2008年4月10日 星期四

世界民航運輸機發展史(二)

第四節、經典年代

進入30年代後,世界航空發展的優勢逐步落到地大物博的美國人手中,我們可以從一些統計數字中略窺一端:在1926年,美國一年只有5,800人次搭過飛機;但在1930年,雖逢經濟大蕭條,卻仍有417,000人次的搭乘量。這股熱潮要感謝一個稱為林白的美國航空郵件公司飛行員,19275月,林白獨力以33小時冒險飛越大西洋,成為首位由美洲到歐洲不停靠的飛行員,他的壯舉給予美國政府、民航業界及飛機製造廠極大的鼓勵,投入大量資源從事相關的發展,這種優勢仍保持到今天。

1931年,波音公司製造了一架外觀現代化的轟炸機B-9,參與當時美國陸軍航空兵的競標案,不幸落敗。波音遂以B-9為基礎開發出一種新型民用飛機,稱為B-247,它的外形新穎,採用半硬殼機身及可收放式起落架等新技術,可載客10人,性能超過當時所有的民航機,被公認是第一種「現代化」的民航機,連愛好新事物的少帥張學良也曾購買一架作為專機,後來轉為國府空軍所用。該機於19332月首飛,3月起投入聯合航空(UA)營運,在該年的夏天便創造了從美國東海岸到西海岸只需19小時45分鐘的速度紀錄。因為波音公司最初祇肯將B-247賣給當時屬同一個集團旗下的UA,使UA的對手環球航空(TWA)非常不滿,轉而求向另一家位於洛杉磯的飛機製造廠道格拉斯公司,成功開發出了DC系列客機。

在當地加州理工學院風洞試備的幫助下,道格拉斯公司於1933年推出流線型、鋁合金機身並擁有襟翼設計的DC-1,次(1934)年為了與波音公司的B-247抗衡,再推出加長型的14DC-2(國府空軍使用時稱為「大達機」),市場反應熱烈,遂又開發了加寬機身、21人座可帶臥鋪並有空廚提供餐點的DC-3,從此掀開了波音和道格拉斯(後來的麥道公司)兩家公司長達數十年的競爭,直到1996年底波音將麥道合併為止。DC-3是一種性能良好、安全又可靠的飛機,堪稱目前最為長壽的一種飛機,直到今天仍有少數還在世界各地飛翔。其強化機身底部的軍用型C-47除了在二戰時空投盟軍的傘兵,飛越駝峰運送支援中國抗戰物資外,戰後的1948年和C-54DC-4軍用型)共同執行柏林空運任務,在軍事運輸上佔有歷史性的地位。  

DC-3以其更大載運能力搶在波音B-247前面,成為當時世界上最成功的設計。波音為了重新奪回B-247失去的優勢,便開始生產的革命性的B-307「同溫層客機」,於1938年首飛。這是一種從由B-17「飛行堡壘」轟炸機發展出來的設計,成為世界上第一種座艙增壓客機(機身截面也由B-17的方型改為圓筒型以均衡內部壓力),它可以飛得更高(一萬呎以上)以避開大部分的天氣變化,卻又使旅客在高空飛行時不受稀薄空氣的影響。第一批B-3071940年中左右由環球航空和汎美航空(PAN AM)使用,但是因為艙壓可靠性等問題並沒有大量被市場接受。  

30年代至50年代的20年間裏,由於飛機的續航力有限,曾使水上飛機(或水 陸兩 用機)一度大行其道。水上飛機最大的優點是使用時不需要專門的場地。為了多載客、飛得遠,飛機的尺寸不怕大,因為在浩瀚的江洋湖面上總會找到供飛機起降的地方,其巨大者如德國多尼爾公司的Do X型等;美國汎美航空也曾使用波音公司製造的B-314飛艇,運作於「中」美間定期航線(舊金山至上海及香港等地),中國航空公司也曾使用過Loening公司的C2H水 陸兩 用飛機(洛寧機)經營長江航線,直至該公司另外引進DC-2後方才退居第二線,抗戰時期還曾納編為國府空軍的後備兵力。隨著客機性能的提昇和二次大戰時因軍事需要在各地廣建機場,戰後水上飛機就逐步退出了空運市場。 

