气垫船有好几种。一种是水陆两用气垫船,船底完全离开水面或地面,在空中腾飞,叫“全浮式气垫船”。还有一种是介壁式气垫船,靠螺旋桨或喷水推进器推进,不能在陆地行驶。第三种是冲翼船,靠船运动本身产生气垫,使船悬浮。
气垫船发展很快,并且大有前途。气垫船可在沼泽地或油田运送人和物,充当交通船;可以当作客轮或游轮,飞越激流、险滩和暗礁地区;在军事上,可作为快艇和登陆艇;还可用作水上救护艇。澳大利亚墨尔本雷特公司研制出的气垫飞行船,能漂浮、飞翔和盘旋。它能从水面或陆地上数米高处掠过,速度120千米/时,最高可达300千米/时,是旅游观光、巡航、货运的理想航行器。
“长翅膀”的水翼船
在第二次世界大战期间,一些德国发明家改进了水翼船。战后,英国风琴师胡克又对水翼船作了进一步的改进。意大利20世纪50年代开始大量建造水翼船,美国和前苏联设计出了自己的大型军用和客运水翼船。
在欧洲的湖川上,水翼船已成为司空见惯的交通工具,尤其在陆上交通常感不足的前苏联更是如此。前苏联的航运线上有数百艘这种船,最大的可载旅客300人,速度达40节。在美国,水翼船则比较少见。美国的许多水上交通线,狂风随时会卷起恶浪,使用普通船舶比较经济。但美国海军已成功地在风浪水域试验了几艘水翼船,其中一艘“平景”号1968年由洛克希德公司建成,是世界上最大的水翼船。它用两具飞机喷射发动机来推进,在平静的水中速度超过40节。
各种气垫船20世纪的飞机工业
喷气式飞机的时代
从1903年莱特兄弟的第一架飞机升空到第二次世界大战末期的40年时间里,飞机得到了迅猛的发展,人们以极大的热情投入到飞机速度的提高上。
二战以前的航空器是活塞式飞机一统天下的局面。活塞式发动机结构相对简单,技术要求不高,而且耗油率低,能很好满足当时低速飞行的要求。但随着飞机速度的不断提高,活塞式发动机暴露出了它致命的弱点,即功率太低,无法为飞机在高速飞行时提供足够的推力。到1945年,空气动力学家和飞机设计师们清楚地认识到,要靠活塞式发动机进一步提高飞行速度已经没有指望了。设计师们的注意力转向了一种全新的航空发动机——喷气发动机上,从而揭开了航空史上重要的一页——超音速飞行时代。
德国的恩斯特·亨克尔设计制造出了世界上第一架升空的喷气式飞机,从而开创了喷气式飞机的新纪元。1922年12月1日,他创建了以自己名字命名的“恩斯特·亨克尔航空有限公司”。从1936年起,亨克尔开始与当时正在研究飞机燃气涡轮发动机的帕布斯特·冯·奥海恩合作。经过不断的试验与失败,第一台涡轮喷气发动机终于于1937年9月首次运转成功。
在1939年8月27日,一架名为He178的飞机装上一台由冯·奥海思研制的推力为838磅(380公斤)的HeS3B涡轮喷气发动。瓦西茨登上飞机,发动了飞机油门,伴随着发动机的巨大轰鸣声,世界上第一架喷气式飞机冲上了蓝天,那震耳欲聋的声音向全世界人们宣告:辉煌的喷气时代已经到来!
