小火箭出品 本文作者:邢強(qiáng)博士 第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,,世界處于兩次世界大戰(zhàn)之間的短暫和平階段,。在這段時(shí)期,航空技術(shù)進(jìn)一步飛速發(fā)展,,有夢(mèng)想的飛機(jī)設(shè)計(jì)師和工程師們并未有一刻停下探索的腳步,。如今,按照所持立場(chǎng)和傾向人為劃分成不同的陣營(yíng),,然后再根據(jù)所處陣營(yíng)的態(tài)度來對(duì)事物進(jìn)行判斷的做法已經(jīng)太常見了,,很少有人能夠平心靜氣地拋開所謂的立場(chǎng)來客觀看待曾經(jīng)出現(xiàn)的那些凝結(jié)著人類智慧的飛行器了。
這位生活在德國(guó)的工程師,,是法國(guó)葡萄酒進(jìn)口商和他的德國(guó)妻子的兒子,是個(gè)從小就迷戀天空的人,。這個(gè)“外來人口”能夠在德國(guó)讀完工程教育課程并終于進(jìn)入齊柏林飛艇公司實(shí)屬不易,。 作為一名有結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算天賦的工程師,道尼爾承擔(dān)起了時(shí)代賦予他的責(zé)任:設(shè)計(jì)一架尺寸最大,、最重,、載客數(shù)量最大,并且能夠在水上起降的飛機(jī),。 然而,,很多人看到他的設(shè)計(jì)草圖的時(shí)候,都不住地?fù)u頭,。 “12臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),!道尼爾,你瘋了吧,!” “這東西怎么可能飛得起來,!” “你是說,,你要讓一艘船飛上天?” “德國(guó)賠款都賠不起,,哪有錢讓你們這些不靠譜的設(shè)計(jì)師做這種東西,!” 傳奇的誕生
這些結(jié)構(gòu)用的材料在當(dāng)時(shí)甚至是今天看來也是非同一般的,。 1903年,,德國(guó)冶金學(xué)家阿爾弗雷德·威爾莫發(fā)現(xiàn),含銅4%的鋁合金在淬火后會(huì)在室溫下慢慢硬化,。經(jīng)過很多次試驗(yàn)之后,,一種含有4.4%的銅、1.5%的鎂,、0.6%的錳的鋁合金出現(xiàn)了,。這種典型屈服強(qiáng)度在450Mpa左右的鋁合金后來成為了航空航天領(lǐng)域中的一種優(yōu)質(zhì)材料。(在上世紀(jì)30年代之前,,這一類鋁合金的配比和熱處理方式一直只被少數(shù)幾個(gè)公司掌握,,其中就有齊柏林公司和道尼爾后來自己成立的道尼爾飛機(jī)公司。) 該合金被工程材料界稱為2000系列鋁合金(未受過系統(tǒng)工程訓(xùn)練的人通常用 杜拉鋁 這個(gè)俗稱來稱呼2000系列鋁合金,,建議以后要記憶一些典型的鋁合金標(biāo)號(hào),。) 如果要深入了解飛行器或者從事飛行器設(shè)計(jì)工作的話,,要改掉愛用俗稱的習(xí)慣,。比如,杜拉鋁這個(gè)叫法指代了整個(gè)2000系列的鋁合金,,而實(shí)際上,,這個(gè)系列的鋁合金仍可細(xì)分。比如: 用于飛機(jī)上的鉚釘?shù)?strong>2024鋁合金,,用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋,、活塞等鑄、鍛件的2218鋁合金,,用于飛機(jī)蒙皮,、油箱的2219鋁合金,用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)件的2618鋁合金,用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)板材的2141鋁合金,。 汽車上用的所謂的“杜拉鋁”也是2000系列的鋁合金,,比如用于汽車外殼的2036鋁合金和用于汽車承力結(jié)構(gòu)件的2014鋁合金。把用于蒙皮的2000系列的鋁合金用到鍛件或者主要承力結(jié)構(gòu)件上的后果是不堪設(shè)想的,。由此可見,,把用于不同工作環(huán)境的性能差異較大的鋁合金叫做一種“杜拉鋁”的做法在工程上不嚴(yán)謹(jǐn)而且比較危險(xiǎn)。
曾經(jīng)流行一個(gè)說法,就是要想在某個(gè)領(lǐng)域達(dá)到精熟的水平,,至少要在那上面投入一萬個(gè)小時(shí),。道尼爾公司從1925年底設(shè)計(jì)到1929年總裝完成,總共在Do X身上投入了24萬個(gè)工時(shí),。 為什么德國(guó)的飛機(jī)要在瑞士總裝,?
