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从中国抗日战场起飞的人类航空史传奇

 黑猩猩表哥 2017-09-07


小火箭出品

本文作者:邢强博士


今天不聊技术,小火箭与大家一起聊一段抗日战争期间的传奇吧。但细说起来,这段传奇同样离不开技术,虽然了解这段往事的人不是很多,但其传奇程度和飞行器的修复过程都使足以让段往事载入人类航空史。


小火箭查阅了相关的历史资料,努力还原这段历史,并考据出了飞行器、飞行员的一些细节,在本文,我将力图用贴近现场的第三人称来叙事。就让我们回溯过往,来到那个烽烟四起的上世纪40年代。


往事


1941年5月20日,中国航空公司的机长H.L.Woods(他的中文名为:吴士)驾驶一架DC-3执飞从重庆到成都的航线。飞机起飞后不久,警觉的机长吴士就感觉到了不妙。远处有几个黑点正在奔着他的航线方向飞来。


吴士长叹一声,往事袭上心头:


那是3年前,在1938年8月24日,吴士执飞从香港到重庆航线的时候。当时,他正驾驶一架DC-2客机(机组3人,乘客14人,这是DC-2的最大载客量)从香港起飞不久。突然,8架日本战斗机出现在DC-2这架民航客机的附近。


吴士改变了一下航向,等待日本战斗机飞远后,重新回到航线上。但是不久,这些战斗机又扑了回来。吴士数了数,这回是5架。当他想要看个究竟时,突然发现了战斗机群亮起了点点火光。


开火了!如果小火箭整理的历史资料没有疏漏的话,这应该是日本战斗机第一次袭击飞在中国领空的民航客机。


吴士猛然推杆,DC-2客机在客舱中传来的尖叫声中急速俯冲。在做了几个躲闪机动后,吴士着急了:客机哪里是战斗机的对手,既没有防卫武器,也没有战斗机的速度和机动性。情急之下,他看到下方有一块小小的云朵。


二话不说,他坚定地驾机穿透了云朵。日本战斗机做了盘旋机动来寻找DC-2客机,并最终在客机穿出小云朵不久又追了上来。不过,这给吴士争取到了一点时间。


前方,一条宽阔的大河在农田和丘陵的掩映中蜿蜒流淌。


这是珠江。吴士叮嘱乘客坐稳后,驾驶客机奔向珠江。日本战斗机打出的子弹在机翼和客舱出发出类似打字机敲击的声音。吴士关闭了飞机的发动机。


扑通!DC-2飘降到江面。那个年代的客机,其机舱并不是气密的。江水汩汩地涌入机舱。吴士回忆着水上迫降的要领和其他机组人员一起安顿乘客。他担心结构严重受损的飞机突然倾覆。


但是,没有等到飞机解体,悲剧就发生了:3名机组人员与14名乘客正在客舱中整理七零八落的行李,安抚和准备包扎受轻伤的人时,5架日本战斗机轮番俯冲了下来,对着客机猛烈扫射。


鲜血染红了珠江水,当吴士与发报员(一位罗姓工程师)相互搀扶着爬出机舱时,他们发现,千疮百孔的机身内,有13名乘客当场死于机枪扫射,仅1名乘客幸存了下来。


突袭


时间回到1941年5月20日,吴士驾驶着DC-3客机看到远方的几个黑点后,往事袭上心头。他这次吸取了上次遇袭的经验教训,没有用改换航向的方法试探日本战斗机的意图,而是选择果断俯冲向下,飞入了重庆上空的云雾之中。


与香港启德机场以北地区的气候不同,四川和重庆这一带,常年有云雾。这些平时会增加航班起降风险的云层挽救了这架DC-3。


吴士下降到离地面很近的高度,老道格拉斯设计的飞机果然经受住了考验。


山峦的黑影在眼前飞速掠过;

机舱内悲伤的哭泣和愤怒的喊叫声在耳畔飞速掠过;

