2020年12月7日,人類歷史上公認的第一個駕駛飛機突破音速的飛行員耶格爾去世,享年97歲。他在前半生努力成為一名王牌飛行員,後半生則為新的戰機試飛做出巨大貢獻。儘管現代戰鬥機突破音速是一項基本技能,但在1947年10月14日之前,超音速飛行對人類來講則是一個無法逾越的巔峰,為突破超音速飛行人類曾付出慘重代價。
■X-1驗證機入口非常狹小,機頭用英文寫著"迷人的格蘭尼絲",格蘭尼絲是耶格爾的妻子。
1887年,奧地利物理學家恩斯特·馬赫發表了關於物體超音速運動的文章,這是人類首次認識到了物體在超音速運動時會產生音爆,但在當時沒有人相信物體能夠突破音速。1939年,德國空氣動力學專家利佩什驗證了三角翼設計符合超音速飛行的要求,他也堅信人類能夠實現超音速飛行。1941年10月2日,利佩什參與設計的Me-163戰機在4000米高度點火併進行俯衝加速,最大飛行速度達到了0.84馬赫。可惜由於當時正值二戰期間,德國已無法提供一個安穩的環境供利佩什專心研究超音速飛機。加上當時航空界普遍認為音速是飛行的極限,導致人類的首次超音速飛行就這樣錯過了。但認為飛機能夠實現超音速的人也不少,理由是子彈的飛行速度能夠突破音速,那麼飛機也是沒有問題的,只是由於技術所限一時沒能實現而已。
■Me-163由液體火箭提供動力,也是二戰時期唯一一款投入實戰的火箭戰鬥機。由於可靠性不佳,飛行員因事故遇難的人數比戰鬥中死亡的人數還要多。
前蘇聯也緊隨德國之後對超音速飛機進行研究,並在1942年5月2日完成了對Bi-1飛機的試飛。但在1943年試飛中,Bi-3俯衝時無法突破音障失控墜毀,試飛員巴赫奇萬吉遇難。二戰結束後,前蘇聯加速研製後掠翼超音速飛機。1948年底,1架經過改裝的拉-160戰機在俯衝狀態下突破音速。1950年2月1日,米格-17原型機SI-01平飛時速度達到1.03馬赫,但隨後在3月20日試飛中突然解體墜毀,試飛員遇難。
■米格-17原型SI-2。相比美國來講蘇聯戰機進入超音速時代要晚一些。
二戰結束之後,美國國家航空諮詢委員會(即NACA,NASA的前身)和貝爾公司合作開發了一款名為X-1的驗證機,專門用於突破超音速飛行。為了提高飛機的堅固性,X-1機身是按照12.7毫米口徑子彈模型設計的。動力則由1臺XLR-11四噴火箭發動機提供,燃料是液氧/酒精混合物。飛行時由1架B-29轟炸機攜帶到一定高度投放,然後飛機的火箭發動機點火進行加速。第一代X-1驗證機一共有3架,1947年10月14日,耶格爾駕駛著編號為46-062的X-1驗證機在試飛時達到了1.06馬赫的速度,地面人員也聽到了雷鳴一般的音爆。X-1驗證機的試飛員們經過至少69次的試飛終於實現了超音速飛行,此時距離馬赫發表超音速論文已達60年之久。
■DH-108原型TG-306,傑弗裡·德·哈維蘭1946年9月27日駕駛這架飛機試飛時遇難。他的弟弟約翰·德·哈維蘭在1943年8月23日試飛"蚊"式戰機時遇難。
幾乎與X-1項目同時進行的還有英國德·哈維蘭公司的DH-108超音速驗證機,後者採用無尾後掠翼設計。DH-108的3架原型機編號分別為TG-283、TG-306和VW-120。不幸的是TG-306在1946年9月27日墜毀,試飛員傑弗裡·德·哈維蘭遇難。VW-120在1950年2月15日墜毀,試飛員穆勒·布朗德遇難。最後1架TG-283也沒能逃過厄運,1950年5月1日墜毀,試飛員喬治·根德斯遇難。一系列的失敗不僅終結了DH-108項目,也給德·哈維蘭本人造成重大打擊。
飛行是一門充滿危險的科學,每一次技術跨越的背後都是風險倍增的挑戰。從人類第一次知道音障到突破音障花了60年時間,多款戰機的試飛次數累積高達數百次。為早日突破音障,光是有記錄的飛機解體事故就有5起,造成5名試飛員遇難。好在他們的努力沒有白費,他們用生命和鮮血得到的經驗及教訓,對當今飛機的設計與製造仍然發揮著巨大作用。(文/一簡堂)