世界第二款上天的噴氣式飛機,屬於二戰中表現一塌糊塗的義大利

早在飛機剛剛升空後不久,科學家們就發現了一個有趣的現象,那就是如果增加內燃機進氣口的進氣壓力能夠有效地提升發動機動力,而發動機排出的尾氣也蘊含著不少的能力,並且尾氣中還有少量未被燃燒的燃料。這兩個發現直接促使了後來尾氣渦輪增壓技術和燃氣渦輪機技術的發展。

世界第二款上天的噴氣式飛機,屬於二戰中表現一塌糊塗的義大利

卡普羅尼。卡皮尼N。1驗證機

一戰左右科學家們已經意識到燃燒的火焰具有產生類似風的氣流能力,問題就在於如何掌握這股能量,以及如何將它放大到實用階段。最早使用這股能量的方法很簡單,就是直接在飛機尾氣管上接上一節燃燒室,向裡面直接注入霧化的燃料,藉助尾氣高溫點燃,從而達到類似於火箭的效果,這種結構後來發展成加力燃燒室。

但是要想丟掉活塞,直接用火焰產生動力可不是一件簡單的事,當時被人們形容是“在颶風中點燃打火機”。經過反覆的論證,到三十年代科學家們已經普遍接受了用火焰驅動輪機,再用與輪機相聯的壓氣輪機不斷的吸入足夠壓強的空氣維持燃燒,這一理念就是今天渦輪發動機的基本原理。由於當時精密裝置製造困難,耐高溫材料和空氣動力認識上的差距,長久以來人們一直沒有造出擁有足夠動力的噴氣發動機。

世界第二款上天的噴氣式飛機,屬於二戰中表現一塌糊塗的義大利

正在地面實驗的噴氣式發動機

和人們普遍看法相悖的是,義大利雖然在兩次世界大戰中都表現糟糕,但是義大利的航空工業在當時卻是世界頂級的,不僅勇於創新,而且取得了不小的成就。1940年8月,義大利率先完成了噴氣式飛機上天的壯舉(當時因為德國隱瞞了He178號噴氣式飛機的飛行,因此在相當長的時間裡國際都以為這是第一次,事實上德國在一年前已經完成了),此舉被世界媒體報道成航空事業的壯舉,瑞士航空協會將其作為第一次噴氣式飛機升空載入記錄。當時共有33個國家發去賀電,其中包括正與義大利開戰的盟軍。

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早期噴氣式驗證機

此次試飛的飛機是義大利飛機設計大師卡皮尼,他於1929年在大學畢業後就專注於噴氣式飛機的研發,他曾發表了論文闡述噴氣式動力的基本原理,並獲得了一些專利權,但是空軍對他的設想並不感興趣,1931年他成立了噴氣飛機和船隻公司,在他原有的技術基礎上設計了一艘噴氣式摩托艇,這艘摩托艇只有一艘9馬力的發動機給離心泵提供動力,透過調節噴嘴方向起到方向舵的效果。試航的時候摩托艇跑出了28節以上的速度,這次終於引起有關部門的注意了,隨即卡皮尼接到了一份製造小型實驗噴氣式發動機的合同。

1934年卡皮尼準備之作3架飛機,一架用於靜態研究,兩架用於試飛。這種原型機和當時其他國家的一樣,都是直接採用螺旋槳飛機的結構進行的改動。該機採用全金屬結構、下單翼佈局,發動機結構貫穿整個飛機內部,採用機頭進氣,駕駛員相當於是騎在發動機外殼上的,駕駛艙能夠加壓密封。

世界第二款上天的噴氣式飛機,屬於二戰中表現一塌糊塗的義大利

驗證機的機身

因為當時技術條件的限制,發動機被做得很長,空氣在修長的機身內涵道進行壓縮,而壓縮機的葉片簡直就像是電風扇葉片一樣簡陋。進入進氣口的空氣經過三級壓縮,隨後進入燃燒室,在這裡有2個噴嘴噴注霧化燃油並點燃,加熱膨脹以及燃燒膨脹的尾氣從飛機尾部噴出,產生推動飛機前進的動力。

雖然頂著第一架升空的噴氣式飛機頭銜,實際上該機並非絕對噴氣機,而且連試飛員都對它評價很低。具體是發動機沒有燃氣輪機,只不過是將燃料在加壓的空氣中燃燒而已,其產生動力的部件就像V2火箭的發動機結構一樣,而且動力低下,飛機的飛行速度還不如活塞式飛機,沒有起到應有的速度優勢。另一個問題就是三級空氣壓縮機的動力是由額外的活塞式發動機提供的,不能算是噴氣式發動機“自給自足”。所以這個“第一架”噴氣式飛機其實是個四不像,僅僅是一種驗證機型。

世界第二款上天的噴氣式飛機,屬於二戰中表現一塌糊塗的義大利

驗證機

僅有的兩架原型機的命運也很坎坷,一架因為盟軍的轟炸被損毀,另一架被英軍繳獲。當時英國正在進行離心式噴氣發動機的研製,迫切想要了解義大利在這方面的科技進步如何,最好是能從中吸取一些經驗,這架倒黴的飛機遭到了拆解研究,最後殘骸都不知道哪兒去了,也許拆開之後英國科學家是十分失望的,因為可供學習的東西實在是太少了。

世界第二款上天的噴氣式飛機,屬於二戰中表現一塌糊塗的義大利

博物館裡的驗證機

戰後卡皮尼在1948年移居美國,開始為波音公司工作,先後參與或主導了直升機用渦輪軸發動機、YB-49水翼轟炸機、B-52轟炸機 等專案,76歲時在義大利病逝。果然人才到哪兒都吃香。

而世界第一架噴氣式飛機的頭銜,因為戰後各種檔案的揭秘,人們意識到德國科學家走在了前面,並且德國的那架才是真正意義上的噴氣式飛機,於是義大利只能屈居第二了。

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