3年前的那场悲剧在心头飞速掠过。


一小块平地奇迹般地出现在DC-3下方,战时紧急修建的宜宾机场就在眼前!吴士毫不犹豫地准备着陆。机轮碰触到石头产生的颠簸和杂草对平地的掩盖最终都没能阻止客机的成功降落。


3年前的经验告诉吴士,时间紧迫!他和其他机组人员发疯一般地把所有惊魂未定的乘客都赶下了飞机。不放心的机组人员追着连行李都没来得及拿乘客们跑了很远。这时候,日本战斗机赶到了。3年前的场景再现了。万幸的是这时的机舱内已经没有一个人了。


日本战斗机瞄准DC-3右侧机翼的中国航空公司的英文缩写猛烈攻击。几轮俯冲后,DC-3的右侧机翼先是被打成了筛子,后来整体爆裂,碎成一片狼藉。日本战斗机又接连投下2枚炸弹后,方才扬长而去。


奇想


日本战斗机早就盯上了宜宾机场,而当时机场上空的制空权和机场周边的防空火力的状况都堪忧,无法有效保护这架还有修复希望的DC-3的安全,如果不及时修好飞走,迟早会被日军的扫射和轰炸彻底摧毁。


机组人员在安顿好乘客后,与重庆和香港进行了联系。重庆机场立刻派出了工程师团队。赶来的工程师仔细检查了这架DC-3后,认为:机体和左侧机翼可以就地修复,但是已经被打碎的右侧机翼没有修复的希望,只能从美国加利福尼亚道格拉斯工厂运来原厂的右侧机翼重新安装才行。


正值第二次世界大战的白热化时期,道格拉斯工厂昼夜不停地生产飞机,但是仍然很难满足战争的需要。受大量军队积极备战和参战的影响,道格拉斯工厂中40%的工人是女性。工厂给宜宾机场答复:机翼我们会加班加点送来,但是你们需要等待两个月的时间。


这,肯定是来不及的。


参与讨论检修这架DC-3的机务人员中,有一位叫做吴敬诚的工程师。他突然想到,在香港的飞机检修部门的仓库中,或许能够找到一线希望。


赶到香港的吴工程师带着几个帮手开始搜寻堆满各种零件的仓库。果然,他们发现了一个完整的机翼,而且恰好是道格拉斯飞机右侧的!


但是,大家凑近一看,立刻知道白高兴了一场:机翼小了一些。原来,这个机翼是从一架报废的DC-2客机上拆下来当做其他DC-2的备件来使用的,并不是给DC-3准备的。


吴工程师提出了一个大胆的想法:能不能把DC-2的机翼运到宜宾,安装到残损的DC-3上后,让DC-3飞到香港呢?


一时间,大家先是愣住了,然后就开始认真讨论起来。DC-2是一架比较小的飞机,只能够载14位乘客,其机翼的翼展为25.9米,机翼面积为87.3平方米。而DC-3则比DC-2大了好多,可以承载32位乘客,翼展达29.1米,机翼面积为91.7平方米


这段要替换的机翼,如果用DC-2的机翼的话,将会比原厂机翼短了足足1.5米!


飞机可是要飞上天的,那个年代还没有先进的电传操纵,一切都要靠机身的气动特性提供足够的稳定裕度,另外要靠飞行员的高超技艺。


吴工程师认为可行,而且这是没有办法的办法。在与美国方面的总工程师索汀吉斯商讨了计算后,这个方案最终被肯定了。


小火箭在这里要补充的是,DC-2与DC-3系出同门,万幸的是这两型飞机的翼型设计有着一定的传承性,在结构力学的受力传导和流体力学的气动外形方面,二者有着血缘关系。


DC-2的翼根用了NACA 2215翼型(详见小火箭后续的空气动力学系列),而翼尖则使用了NACA 2209翼型。DC-3的翼根也使用的是NACA 2215翼型,但是其翼尖用了更薄的NACA 2206翼型。


