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直升飞机:神话中的飞行梦
2013-10-25 09:09  来源:中国科学报   赵广立
上午九时许,上班族陆续结束了在城市上空短暂的飞翔,依次盘旋着把直升飞机停在单位楼顶的停机坪上,然后去上班。
 
敢于如此大胆幻想的不是别人,正是大名鼎鼎的伊戈尔·伊万诺维奇·西科尔斯基,现代直升机的发明者。他设计了世界上第一架四引擎飞机和第一种投入生产的直升机,堪称人类航空事业的先驱。他认为直升飞机应当代替汽车,普遍应用于人们的日常生活中。
 
人类有史以来就向往着自由飞行。古老的神话故事诉说着人类最原始的飞行梦:原地腾空而起,既能自由飞翔又能悬停于空中,并且在任何地点着陆,这正是今天的直升机。故事中的阿拉伯人的神奇飞毯、希腊众神的战车,都是这种可垂直起落的飞行器。
 
长久以来,人们看到意大利人达·芬奇关于垂直起降航空器的画作,认为达·芬奇是最早提出“直升机”飞行设想的人,实际上中国古代玩具“竹蜻蜓”要早于中世纪的欧洲。这在《简明不列颠百科全书》第9卷中有明确表述:“中国人比中世纪的欧洲人更早做出了直升机玩具。”“英国航空之父”乔治·凯利(1773~1857年)甚至曾仿制并改造过竹蜻蜓,他用钟表发条作为动力来驱动旋转,飞行高度达27米。
 
直到20世纪初,生产力的发展和人类文明的进步有了显著改善,飞机和直升机的发展也进入了探索时期。
 
人们所熟知的莱特兄弟于1903年制造了固定翼飞机,并飞行成功。而直升机的成功飞行,比固定翼飞机晚了30多年,这是为什么呢?原来,直升机对发动机性能要求很高,并且较之固定翼飞机,其技术实现的复杂性更大。
 
欧洲产业革命之后,机械工业迅速倔起,汽车和轮船的发展为飞行器提供了发动机和可供借鉴的螺旋桨。随后,多种直升机的试验性机型相继问世。
 
1907年8月,法国人保罗·科尔尼研制出一架全尺寸载人直升机,并在同年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。
 
俄国人尤利耶夫另辟捷径,提出了利用尾桨来配平旋翼反扭矩的设计方案,并于1912年制造出了试验机。
 
这一时期的探索,为直升机发展积累了可贵的经验并取得显著进展,有多架试验机实现了短暂的垂直升空和短距飞行,但离实用还有很大距离。同时,试验机方案的多样性表明了探索阶段技术的不成熟。多年以后,这些方案中只有纵列式和共轴双旋翼式保留了下来,至今仍在应用。
 
西科尔斯基先后在巴黎和基辅工学院学习工程学。1908年西科尔斯基随其父在德国旅游时,在报纸上看到莱特兄弟和他们飞机的照片,改变了他的一生。西科尔斯基后来说:“在那24小时之内,我决定改变我的人生目标,我要学习如何飞行。”
 
西科尔斯基随后于1909年中断在基辅工学院的学习,来到当时欧洲飞行中心——巴黎学习空气动力学,同年西科尔斯基回到基辅开始试制航空器。
 
1913年5月13日,西科尔斯基作为首席工程师,参与了世界上第一架四引擎飞机的建造过程,并亲自首次试飞这架飞机。在第一次世界大战中,西科尔斯基的飞机被俄罗斯军队用作轰炸机,西科尔斯基被授予圣弗拉基米尔十字胸章。
 
人们对直升机的探索没有止步。1936年,德国福克公司在对早期直升机进行多方面改进之后,公开展示了自己制造的FW-61直升机,1年后该机创造了多项世界纪录;1938年,年轻的德国姑娘汉娜·莱契驾驶一架双旋翼直升机在柏林体育场上空进行了一次完美的飞行表演,这架直升机被直升机界认为是世界上第一种试飞成功的直升机。
 
1939年春,此时已加入美国籍的西科尔斯基完成了VS-300直升机的全部设计工作,并于同年夏天制造出一架原型机。9月14日,西科尔斯基亲自驾驶自己设计制造的VS-300直升飞机成功试飞。西科尔斯基称这是他“一生中最重要的事件”。
 
翌年5月,该型直升机进行了自由飞行。尽管这不是历史上第一次成功的直升机飞行,但这是第一架具有单旋翼带尾桨布局的直升机飞行,这种单旋翼带尾桨直升机构型成为现在最常见的直升机构型。
 
1972年10月26日,83岁高龄的西科尔斯基在康涅狄格州的伊斯顿的家中逝世,距今已整整41年。目前,以其名字命名的“西科斯基飞机公司”每年仍为全世界制造相当数量的直升机和飞机,迄今已经制造了直升机5000多架,是美国主要直升机制造商之一。
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[责任编辑:陈施佟]
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