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美国航空专利战交叉火力的绞杀,为何如此受欢迎?

美国是飞机的发源地,但美国的航空技术却长期落后于欧洲。直到二战后才跃居世界前列,至今仍处于世界航空技术的顶端。 70年风雨兼程,春风得意,春风得意。

飞机是美国莱特兄弟发明的。然而,20世纪初,美国的工业和技术基础还不如欧洲老牌强国,航空技术的桂冠很快被欧洲夺得。更糟糕的是,美国航空业陷入了专利战交火的扼杀。莱特兄弟的贡献是侧倾控制,它使动力飞机不仅可以起飞,而且还可以第一次在空中稳定飞行。莱特兄弟的方法是滚动翼尖,但专利申请是差动升力。确实如此,但它太宽泛了,并且穷尽了所有产生差动升力的方法。

格兰柯蒂斯随后发明了副翼,它使用机翼后缘的空气动力学控制面产生差动升力,就像莱特兄弟所做的一样(实际上更好),但方式不同。该死的,柯蒂斯也获得了专利,襟翼比卷轴更受欢迎。莱特兄弟不甘心,四处打官司,甚至拒绝授权,柯蒂斯则反诉。

虽然美国是飞机的发明地,但在第一次世界大战中,美军只从英法采购了战斗机,也就是法国的SPAD S.13

Nieuport 17 是美军序列中的另一架法国飞机

在第一次世界大战中,美军为数不多的战斗机是欧洲设计的,例如法国的SPAD S.13和Nieuport 17战斗机。后来担任总统的富兰克林·罗斯福当时是负责军备的海军副部长。他主持制定了新的法律,并利用战时权力强制所有航空专利由国家托管。所有企业都有使用权,国家按照统一标准收费并转让。这种强制性专利制度一直持续到第一次世界大战结束。有人认为,现在关系到民生的专利,尤其是药品,也应该如此美国各型号战斗机,防止个别企业暴利,但这是题外话。

在两次战争之间的 1920 年代和 1930 年代,欧洲航空技术继续领先,尤其是在德国和英国。虽然美国在 1915 年成立了国家航空咨询委员会(NACA,今天的 NASA 的前身),还发明了发动机护罩和变桨距螺旋桨,​​但在战斗机领域是航空技术的前沿,美国的航空技术甚至落后于日本。 ,以至于在珍珠港事件期间,美国想不出能与日本“零式”匹敌的战机。

1920年代和1930年代,美国国内的战斗机市场很小,飞机公司的战斗机批次只有几十架。 1924 年,在美国陆军空军的 1,400 多架飞机中,只有 80 架是战斗机。 1920年代和1930年代的美国战斗机市场基本被柯蒂斯和波音瓜分,标准机型是双翼飞机、敞篷车一样的开放式驾驶舱、不可收放的固定起落架的配置。柯蒂斯“猎鹰”双翼战斗机也曾在中国空军服役,抗战初期曾用于对抗日军飞机。高志航的飞机是“猎鹰”型的。

1920 年代和 1930 年代的美国战斗机分为柯蒂斯和波音。柯蒂斯 P-6“猎鹰”仍在中国空军服役。这是高志航的飞机

波音 P-26 Peashooter 是二战前最重要的波音战斗机,也是在 F-15 和 F-18E 在购买麦道后“再婚”之前的最后一架波音战斗机

格鲁曼从一开始就专注于海军战斗机,FF-1 采用封闭式驾驶舱和可伸缩起落架,大大减少了阻力

柯蒂斯P-40“战隼”是另一款著名的战前战机,也是二战“飞虎队”的主力战机

在美军中,Seversky P-35 更受欢迎

Brewster F2A “Buffalo” 名副其实,但仍然相当灵活

洛克希德 P-38“闪电”是唯一一款从战前到战后生产并在欧洲和亚太战区使用的美国战斗机。击落山本的也是那个战斗机。

贝尔P-39“空中眼镜蛇”拥有不同寻常的中置发动机,机动性好,但操控性猛烈,不受美军欢迎,但很受苏联红军飞行员的赞赏

1929年,格鲁曼公司成立,专门从事海军战斗机的研制。它的FF-1采用封闭式驾驶舱和可收放起落架,大大降低了飞行阻力。格鲁曼的技术创新标志着新的航空技术革命的开始。自 1930 年代以来,全金属结构、硬壳式机身、翼内机枪、封闭式驾驶舱和可收放起落架已成为趋势。柯蒂斯和波音的双翼战机已经过时,美国航空业开始了大洗牌。 . Seversky(后来更名为 Republic)的 P-35 击败了 Curtis 的 P-40 Warhawk,Brewster 的 F2A Buffalo 击败了 Grumman 的设计,洛克希德的 P-38“闪电”和贝尔的 P-39“空中眼镜蛇”脱颖而出。

