法国人的浪漫追求,使用冲压发动机的莱杜克验证机

飞行,是勇敢浪漫的事业。以浪漫自居的法国人在这方面有自己的一份执着,即使在国家沦陷的二战期间,也没放弃。这份坚持也让今天法国的飞机工业在世界上依旧占有重要地位。

法国人发明的冲压发动机

1913年,法国航空航天工程师雷内·洛林(RenéLorin)申请了冲压发动机的专利。但由于当时材料和工艺等原因的限制,洛林未能把冲压发动机做出来。

各种发动机的大致原理图。a,涡轮喷气发动机。b,冲压发动机。c,超燃冲压发动机

雷内·洛林的晚辈,同为法国工程师的雷内·莱杜克(RenéLeduc)在1933年申请冲压发动机的专利时发现这专利已经被洛林先申请。当莱杜克试图跟洛林联系时,才知道洛林刚于年初去世。莱杜克只能以冲压发动机实用化的努力来向自己的前辈致敬。

雷内·莱杜克(1898~1968),是冲压发动机实用化的第一人

莱杜克的冲压发动机实用化尝试

1937年,莱杜克和路易·查尔斯·布雷盖(Louis Charles Breguet)合作开始启动冲压发动机的应用项目0.10。由于二战的爆发,该项目受到严重影响,但却没有终止,德国占领期间,飞机仍遮遮掩掩,断断续续的在布雷盖公司研发。战后的1947年,世界上首架使用冲压发动机的莱杜克0.10终于完工,并于同年10月21日由郎格多克客机作为母机背负着进行了无动力首飞。

SNCASE SE.161朗格多克客机背负莱杜克0.10

莱杜克0.10采用前卫的套管式双机身结构,带尖锐头锥的内机身有容纳飞行员的驾驶舱,外壳和内机身之间的空隙作为冲压发动机的进气口。这跟现代的红宝石,布拉莫斯等导弹类似。由于冲压发动机需要一定初速才能启动,所以莱杜克也需要母机把它背到天上投放。

莱杜克0.10正在被吊装到朗格多克机背上

朗格多克机背上的莱杜克0.10

同样使用冲压发动机的SS-N-26红宝石超音速反舰导弹,头部还是莱杜克当年的模样

莱杜克0.10在进行几次无动力滑翔飞行后,于1949年4月21日首次进行动力飞行。当天的试飞莱杜克0.10由母机搭载在332公里时速,3047米高度(10000英尺)投放,动力飞行进行了12分钟,速度达到了680公里/小时。

飞行中的莱杜克0.10

在之后的试飞中,莱杜克0.10最高时速达到了1040公里/小时(0.85马赫),最大高度达到11000米(36000英尺)。试飞证明了莱杜克0.10具有良好的操纵性,爬升率也超过同时代其他飞机。

莱杜克0.10建造了3架原型机,头两架分别于1951年和1952年坠毁,飞行员也受重伤。第三架为了在着陆时获得更好的操控性,在机翼两尖装上了透博梅卡的小型涡喷发动机,并被命名为莱杜克0.11,后又称为0.16。这架原型机在试飞中也出现机舱起雾,机翼强度不足,涡喷发动机可靠性不佳等问题,又被拆除翼尖的涡喷发动机换上翼尖油箱改回0.10的样式。第三架原型机在进行80多次试飞后被停用,后存放于巴黎航空航天博物馆。

巴黎航空航天博物馆中的莱杜克0.10

莱杜克机长10.25米,翼展10.50米,空重1700公斤,总重2800公斤。装一台莱杜克冲压发动机,推力15.7千牛(1600公斤),速度800公里/小时,试飞中最大达到1040公里/小时。

继0.10后,莱杜克和布雷盖又推出了升级版本的0.20,后改名为莱杜克0.21。

莱杜克0.21于1953年8月7日首飞。0.21机体相比0.10增大了30%,加长了头锥,并且在机翼两尖增加了副油箱,同时使用推力更大的发动机,还改进了控制机构和进气道结构。同样的,莱杜克0.21也需要母机载着升空。

