文|謝軍

他連起了天空與大地
——實用直升機的發(fā)明者西科斯基

文|謝軍

伊戈爾·伊萬諾維奇·西科斯基，世界著名飛機設(shè)計師及航空制造創(chuàng)始人之一，他一生為世界航空作出了相當多的功績，而其中最著名的則是設(shè)計制造了世界上第一架四發(fā)大型轟炸機和世界上第一架實用直升機。

西科斯基于1889年5月25日生于俄國基輔，1903—1906年曾就讀于彼得堡海軍學(xué)校和基輔工業(yè)學(xué)院。他從小就沉迷于航空，尤其對達芬奇所畫的直升機和從中國傳來的竹蜻蜓特別感興趣，12歲那年，小西科斯基就制作了一架橡皮筋動力的直升機模型，顯示了富于創(chuàng)造的天賦。

真正堅定了他投身航空的決定性事件是萊特兄弟發(fā)明了世界上第一架載人動力飛機，1908年，威爾伯·萊特駕機來到巴黎做飛機表演，西科斯基有幸目睹到了前輩們的英姿后，便決定自己動手制造這種“會飛的機器”。1909年，他開始研制直升機，但在當時的發(fā)動機和飛行理論水平下，直升機根本不可能成功。經(jīng)過多次失敗后，西科斯基不得已停下來，轉(zhuǎn)而研制固定翼飛機，這一放，就是30年。

從1910—1912年，西科斯基設(shè)計并制造了S-1至S-6型飛機，從一開始的僅僅可以地面滑行，到已經(jīng)可以飛到457.2米高，并且完全可操縱。西科斯基也像當時的大多數(shù)飛行家一樣，一邊飛行一邊摸索，在挫折和失敗中增長才干。1913年，他設(shè)計成功了S-11，它后來成為一戰(zhàn)中著名的戰(zhàn)斗機。

當時，由于技術(shù)所限，發(fā)動機的單臺功率較小，而且過重的單臺發(fā)動機也給當時薄弱的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來困難，因此當時的飛機也難以做得很大。鑒于此，西科斯基決定研制多發(fā)飛機，盡管在此之前一些航空人士曾經(jīng)斷言：多發(fā)動機大型飛機在技術(shù)上是行不通的。1913年5月26日，西科斯基親自駕駛著名為“俄羅斯勇士”的四發(fā)大型飛機飛上藍天，飛行高度122米，時速104千米，這架飛機也是第一架擁有封閉駕駛艙和客艙的飛機。

在“俄羅斯勇士”的基礎(chǔ)上，1913年底，西科斯基制成了“伊里亞·穆羅梅茨”重型轟炸機，這種飛機能載炸彈400千克，這在當時是最大的載彈量了。機上還有8挺機槍，機組成員4～8人。第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)時，俄軍中共有4架這樣的飛機正式投入作戰(zhàn)使用，至1918年共生產(chǎn)了73架。1915年2月15日，一架“伊里亞·穆羅梅茨”飛機首次襲擊了德國本土，投擲了272千克炸彈。至1917年10月革命，俄國退出大戰(zhàn)為止，使用這種飛機共執(zhí)行過422次作戰(zhàn)任務(wù)，投彈2 000余枚。

“伊里亞·穆羅梅茨”是世界上公認的第一架重型轟炸機。

1919年，西科斯基移居美國，1923年組建了西科斯基航空工程公司，但并不成功，公司很不景氣。1928年他加入了美國國籍，并于次年組建了西科斯基飛機公司，開始研制水上飛機，先后交付了S-38，S-40，S-42和S-44等型號，其中S-44曾創(chuàng)下了飛越大西洋的最快記錄——14小時17分鐘。

在積累了無數(shù)教訓(xùn)和經(jīng)驗，創(chuàng)造了多次輝煌后，西科斯基仍沒有忘記兒時的夢想，又回到了直升機的研制中。不到3年的時間，他解決了直升機最大的難題——在空中打轉(zhuǎn)兒的毛病。他巧妙地在機尾裝了一副垂直旋轉(zhuǎn)的抗反作用力的小型旋翼——尾槳，終于使直升機飛上了天空。

1939年9月14日，西科斯基身穿黑色西服，頭戴鴨舌帽，爬進座艙，輕松地把一架直升機升到空中，高約二三米，平穩(wěn)地懸停了10秒鐘之久，然后輕巧地降落回地面。這在航空史上是嶄新的一章，他成功地讓世界上第一架真正的直升機——VS-300升空了。經(jīng)反復(fù)試飛，VS-300具有良好的操縱性能，具備了現(xiàn)代直升機的基本特點。1940年底，美田陸軍決定大量購買VS-300的改進型VS-316，軍隊編號為R-4。

R-4為雙座機，主族翼直徑11.58米，最大重量1 152千克，使用一臺185馬力活塞發(fā)動機，巡航速度為109千米/小時，航程為320千米，升限為1 524米。它能垂直起降、懸停、前飛、后飛、側(cè)飛以及無動力自轉(zhuǎn)下降等，完全具備了現(xiàn)代直升機的飛行特點。第一架R-4于1942年5月交付美國陸軍使用，以后，西科斯基在R-4的基礎(chǔ)上，又發(fā)展了R-5和R-6型直升機，使性能更為完善，西科斯基飛機公司因而賺了大錢。

1972年10月26日，西科斯基在美國康涅狄格州伊頓市逝世，終年84歲，他傳奇般的一生正如他所說過的一句話：“人類征服天空發(fā)明飛行器是最令人引為自豪的偉大成就，而這成就起源于人類的一個夢想。這個夢想讓人想象，最后通過人得以實現(xiàn)?！边@是一個不同凡響的夢想，但伊戈爾·西科斯基終于讓它實現(xiàn)了。

Tips

單旋翼式直升機

直升機發(fā)動機驅(qū)動旋翼提供升力，把直升機舉托在空中，單旋翼直升機的主發(fā)動機同時也輸出動力至尾部的小螺旋槳，機載陀螺儀能偵測直升機回轉(zhuǎn)角度并反饋至尾槳，通過調(diào)整小螺旋槳的螺距可以抵消大螺旋槳產(chǎn)生的不同轉(zhuǎn)速下的反作用力。雙旋翼直升機通常采用旋翼相對反轉(zhuǎn)的方式來抵消旋翼產(chǎn)生的不平衡升力。

雙旋翼式直升機

雙旋翼直升機有兩種，一種是共軸雙旋翼，即兩個旋翼同一個軸心，如俄國生產(chǎn)的卡-27直升機等；另一種是分軸雙旋翼，即兩個旋翼分開比較遠，各有各自的軸，典型代表是美國的支奴干直升機。雙旋翼直升機還可以根據(jù)兩根旋翼軸的相對位置分為縱列雙旋翼直升機和并列雙旋翼直升機。

通過稱為“傾斜盤”的機構(gòu)可以改變直升機的旋翼的槳葉角，從而實現(xiàn)旋翼周期變距，以此改變旋翼旋轉(zhuǎn)平面不同位置的升力，來實現(xiàn)改變直升機的飛行姿態(tài)，再以升力方向變化改變飛行方向。同時，直升機升空后，發(fā)動機是保持在一個相對穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速下，控制直升機的上升和下降是通過調(diào)整旋翼的總距來得到不同的總升力的，因此直升機實現(xiàn)了垂直起飛及降落。