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航空百年風雲錄十大飛行探險家(下)

央視國際 2003年12月16日 09:48


  1903年12月17日,萊特兄弟讓第一架動力飛機“飛行者”1號搖搖晃晃地離開了地面,當飛翔的夢想成真時,飛得更快、更高、更遠成為探險家們新的目標,本期科學歷程我們繼續去認識這些追尋夢想的勇士,分享他們的探險歷程。

  6、林白——孤身飛越大西洋

  主持人:如果我們前面提到的布萊裏奧名聲並不是太響的話,二三十公里,飛越英吉利海峽。那麼林白的名聲就非常響了,飛越大西洋。

  宋:那是上千公里,幾千公里了。

  傅:林白是世界上第一個孤身飛越大西洋的,但是他並不是第一次飛越大西洋,在1919年的時候,有兩個英國人就完成過橫跨大西洋的飛行,但是他們找的是條捷徑,從加拿大的紐芬蘭島橫跨大西洋到愛爾蘭,他們落地的時候是落在愛爾蘭的農村沼澤地裏,沒有人看到,沒有轟動效應,當時他們的航程也比較短,3000多公里,林白不是,林白是從紐約起飛,一直飛到巴黎,一個人,航空行程多少呢?5000多公里,這在技術上應該是一個很大的飛躍。

  主持人:我看過他的紀錄片,他走的時候萬人空巷歡送他,那邊是萬人空巷地迎接她,那是很英雄的形象。

  宋:是,就跟今天神舟五號上天的那個勁頭一樣,因為那個時候飛5000多公里,飛越大西洋那是了不得的一件事。

  傅:在這之前都是用輪船連接這兩個大洲,現在有飛機了,而且時間很短,幾十個小時。

  宋:林白飛了多長時間?

  傅:飛了33個小時多。

  主持人:那麼可以説這個時候的飛機也是有了一個質的飛躍了,原來飛起來都費勁,飛20公里就算奇跡了,現在5000多公里過去了,真正飛機慢慢要走向實用了。

  傅:他等於是建了一條很實用的航線,而且是兩個大城市之間。

  7、飛行女傑——埃爾哈特

  主持人:前面題板上提的女同志,好像也有女林白之稱是嗎?

  宋:對,被稱為林白女士或者女林白,她叫阿米利亞,這個人也是駕機橫越大西洋,她是1928年的時候和另外兩個人乘飛機飛越大西洋,四年以後,她又按林白的做法孤身一人飛越大西洋,而且在這個女士飛之前,曾經有好幾個飛行員飛這個航線喪過命,她也是膽非常大,這個女士的冒險精神比林白一點兒都不差。

  1932年,埃爾哈特成功地單身飛越大西洋,全世界為之矚目。5年後,她又開始了自己的環球飛行,但是這一次她沒能抵達終點……1937年7月2日,埃爾哈特和她的飛機在太平洋上失去蹤跡。然而從埃爾哈特開始,越來越多的女性開始進入航空領域,飛行不再只是男性的事業……

  8、突破音障——耶格爾

  主持人:前面我們提的這些探險者應該都算探險者,因為他們爭取讓飛機飛得越遠也好,而且在這個過程中要冒很大的風險,一會兒是飛越這個海峽,一會兒是飛越這個大洋,中間的事情可以説變幻莫測,應該叫做飛行探險。但是速度上突破音障能算是飛行探險嗎?(那也是一件很危險的事情)只要速度提高到那兒就行了吧?

  宋:為了超越音障,有些飛行員機毀人亡,很危險的一件事,因為空氣動力學在音速這個附近,空氣的特性變化有一個質的變化,就是超音速飛行和亞音速飛行,空氣動力有些特性是完全不一樣的,你在不知道的情況下,你想從亞音速突破到超音速,這叫突破音障,就像撞到一堵墻一樣,突然産生很強大的阻力,飛機在強大的阻力面前甚至會解體,那是一件很危險的事。要突破音障,很多飛行員已經付出了生命的代價,想要飛得快不是一件容易的事。

  傅:音障是四十年代飛機界起了這麼一個名詞,就因為很多飛行員想超過音速,飛行的時候想超過音速,結果都失事了,一些飛機設計師就認為音速是超不過去的,是一個巨大的障礙,所以就造了音障這麼一個詞。

  主持人:就是説不是簡單的我踩油門,我加速,我使勁飛我就能過音障。

  宋:不是不是。

  傅:當時好多是螺旋槳飛機,都想超過音障,螺旋槳上要産生機波,機翼上也要産生機波。

  宋:機波是一個專用的詞,就是飛機在你突破音障之前,你飛機上的某些部位的局部地區的氣流速度已經達到音速了,一達到音速,它就在那個地方形成一個密度不同的區域,那個區域一般叫做機波。那是一個專用的詞。

  傅:機波很薄,但是氣流通過機波以後,無論速度、密度、溫度都會發生急劇變化,這樣的話,對飛機的性能,對飛機的操縱特性都會産生強烈的影響。

  主持人:會出現什麼效果呢?比如我加速到頭了,馬上就可以突破音障了,飛機會狂抖?