Alexander Seversky 不如同胞 Igor Sikorsky 出名。他也来自俄罗斯,于 1935 年创立了这家公司,生产运动鞋。詹姆斯布鲁斯特以马车和汽车起家,艾伦洛克希德的公司专攻客机,拉里贝尔的公司成立于 1935 年,但与发明电话的亚历山大贝尔无关。还有一家名不见经传的小公司,由前马丁飞机公司首席设计师詹姆斯麦克唐纳创立,当时也在寻求美国海军的合同,但尚未取得任何成功。

珍珠港前后,贝尔P-39、柯蒂斯P-40、布鲁斯特“布法罗”、格鲁曼F4F“野猫”在技术上超过了日本的三菱” “零”战机在二战初期落后停摆,洛克希德P-38是个例外,速度、火力、机动性都非常出色,是二战开始到结束时唯一生产的美国战机二、共和国P-47“雷霆”成为二战美军最大战机,北美P-51“野马”被公认为二战美军最佳战机,格鲁曼F6F“地狱猫”终于造就美国海军拥有不止“零式”战机,沃特F4U“海盗船”一直生产到战后一段时间,还在1969年萨尔瓦多和洪都拉斯的“足球战争”中发挥余热,打最后一个活塞。螺旋桨战斗机之间的空战。

战前领导美国战斗机工业的柯蒂斯因跟不上新技术而被替换。波音在战争期间的主要重点是轰炸机,它也失去了在战斗机中的地位。布鲁斯特在昙花一现后也淡出。共和、格鲁曼和沃尔特在战前进行了大量的战斗机研究,而洛克希德和北美则在死记硬背。

这个时代的朝代更替是战前航空技术的飞速发展、原创经验重要性的下降、新面孔进入门槛的降低以及大量的战时需求所促成的。在二战中为美国的战斗机工业做出了贡献。花开的结果。

二战对美国航空业的影响并非仓促。战前,美国的许多飞机公司(如格鲁曼、道格拉斯、马丁)多以作坊式经营,规模小,批量只有几十架。但二战改变了这一切。飞机公司成为管理科学、分工协作的大企业,形成了分散、协调的网络型整体。

毋庸置疑,美国航空业在战争中以数量取胜,但在航空技术上仍未达到世界领先水平。为了让战时生产更有效率美国各型号战斗机,美国政府甚至选择了几款机型,并指示飞机公司跨公司重点生产标准化飞机。即使相对于技术停滞不前的日本零式战斗机,美国直到 1943 年才积累足够的 P-38、F4U 和 F6F 以在太平洋战区模式中压倒零式战斗机。与战时德英航空技术的进一步发展相比,美国航空技术的落后更为明显。

二战结束时,航空技术的主要趋势是喷气化。德国Me262是历史上第一架喷气式战斗机,其在战争后期的表现给美国陆军空军留下了深刻的印象(美国陆军航空队直到1947年才独立,并独立组建了美国空军)。

Me262 只是第一款战斗喷气式战斗机。德国也将阿拉多234喷气式轰炸机投入实战,这还不包括He162喷气式战斗机和Me163火箭推进式战斗机。德国还在研究后掠翼、前掠翼、三角翼、飞翼、飞盘、垂直起降等科幻技术,战后也不同程度地成为现实。

德国先进的航空技术未能挽救第三帝国的命运,但美国航空专家对缴获的德国航空技术感到震惊,这成为战后美国航空技术发展的催化剂。战时美国航空业的规模和组织优势,加上政府与业界的有效合作,使美国航空业摆脱了散沙的单兵作战形式,而是转向了制度。对抗,不仅要在研发上实现高效率,还要在研发上实现效率。还实现了将新技术转化为新产品的高效率,最终在1960年代跃居世界航空技术的领先地位。

美国对喷气发动机和喷气式飞机的研究起步较晚。英国的弗兰克·惠特尔和德国的汉斯·冯·奥海恩彼此独立地发明了喷气发动机。 O'Hain 的设计最终被用于 Me262,但 Whittle 的设计落后了一步,英国担心 Whittle 和他的发动机会落入德国人手中,考虑将团队和研发转移到加拿大,但最终转移到了美国.

