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滚回绘图板-航空史上那些被淘汰的方案38-维克斯 燕子

 长弓有心 2022-06-02 发布于江西
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航空工程师是不能缺乏想象力的,然而,几乎在所有项目中,发挥想象力带来的额外风险总会让循规蹈矩的平庸设计获得优势 。不过,靠那些千篇一律的“Ctol+C,Ctol+V”几乎是永远不会推动人类航空业进步的。所以让作者用本文向那些勇敢地尝试的航空先驱致敬,有些设计师注定不会保守平庸。要么变成经典、要么摔得惨烈。

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服务于维克斯-阿姆斯壮公司的英国工程师和发明家巴恩斯·沃利斯爵士(Barnes Wallis),注定不是一个保守的设计师,在战争期间,他主持设计的“弹跳炸弹”,成功地炸毁了防守严密的德国鲁尔水坝。

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巴恩斯·沃利斯

战争结束后,于 1945年11月,沃利斯从疏散地返回公司总部布鲁克兰,担任维克斯-阿姆斯壮研究与开发部门的负责人。1948 年在研究所旁边设计并建造了一个占地 19,533 平方英尺(1,814.7 m 2)的平流层风洞。他这一时期他们启动了许多未来派航空航天项目,包括超音速飞行和变后掠翼技术。沃利斯构思了一种没有垂尾和方向舵的飞机,称为Type 010 “燕子”(Swallow)。并在公司的研究设施中进行了广泛的初步研究。

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野鹅方案思路

最初的方案称为“野鹅”。整体思路就是按照加拿大野鹅的形态仿生学放大。除了扁平机身和可变后掠角度的机翼,几乎取消了一切附加物包括平尾,但是仍然有单垂尾。这个设计在进一步研究之下,认为阻力太大,无法满足超音速需求,因此只好推倒重来。

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野鹅方案测试模型

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野鹅想象图

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野鹅向燕子过渡的模型

重新提出的方案给出了一个超越了时代的设计,即使在70年后的今天,看起来也是相当前卫。飞机头部和前机身是压扁的三角形椎体,小展弦比可变后掠角的机翼在三角形后自然延伸,最大后掠角和机头的三角形两边平齐。机翼之间是圆管状后机身和尖锐的尾部,不过机身和尾部上面没有任何气动面。四台发动机舱位于两翼后段,每侧在机翼上下各吊装一台,发动机的旋转吊架可以和机翼变后掠角度同步,确保推力始终向前。飞机在整体上就像一只压扁的“圆规”。

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燕子早期图纸

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轰炸机版本

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沃利斯为燕子设想了多种用途。首先,适用于长途客机,客机版本有一个原型升降式驾驶舱,起降阶段升起,改善视野,超音速飞行时候降入机体,降低阻力;其航程将能够满足一条英格兰直飞澳大利亚的航线。后来,燕子发展了轰炸机潜力,用作维克斯勇士亚音速轰炸机(3V 型轰炸机之一)的超音速继任者。沃利斯的概念引起了英国政府的兴趣;在供应部和国防部的联合安排了一系列的测试,证明该技术的军事应用潜力。

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风洞模型

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客机版本

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轰炸机版本

在政府资助下,沃利斯完成了多个模型,在1956年,一个六英尺比例模型成功达到了高达 2 马赫的速度。1951年“燕子”方案试图参与ER.110T 规范竞争,后来又准备参与 OR.330规范。不过时间到了 1957 年,“1957国防白皮书”的大刀之下政府对许多航空研发项目的支持被撤回,包括沃利斯的工作。沃利斯用自己的影响力极力挽回,大量媒体报道了这个极其前卫的设计,然而在当时的英国并没有什么作用。沃利斯和他的团队飞向大西洋对岸,寻求美国方面的资助,美国人对燕子表示了惊讶和初步的兴趣,美国航空航天工程师John Stack(贝尔X-1)和NASA 的众多工程师都对这个概念充满热情,也引起了海军的兴趣,但是最终,美国人并没有提供任何帮助。

燕子并非全无遗产,沃利斯在变后掠翼和超音速方面的基础性研究,以及维克斯的先进研究设施,最后成就了协和式超音速客机和变后掠翼的帕拉维亚“旋风”(Tornado也译作狂风)战斗机。

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上过杂志封面

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cg模型,增加了伸缩鸭翼

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客机版本模型,可见升降式驾驶舱

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轰炸机版本的模型

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轰炸机版本模型

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轰炸机想象图

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客机想象图

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