  傅:阻力突然劇增,操縱失靈。

  主持人:操縱也失靈。

  宋:就是你本來應該拉桿飛機抬頭,推桿飛機低頭,你這個時候拉那麼大桿,飛機不理你,不動,你怎麼操縱他不動,另外會阻力突然增大很大,飛機負荷就大,就震動,(升力也受到影響),都有毛病出來。

  傅:操縱特性也變了。

  主持人:好多人在這一刻丟了性命,飛機墜落了。

  每秒340米的音速在很長時間裏一直是難以逾越的障礙,許多試飛員為此付出了生命的代價,1947年,26歲的美國空軍上校耶格爾開始了對音速的挑戰。

  宋:耶格爾是美國空軍的一個雙料王牌飛行員,他在二戰中擊落了十幾架敵機,後來回美國以後參加了貝爾公司,(當試飛員)。當時貝爾公司有一個工程師給美國政府寫信,要研究突破音障的技術,而且根據科學研究是有這個可能的,希望造架試驗機,當時美國政府就批准了,批准貝爾公司研製X1試驗機,這架飛機專門用於突破音障。但是當時也確實很多人對突破音障沒有把握。首飛這架飛機確實是冒著很大風險,而且本身它不是一個完整的飛機,它沒有起落架,它是挂在B29轟炸機的機翼下,從空中投放的,動力裝置是什麼呢,火箭發動機,機頭又是尖的。但是那個時候人們已經知道用彈頭體阻力比較小,它的機翼是梯形翼,就跟F104的機翼差不多,搞這樣的試飛確實要冒風險,而耶格爾成功地實現了突破音障的飛行。

  1947年10月14日,耶格爾駕駛的X1實驗機脫離B29轟炸機,在12800米的高空獨立飛行,這一天,X-1的最大速度達到了1。015倍音速,航空飛行從此進入超音速時代。

  傅:從X1開始,美國接著搞了一系列的X系列的研究機,對推動航空技術的發展起了非常重要的作用。

  主持人:因為以前犧牲過那麼多人。

  宋:沒成功過,都沒飛過音速。

  主持人:所以那個時候音障就像一道鬼門關一樣。

  宋:想接近它的人都死掉了,所以對耶格爾來説這是一個很大的風險。

  傅:從這以後音障這個詞就過時了,不存在音障,對人類來説被突破了。

  主持人:就變成馬赫了,幾馬赫,幾馬赫,就是幾個音速。

  傅:對。因為機波最早是馬赫發現的,他做了很深的研究,後來人們把音速和速度之比定為馬赫數。

  9、米爾本阿普特——突破熱障

  主持人:熱障這個詞是什麼意思?

  傅:熱障實際上就是飛行器在高速飛行的時候跟空氣之間有摩擦,速度越高,摩擦産生的熱量就越大。

  宋:溫度增高。

  傅:一般的飛機如果是超音速兩倍,機頭這兒的溫度大概是100多攝氏度,也很嚇人了。如果到了M數2.5以上音速,到了3倍音速的話,表面溫度就達到300多度了,這時候已經超過鋁合金的極限值了。飛機就可能出問題。

  宋:結構強度喪失掉了,鋁合金到300多度的時候變軟了,像豆腐塊一樣的,受力就蠕變就軟了,這個很討厭,這是非常危險的事。

  主持人:一軟就變形,變形就劈裏啪啦掉下來了。

  宋:就解體掉了。

  主持人:這就是所謂的熱障。

  傅:一般材料做的飛機就不敢飛那麼高的速度,飛那麼高的速度肯定要出事。當時怎麼解決呢?還是用的不銹鋼、鈦合金這些材料。

  宋:換材料。

  1956年9月27日,阿普特米爾本駕駛實驗機X-2,由B-50轟炸機挂載投放試飛。這是X-2的第17次飛行,這一次,它的最大飛行時速達到3.2倍音速,突破了熱障,並創造了新的飛行速度紀錄。然而不幸卻突然降臨。

  X-2突破熱障之後,系統控制突然失靈,墜毀在加州的莫哈韋沙漠上,試飛員阿普特米爾本殉職。

  10、不間斷環球飛行——魯坦兄弟

  主持人:自從萊特兄弟上天人們就沒有中斷過這個夢想,就是能夠實現環球飛行,最後是魯坦兄弟實現了,他們無疑應該算是最有名的飛行探險家?