1929年7月12日,Do X首飛成功,!總裝完成后不到3個(gè)星期,,道尼爾Do X就載著14名試飛員和工程師飛上了天空。 Do X水上飛機(jī),,全長(zhǎng)40米,,翼展48米,高10.25米,,空重28.25噸,,設(shè)計(jì)最大起飛重量56噸。12臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)分為6組,,高高地置于機(jī)翼上方,。每組2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)以前拉后推的方式工作,。
1929年10月份,道尼爾在公司召集了所有員工,,向大家公布了Do X的試飛結(jié)果,。大家非常振奮,因?yàn)樗械?9次試飛進(jìn)行得都很順利,。Do X展示了良好的水上起降穩(wěn)定性和空中的可操縱性能,。
道尼爾給員工們發(fā)放了150張“登機(jī)票”,。愿意乘坐Do X的,,無論是員工本人,,還是員工家屬亦或是新聞?dòng)浾叨細(xì)g迎登機(jī)! 道尼爾知道,,加上10名用于駕駛和客艙服務(wù)的機(jī)組人員,,Do X將裝載160個(gè)人飛上天空,。這無疑將創(chuàng)造一個(gè)新的世界紀(jì)錄。 1929年10月21日,,Do X迎來了她的第70次試驗(yàn)飛行,。150名員工、員工家屬和記者憑票登上了飛機(jī),。我們能夠從這張珍貴的歷史照片中看到他們的笑臉。 10名機(jī)組人員和隨機(jī)工程師開始對(duì)12臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查,,導(dǎo)航員開始在海圖上標(biāo)記位置,填寫航海日志的起始欄,??团摲?wù)人員開始清點(diǎn)人數(shù),。 咦?不是發(fā)出去150張票么,,怎么客艙里有159人,?10名機(jī)組人員分3波,,依次點(diǎn)數(shù)人數(shù),,怎么數(shù)都是159人。看來,,有9個(gè)人沒有拿票,,居然混上了飛機(jī)。 首席試飛員,,當(dāng)時(shí)著名的水上飛機(jī)飛行家理查德·瓦格納向總設(shè)計(jì)師道尼爾請(qǐng)示,,是否清查登機(jī)票找出無票的9個(gè)人。道尼爾說,,看來,,今天將會(huì)是我人生中最偉大的一天了!不必清查,,我相信Do X的性能,。169人,她能做到,!
博登湖,這個(gè)面積達(dá)536平方公里,,最深處有254米的德語(yǔ)區(qū)最大的淡水湖,,見證了Do X在湖兩畔的工廠中生產(chǎn)加工的種種不易,,終于也在這一天盼來了Do X一鳴驚人的時(shí)刻,。 這一項(xiàng)世界紀(jì)錄由道尼爾的Do X保持了20年之久。到了1949年,,洛克希德的R6V才終于打破了這項(xiàng)紀(jì)錄。
傳奇的巔峰 道尼爾的設(shè)計(jì)得到了實(shí)際飛行的驗(yàn)證。12臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),,12個(gè)螺旋槳,,漂亮的船型機(jī)身給人留下了深刻的印象。而Do X的傳奇之旅,,也就正式開始了,。
上上圖是換發(fā)之前的圓頭發(fā)動(dòng)機(jī),,1930年之前的款式,;上圖是方頭,是1930年之后,,換裝V-1570后的樣子,。道尼爾Do X的歷史照片不多,而且注釋多有混淆,。我們可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩等細(xì)節(jié)來判斷拍攝年代,,稍作甄別。