突破音障的飞机
第二次世界大战后期,战斗机的最大速度,已超过每小时700公里。要进一步提高速度,就碰到了所谓“音障”问题。这种“音障”,曾使高速战斗机飞行员们深感迷惑。每当他们的飞机接近音速时,飞机在操纵上都产生奇特的反应,处置不当就会机毁人亡。由于局部激波的产生,空气受到压缩,阻力急剧增加。“喷火”式飞机用最大功率俯冲时,速度可达音速的9/10。这样快的速度,已足以使飞机感受到空气的压缩效应。飞行速度达到了650~750公里/时的战斗机,已经接近活塞式飞机飞行速度的极限。航空科学家们认识到,要向音速冲击,必须使用全新的航空发动机,也就是喷气式发动机。空气动力学家和飞机设计师们密切合作,进行了一系列飞行试验,结果表明:要进一步提高飞行速度,飞机必须采用新的空气动力外形,例如后掠形机翼要设法减薄。美国对超音速飞机的研究,主要集中在贝尔X-1型“空中火箭”式超音速火箭动力研究机上。研制X-1最初的意图,是想制造出一架飞行速度略微超过音速的飞机。X-1飞机的翼型很薄,没有后掠角。它采用液体火箭发动机作动力。由于飞机上所能携带的火箭燃料数量有限,火箭发动机工作的时间很短,因此不能用X-1自己的动力从跑道上起飞,而需要把它挂在一架B-29型“超级堡垒”重型轰炸机的机身下,升入天空。完成人类航空史上这项创举的,是美国空军的试飞员查尔斯·耶格尔上尉。他是在1947年10月14日完成这项创举的。24岁的查尔斯·耶格尔从此成为世界上第一个飞得比声音更快的人,使他的名字载入航空史册。那是一次很艰难的飞行。耶格尔驾驶X-1在12800米的高空,使飞行速度达到1078公里/时。能水平起降的航天飞机X-30。
空天飞机的研制
一种既能在大气层内飞行,又能在大气层外航行、水平起飞、水平降落的新型飞行器,这就是“航空航天飞机”,简称“空天飞机”。
20世纪80年代中期,在美国的“阿尔法”号永久性空间站计划的刺激下,一些国家对发展载人航天事业的热情普遍高涨,积极参加“阿尔法”号空间站的建造。据估计,空间站建成后,为了开发和利用太空资源,向空间站运送人员、物资和器材等任务每年将达到数千次之多。这些任务如果用一次性运载火箭、载人飞船或航天飞机来完成,那么一年的运输费用将达到上百亿美元。为了寻求一种经济的能天地往返运输的系统,美、英、德、法、日等国纷纷推出了可重复使用的天地往返运输系统方案。
1986年,美国提出研制代号为X-30的完全重复使用的单级水平起飞的“国家航空航天飞机”,其特点是采用组合式超音速燃烧冲压喷气发动机。英国提出了一种名叫“霍托尔”单级水平起降空天飞机,其特点是采用一种全新的空气液化循环发动机。20世纪90年代,他们又提出了一个技术风险小、开发费用低的新方案。德国则提出两级水平起降空天飞机“桑格尔”的设想,第一级实际上相当于一架超音速运输机,第二级是以火箭发动机为动力的有翼飞行器。两级都能分别水平着陆。法国和日本也提出过自己的航天飞机设想。
十倍音速的新型飞机
美国航空科学家研制的新型飞机在加利福尼亚亮相,美国科学家称这一机型取得了航空学的重大突破,宣称其历史意义不亚于莱特兄弟的首次飞行。据称这种飞机将来能够在30分钟之内从美国东海岸横跨美国大陆飞到美国西海岸,并从空气中汲取氧气作燃料。
美国宇航局(NASA)的科学家在“Hyper-X计划”的最终产品设想图。加利福尼亚展示了这一小型黑色的X-43A原型机,他们称这种飞机的速度是音速的7倍,达到近每小时5000英里,能够打破喷气式发动机的纪录。这一原型机是由美国宇航局耗资1.85亿美元的“Hyper-X计划”的产品之一。尽管这种无人驾驶的原型机将由一架B-52飞机载入高空并在一个助推火箭的协助下发射,但科学家称将来这种飞机将完全由自己起飞和着陆,它将成为新一代商用旅行和军用飞机,其速度极快对手很难将它击落。
科学家们多年来一直在试图研制“呼吸空气”的超音速喷气式飞机,这样就可以省去如今的飞机上配备的巨大的氧气箱,这也可能使得飞机能够更轻便,有更大的载重空间。目前最快的“呼吸空气”式的飞机是SR-71“黑鸟”式飞机,它能够以3倍的音速飞行。西茨称X-43A最终将能达到10倍音速。
航空业的王国——波音公司
波音公司成立于1916年7月1日,由威廉-爱德华·波音创建,是美国最大的飞机制造公司之一,原名波音飞机公司(TheBoeingAirplaneCompany),1961年5月改为现名。
