奇葩飞机|除长得萌一无是处,为速度而生却只能飞131KM/h( 二 )


奇葩飞机|除长得萌一无是处,为速度而生却只能飞131KM/h



事情是这样滴,法国富翁施耐德创立的杯赛以其丰厚的奖金和影响力吸引了各国徒手积极参加,意大利首次参与是在1919年的第三届 。要说意大利人的运气确实不错,首次参赛就不战而胜,因为对手的飞机全部由于故障而退出了 。但这样的不武之胜难以服众,最后虽然被判获胜,却不能获得奖杯,只能得到下届举办权的荣誉 。心有不甘的意大利人又参加了接下来的两届,结果依然百思特网是运气出奇地好——英法等强手不是因为财政问题就是因为故障而退出,意大利居然连夺两届冠军,再夺一次就能"永保奖杯"了 。然而好运不过三,意大利在接下来的几届接连败北,直到1926年,才真正获得了一次货真价实的冠军 。
曾为意大利夺冠的马基公司M.C.72,这是一架非常漂亮的流线形共轴反桨飞机,飞出了746公里/小时的速度,这也是迄今为止活塞式水上飞机的世界纪录,显示了当年意大利还是相当有些航空实力的
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这次夺冠重新燃起了意大利航空界以五年三冠来"永保奖杯"的热情,墨索里尼知道这个赛事是"扬国威"的大好时机,下令调动一切资源保证夺冠,各种条件都向有可能造出冠军飞机的厂商倾斜 。这种"举国体制"使意大利航空产业一时间繁荣起来,各大航空企业都琢磨着怎样才能在速度竞赛中胜出 。此时,怪才斯蒂帕就开始琢磨了,他分析了当时飞机的速度和发动机功率以及外形之间的联系,发现在飞机外形已经无可挑剔的情况下,发动机功率的边际效应随功率的提升越来越小 。打个比方,功率提高一倍,速度可能只是涨了50%,再提高一倍,速度可能就只涨10%了……如此循环下去,飞行速度的提升将越来越慢,而发动机功率又不可能无限大,所以必须从原理和飞机构造这些根本问题上加以解决 。
在当时活塞式发动机的驱动下,800公里/小时的速度几乎就是极限了 。之所以速度上不去,是因为要再提速就得加大转速,此时的螺旋桨桨尖处的线速度已经接近声速,要产生激波了 。在这种情况下,螺旋桨遇到的阻力将会剧增,给人的感觉就是螺旋桨突然就像转不动了一样,很多飞机遭遇这种现象都会失事,这就是航空史上著名的"音障"难题 。在活塞机时代,要解决这个问题,就得想法在不提高转速或者减小螺旋桨的直径(这样桨尖的线速度就慢下来了,同时还减小了迎风面积,起到了减阻作用)的情况下增加驱动力 。
斯蒂帕把中空的机身设计先收缩再扩张,这种构造可以在入口流速接近声速时在尾部喷出超声速气流获得反推力(今天喷气机的尾喷管多是这样) 。机身纵截面被设计成机翼形状,机身也能产生升力,这也是今日高大上的"环形机翼"概念之源
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斯蒂帕正是循着这样的思路来设计的,他的理论依据是流体力学中著名的"伯努利方程",简单地讲,就是"流动面积小,流速大,流动面积大,流速小"、"流速大压力小,流速小压力大",其实机翼产生升力也是这个道理(现高中物理知识) 。斯蒂帕以他多年从事流体工程方面的工作经验为基础,在进行了数学推算后,设计了一种机身中空,发动机内置的奇特结构,以期能大幅提高飞行速度 。按照他的设想,由于机身能获得额外的推力和升力,就可以使用较小的螺旋桨来推进,机翼也可以适当缩小,这样飞机的迎风面积实际上是小多了,能起到提速的作用,这种结构也被称之为"涵道推进" 。
由于是从零开始的新飞机,所以全部由工人手工制作,真的就像在造一个大酒桶一样,可以看到水平舵和垂直舵呈十字形安装尾部开口后,由于机身已经没有传统座舱的空间,只能让飞行员"骑"在"酒桶"上面了
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斯蒂帕在意大利航空刊物《航空技术》(Rivista Aeronautica)上发表了这个很有想象力的设计,并建议制造一架试验机来验证他的设计 。为了宣扬意大利航空技术方面的"国际领先"成就,同时也出于发展航空技术考虑,当时统治意大利的墨索里尼政府批准了这一项目,并全力保障,于1932年与卡普罗尼航空公司签约建造试验机 。经过几个月的努力,1932年3月,这架以两位设计师的名字命名为斯蒂帕?卡普罗尼(Stipa-Caproni)、并且是当时比较少见的单翼造型飞机(因为机身也产生升力,所以用不着上双翼)制造完成,就等着上天了 。