和傳統(tǒng)船舶類似,Do X水上飛機(jī)對(duì)方向的操縱和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的操縱是在不同艙室進(jìn)行的,。數(shù)一數(shù),,正好12組操縱桿。儀表分別顯示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,、燃油供給速度和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度,。這一點(diǎn),波音314與之類似,,詳見小火箭的微信文章《波音314:只為泛美而生,!》 德國(guó)式布線工藝 Do X的客艙
判斷Do X的前后有另外一個(gè)竅門,,那就是看她的螺旋槳的槳葉數(shù)量,。在換發(fā)之前,Do X前后螺旋槳都是4葉,。換發(fā)之后,,道尼爾對(duì)串列前拉后推的發(fā)動(dòng)機(jī)螺旋槳的氣動(dòng)進(jìn)行了一些分析后,優(yōu)化了槳葉布局,。 改進(jìn)后的Do X的一組串列式發(fā)動(dòng)機(jī),,拉動(dòng)飛機(jī)的那個(gè)采用4葉螺旋槳,在后方推動(dòng)飛機(jī)的則用的是2葉的螺旋槳,。(這一改進(jìn)用于1930年11月29日之前,,之后又改為了前4葉后4葉。)這一點(diǎn)要尤其注意,。因?yàn)樾』鸺膫€(gè)人流體力學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室尚未籌資建成,,所以對(duì)這個(gè)的氣動(dòng)尚且無法進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算驗(yàn)證。還請(qǐng)讀到此處的流體力學(xué)工程師們伸出援手,。 這兩張照片可以看到改進(jìn)后的Do X的槳葉情況,。
道尼爾為什么要這么大幅度地改進(jìn)Do X呢?因?yàn)?strong>他想用這架飛機(jī)征服大西洋,。
然后,Do X馬不停蹄地在領(lǐng)略了南美洲的美麗海岸風(fēng)光和風(fēng)土人情后,,經(jīng)古巴,,于1931年8月22日來到了邁阿密港口。 終于,,Do X這架一戰(zhàn)后德國(guó)人制造的飛機(jī)來到了美國(guó),。
1931年8月27日正準(zhǔn)備降落在紐約港的Do X,。注意,,上圖飛機(jī)下方是曼哈頓島最南端的炮臺(tái)公園。Do X張開銀白色的450㎡的大翼展傲視紐約城,。 成功降落在紐約港的Do X,。注意飛機(jī)的槳葉和港口中圍觀Do X的汽艇。美國(guó)的技術(shù)控時(shí)任總統(tǒng)胡佛(他當(dāng)總統(tǒng)之前是有名的工程師和作家,,其《采礦原理》一書迄今仍在出版,。)熱情地接待了Do X的機(jī)組人員。 傳奇的沉寂 Do X在紐約的降落證明了該機(jī)能夠跨越大西洋的能力。在歐洲,、非洲,、南美和北美多國(guó)的演示飛行也為其贏得了世人的贊賞和關(guān)注。
后人彩色復(fù)現(xiàn)的當(dāng)年的Do X客艙內(nèi)的情形,。大木頭椅子,,瓷器茶壺茶碗,圓圓的舷窗上掛著天鵝絨的窗簾,,帶有濃厚巴伐利亞風(fēng)格的室內(nèi)裝潢(道尼爾出生在巴伐利亞),。 上世紀(jì)30年代初,,經(jīng)濟(jì)大蕭條的影響開始越來越大,。德國(guó)方面?zhèn)鱽砹瞬缓玫南ⅲ寗倓偨德湓诩~約,,征服了大西洋的Do X機(jī)組成員一下子高興不起來了:支持DoX項(xiàng)目的德國(guó)交通部沒錢了,,道尼爾公司陷入了財(cái)務(wù)困境。 在美國(guó)的Do X機(jī)組人員向公司總部請(qǐng)示后,,試著把飛機(jī)租給美國(guó)人甚至想過低價(jià)賣給美國(guó)人,。但是,最后大家還是決定把飛機(jī)開回家,。 自1931年8月27日Do X到達(dá)紐約后,,雖然媒體不停地來報(bào)道,當(dāng)?shù)厝艘步?jīng)常邀請(qǐng)機(jī)組人員來做客,。但是,,機(jī)組人員等待資金的心情卻越來越焦灼。 沒有經(jīng)費(fèi),,連回家的油錢也湊不齊,。轉(zhuǎn)眼間到了冬天。