未来
我所讨论的问题都是能用现有手段很容易实现的。我的意思是说,任何国家如
果认识到当今空中武器的价值和好处,就可以沿着我所阐述的方向把空中武器实际
应用到发动战争的科学中去。
接受这个前提后,我们现在可以展望一下未来,自然是不久的未来,但不是进
行渺茫的幻想,而是考虑到当前航空技术发展趋势的未来。这些趋势指出一条道路,
如果我们要想跟上明天的技术进步,就应当遵循这条道路前进。
航空面临的实际技术问题是要使空中航行更安全、更可靠、更经济,而且一般
说来更适于社会需要。因此,对这些问题的研究应能实现以下四个目的;
1 .增大飞行和起飞、降落设施的安全性。
2 .废弃那些目前在飞机制造中使用会变形和变质的材料。
3 .增大飞机运载能力和活动半径。
4 .以较少的燃料增大速度,改善性能。
这些方面的改进会使飞机无论平时或战时都能有更大的使用价值。
下面简要分析一下这些趋势。
1 .增大飞行和起飞,降落装置的安全性:飞机在空中有自身的安定性,能自
动保持平衡。只要一架飞机下面有足够的空间,只要飞行员不违抗飞机的自然恢复
趋势而有意破坏它的平衡,那么不论飞机处于什么位置,最终会恢复到正常的飞行
状态。这种现象就是空中特技——俯冲、盘旋升降、螺旋、横滚等等的基础。在作
任何一种特技时,飞行员只要以某种方式使飞机失去平衡,要改特技时,他只要停
止干涉,飞机就会自动恢复平衡。飞机平衡也可能由于不正常的大气条件——气潭、
风暴、侧风等等而受到破坏;但这里也一样,一旦空气的扰乱作用停止,飞机即自
动恢复平衡。简而言之,一架飞机在空中可能由于不正常的大气条件或飞行员的动
作等原因而失去其自然的平衡。
这种扰乱的大气条件通常发生在低空,靠近地球表面大气压力最大的地方。正
如海浪在海岸处更不规则一样,气流尽管原因完全不同,在地球表面,也就是相当
于天空的海岸处,影响更大。
我在前面说过,飞行员可以有意使飞机失去平衡。这时他可能仍能控制飞机,
使其恢复平衡,或者他由于操纵错误失去对飞机的控制。失去控制自然可能在任何
高度发生。如果飞行员头脑清醒,下面又有足够的空间,他就能很容易地使飞机及
时改平飞。但如果他惊慌失措而飞机继续失去控制,那么不管高度如何都会坠毁。
总之可以看到,高度越高,飞行越安全。如果能在飞机上安装某种机械装置能
够防止飞行员有意无意地使飞机失去平衡,那么大半飞行事故都可以防止。这就要
求发明一种机构( 在此不作深入讨论) ,能使飞机在飞行中自动保持安定。操纵一
架自动平衡的飞机应和驾驶一辆汽车一样简单。即是,用加速器,在爬高时加大发
动机功率,下降时减小功率;用方向盘左右转弯。我们肯定不久就会实现这个目标。
早在1913年在维卓拉兵工厂制成了一架飞机,只用一个加速器和一个方向盘,
就可以起飞、飞行、着陆不仅实现了这一点,而且还制造了没有驾驶员的飞机,从
地面用电磁波操纵飞行。。这架飞机能改正飞行员的操纵错误,并能对扰动气流自
动反应,创造了自动飞行续航时间的世界记录( 一小时以上) 。很容易想象,一旦
这项改进完全成功,会产生什么样的实际效果。
起飞和着陆是飞行中最困难的两个动作,正如航海中进港和离港是两个最困难
的动作一样。原因在于飞机由流体介质进入固体介质时物理阻力有差别以及地面空
气的扰动。两者之中,着陆更为困难。由于接地时的撞击与飞机速度成正比,着陆
速度越大,危险也就越大。
因此,飞行安全要求一架飞机能以很低的速度着陆,而另一方面却要求越来越
高的飞行速度。现在已经超过了每小时300 公里的速度,而每小时300 公里相当于
每秒钟约83米,稍大于四分之一音速现在已超过400 公里。。因此航空科学正试图
制造一种飞机,飞行速度更大,而着陆和起飞速度更小更安全。地面上的改进,例
如较好的机场,跑道和通讯系统无疑将有助于飞行安全。利用无线电波束进行盲目
和夜间飞行已经成为现实。
2 .废弃那些目前在飞机制造中使用会变形和变质的材料:飞机作为一种机器
享有优良的声誉,但它距离一种能被认为是百分之百完善的机器还差得很远。除了
最近几次少有的试验外,仍然使用一些脆弱的材料如木材和帆布来制造飞机。自然,
木材和帆布具有弹性和质轻的特性,我们今天还不能仿制出类似的金属材料来。但
另一方面,这些材料缺乏构造的均匀性,由于气象条件的一些原因很快就会损坏,
因而使人怀疑它的长远价值。理想的飞机必须全部用金属制造,因为金属性质稳定,
不容易变形。全金属飞机除了能提供更大的结构稳定性外,还可以减少( 即使不是
取消) 将飞机放入机库的必要性。尤其在战时,这将大大节省时间和劳力。事实上,
帆布和木材在航空技术上已经过时。
3 .增大飞机运载能力和活动半径:增大飞机的运载能力符合明显的经济原则
