在20世紀50年代,法國人腦洞大開,拋開傳統的飛機制造智慧,設計了一種看上去最不像飛機的飛機。
這架飛機擁有圓柱形機翼,計劃採用衝壓式噴氣發動機,並能在利用尾部裝置垂直起降,將以新的方式保衛法國領空奠定基礎。
這是一種可以從任何地方起飛的飛機,它們像一群憤怒的蜜蜂一樣迅速升空迎敵。
傳統飛機需要跑道才能升空,必須加速到飛機機翼產生足夠的升力才能起飛。要想減少起飛所需跑道長度,只有給飛機更大的動力,這樣才能更快地提高速度,更早的升空。
但在20世紀50年代,飛機設計師意識到,如果動力足夠強大,跑道可能不是必須的。
飛機起飛不需要跑道來獲取升力,而是可以朝向天空,僅僅利用發動機的動力來升空和加速,直到它們的機翼產生升力。
動力更強的發動機的出現,催生了新的實驗飛機,稱為尾座式垂直起降固定翼飛機。
這是一種有可能徹底改變空軍的新裝備。
在任何衝突中,飛機跑道是攻擊的第一個目標。跑道的破壞會使整個空軍無法運作,但尾座式垂直起降飛機不需要跑道。
它們可以隱藏部署,以保護易受攻擊的目標。
如果工程師們能讓這種構型發揮作用,尾座式垂直起降飛機有望從根本上改變飛機的使用方式。
1954年,一家以設計製造飛機發動機著稱的法國航空企業,開始研製無翼飛機測試平臺,以證明尾座式垂直起降飛機概念的可行性。
要讓一架這樣的飛機工作,需要的不僅僅是強大的發動機,還需要全新的控制系統,才能使垂直起降成為可能。
這在當時是一個令人生畏的工程挑戰。
但這個想法並不是只有法國人在研究,美國人也開發了尾座式垂直起降原型機。
在這些原型機上,他們試驗了不同的推進器、機翼結構和飛行控制組合。
但法國人的想法更激進。
C.450 “甲蟲”環翼機看上去實在不像是一架飛機, 它強大的渦輪噴氣發動機被一個直徑10.5英尺的圓柱形機翼所包圍。
這種非傳統構型的機翼可以減少傳統機翼上出現的翼尖渦流損失,從而提高飛行效率。其緊湊的形狀還可以減少起飛和降落所需的佔地空間。
法國人認為,這種激進的機翼理論上最終要裝配衝壓式噴氣發動機。壓縮吸入的空氣,與燃料混合,然後點燃,為飛機提供動力,使速度達到超過2馬赫的超音速。
環形機翼是一個集升降裝置、機身和吸氣裝置於一身的激進組合。為了控制飛機的起飛和降落,發動機排氣管中的偏轉葉片對推力進行定向。
在向前飛行時,小三角翼將提供方向控制。為了順利由垂直狀態過渡到水平飛行,
機頭上會配置有小型可伸縮的機翼。
但"甲蟲"環翼機的著陸將是一個巨大的挑戰。當飛行員背對著地面著陸時, 他們必須越過肩膀向下看。所以設計師們創新地設計了一個座艙,這個座椅可以旋轉90度。無論飛機的方向如何變化,飛行員都能保持直立。
"甲蟲"環翼機看起來就像科幻小說裡的一樣。
但作為一種在20世紀50年代設計的飛機,在沒有計算機模擬執行之前,大膽的試飛員必須和工程師一樣,發揮同樣重要的作用,才能使飛機設計變成現實。
1959年4月,"甲蟲"環翼機開始進行飛行測試。在自由飛行之前,首先進行繫留測試評估。
到了5月,這架飛機已經證明了它能夠連續盤旋幾分鐘,甚至飛到了800米的高度。這在整個法國乃至全世界都引起了轟動。
美國人從一開始就敏銳地關注著法國人的進步。他們主動聯絡法國斯奈克瑪公司,希望也為美國研製環形機翼。
但是,與大多數新穎的設計一樣,缺陷很快就出現了。
由於沒有傳統的機翼來對抗滾轉效應,"甲蟲"環翼機在懸停過程中會圍繞軸線緩慢地旋轉,這使控制變得非常困難。
而座艙高高在上的垂直立起的飛機,飛行員很難判斷飛機離地面有多遠。
而且在緊急情況下,傳統飛機在沒有發動機動力的情況下仍然可以降落,而"甲蟲"環翼機必須依靠它的發動機才能安全降落。
但法國人沒有灰心,繼續努力, 他們有信心解決原型機的缺陷。
到了1959年7月,工程師們已經準備好面對更有挑戰性的試飛程式,即從垂直飛行過渡到傳統的正向飛行。這將是專案的關鍵時刻。
7月25日,"甲蟲"環翼機成功垂直起飛,但在向平飛過渡的過程中,飛機突然變得過於傾斜和緩慢,並且無法保持高度。
飛機開始翻滾著墜向地面,飛行員努力試圖恢復控制,但是無濟於事。萬幸的是,勉強做到了及時彈射跳傘。
瞬間,原型機被摧毀,開發工作不得不停頓下來。要想繼續下去,該計劃需要獲得額外的資金來建造第二架原型機。
但資金永遠不會到來了。
"甲蟲"環翼機將是製造有人駕駛尾座式垂直起降飛機的最後一次重大努力。
到1960年,美國也放棄了自己的尾座式垂直起降飛機的研製。這種研究方向事實證明是個死衚衕。
在有效載荷和續航能力方面,這個設計實在是做了太多的妥協,而且對飛行員來說,這種駕駛方式太危險了。
事實證明,引導發動機排氣來提升飛機,而不是傾斜整個飛機,是一個更實用和更安全的解決方案。
"甲蟲"環翼機的圓柱形機翼也被證明是一個難以捉摸的概念。由於誘導阻力較小,理論上它比傳統機翼更有效率。
但在實踐中,來自機翼結構的寄生阻力在很大程度上抵消了它的優點,並帶來了一系列其他的空氣動力學挑戰。
拋開傳統的飛機制造思路,往往會導致走入死衚衕。斯奈克瑪C.450“甲蟲”成為航空史上,迄今為止唯一進行了飛行的立式垂直起降環翼機。