176.1981年:V-22 鱼鹰
基萨奇山号(USS Kearsarge)两栖攻击舰上的水手向起飞的MV-22鱼鹰的飞行员敬礼。
碳纤维(1879年),直升机(1944年)
V-22鱼鹰(V-22 Osprey)这类项目,让人会产生一种感觉:工程师一口咬下的东西,超过了他们咀嚼的能力。
美国国防部于1981年向贝尔直升机公司(Bell Helicopters)和波音公司(Boeing)委托的任务听起来十分简单:制造一架飞机,可以像直升机一样起降,像涡轮螺旋桨飞机一样飞行。像直升机一样意味着起降时不需要跑道,而在水平直线飞行时涡轮螺旋桨飞机比直升机更省油,并且最高速度更大。这样的一架飞机在起降和飞行两方面都是最棒的。
随后工程师开始着手飞机的设计。他们遇到了一个问题:发动机故障。对于普通的双发动机飞机来说,一个发动机出现故障不是什么大问题。但对于处于直升机状态的V-22,一个发动机出现故障将会带来灾难性的后果,因此V-22需要一个穿过机翼连接两个发动机的传动轴。但传动轴不是直的,机身和弯曲的机翼使得传动轴有14段之多。
海军陆战队提出了新的要求—―机翼要能够旋转到和机身水平的位置,螺旋桨叶片要能够折叠。这样要求是为了减小储存飞机所需的空间,但使飞机的制造变得更为复杂。为了在飞行的过程中旋转发动机和支柱,工程师需要为鱼鹰添加强劲的液压装置。由于旋转过程极为重要,液压系统总共有三套,并在极高压下运行。
飞机的翼尖通常是很轻的,但对于鱼鹰来说,是超级重的,因此机翼要变得格外结实。当把传动轴、变速器、折叠机翼、支柱和旋转发动机的重量加起来时,你会发现飞机的额外负载是巨大的。为了减轻重量,将近一半的飞机都是由轻便的碳复合材料制成的。由于额外的负载和碳复合材料的使用,V-22非常昂贵。在几次事故和设计审查的影响下,V-22鱼鹰花费了超过20年的时间才被投入实战。
这一切值得吗?有大量的批评直指V-22鱼鹰:过于昂贵。但工程师达到了他们的目标。■ 工程学之书