航空“黄金时代”的著名飞机和波纹蒙皮.doc

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1、波纹蒙皮和航空“黄金时代”的名机二三十年代，在人类航空史上，正处于民航事业起步、创记录飞行此起彼伏和飞机结构开始趋向单翼布局以及全金属化的“黄金时代”。于是出现了一种巧合：波纹金属蒙皮似乎与当时那些时髦的运输机结下了不解之缘。让我们先从美国的汽车大王亨利．福特说起吧。当时，他的产业因发明推广了所谓的“大众化轿车”而与日中天。但他并不满足于地上跑的，他还想着天上飞的。因为福特早已预感到刚刚兴起的民航业必将导致运输机的大发展，而且他更看好航空运输终究会大量替代地面运输的光辉前景。于是毅然收购了威廉.B.斯托特先生在经营上正陷入困境的“金属飞行公司”，并以

2、此为基础，在底特律创办了完全属于自己的福特飞机公司。　　福特飞机公司的处女作是福特4-AT型三发动机客机。该机由美国最早的全金属客机、斯托特的2-AT单发小客机改装而来，4-AT飞机在左右机翼下的悬空吊舱中各增加一台200马力的星形空冷活塞式发动机，并将前部的驾驶舱从半敞开式改为封闭式，使之成为一架很不错的运输机。Ford4-AT-F，图片不是太清晰，无法分辨出波纹蒙皮福特4-AT试飞于1926年的6月11日，而“AT”意指“航空运输”。它不仅作为福特汽车公司用来连接分布于五大湖之间各个分厂的空中货运工具，而且很快成为当时另一种著名客机、福克F.Ⅶ.

3、b-3m的有力竞争对手（后者曾是多项世界飞行记录的创造者）。不久，福特公司又衍生出另一种改装三台450马力黄蜂Jr.J-6型发动机、商载有所提高的14座（指载客，下同）旅客机福特5-AT，别名“锡鹅”，试飞于1929年9月4日。由于它具有结构坚固、操纵容易和适宜于在小型机场起降等优点，所以被国内主要航空公司纷纷采用，一时间成为美国最大的客机和“美国民航机”的代名词。后来，福特公司又发展了7-AT和9-AT等改型，它们的统一称呼是“三发”（Tri-motor）。到1933年停产时，“三发”式运输机的总产量达到199架（其中5-AT占117架）。作为一架

4、设计成功的民航运输机，除了美国以外，还远销加拿大、墨西哥、南美和欧州各国、甚至中国，成为民航开拓时期享有盛名的机种。　　“三发”的成功，在很大程度上得益于它合理的气动布局和构造，其中重要的一点是采用了当时在运输机上较为流行的“波纹蒙皮”。波纹蒙皮的始作俑者，应该是德国人胡戈.容克斯，作为一名飞机设计师，他第一个提倡飞机的一体化设计；第一个造出了全金属飞机；也第一个提出了波纹蒙皮的概念。　　当时，飞机的蒙皮刚刚尝试用薄铝板来替代传统的布料，容克斯博士设想用一种呈波纹状截面的薄铝板来代替普通的铝合金平板，旨在进一步增加它的强度。1918年，第一次世界大战

5、刚刚结束，在他研制的世界上第一种下单翼布局的全金属敞蓬式双座战斗机上已经率先采用了这种独特的蒙皮。1919年，另一种称作J.9的试制型单座单翼战斗机也作出了同样的选择，可惜由于当时发动机功率偏低，作为一架结构相对较重的作战飞机，还不足以满足其必要的推力要求，因此未能投产。经试验表明，当波纹蒙皮上无数的细微凹槽顺飞行方向铺设时，在大幅提高机体表面强度之同时，相对飞行阻力最小。而当凹槽走向与飞行方向相互垂直时，虽然机翼蒙皮可以有效抑制因升力引起的沿翼展方向的机翼上跷变形，但由此产生的飞行阻力可能令人难以接受。所以，波纹蒙皮无论用在机身上还是用在机翼上，几

6、乎都采用顺气流铺设的做法。波纹蒙皮其实有点象我们铺房顶用的那种瓦楞板，在某些方向抗变形能力很强，有较好的比强度，所以在当时的好些飞机型号上得到了成功应用。　　就容克飞机公司而言，1923年问世的12座三发动机客机G.24、1926年问世的16座三发动机客机G.31和1929年问世的34座四发动机客机G.38，都无一例外地采用了铝合金波纹蒙皮。其中的G.24，曾是欧洲最早的定期航线客机。而G.38则是彻头彻尾采用“一体化设计”的大型民用旅客机。它拥有一副翼根弦长极长，相对厚度极大的机翼，部分旅客可以坐在机翼内一边饮咖啡一边观风景，空中机械师也可以从容地

7、通过机翼内部走道去接近和维护发动机。正是坚固的波纹蒙皮，保证了G.38的安全飞行。从上至下：容克斯的G24、G31、G38　　然而，波纹蒙皮第一次大显身手，则见于容克博士的又一杰作J.13（又名D-1，后改称F.13），F.13是最早出现的低单翼布局全金属单发活塞式小型民用飞机，但它更是航空史上第一种专门设计制造的旅客机，因此在飞机发展史上占有重要一席。同时，它也是完完全全采用波纹蒙皮的早期飞机之一。到1932年为止，一共生产了322架。1931年，中国的民航公司还引进数架，用于短途空运。当时人们对它的评价是：“特别耐风雪的侵蚀，而且耐摔打，即使是迫

8、降，一般也能保证乘员的安全。”很显然，这又得益于它独特的波纹蒙皮构造。小巧耐用的容克斯F13　　在二三十年代