工程技术团队和试飞员在莱杜克0.21前合影

朗格多克机背上的莱杜克0.21,飞行员正在登机

莱杜克0.21与母机脱离

莱杜克0.21作为0.10的进化版并未急于追求超音速性能,而是作为实用化的进一步尝试。从1953年到1956年莱杜克0.21制造了两架原型机并进行了系统的试飞。在试飞中莱杜克0.21最高速度达到了1163公里/小时(0.95马赫)。

莱杜克0.21的另一特色是头锥那全景式的座舱罩,为获得更好的气动性能,飞行员也以接近躺姿的姿势在小小的驾驶舱里操纵飞机。

莱杜克0.21

试飞员伊万·里托尔夫在艰难爬出莱杜克0.21座舱

莱杜克0.21长12.5米,翼展11.6米,高2.75米。空重3800公斤,总重6000公斤。装一台莱杜克64千牛(6525公斤)冲压发动机。最高速度1163公里/小时(0.95马赫),续航时间15分钟,最大升限20000米。

莱杜克0.21结构示意图

经过0.10和0.21两型验证机的试飞后,莱杜克正式迈出实用化的步伐,这就是莱杜克系列的最后一架莱杜克0.22。虽然0.22也是一架验证机,但0.22的设计是冲着2马赫战斗机去的。

莱杜克0.22采用更加尖锐修长的头锥,并使用前缘后掠角35°的后掠翼,翼尖油箱也更加流线,起落架布局也做了修改。另一重大改进是莱杜克0.22机身里还加装了一台斯奈克玛的阿塔尔涡喷发动机作为起降时的动力。

莱杜克0.22侧面照,更像一颗子弹或者像大号的葡萄糖注射液

莱杜克0.22结构示意图

莱杜克0.22除保留那别具特色的全景座舱罩外,逃生方式也改进为整体式。在飞行中意外发生时,整个头锥驾驶舱部分可以脱离,然后开伞下降,在这个下降过程中为飞行员赢得时间。飞行员可以再从驾驶舱里爬出来跳伞。

莱杜克0.22的试飞员让·萨拉伊

莱杜克0.22于1956年12月26日首飞,这次首飞是使用涡喷发动机作为动力的。在1957年5月18日的第34次试飞中,莱杜克0.22使用了冲压发动机。在1957年一整年,莱杜克0.22共进行了141次试飞。试飞证明了莱杜克0.22外形虽然怪异奇特,但还算一架可以飞的飞机。不足的是莱杜克0.22的机身设计并不符合超音速面积律,在接近音速时会产生巨大阻力。这也使莱杜克0.22在试飞中从未超过音速,更别提目标中的2马赫了。1958年,莱杜克0.22在一次滑行中损坏了机身。同年法国空军部也收缩开支取消了莱杜克的冲压发动机项目合同转而支持发展达索的幻影III。只制造了一架的莱杜克0.22被送进博物馆。

飞行中的莱杜克0.22

飞行中的莱杜克0.22

莱杜克0.22长18.21米,翼展9.95米,高4.5米。空重6380公斤,总重8995公斤。装一台莱杜克64千牛(6525公斤)推力冲压发动机,一台31千牛(3200公斤)推力斯奈克玛阿塔尔101涡喷发动机。最高速度1200公里/小时(0.98马赫),升限20000米。

莱杜克0.22三面图

莱杜克0.22座舱特写,顶部凸起是飞行员的潜望镜

莱杜克0.22座舱仪表

莱杜克0.22在1958年被取消后,莱杜克的公司也转营去做挖掘机的液压泵了。莱杜克本人也在十年后的1968年去世。而制造了莱杜克飞机的布雷盖公司,在1971年与达索合并成为达索·布雷盖。

巴黎航空航天博物馆的莱杜克0.22,依然在向游人诉说着它的过往

在莱杜克致力于把冲压发动机应用于飞机的同时,法国北方飞机公司也进行着相同的研究。北方飞机公司的Nord1500在1958年还飞出了2.19马赫的速度。但冲压发动机需要初速度启动的先天缺陷和当年耐高温材料跟不上等技术原因,冲压发动机最终未能成功应用于飞机上。时至今日,飞机的动力还是涡轮的天下。

Nord 1500狮鹫

全文完,谢谢观看。