这样的设计,原本是出于增大翼展后,减少机翼厚度的减阻需要,但是,万分巧合的是,这恰好使得DC-2的机翼与DC-3的机翼有了结合在一起的可能。DC-2的机翼虽短小,但是比较厚,DC-3的机翼修长,但是尖端比较薄,过渡到翼根处则又比DC-2的机翼厚。这就使得两种机翼终究能够找到一个位置,使得其结构与形状刚好近乎重合。


在香港,机库中的那块DC-2的右侧机翼被从仓库中取出并做了检查。然而,运输成了大问题。那个年代,并没有如今的专门运输客机部件的大型运输机。


一开始,大家想要通过公路来运。


但是,在那个年代,采用这种方案实际上就是畜力和极少量的卡车在时刻面临着日军袭击的道路上来以昼伏夜出的方式运输。等到把机翼运到,至少已经过去2个月了。上图为小火箭找到的一张极为珍贵的上世纪40年代抗日战争时期的中国公路彩色照片。


香港方面的工程师(名叫 郁鸿章)想出了主意:把这个机翼绑在一架DC-3飞机的机腹,然后用飞机运过去。为了减小阻力,他给出翼根朝前、翼尖向后的位置,并专门设计了一个整流罩套在翼根处。


几天赶工后,机腹捆绑了DC-2机翼的一架DC-3在香港起飞并在机场上空绕飞以验证郁工程师设计的有效性。


第二天清晨6点50分,阳光洒向机场的跑道,并不炫目但却温暖无比。飞行员斯威特(H. A. Sweet)主动请缨,驾驶这架拥有3个机翼的DC-3起飞,准备飞往宜宾。上图左数第一位就是斯威特。而他的副驾驶,就是提出用DC-2的机翼来装到DC-3客机上的方案的吴敬诚工程师。通讯和导航工程师为华祝。


此行的大圆航程为1192.1公里,预计飞行3小时22分钟。经计算,机腹带有机翼的这架DC-3无法直飞宜宾,必须中途在一个地方着陆并再次加满油后才能飞往宜宾。


2小时5分钟后,斯威特飞到了桂林上空。他努力稳住飞机。机腹部位的那块机翼产生的气流在下降过程中打在DC-3的水平尾翼上让飞机颤动不已。但是,斯威特,这个出生在犹他州盐湖城的自学成才的飞行员,硬是把飞机稳稳地降落在了桂林机场。


加满油后,斯威特在大雾中起飞,直奔宜宾。但是,他突然收到无线电通知:接可靠情报,日本在当天要大规模空袭宜宾机场。立刻返航!


但是,斯威特不想就这么放弃。几经探索,在导航人员的帮助下,这架DC-3转而飞向云南。55分钟后,DC-3在云南昭通机场着陆。


后来,宜宾机场的空袭预警解除,而云南昭通机场上空也突然出现了难得的万里晴空。斯威特不敢怠慢,立刻驾机升空。飞机的尾部依然颤动不已,但是终于,DC-3还是来到了宜宾机场上空。


晃动的机身带着颤动的尾翼,DC-3的机腹带着机翼在宜宾这条仅有1000米长的简易跑道上着陆成功!


抢修



遭到扫射和轰炸的威胁仍在。宜宾机场的工程师们来不及庆祝,立刻卸下机翼,运到DC-3旁边。


太阳升起,阳光透过山丘上稀疏的树木在机场的空地上投出了斑驳的树影。微风吹拂机翼,彷佛要唤醒这块在仓库中沉睡多日的机翼的飞行本能。


上图为修好的DC-3。左侧为原厂DC-3机翼,右侧则是DC-2的机翼。从此,这架飞机就成了人类航空史上至今仍被人纪念的经典飞机:DC-2.5。(取DC-3与DC-2的平均数)


