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万里之上展方寸:飞机驾驶舱发展史

2024-06-21 09:51| 来源: 网络整理| 查看: 265

(P-51的座舱)

问世百余年来,飞机驾驶舱经历了从简到繁,又化繁为简的变化历程。整体来说,这三方面都在不断加强。

悲催悬挂:“皇帝新衣”的驾驶舱

世上最早的带动力的飞机是莱特兄弟在1903年制造的“飞行者一号”。这架飞机空重274公斤,起飞重量360公斤。如此袖珍的重量,当然不可能做多么复杂的驾驶舱。事实上,“飞行者一号”的驾驶员很惨。这架飞机压根没有驾驶舱,甚至连一把椅子都没有。

飞行员是头朝前的趴在下机翼上面操纵飞机的。飞机的方向控制是移动连接到臀部的摇架来达到,飞行员靠着移动摇架来牵动缆线,使机翼扭曲而达到改变飞行方向的目的。飞行员不但完全暴露在空气中,而且简直松手就会掉下来。幸亏,这架飞机的最长一次飞行也不过59秒钟,飞行距离260米,所以飞行员还勉强能支撑得住。至于对外景的观测,当然是靠飞行员双眼了。

喝西北风:敞篷驾驶舱

此后的飞机逐渐改良,在机体上“挖”出了专门的舱室,供飞行员就座。对飞机的操纵,也有了专门的设备。以一战时德国的战斗机福克D.VII为例,这款单发、单座、双翼战斗机,是当时公认最优秀的战机。其驾驶舱内有几个仪表显示当前的高度、速度等飞行参数,有几个操纵杆,用于飞行员操控飞机行动。除此之外,在座舱前部还有两挺机关枪,这是飞行员用于对敌作战的武器。此时距离“飞行者一号”问世仅仅10多年,而飞机驾驶舱已然初步具备上前述功能。至于机舱外的情形,还是靠肉眼观测。

不过那时候飞机最大的特色是,驾驶舱是“敞篷”的,飞行员的头部和前胸暴露在天空中,不但承受着飞行时劈面而来的气流,而且空气中各种小玩意也能来个亲密接触。一战时候一位法国飞行员在天空顺手一抓,竟然抓到了一颗与他同向飞行的德国子弹。虽然飞行员都穿着厚厚的飞行服,戴着帽子和手套,但也够苦的。幸亏那时候飞机速度还不算太快。

据当时的飞行员回忆,由于驾驶舱是敞开的,伴着巨大的振动和噪声,寒冷而缺氧,为了在空战中集中注意力,飞行员们常常在升空前饮酒、打肾上腺素,甚至吸食毒品。英军甚至不给飞行员们配备降落伞,曾有飞机在空战中被击中起火,飞行员为了减少痛苦只好拨枪自尽。

家徒四壁:封闭驾驶舱出现

一战后期,随着工业的进步,飞机速度进一步加快,飞行高度也得到提升。这样一来,飞行员必须位于空气更稀薄、更寒冷,同时迎面风力更大的境况下。再用过去那种开放式的座舱,会对飞行员安全造成严重影响。因此,大致从那时候开始,人们开始给飞机加上“座舱罩”,把飞行员笼罩其中。这样,既能够保持机舱内的空气不至于流失,又能保持一定的温度,更可以挡住迎面而来的强风。世界上最早的封闭式座舱飞机,是由美籍意大利人贝兰卡制造的。当时的座舱,为隔框及窗格造形,采用玻璃材质。玻璃本身易碎,为了防止遭受气压变化或撞击碎裂,玻璃必须有一定的厚度,玻璃的“窗面”也不能太大。这就增加了飞机的负载,同时阻碍了视野。这一阶段,飞行员对外部的观测视野,比“敞篷”时代要差得多。

1927年,查尔斯·林德伯格驾驶贝兰卡制造的“圣路易斯精神号”飞机首次不间断飞越大西洋。由于路程遥远,飞机上加装了大油箱。同时,为了防止油料不断消耗,造成的飞机重心变化,贝兰卡把这架飞机的大油箱布置在较为中心的位置,也就是机翼正下方。遗憾的是,这恰好挡住了机舱的正前方。于是,飞行员在这个过程中,完全看不见正前方的东西。所幸,飞越大西洋的航程,原本也不需要太多的观测任务。

鹰击长空:二战与泡型舱罩

到了二战时期,战斗机得到更广泛的应用,双方飞机在空中格斗较量的频率比一战时候提升了千百倍。飞行员们需要更广泛地看到敌机,包括来自侧方和后方的敌情。这时,先前隔框及窗格造形的玻璃座舱罩就不太实用了。于是,“泡型舱罩”出现了。这种驾驶舱仿佛一个肥皂泡,可以为飞行员提供360度全方位的视野,从而使得飞机的灵活性更好。此外,1937年有机玻璃得到产业化,也为泡型座舱提供了材质基础。

(F-6F座舱)

同时,由于飞机的生产工艺更先进,座舱内的仪表设备也更为复杂。美军的P-51“野马”战斗机,是较早采用泡型座舱的战机之一。从图片可以看出,“野马”的座舱内设备比起一战时期的战机要繁杂得多。单是正面的仪表就多达10个左右。同时。一战飞机的操纵杆,大部分已经为更为精巧的开关、按钮所取代。

在P-38等部分战机的驾驶舱中,还能看到方向盘这种汽车中的常用配置。

二战中后期,德国空军的梅塞施密特Me262战斗机投入应用。这也是世界上第一款投入实战的喷气式战斗机,其速度高达每小时870公里。该机的半水泡形座舱盖在机身中部,可向右打开。前风挡玻璃厚90毫米,椅靠背铺15毫米钢板,均具备防弹能力。同时,装备有EZ—42陀螺瞄准具或莱比16B瞄准具,可用于机炮和火箭的发射瞄准。

二战时期的战斗机座舱还有一个很严重的问题,就是舱内温度。由于飞机速度更快,高度更高,机外的环境可能很冷,导致机舱里也滴水成冰。另一方面,由于发动机功率大,又采用了封闭式机舱,在低空尤其是起飞时,机舱温度又可能超过40度,对于穿着厚厚飞行服的飞行员真是痛苦的煎熬。

(日本零式战斗机座舱)

有的飞机配备了座舱加热系统,把发动机产生的热量导入到舱中,可以部分改善高空严寒的折磨,但对于酷热则没法处置。

(英国喷火战斗机座舱)返回搜狐,查看更多



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