波音公司建立初期、以生产民用机和轰炸机为主,二次世界大战后,开始兼营其他业务。目前还是以生产空中客车A340-300客舱内的空气质量能达到手术室的空气质量标准。民用机为主,军用飞机分公司只从事一些老飞机的改进改型。今天世界上所使用的大约10000架民用喷气客机中,40%以上是波音公司生产的。
在军用飞机方面,波音公司曾成功地研制了第二次世界大战中赫赫有名的B-17和B-29轰炸机,战后又生产了B-47和B-52。其中B-52从开始服役至今已有30多年,现仍是美国战略核攻击力量的主要运载工具。
在民用机发展方面,1956年,波音公司决定把KC-135改成波音-707,它是该公司的第一架喷气式民航机,而且很快打入了民航机市场。从此波音公司在民用航空领域内一发不可收拾,先后发展了波音-727、波音737、波音-747、波音-757、波音767和波音-777等一系列型号,每种型号都有多种改型,这些足以使波音公司长期以来一直占据着世界喷气式客机市场的头把交椅。
1997年,波音公司宣布与麦道公司合并,新的波音公司正式营运。合并后的新波音公司已成为世界上最大的航空航天公司,新波音目前在全世界开设有50多个办公处,雇员近24万人,已经成为一个名副其实的航空航天王国。
欧洲工业联合国——空中客车公司
空中客车公司是一家国际合营公司,于1970年12月18日成立,在法国注册,是属于法国法律所规定的经济利益集团性质的经济组织。该公司目前共有四个正式成员公司和两个协作成员公司。正式成员公司中有:法国航字公司、联邦德国空中客车工业公司、英国航宇公司和西班牙的CASA公司,协作成员公司中有荷兰的福克公司和比利时空中客车公司。
空中客车公司负责协调其成员在“空中客车”运输机系列产品的研制和生产工作,并统一负责产品的销售和售后服务工作。该公司本身并无生产厂或研究试验设施。
20世纪五六十年代,西方航空公司所采用的干线运输机,基本由英、美供应,其中美国占有绝对优势。20A310世纪60年代,西欧各国看到世界空运的繁荣前景,其中70%应属中短程航线,它们有意与美国争夺这个范围的民航飞机市场。西欧各国认识到,它们只有联合起来,自己的航空工业才能生存和发展,并争得广泛的国际市场。于是,法国、英国、与联邦德国政府于1967年9月26日签订协议,决定分别资助本国公司研制A300客机。
从1974年5月A300客机投入使用起,直至1984年,空中客车公司的营业状况处于创业维艰阶段,A300及A310在双发宽体客机市场上的销售量虽超过波音767,然而公司产品的总销售量并不理想。自1985年起,A320的订货量增长很快,使空中客车公司的销售额首次超过麦·道公司,成为西方第二位的飞机制造企业,仅次于波音民用机分公司。至今,“空中客车”各型飞机共获订货3750架,交货2200架。
安-225最大载重250吨,是最大的航空器,目前全世界仅有一架。安-12运输机
安-12是前苏联安东诺夫设计局研制的一种军用运输机,是从安-10旅客机发展来的,但重新设计了后机身和机尾。该机于1956年首次试飞成功,1958年投入批量生产并交付使用,1973年停产,总共生产约850架,其中民用型约200架。安-12曾是前苏联运输航空兵的主力,从1974年起逐渐被伊尔76取代。安-12除供前苏联本国军用和民用外,还向波兰、印度、埃及、叙利亚和伊拉克等十多个国家出口100多架,其中大部分供军用,少量民用。安-12是标准军用型,也是出口的主要型别,此外还有电子情报搜集型、电子对抗型、客货混合运输型、北极运输型等。
世界动输机的大哥大——安-225巨型运输机
安-225是乌克兰安东诺夫航空科研技术联合体研制的世界上最大的6发涡扇重型运输机。1985年中期开始设计研究,1988年12月21目原型机首飞,1989年5月13日首次作了背带“暴风雪”号航天飞机的飞行。至今只生产了1架飞机。安-225在安-124基础上加大,很多地方和安-124相似,飞机总重和载重能力都增加了50%,机身加长,客舱的基本横截面和机头舱门未变,取消了后部装货斜板及舱门,垂直尾翼由单垂尾改成双垂尾,两个垂直尾翼安装在带上反角的水平尾翼两端,所有翼面都后掠,方向舵分为上下两段,升降舵则分为三段。