美国陆军空军为了避免干扰战时生产,刻意避开历史悠久的普拉特-惠特尼和赖特,因此将惠特尔的设计交给通用电气,并下令抄袭。喷气发动机也与当时主流的活塞发动机相差太大,但更接近于发电的蒸汽轮机和活塞发动机的涡轮增压,这正是通用电气所擅长的。然而,在试产成功后,通用电气由于无法生产涡轮增压器等战时生产克隆,将设计转让给了通用汽车的子公司艾里逊发动机公司。

与此同时,美国陆军航空队委托贝尔飞机公司开发喷气式飞机,1943 年洛克希德公司负责开发喷气式飞机。首先选择贝尔是一个有趣的决定。贝尔的资历不是很老,但表现出强烈的创新精神。贝尔P-39“空中眼镜蛇”战机创造性地使用了中置发动机,腾出的机头空间恰到好处,可以安装一挺中线机枪,避免了射线与机翼瞄准线会合的通病两边有机关枪。更重要的是,中置发动机使飞机的重心后移,极大地提高了机动性,但也带来了操控容易不稳定的问题。

贝尔 P-59“空中彗星”是美国第一架喷气式战斗机,但没有成功

洛克希德 P-80“流星”更成功,成为美国第一代喷气式战斗机

共和国F-84“霹雳”也是第一代喷气式战斗机

但北美的F-86 Saber(右)无疑是美国第一代喷气式战斗机中最成功的,与朝鲜战场上的MiG-15(左)有着千丝万缕的联系

P-39 在美国陆军航空兵中并不受欢迎,只为英国和苏联生产了几架,因此贝尔的战时生产任务相对较少。创新和相对闲置使贝尔成为开发喷气式飞机的选择。然而,贝尔XP-59“空中彗星”却没有成功,其速度、航程和载荷都远未达到军方的要求。军方要求洛克希德也参与其中。

洛克希德 P-38 在二战开始时是个异类。双发可以实现更大的速度,更大的起飞重量有利于装载更多的武器,获得更大的航程。发动机舱与机尾有机结合,既提高了舵效率,又减轻了重量。安装在机翼上的双发释放了机身的中心线,因此也使用了中心线机枪。洛克希德的技术创新精神也是军方授予喷气式飞机研制合同的主要原因。

洛克希德 XP-80 比贝尔 XP-59 更成功,并作为 P-80“流星”投入生产(后来更名为 F-80),成为美国第一架喷气式战斗机。后来共和国XP-84和北美XP-86也分别按照F-84“霹雳”和F-86“佩刀”研制成功并投产,其中F-86成为最成功的第一架一代喷气式战斗机在美国。米格 15 大受欢迎。

与刚刚脱离美国陆军航空队的美国空军相比,美国海军的喷气式飞机化速度相对较慢。美国海军并没有“打扰”传统海军战斗机的主力公司格鲁曼公司,后者忙于战时生产,而是与沃特公司接洽。但沃特的 F6U Corsair 喷气式飞机惨败,美国海军转向麦克唐纳。

沃尔特F6U“海盗船”是美国海军收购的第一代喷气式战斗机,惨遭失败

麦当劳在战争期间收效甚微,但对新技术持更开放的态度,例如创新的螺旋桨-喷气式混合动力 XP-67“Moonbat”

最终,麦克唐纳 FH1“幻影”成为美国海军的第一架战斗喷气式战斗机

但在后掠翼风靡一时,麦克唐纳 FH2 Banshee 仍然是老式的直翼飞机

格鲁曼 F9F“黑豹”也是如此

只有三岁半的麦克唐纳在战后初期是一家“二流”公司,在喷气机时代之前没有接到任何海军订单,因此相对没有历史包袱,对新技术比较开放。战时 XP-67 Moonbat 是一种高速双引擎战斗机,原始形式采用螺旋桨加加力喷气推进,是一个想法,但从未投入生产,但展示了麦克唐纳的创新精神。

麦当劳的 FH1“幻影”战斗机(后来的麦克唐纳-道格拉斯 F-4 通常被称为“幻影”战斗机,但实际上严格来说是“幻影 II”)成为美国海军的第一架战斗机。一架实战喷气式战斗机,但也只是勉强达到了实战级别。美国海军只有少量装备,主要装备仍依赖螺旋桨战斗机。不久之后推出的F2H“女妖”,在FH1的基础上进行了改进,但大同小异,只是装备了少量。有趣的是,北美F-86最初是为海军设计的,但海军不想要,被空军用来发扬光大。

