(zhàn)績。1937年2月,他患了癌癥,不幸于1937年6月11日病逝,年僅42歲。
英國軍方訂購的第一批“噴火”1型裝備了羅·羅“梅林”2型1030馬力的發(fā)動機。1938年5月14日,“噴火”1型戰(zhàn)斗機進行了首飛,同年6月在德斯福特基地交付英國皇家空軍第19中隊使用。這以后,“噴火”戰(zhàn)斗機的改型均由公司原設(shè)計組的J·史密斯負責(zé)。
1939年9月,第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)?!皣娀稹睉?zhàn)斗機正式投入戰(zhàn)斗。10月16日,英國皇家空軍第602、603中隊的“噴火”戰(zhàn)斗機群首開紀錄,在海軍基地菲斯附近擊落了兩架德國入侵的亨格爾111轟炸機。在有名的不列顛大空戰(zhàn)中,“噴火”與它的同伙“颶風(fēng)”擔任了保衛(wèi)英倫的重要任務(wù),成為英國的主力戰(zhàn)斗機;并且以少勝多,在抗擊入侵的德國強大機群的諸多空戰(zhàn)中,取得了驕人的戰(zhàn)果,從而粉碎了希特勒進攻英國的“海獅”計劃。當時的英國首相邱吉爾曾稱“噴火”的設(shè)計師米切爾為“航空的少數(shù)先驅(qū)之一”。
以后的幾年間,根據(jù)作戰(zhàn)的需要,“噴火”曾作過多次修改,如供航母使用的“海上噴火”以及偵察、攻擊、遠航護航及水上型(圖五)……共約33種,是二戰(zhàn)期間戰(zhàn)斗機中修改型號最多的飛機。
在整個二戰(zhàn)期間,“噴火”系列飛機活躍于英國本土、地中海、歐洲大陸、非洲和亞洲戰(zhàn)場,取得了赫赫的戰(zhàn)績。戰(zhàn)后,“噴火”還曾作過3次改型,即21、22、24型。24型是該系列飛機的最后一種型別。1947年10月,“噴火”停止生產(chǎn)。在12年內(nèi),該機曾提供給蘇聯(lián)、美國、法國、荷蘭等國使用,各型共生產(chǎn)了22759架。
戰(zhàn)后,部分“噴火”仍服役于英國本土及海外各地。50年代初,“噴火”戰(zhàn)斗機還參加過朝鮮戰(zhàn)爭,并在香港、馬來西亞等地服役至1955年才退役。
“噴火”戰(zhàn)斗機是R·J·米切爾飛機設(shè)計生涯中最后也是最出色的飛機。其流線美觀的外形,堪稱為當代活塞式戰(zhàn)斗機的一顆明星。
S.6B主要技術(shù)數(shù)據(jù)
翼展:9.15米;機長:8.79米(含浮筒);機高:3.74米;自重:2080公斤;總重:2760公斤;最大平均速度:655公里/小時;發(fā)動機:羅·羅R型,2350馬力12汽缸水冷式一臺;乘員1人。
噴火”1型主要技術(shù)數(shù)據(jù)
翼展:11.22米;機長:9.12米;機高:3.48米;自重:2395公斤;最大飛行速度:571公里/小時;升限:10360米;航程:805公里;發(fā)動機:羅·羅梅林2型,1030馬力一臺;武器:7.7毫米機槍8挺;乘員1人。