奇妙的飞机(除了可爱没用,天生速度,只能飞131公里/小时)
面值是战斗力,好看的武器一定能打。
东方的神秘力量
一般来说,面值一直都不是判断一件武器战斗力的有效参数,但是在局座说了这话之后,边肖发现这件事真的好像太不合理了,所以就不在这里举例了,这样就不太好避免篡夺主人的角色了(就拿kV-2作为反面例子,敢说我在大宗教里不帅,就需要社会主义152的洗礼..........................................................
好了,我们不要说太多了。我们现在谈谈。
飞行桶-卡普尼飞机
一直以来,意大利“战争败类”+“猪队友”+“纯搞笑”的形象,也就是二战的墙头草,已经深入人心,似乎不可逆转地改变了。那么历史上真实的意大利真的是这样吗?如果单看战场表现,这么说没错——和非洲咸鱼埃塞俄比亚作战总是很难。如果不是人渣是什么?
但是,如果我们开阔一下视野,就会发现,近代史上的意大利其实并没有那么不堪,在很多方面,它也曾是一个曾经掌握“核心技术”的国家。今天给大家介绍的“飞行木桶”——斯蒂帕-卡普尼飞机就是这样一个例子。虽然很可爱很可爱,但其实可以算是Aviation 空的开创者之一。为什么这么说?听听分解。
▲这个姿势,这个动作,妥妥的漫画风格。
这架可爱飞机的故事从四个人开始。第一个人是法国富豪JacquesSchneider,他也是气球和航海的狂热爱好者空。他曾经创造了10,081米的世界纪录。然而,他运气不好。后来,他在一次事故中受了重伤,所以他不得不告别飞行。但是关心蓝天的施耐德并不打算退出航空界空,所以不能亲自上阵。还有钱!1912年12月5日,他在法航空俱乐部成立了以自己名字命名的“施耐德杯”水上飞机比赛(施耐德奖杯),以促进民航空技术的发展。
▲雅克·施耐德与竞赛奖杯
参与者需要飞行至少240公里。主要内容是比较速度,看谁飞得更快。获胜者将获得25,000金法郎和一个同等价值的奖杯。如果一个国家在五年内三次获得冠军,它将永远保留奖杯——这是否是足球世界杯学到的东西有点令人怀疑。这项赛事最早于1913年在摩纳哥举办,随后因第一次世界大战爆发而暂停,随后于1919年恢复。它举行了9次,直到1931年。这次活动也成为一战至二战期间欧洲国家“air 空 show”的主会场,真正起到了推动air 空技术发展的作用。
第二个人是乔瓦尼·巴蒂斯塔卡尼,一个你可能没听说过的尴尬的意大利名字。但在宫崎骏其人执导的动画作品《风起》中,这个卡罗妮多次出现在主角二郎的梦境中,是二郎梦境的灵感来源。
▲《风起》中的卡普尼
能够在这部动画中扮演这样一个“启蒙者”的角色,说明了卡洛尼并不是一个容易的人——他出生于1886年,毕业于慕尼黑工业大学和列日大学,拥有土木工程学士学位和电气工程博士学位,土木工程和航空领域的工程师空,并于1908年创立了以自己名字命名的卡洛尼航空公司空。这些成就使他成为意大利航空公司空事业的先驱,毫不夸张地说,他就是意大利的赖特。
▲真正的卡普尼
第三个人是路易吉·斯蒂帕,这架可爱飞机的“父亲”。这位1900年出生于意大利阿斯科利皮斯诺的飞机设计师,在第一次世界大战中当过步兵,见过许多战争场面。战后在意大利空军部工作,最后成为发动机部主任。同时他也是土木工程师和水利工程师,在很多领域也是一个多才多艺的人。
最后一个人物是意大利法西斯独裁者墨索里尼,他认为战争不好,元首也不浅薄,但说到面子工程,水平还可以。在他执政期间,意大利队创造了世界杯历史上迄今为止唯一的卫冕纪录,就是一个例子。为了成功卫冕,他从世界各地招募了许多与意大利有关的优秀球员。墨索里尼还不遗余力地证明意大利的科技水平“世界领先”。无论他能做什么,他一定会给予大力支持。这款小萌产品能飞上天,也有他的“功劳”。
事情是这样的,法国百万富翁施耐德创造的杯赛,以其丰厚的奖金和影响力,吸引了各国赤手空拳参加。意大利首次参加第三届锦标赛是在1919年。要说意大利人真的很幸运,他们第一次不战而胜,因为对手的飞机都因为失败而掉出来了。然而,很难让公众相信这种没有武力的胜利是赢了,但即使被判定为赢了,也不可能赢得奖杯,只能获得下一次主持权的荣誉。不甘心的意大利人参加了接下来的两届比赛,结果还是出奇的好运——英国、法国等实力强劲的选手因为资金问题或失败退出,意大利连续获得两届冠军,再次捧起奖杯。然而,运气只有三次,意大利在接下来的几场比赛中接连失利。直到1926年,它才真正赢得了真正的冠军。