麦当劳的 FH1“幽灵”(上图)和 F2H“女妖”是美国海军的第一批喷气式战斗机,均不成功且仅小批量生产

这也是后掠翼处于起步阶段的时期。美国空军以最快的速度拥抱后掠翼技术。后掠翼带来的高空高速性能,是F-86在朝鲜战场上与同样使用后掠翼的米格15竞争的代价。直翼 F-80、F-84 很难与 MiG-15 匹敌。但是,美国海军仍然执着于低空低速性能良好但高空高速性能较差的直翼。是直翼,以至于朝鲜战场上没有战斗机可以和米格15抗衡,所以只好爬着把格鲁曼F9F改装成后掠翼,但直到1954年才完成,停战前没赶上。部署,最后转入技术验证,没有投入生产。在整个朝鲜战争期间,美国海军没有可以在技术上与 MiG-15 匹敌的喷气式战斗机。

美国海军也曾尝试让后掠翼的 F-86 成为海军,但改装后该舰增加了 500 公斤,性能一落千丈。直到1954年底才安装了更高推力的发动机,性能也没有恢复到一个水平。多年前首飞的 F-86H 的水平。

美国海军的迟钝不完全是由于传统的保守传统,还与第一代喷气式飞机的技术限制有关,如推重比不足、航程不足、可靠性不足等。后掠翼飞机起降速度过快,低空低速机动性不足,对航母上的使用也很不利。后掠翼在舰上的成功着陆是在弹射器起飞和拦阻索着陆之后。

美国海军在技术上也一直咄咄逼人,但无尾三角洲沃特F7U“弯刀”失败了一个烂摊子,让美国海军再也不敢碰无尾三角洲

麦克唐纳 F3H 恶魔是第一款设计为后掠翼的美国海军战斗机,但它没有赶上朝鲜战争

并不是说美国海军没有尝试过创新。 Water F7U“弯刀”采用了俘获的德国理念,大胆采用无尾布局。但是,由于对这项新技术缺乏深入的了解,设计中还有很多技术问题没有解决。 ,1/4的损失是投产后的飞行事故造成的。从那以后,海军对风险更高的先进技术的兴趣减弱了,但这也导致海军错过了第一波喷气式革命。

道格拉斯F4D“天雷”在开发过程中遇到了很多问题,最终下马。接手的麦克唐纳F3H恶魔是美国海军第一款后掠翼喷气式战斗机的设计,但进度也严重延误,没有赶上朝鲜战争。

战后初期,美国军费大幅削减,军备订单大幅削减。正是空军对喷气式飞机的热情将飞机公司的注意力转向了新技术。由于喷气技术的革命性,螺旋桨时代的很多经验突然变得无关紧要,进入门槛大大降低,老牌公司和新兴公司之间的竞争一下子平了,每个人都有机会。

1950 年代美国的基本战略是“大规模报复”,一切都围绕着核战争展开。对于战斗机来说,首要任务是通过高空高速性能拦截入侵的核轰炸机。机动性极佳的轻型战斗机不再是重点。重型、高速和远程拦截器是王道。美国空军在招标“远程全天候双发拦截机”时,并未选择传统战机连。相反,鲜为人知的诺斯罗普和过时的柯蒂斯被选中参与最终竞标。

战时的诺斯罗普 P-61 黑寡妇是一种相当独特的双引擎远程夜间战斗机,配备雷达,技术上与战后电子趋势兼容。战争期间,柯蒂斯除了在政府的指派下,按照别人的图纸造飞机,没有什么大不了的,所以他花了很多时间把螺旋桨和喷气推进结合起来,不仅提高了速度,还降低了技术风险。但柯蒂斯的混合战斗机设计并不成功,可能有安慰奖或“最后机会”因素。诺斯罗普 XP-89 最后一次被选中,柯蒂斯 XP-87 黑鹰再次失利。柯蒂斯无法解决新技术带来的新问题,完全跟不上时代的步伐,再也没有进入战斗机领域。诺斯罗普的设计最终成为 F-89 Scorpion 战斗机,保留了始于 XP-79 喷气机翼的技术创新遗产,使诺斯罗普在未来数十年保持技术创新活力。

战后至 1950 年代末,这是美国航空技术发展最为迅速的时期。各大航空公司在战时赚得盆满钵满,也在为战时产能过剩寻找出路,公司科研如火如荼。另一方面,战争经历让美国空军对喷气技术充满热情,对所有与高速相关的航空技术都十分关注,而缴获的德国航空技术更是锦上添花。

这是美国空军最愿意在航空研究上花钱的时代,同时有8个战斗机项目和7个轰炸机项目。同时,NASA承担了航空科学研究的领导责任,与空军和各大飞机公司合作,以巨大的能量推动了一系列X-plane计划,极大地推动了美国航空技术的发展。 .