注意,上图的DC-2.5左右两侧机翼在尺寸上的显著差别。小火箭另外请大家注意上图飞机的机翼和舵面上有多处深色的方块。这是工程师用补片法修复的典型样式。所谓补片法就是把小金属片铺在机身或机翼受损的地方来补洞的方法,类似用布料给衣服打补丁或者小时候见到的那种给漏水的脸盆粘金属片堵漏的方法。


不过,战时条件极其有限,只能用帆布和胶水来补飞机上的弹孔。后来,胶水也用光了。在一筹莫展之际,工程师想到了口香糖。当时,人们流行嚼口香糖,尤其是飞行员和工程师人群更甚。大家在现场开始大嚼口香糖。一时之间,几乎用光了所有人的储备(足足嚼了156块)。


来不及好好测试,来不及道谢告别,太阳已经升到树梢以上。雾气渐渐散去。斯威特跳到DC-2.5驾驶舱中,向奋战了一早晨的工程师们致敬。吴敬诚与华祝两位工程师毅然地充当起了这架DC-2.5的副驾驶和通讯导航工程师。


大家把DC-2.5从林间空地的隐藏地点推到了2公里外的机场跑道上。两台普惠发动机发出轰鸣,螺旋桨转动产生的气流在向早晨8点钟的阳光照射下的宜宾机场道别。


DC-2.5在仅有1000米长的跑道上滑跑起来。因为左侧机翼的面积比右侧机翼的面积大,DC-2.5左侧受到的升力也就大于右侧。在左侧机轮已经离地之后,右侧机轮还在跑道上滚动着,迟迟不肯离地,彷佛无限依恋这片创痕累累的土地。所有观看的人都捏了一把汗,有的人甚至已经转过身去不忍看到他不希望的事情发生。


然而,DC-2.5还是升空了!飞机向上爬升,但却带着猛烈地向右侧滚转的趋势。斯威特奋力向左拧转操纵杆,终于找到了一个能够实现平衡的位置。飞机在空中左右摇晃,但是晃动的幅度逐渐收敛,然后就以一个倾斜的姿态安稳了下来。


斯威特依然用全力向左拧着操纵杆。仅仅几分钟,他的双臂就因持续用力开始发抖了。但是,他不能松手,一旦摆正驾驶杆,飞机将会出现难以挽回的向右滚转的趋势,终会失速坠落。吴工程师赶紧递过一根绳子。两人一起动手,把向左几乎拧到底的操纵杆用绳子绑住。绳子的另一端则牢牢地系在驾驶舱地板上的一个金属环上。


艳阳高照,香港机场散尽薄雾,以最好的能见度来迎接注定在人类航空史上留下名字的DC-2.5客机。中午,DC-2.5成功着陆,创造了历史。


感谢你耐心地听小火箭讲述了这段从中国抗日战场起飞的人类航空史上的传奇。


有关这段历史中飞机的真实性考据:小火箭仔细回溯了DC-3的相关记录。DC-3是世界上产量最大的运输机,可谓是第二次世界大战期间最著名的运输机/客机。该机全系列共生产了16078架,要考据这架飞机的来源或许有些难度。但是好在运气还是比较眷顾认真求证的人的。小火箭发现,在16078架DC-3系列飞机中,有607架是早期民用版本的DC-3,有10047架后来改称为C-47的军用版本的DC-3,还有在苏联生产的4937架和在日本生产的487架。其中,可以认定本文那架变身为DC-2.5的飞机为1940年2月20日在美国加利福尼亚州道格拉斯工厂原厂下线的DC-3系列飞机。其具体编号为DC-3-294A c/n 2148。该机原本是法国订购的,但是在第二次世界大战爆发后,以闪电战的形式推进的德国军队让这笔订单以众所周知的原因中止了。该机后来寻到了新的买家,并于1940年11月交付中国航空公司,于1941年1月开始投入民航航线,代号46,昵称“峨眉”。嗯,遭受1941年5月20日那次偷袭时,该机正式投入运营还不到半年时间。

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