米(meter的缩写))曾经为意大利夺得冠军的马基公司C.72,是一架非常漂亮的流线型同轴螺旋桨飞机,飞行速度为746 km/h,这也是迄今为止活塞水上飞机的世界纪录,说明意大利还是有一些航空空实力的。
本届锦标赛重燃了意大利航空空圈“永葆奖杯”的热情,五年内三夺冠军。墨索里尼深知这一事件是“提升国威”的大好机会,下令调动一切资源确保冠军,一切条件都倾向于可能制造冠军飞机的厂家。这个“举国体制”让意大利航空空行业繁荣一时,各大航空公司空企业都在琢磨如何在速度竞争中胜出。至此,极客斯蒂帕开始深思。他分析了当时飞机速度、发动机功率与外形的关系,发现在飞机外形无可挑剔的情况下,发动机功率的边际效应随着功率的增加而越来越小。比如功率翻倍,速度可能只增加50%,再翻倍,速度可能只增加10%...如果这样循环下去,飞行速度会越来越慢,发动机功率不可能无限大,必须从原理和飞机结构上解决这些根本问题。
当时,在活塞式发动机的驱动下,800 km/h的速度几乎是极限。速度上不去的原因是,要想再提高速度,就得提高速度。这时螺旋桨尖端的线速度接近音速,会产生冲击波。在这种情况下,螺旋桨遇到的阻力会急剧增加,给人的印象是螺旋桨突然似乎无法转动,很多飞机遇到这种现象就会坠毁,这就是航空空史上著名的“声屏障”问题。在活塞机时代,为了解决这个问题,我们必须在不增加转速或减小螺旋桨直径的情况下,尽量增加驱动力(这样,螺旋桨尖端的线速度会变慢,同时迎风面积也会减小,从而减小阻力)。
Stipa 空的机身设计为先收缩后扩张。这种结构可以在进气速度接近声速时,在尾部喷射超音速气流,获得反推力(现在的喷气嘴大多是这样的)。机身的纵截面设计成机翼形状,机身还能产生升力,这也是当今高层建筑中“圆形机翼”概念的来源。
斯蒂帕就是用这种思路设计的。他的理论基础是流体力学中著名的伯努利方程。简单来说就是“小流通面积大流速大流通面积小流速”“大流速小压力小流速大压力”。其实这也是翅膀产生升力的原因(现在高中物理知识)。基于多年的流体工程工作经验,斯蒂帕经过数学计算,在机身空和发动机中设计了一种奇特的结构,以大幅提高飞行速度。根据他的假设,由于机身可以获得额外的推力和升力,可以使用更小的螺旋桨进行推进,机翼可以适当缩小,这样飞机的迎风面积实际上要小得多,可以起到加速的作用。这种结构也被称为“导管推进”。
因为是从零开始的新飞机,都是工人手工制作的。这真的就像建一个大桶。可以看到,水平舵和垂直舵装上十字形尾口后,由于传统驾驶舱没有空的空间,飞行员只能“骑”在机筒上。
Stipa在《意大利航空》的[/K0/]出版物《Rivista Aeronautica》中发表了这个富有想象力的设计,并建议建造一台测试机来验证他的设计。为了宣传意大利国际航空公司空技术的“国际领先”成果,为了发展意大利国际航空公司空技术,当时统治意大利的墨索里尼政府批准了这个项目,并给予了充分保证。1932年,它与俄罗斯航空公司caro ni空公司签订了建造试验机的合同。经过几个月的努力,1932年3月,这架飞机以两位设计师的名字命名为Stipa-caroni,这是当时罕见的单翼飞机(因为机身也产生升力,所以我们不需要机翼),被制造出来,等待上天。
1932年6月的一天,带着狐疑的眼神,这架胖乎乎的飞机摇上了蓝天,但这只是成功的一小部分,因为最重要的速度指标根本达不到最初的设想,最高飞行速度只有131公里/小时,通常只有68公里/小时,比地面上的汽车还要快。当然,它的优点也不是没有——低噪音和安静。
直视前方只是一个环形的,但侧身看的时候,有一张脸——迎风面积大概就是这样,不可收放的起落架也增加了不少阻力。
有什么问题?首先是权力。这款专为高速飞行而设计的飞机,配备了120马力的发动机,仅相当于如今家庭用车的水平。为什么只给“高速飞机”装个小电机?今天猜测,这可能是因为设计师和航空公司空公司都在寻求稳定性,认为可以选择安装一台小型发动机来“试一试”。不过没关系,因为气体在低速时的流动规律与高速时有很大不同,收缩和膨胀部分的压力基本抵消,达不到预期的“高速”工况。
▲这个东西只能叫电机。
Caproni N.1有一个“喷射”外观和一个“活塞”内部。这种“混动”组合注定了它没有真正的实用性。
