利皮施博士的战斗电吹风——Aerodyne

军心安营扎寨 2024-04-10 21:40:39

“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案310

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Aerodyne 攻击型号想象图,转自 unicraft. model

突破传统

莱特兄弟发明现代飞机的一百多年以来,飞机的基本构成没有多大变化,飞行者1号和的F-35战斗机都是由机身、机翼以及发动机组成。但这并不代表这些年来没有人试图推翻这些基本元素,本文的主角就是一个有趣的例子。@nordland 今日头条 原创首发

第二次世界大战期之后的全球性的航空繁荣阶段。对新飞机的需求很高,因此航空设计师和工程师不断进创新。这导致这一时期出现了一些奇怪的概念化设计。其中之一是 利皮施的 Aerodyne,这个概念设计基本上颠覆了延续至今的飞机基本要素。

Thomas Brückelt的模型

利皮施博士

Aerodyne只是德国飞机设计师亚历山大·利皮施的众多发明之一。亚历山大·马丁·利皮施(Alexander Martin Lippisch),1894年11月2日出生于巴伐利亚王国的慕尼黑,早年学习艺术,1915 年至 1918 年在德国陆军服役期间,利皮施 有机会成为一名航空摄影师和测绘员。

亚历山大·利皮施博士

一战后,利皮施与齐柏林飞艇公司合作,正是在这个时候,他第一次对无尾飞机产生了兴趣。1921 年,他和朋友 Gottlob Espenlaub 建造的第一个设计Espenlaub E-2 滑翔机。这是一项研究计划的开始,该计划将在整个 1920 年代和 1930 年代产生大约 50 种滑翔机设计。

利皮施和他设计的华兴街

1928 年,参加了弗里茨·冯·欧宝 (Fritz von Opel) 的欧宝 RAK 计划,建造了第一架使用火箭动力的飞机。1939年初,帝国航空部将利皮施和他的团队调到奥格斯堡的梅塞施密特工厂工作,利皮施额任务是设计一种火箭动力的高速战斗机,这架飞机最终成为梅塞施密特Me 163。

梅塞施密特Me 163

像许多德国科学家一样,利皮施在战后被“回形针行动”带到美国。他曾在白沙导弹靶场工作。有几年时间为受雇于康维尔公司提供三角翼的咨询,这些工作将用于XF-92,F-102三角洲剑,F-106三角标枪和B-58盗贼等项目,从 1950 年到 1964 年,利皮施在爱荷华州锡达拉皮兹的柯林斯无线电公司工作,服务于该公司的航空部门。他的兴趣转向了地面效应,设计了一架翼型船研究水上飞机X-112。

1966年利皮施从癌症康复后,他成立了自己的研究公司利皮施研究公司(Lippisch Research Corporation),战后利皮施专项未来主义设计风格,提出了很多激进设计概念,就包括本文的主角Aerodyne。

Aerodyne

Aerodyne是个新造的词汇,是代表航空的Aero和动态的dyne组合。我实在是找不到合适的中文翻译,音译成奥戴估计越南人肯定不干。

Aerodyne是由利皮施博士对未来航空和飞机的看法所塑造的。利皮施博士认为,从结构上现代飞机仍然是“驱动的滑翔机”。因此大多数现代有翼飞机和滑翔机一样从空气阻力中获得升力。机翼的主要目的是将大量空气向下偏转,这反过来又会产生向上的反作用力。然而,如果同样的推进质量的空气被引导到涵道中,那么它也可以产生相同的反作用力,使飞行器保持漂浮。这个想法有可能使普通的机翼过时。

Aerodyne原理

利皮施早期模型

Aerodyne

由于机翼阻力的缺点,现代飞机可以达到更高的速度,包括能够进行更高效的超音速飞行。在利皮施的构想中,Aerodyne的机身由一个大型涵道和内部的螺旋桨组成,推力可以在垂直起飞和着陆的时候通过涵道后方的百叶窗转向下方。

专利图

整个机身没有机翼,平飞时升力完全由涵道提供,座舱被大型涵道挤到尾部,和垂尾融合在一起。和利皮施在二战中设计的三角翼喷气式战斗机P.13方案类似。把垂尾看做手柄的话,Aerodyne的整体结构和电吹风差不多。

P.13方案

Aerodyne是可以实现垂直起降(VTOL)的,起飞阶段使用单个涵道风扇结合百叶窗襟翼产生推力,在平飞阶段由涵道外壳本身产生生力。在起飞转换为平飞的阶段两者兼而有之。Aerodyne能够在悬停和完全向前飞行之间的整个飞行范围内进行转向和机动飞行。

为了平飞稳定性,Aerodyne后部具有传统的尾翼单元,从而可以控制俯仰和偏航。aerodyne可以作为空中侦察常规或舰载无人机也可以有人驾驶。如果携带武器,将可作为攻击机使用。

柯林斯Aerodyne

柯林斯 Aerodyne

1959 年,利皮施获得了 Aerodyne 的美国专利号 2,918,230。当时他在老东家柯林斯无线电公司工作,柯林斯开发了一个大型验证模型,称其为柯林斯 Aerodyne。

柯林斯Aerodyne 拆掉蒙皮的结构

柯林斯 Aerodyne

柯林斯 Aerodyne带有动力和百叶窗式“襟翼”和控制系统,桶状机身内的螺旋桨由两台莱康明 0435 发动机提供动力,随后在NASA艾姆斯研究中心的40英尺乘80英尺的大型风洞中进行了广泛测试。

风洞测试

但在1964年,利皮施患上了癌症,不得不辞去柯林斯公司的职务,因此Aerodyne的工作中段。柯林斯 Aerodyne没有在风洞外进行测试。

道尼尔 Aerodyne

道尼尔 Aerodyne 试飞中

1966年利皮施康复后建立了自己的独立公司,此时道尼尔公司看上了Aerodyne方案,双发达成合作,在联邦德国政府的资助下,1972年道尼尔使用利皮施的技术开发了一架无人验证机,称其为道尼尔Aerodyne。

利皮施博士和道尼尔Aerodyne模型

道尼尔 Aerodyne模型和原型机

道尼尔 Aerodyne模型

道尼尔公司的最终目标是为联邦德国开发一架垂直起降的无人侦察机。道尼尔Aerodyne在在1972年9月18日进行了首次飞行测试。

道尼尔 Aerodyne原型机

1972年11月30 日,在飞机成功进行悬停飞行测试后,开发工作结束。虽然测试结果验证了利皮施方案的可行性,但是由于德国联邦国防军对项目缺乏兴趣,实验没有继续进行。道尼尔还有进一步放大的双发版本,不过也没有机会验证。

回归博物馆

Aerodyne可以说是利皮施晚年一系列未来主义设计中最现实的一个,也是唯一一个完成模型验证的方案。他的其他项目本系列会持续分析。道尼尔的Aerodyne原型机现在在施莱斯海姆德意志博物馆展出。几十年后,Aerodyne概念的古怪外观仍然是航空爱好者的惊喜和好奇心的源泉。@nordland 今日头条 原创首发

道尼尔 Aerodyne参数

长度:5.5 米(18 英尺)

宽度:1.9 米(6 英尺 3 英寸)

风扇直径:1.1 米(3 英尺 7 英寸)

发动机:1 MTU 6022 A-3,370 轴马力 (280 kW)

总重量:435 千克(959 磅)

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