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Top 10之争——航空史上十大技术雷区
(2018-03-03 09:47:38)
百年航空史上不断涌现出新技术新发明，有不少产生了深远的影响，打造出许多经典机型，但也有一些走上错误的方向，或是陷入死胡同无法突破，成为反面教材。
1、固有稳定性飞机
第一架动力飞机并不属于莱特兄弟，而是Pierpont
Langley研制的，采用串列式机翼和十字形尾翼（如图示），安装蒸汽发动机，像模型飞机那样按固有稳定性来设计，然而载人操作时并没有成功。莱特兄弟的“飞行者”虽然一开始飞得不远，但其不稳定性构造可以让飞行员有效控制飞行姿态。法国的Henri Farman原本也是效仿Langley，只靠方向舵转弯，但看到莱特飞机的灵活展示后才认识到不足。此后的主流飞机都采用不稳定性设计，只是为了减轻飞行员的负担才加入稳定控制装置。
2、前掠翼
后掠翼和前掠翼都是德国人率先捣鼓出来的，后掠翼有高速下阻力低的优点，但在低速下难控制。于是Ju
287的设计师Hans
Wocke就想反其道用前掠翼来改善性能，可惜当时的材料还不过关，试飞发现这样的机翼容易变形甚至脱落。当高强度的复合材料出现后，美国人就用X-29测试前掠翼技术带来的高机动性，但产生的阻力太大。后来俄罗斯也在Su-47/S-37战斗机上采用前掠翼，同样因为综合性能不比常规布局更显著而放弃。
3、无涵道风扇
1960年代兴起的涡轮风扇发动机给大型飞机提供了充足的动力，但油耗和噪声控制不够理想，整体过大过重也带来许多不便。于是GE等公司开始研制无涵道风扇发动机，然而噪声仍然难以接受，节油上的优势也因油价下跌变得不明显，因此还未能成为主流。
4、旋翼机
1923年西班牙人Juan de la
Cierva发明的旋翼机带来了不一般的飞行模式，机身和动力像飞机，但利用无动力的旋翼增加升力，缩短起降距离，既安全又容易操作。可惜当直升机出现后，飞行性能和实用性全面碾压旋翼机，后者只能成为休闲玩物了。
5、槽形机翼
Willard
Custer发明槽形机翼的作用是让螺旋桨气流高速通过时产生更强的升力，从而缩短起降距离。尽管Custer很有创造力，但他的飞机在速度和爬升等性能上无法与常规机型竞争，类似的设计如图中的An-181也只是试验品。
6、飞行汽车
飞行汽车的概念由来已久，美国这个汽车和航空大国在二战后就接连出现过ConvAirCar（上图）、Airphibian、Aerocar等飞车型号，还获得民航管理部门的认证，但却始终无法吸引到大众客户和生产投资。除了安全性问题外，这样的混搭既不是一辆好车也成不了一架好飞机。虽然近年来飞车已有复兴的迹象，但距离普及还有相当的难度。
7、可转换机翼
早在1930年代就有人将旋翼机和常规飞机的优点结合起来，旋翼自由转动时可缩短起飞距离，或者锁定成为第二固定翼以提高速度，降落时解锁成旋翼又可垂直落地，但因阻力过大和动力不足没能实用化。二战后结合固定翼和旋翼的尝试再度兴起，如McDonnell
XV-1、Hiller X-18（上图）、Curtiss Wright
X-19等，但无论是倾斜机翼还是倾斜发动机都不如直升机更有效。只有Bell
V-22得以服役，但也始终存在争议。
8、火箭动力和冲压喷气飞机
采用火箭动力的Me
163是二战中德国人的黑科技之一，可以在很短时间内冲上高空拦截盟军轰炸机，但燃料消耗也很快，实战效果差。美国的XF-91也好不了多少，而涡喷发动机可以直接吸入空气助燃，不需要额外携带氧化剂。至于冲压喷气发动机，对直升机和固定翼飞机的性能提升都有限，反而会增加油耗和排放特征，结合了冲压和涡喷动力的XF-103因此下马，只有一些导弹采用了冲压推进系统。
9、超音速运输机
英法合作的“协和”可谓是航空史上最美丽的错误，因经济性和环保问题败于无情的市场，只有14架用于运营。苏联的图-144虽有国家撑腰但问题更多，同样难堪大用。而美国的超音速运输机SST项目一度轰轰烈烈，也因无法突破技术和经济性上的瓶颈无果而终。
10、尾座起降
1950年代美国为加强区域防空研制了Ryan
X-13、Lockheed XFV（上图）和Convair XFY这样以尾部支撑的可垂直起降战斗机。结果表明，这种起降方式虽然对场地要求不高，但操作难度大，而且无法携带足够的武器和燃油进行有效作战，这样的概念很快被抛弃了。而“鹞”式和F-35采用可偏转喷口的方式实现垂直起降才更具实用性。
来源：AIR & SPACE
MAGAZINE
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