在意大利,卡普尼并不想把斯蒂帕的设计就这样束之高阁,而是打算继续发展——1940年,卡普尼·坎皮尼N.1(卡普尼·坎皮尼)采用“活塞式喷气发动机”出现。这一次,卡普尼吸取了教训,把机身直径缩小到了正常范围,还在肚子里塞了一个活塞发动机,但肯定没有足够的动力,所以在机身后部加了一个燃烧室,向后喷射增加推力(如果燃烧室不起作用,那么这就是细长版的Stepaka prony飞机)。就这样,前面的活塞式发动机实际上变成了压缩机——意大利人不小心碰上了喷气式飞机时代的大门,它也成为了世界上第二架喷气式飞机(第一架是1939年在德国成功试飞的He178,),但就像它的前身Stepaka prony一样,它最终成为了“记录”工具,因为它仍然是“一个字慢”——375km/h。
现代“导管推进”在本质上得到了改进,只采用了Stipa设计的前半部分,也就是只有收缩段,自然只能用于低速推进。
然而,我们不能因此而嘲笑当年的意大利人。虽然今天我们都知道,突破音障需要喷气式发动机、蜜蜂腰的形状和后掠翼,但这些都是后知后觉。如果没有之前的试错,导航空技术以后不可能突飞猛进。回顾科技史,你会发现科学探索大多以失败或证伪告终,因为正确的只有一条,探索的路径是就“导管推进”技术而言,其实并不是失败。虽然已经证明不能用于高速推进,但其结构接近后来的涡扇发动机(Stipa的设计加上一台涡喷发动机几乎就够了),航空空历史学家普遍认为Stipa是这一领域的先驱。此外,它不能用于高速推进,但仍然可以在低速下使用——在今天的船舶、飞艇、直升机和气垫船中,导管推进仍然是一种广泛使用的实用技术,在一些非常科幻的飞行汽车和单人飞机作品中也可以看到斯蒂帕的影子。
▲这些是年轻一代的“桶”
后来,澳大利亚以3/5的比例制作了一个复制品。并进行测试,测试结果与70多年前基本一致。现在这个复制品正在澳大利亚展出。
▲“木桶”最初的发展思路
飞行煎饼-F5U
二战中,美国海军空军空士兵希望拥有一种可以短距离起飞、高速飞行、灵活机动的舰载机。(这个要求真的不低.........................................................................................................................................................................
1941年,水务公司开始制造飞行煎饼的全尺寸样机,采用木/织物结构。这架代号为V-173的原型机于1942年11月23日由沃特公司的试飞员布恩·t·盖唐首次驾驶。在200多次飞行试验中,V-173证明了齐默曼的假设是正确的。V-173的失速速度极低,在正常飞行中几乎不可能失速或进入尾旋。
受V-173成功的启发,1944年,美国海军投资建造了两架XF5U-1原型机。1945年8月,机身制造完成。原型皮肤使用了一种叫做“轻金属”的新型皮肤。基本结构是在两层铝之间夹一层西印度轻木。由于特殊螺距螺旋桨的延迟,原型机直到1947年才制造出来。
与V-173设计的扭矩减小的对转螺旋桨不同,完成的战斗机所设想的螺旋桨具有内置的圆周运动,例如直升机的主旋翼,其上下移动升力中心以帮助飞机机动的能力非常有限。安装了弹射座椅,以便飞行员在飞机紧急情况下清理巨型螺旋桨。虽然原型机没有武装,但在机头下方安装了一个机枪和机枪组合武器座,可以安装60.50机枪或420毫米机枪。
F5U的失速速度可以达到40mp/h,也就是64km/h左右,说实话,我们的高速速度可能比这个快很多,所以这款战斗机的滑行距离非常低,因为只要有64km/h以上的速度,他就会飞。此外,随着各种水平和垂直机动的缠斗,飞机的储存速度也会降低。F5U可以达到64不熄火。其他飞机盘旋爬行后可能失速,然后等待死亡。因此,极低的失速速度是F5U最大的优势。但是,F5U的高速一点也不弱。测试中最快的飞行速度是765公里/小时,P-51野马的极限速度只有708公里/小时,所以在速度上,F5U有资格被称为最强!
然而,飞煎饼到处都是好的,但唯一不好的是它诞生得太晚了。到1947年第一个以生产为导向的飞行煎饼离开工厂时,第二次世界大战已经结束两年了。当时美国和苏联都从德国获得了德国喷气发动机的末日技术,螺旋桨飞机的潜力基本被开发到了极限。美国海军说老子不想要螺旋桨飞机,所以生产的两个飞煎饼就赶紧送到博物馆提前退役了。
然而,唯一生产的XF5U-1遭到了极其残酷的破坏。康涅狄格工厂的碰撞试验证明了它可怕的结构强度,需要用清障球(也就是吊在起重机上的实心铁球)彻底摧毁XF5U-1。(这也从侧面证明了这架飞机有多可靠)
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