和增大飞机活动半径的要求。较大的运载能力可以成正比地降低制造和使用的总成
本。一架双座旅客机载运两人并不需要因多载运一人而增加一倍人员。用一架飞机
运载十名旅客或十英担货物比用十架飞机耗费要少。此外,可以在一定限度内改变
有用载重与燃料重量的比例,因而,增大飞机总运载能力也就能延长它的活动半径。
如果没有比今天使用的具有更大运载能力的飞机,也就不能实现定期的越洋航班飞
行。
飞机升空靠的是机翼,飞机全部重量分布在翼面上。由于每平方米翼面承受的
重量不能超过一定限度,因此,飞机的运载能力将取决于翼面。需要的运载能力越
大,翼面也需越大。三翼机一度曾被认为是最好的最大翼面,但它的最大值也不能
超过一定限度。最近在意大利出现一种新型飞机,以三翼组为基础的无尾飞机,并
有一套新的操纵系统。经过空中试飞,地面试验,证明是实用的。
这样重的飞机现在已经有2000马力的飞机在使用,正在制造的还有6000马力的,
安装6 至12台发动机。只能在水面上起飞降落,也许需要建造人工湖面供它降落。
这在军事上可能有利,因为战时敌人的轰炸不会象摧毁地面机场那样容易摧毁水面
机场。
4 .以较少的燃料增大速度改善性能:增大飞机速度主要靠增大发动机功率。
发动机功率越大,克服空气阻力的能力自然也越大,最终速度也就越大。可以看出
这个途径是不经济的。不用增大发动机功率,而用减少空气阻力的办法增大速度。
但这不是我们力所能及的。空气阻力是客观存在的。不过事实上飞机飞得高时,空
气阻力将变小,因此,如果保持发动机马力不变,飞得越高,速度就越大,性能越
经济。
但事情并不象初看起来那样简单,困难在于保持发动机功率。决定发动机功率
的因素之一是气缸的进气量,即,每一进气冲程中气缸吸收的空气汽油混合气量。
如果汽缸容积为一升,那么每次爆炸,气缸将消耗一升混合气。
空气密度随高度而变化。假定海平面的空气密度为1 ,在5000米约为1/2 ,而
到18000 米约为1/4 此处可能有误,应为1/10。按海平面空气密度为0.125 公斤秒
×秒/ 米,5000米及18000 米高度上分别为0.0751及0.0123。。这就是说,发动机
气缸容积不变,在5000米高空所吸收的混合气量( 重量) 将只有海平面时的一半,
而到18000 米时将只有十分之一。因此,如果发动机功率在海平面时为1 ,升高至
5000米时将降为1/2 ,18000 米时将降为1/10。
实际情况更复杂。不过我在这里所说的足以表明由于空气变稀薄,发动机功率
将如何随高度上升而降低。这就说明了为什么每种飞机都有一个“升限”,即它能
到达的高度极限。在这个高度上发动机功率几乎耗尽,不能再爬升。
理论上,为了在不同的高度都能发出同样功率,发动机必须在任何高度上都能
吸入具有海平面同样密度的空气。为了达到这个目的,仍是从理论上说,只需把进
入发动机的空气密度压缩到1 ,即海平面密度,因为随着升高空气逐渐变轻。各国
技术人员正在研究实际解决这个问题的办法。可以设想会有一天能从实际上而不仅
是理论上解决这个问题。
但由于空气阻力与密度成正比,如果海平面上阻力为1 ,5000米处约为1/2 ,
18000 米处约为1/10。因此,如果我们能在任何高度都能保持相同的发动机功率,
那么一架飞机海平面速度为150 公里/ 小时,在5000米高空理论上就可以飞300 公
里/ 小时,18000 米就可以飞1500公里/ 小时,而且飞得越高,爬升越容易,也就
不再存在升限了。
自然,所有这些都是理论目标,实际上是永远达不到的。但航空进展正向这方
面努力。实际上技术专家们满怀希望在不久的将来可以在10000 米的高空以每小时
500 公里速度正常地经济地航行。当在这种高度上飞行成为常事时,旅客舱自然必
须密封,以保持海平面密度的固定大气压,如象对待发动机一样密封舱早已实现,
但是并不像杜黑想象的那样保持海平面的大气密度,而是稍低于海平面密度。。这
种高速而又经挤的大规模空运将能扩大飞机的活动半径,并能提供较舒适的机上条
件。如我们今天的跨洋“飞剪”号和平流层飞机。
从我们所能看到的技术发展的当前趋势,可以肯定空中航行,尤其远距离,将
会有一个大的进展。会有一天人们不再想乘坐轮船横渡大洋,正如今天不再想坐帆
船横渡大洋一样。既然飞机作为战争机器,它的进攻能力不断增强,我们不能不想
到不久的将来日本可能会从空中进攻美国杜黑这一预见,二十年后终于实现了,1941
年12月7 日,日本海军飞机袭击了美国珍珠港海军基地。,反之亦如此。
我探讨未来只是为了强调当前的需要。现在我要立即回到当前问题上来。
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