  傅:做環球飛行,人類很早就嘗試了,1924年美國人就開了四架飛機做過環球飛行,其中在途中摔掉兩架,但有兩架基本上繞地球一圈回來了,但是他們的環球飛行是在多次落地加油修整的情況下做到的,其他飛機也考慮過不著陸的環球飛行,這個也是做過的,比如説你採用空中加油的方式,讓它始終在空中飛,也能夠做到環球飛行,但是這個不被人們現在承認,真正的環球飛行應該是不進行空中加油,不落地,環繞地球一圈。

  宋:魯坦兄弟厲害在哪兒呢,他做的飛機完全是複合材料的飛機,非常輕,它追求飛機的空重非常輕,儘量用那個重量背油,因為你要環球飛行,這一路都得不停燒油,油如果帶少了,飛機絕對飛不到一圈就要掉下來,或者必須落地,這一落地你就不是不著陸和不加油的環球飛行了,它加油加到什麼程度,它的機翼裏都加著油,而且機翼又非常非常長,起飛的時候機翼因為加滿了油,耷拉下去了,都快蹭著跑道了,要靠著機翼産生升力以後慢慢往上抬,往上抬最厲害的時候,比座艙還高,都翹起來了,可以想象那個情況有點嚇人。

  主持人:一旦蹭到地面的話就起火花。

  宋:就折斷了,或者就炸了。

  傅:它已經蹭到地面了,把左翼肩的小翼給蹭掉了。當時還沒掉,他為了把這個弄掉,萬一你從這邊掉下來砸到機器上也不好,他就把飛機傾斜,傾斜以後把這個小機翼給甩掉了,就是一邊有小翼,一邊沒小翼,這種情況下繼續飛行。這個飛機最大的特點,重量不到一噸,而載油是3噸多,這是世界上任何一架飛機都做不到的,等於是一個飛行油箱,全是油,另外它全部採用的複合材料,機體結構非常輕。另外它的設計上有特點,保證了它的結構能夠滿足環球飛行的要求,雖然很軟,但是整個還是比較結實的,它的機翼展懸比也創造了一個世界之最,就是機翼的翼展和翼懸之比達到了36。

  主持人:就是機翼非常細長。

  傅:這樣升阻比很高,就是升力很大,阻力很小,這樣才能滿足環球飛行。

  宋:飛起來省油,一面多帶油,一面還省油,這樣就飛夠了一圈。

  傅:他帶著兩台發動機,到空中飛行的時候,關掉一台發動機,用一台發動機接著飛。

  傅:旅行者號在空中一共是飛了七天,為了能夠輪流休息,上去兩個人,是設計師伯特魯坦的哥哥迪克魯坦和他的女朋友傑娜耶格爾,當時他的女朋友留了一頭很漂亮的披肩髮,後來為了減輕重量,她剃了一個小男孩的頭髮,把頭髮全剪了,説明他們的獻身精神確實是非常可貴的。

  主持人:這麼一個飛機,油比本身還重,一個油庫在天上飛,中間碰見風什麼的,那翅膀那麼細長,萬一折斷了怎麼辦,翅膀忽閃著。反正基本是碰見事就有去無回,但是他們還算比較幸運。

  傅:他們已經醞釀了很長時間,就要找一個好天氣環球飛行,但是環球飛行過程中不可能每個地方都好天氣,好像到非洲上空的時候碰見天不好,那時候顛簸得非常厲害,當然在地面上、空中都有給他保障的,包括氣象衛星什麼的,有人指揮。

  1986年12月14日,旅行者號歷時9天,飛行四萬多公里,實現了首次不間斷不空中加油的環球飛行,同時創造了留空時間的世界紀錄。

  主持人:所以説從萊特他們升空一直到完成環球飛行,人類對遠距離的競逐基本告一個段落了。你下次再去,只能説環繞地球兩圈或者三圈,意義就不大了。

  傅:實際上環繞地球一圈實用意義不大,半圈就夠了,半圈就能到地球任何一個點,飛兩萬多公里就夠了。

  千百年來,人們渴望自由飛翔,一些最富探險精神的人用生命的代價讓飛行夢想成真,並且不斷衝擊著飛行的極限。

  在人類成功實現動力飛行一百年後的今天,謹向無畏的飛行探險家們致敬!

(編輯:戴昕來源:CCTV.com)