紐約刮起了凜冽的寒風(fēng),。德國(guó)機(jī)組人員感受到了或許是他們有生以來最冷的冬天,。一分錢難倒英雄漢,,更何況跟隨Do X全程的發(fā)動(dòng)機(jī)工程師是美國(guó)寇蒂斯公司的高級(jí)工程師,人家說工錢可以以后再給,,但是這些發(fā)動(dòng)機(jī)早已過了300小時(shí)大修時(shí)限,,不進(jìn)行大修的話,是斷然不能再做長(zhǎng)途飛行的,。 紐約港的工作人員擔(dān)心Do X在冬季受損,,將其拖到了干船塢上。而且保證說,,費(fèi)用好說,,以后有的時(shí)候補(bǔ)上,沒有就算了,。 冬天過去了,,春天也將要過去,不過,,Do X終于湊齊了回家的路費(fèi)(發(fā)動(dòng)機(jī)大修費(fèi)用和油費(fèi)),,在德國(guó)交通部和財(cái)政部的斡旋下,道尼爾公司拿到了一些貸款,。
1932年5月24日,停泊在米格爾湖的Do X受到了柏林郊區(qū)民眾的歡迎,。 Do X 升的豪邁,,降的憋屈! 不過,,總算是回到了德國(guó),。1個(gè)月后,德國(guó)政府收回了Do X,,但是道尼爾提前約定好了條件:讓Do X繞著祖國(guó)飛一圈,。 在1932年盛夏,Do X這架最大,、最重,、載客最多的飛機(jī),環(huán)繞德國(guó)飛行了一圈,。但澤(第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束之后,,根據(jù)1919年《凡爾賽條約》第100條,但澤于1920年11月15日成為半自主城邦)就在飛機(jī)下面,;維斯瓦河的河口寬闊平坦,;那片條頓騎士團(tuán)戰(zhàn)斗過的地方,那塊叫做東普魯士的土地就在飛機(jī)下面,;蜿蜒的萊茵河航運(yùn)繁忙,,Do X飛得很低,不知當(dāng)時(shí)有多少人從船舶的甲板上抬頭仰望,。 降落了,,回家了。阿爾滕萊茵工廠永遠(yuǎn)歡迎Do X回來,。 在1933年,,在Do X準(zhǔn)備飛往伊斯坦布爾進(jìn)行進(jìn)一步展示飛行以努力開拓市場(chǎng)的航線,飛行員入水高度判讀出現(xiàn)嚴(yán)重失誤,。飛機(jī)重重地拍在水面上,,機(jī)尾斷裂。后來雖然道尼爾公司修好了飛機(jī),,并在幾次飛行后確保結(jié)構(gòu)沒問題,,但是德國(guó)方面還是決定,停止了Do X的飛行,。 Do X成了陳列品運(yùn)到柏林供人參觀,,失去了飛向天際的自由,。 轉(zhuǎn)眼到了第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)的時(shí)候,柏林成了被盟軍轟炸的重點(diǎn)目標(biāo),。Do X尺寸實(shí)在太大,,在當(dāng)時(shí)的情況下,來不及轉(zhuǎn)移,。1943年,,英國(guó)轟炸機(jī)投下的重磅炸彈命中被當(dāng)做展覽館的車站大廳。車站頂棚碎裂,,很多墻壁也變成了瓦礫,。而Do X也沒能躲過爆炸,機(jī)身解體,。 顛沛流離的生活結(jié)束后,,那架創(chuàng)造了傳奇的道尼爾Do X飛機(jī)的機(jī)身早已被戰(zhàn)爭(zhēng)中的柏林民眾撿走并重新利用了。熱愛Do X的人聽聞飛機(jī)被炸的消息趕來時(shí),,竟然連一塊飛機(jī)的殘片都沒見到,! 那架創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄、締造了一個(gè)傳奇的道尼爾Do X就這么沒了,。
另外,實(shí)際上道尼爾公司生產(chǎn)了3架Do X,。其中第1架創(chuàng)造了歷史,,另外2架則被意大利訂購(gòu)了。這是攝于1931年8月28日的照片,。這架飛機(jī)(第2架Do X)的旁邊就是阿爾卑斯山,。
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