30年代的美國,除了波音和道格拉斯公司之外,還有一家洛克希德公司也致力開發新型的民用客機,以代替該公司早期發展,但並不怎麼受歡迎的「織女星」及「獵戶座」(不是該公司製造的另一種P-3「獵戶座」反潛機,但顯然洛克希德公司很喜歡用星星為飛機取名字;另外,織女星其實是那時仍為洛克希德工作的諾斯洛普所設計)。為滿足環球航空公司對增壓座艙、不著陸橫跨美洲和越洋飛行的要求,洛克希德公司自1939年開始了L-049/1049/1649系列「星座式/超級星座式」客機的設計(軍用型稱C-69/C-121),這種客機後來成為該公司最富盛名的流線設計。第一架星座機於19431月飛行,它比競爭對手:DC-3的後續機DC-4更大、飛得更快,於1946年初交付給環球航空公司,投入紐約至巴黎之間的大西洋航線。

第五節、二次大戰後的發展

 二戰期間發展的道格拉斯DC-4/C-54是第一種採用前三點式起落架的客機/運輸機。戰後更有許多航空公司把戰時軍用剩餘物資的C-54運輸機改裝為DC-4民航機使用,我國民航空運公司(CAT)及中華航空均在其中。同時為了和星座機競爭,道格拉斯公司還研製了DC-4的加長型,86人座的DC-6(軍用型稱為C-118,曾為我國「中美號」總統座機,到70年代初期被另一架波音720「中美號」取代),於19474月投入使用,後來又特別為泛美航空的大西洋航線設計了加長型的DC-7。夾在DC系列型號中間的DC-5,則是種沒有被大規模運用的小型飛機。 

波音公司也在B-29超級空中堡壘轟炸機的基礎上發展成民用型的B-377「同溫層巡航者」(Stratocruiser),軍用型稱作C-97,採用4具R-4360型發動機,每個發動機的汽缸高達28個,構造複雜但扭力驚人,是往復式發動機最終極致的發展,不過該機在市場上並不成功,除軍方以外的使用者有限,最後被改裝成為特殊用途的「超級古比魚」,為美國太空總署(NASA)運送太空火箭或替其對手空中巴士集團輸送飛機組件半成品。 

二次大戰結束帶來民用航空運輸的興旺發達。1946年,全球空運旅客達1800萬 人次,其中三分之二是美國國內航空公司運送的。但當時使用的往復式飛機,不僅速度慢,而且因為飛行高度低,飛機易受大氣亂流影響,天氣不好時多數乘客嘔吐 不止,十分難受。大戰時期因軍事需要世界各地興建的大型機場為戰後民航迅速發展創造了良好環境,噴射發動機的出現適時為民航機噴射化奠定了基礎。噴射機投 入使用是民航技術另一次躍昇,不僅使民航飛機的速度提高,而且使飛行高度跨舉到平流層,提昇了安全性和舒適性。

第六節、噴射高飛   

最初使用渦輪噴射技術的民航機是1950年英國的Viscount「子爵」式,安裝了4具渦輪螺旋槳發動機,利用渦輪噴射原理轉動螺旋槳,不算是真正的噴射機。民航第一種「純」噴射客機是英國「彗星」式,翼根裝有四具噴射發動機,1949年由迪哈維蘭公司設計,195252開始在倫敦-南非航線上使用。不過該型機因為對客艙加壓的結構設計經驗不足,在反覆加壓的情況下造成機身金屬疲勞,接連發生數起重大空難,使社會上對剛發展出的噴射客機產生極大的質疑,也是英國戰後蓬勃發展的航空工業重大挫敗。  

為了與英國的彗星客機相抗衡,19547月,美國波音公司的Dash 80出廠,它是波音707噴射客機的原型,採用了大後掠角的機翼,安裝4具普惠公司的JT3渦輪噴射發動機(後來體積略小的衍生型波音720B則改裝具有旁通比的JT3D渦輪風扇發動機)。波音707及體型較小但速度更快的波音720成功綜合了美方較為成熟的機體設計、製造經驗和戰後習自英國/德 國的噴射發動機技術,為美國民用航空霸業打下了重要基礎;也證明了航空工業是一門「整合」性的技術,不只考驗一個國家的製造工藝與設計水準,更能看出其相 應的工程聯絡、系統整合能力。時至今日,波音公司的飛機製造工作早已分包全球各供應商,但最初的系統開發及最後總裝的銜接/整合工作仍保留在美國本土進行。

同一時間在歐洲,英國的迪哈維蘭公司努力解決「彗星」噴射機上出現的問題而再度發展了彗星二型/四型。法國的南方航空則開發了西方第一架雙發動機,專供短程使用的噴射客機「

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