星战武器上演“地球大战” 现实:天基武器正在试验阶段
2016年1月30日,近日,《星球大战7——原力觉醒》全球热映。自从1977年《星球大战》上映以来,吸引广大观众的,不仅是剧中那广袤浩瀚的宇宙,神秘莫测而又无所不在的原力,千奇百怪的异星风光和外星生物,还有绚烂夺目、让外星人胆寒的各种新式武器:X翼战机、Y翼战机、领结战机、死星……您知道吗,其实电影中的很多武器,现实中都有原型。
星战:起义军X翼战斗机
现实:大胆创意被美军否决了
X翼战斗机从1977年就出场了,是电影中起义军的主力机种。优秀的起义军飞行员就是驾驶这款战机,与帝国军进行殊死搏斗。最后,主角卢克也是驾驶X翼战机摧毁了帝国的超级武器——死星。影片中,X翼的双翼双轴对称本身就富有美感,而它在起飞、降落时还会进行变翼,看上去真是炫酷极了。
曾经有一位美国设计师司曲普,在30年代就设计过一款X翼战机SP6。他之所以把飞机造成双翼X型,可不是为了炫酷,而是为了解决飞机“低速起降、高速起飞”的矛盾。
最早的飞机是在20世纪造出来的,那时候发动机功率有限,飞行速度比现在慢得多。比如一战时,飞机时速只有100多公里,也就是个带翅膀的摩托车。速度既然慢,要获得足够的升力,就只能增大机翼面积。可是机翼太大了也麻烦,不但怕磕着碰着,在空中遇上乱流也不好控制。当时的解决办法就是用多个机翼重叠。所以看老电影上的战机,往往都是双层机翼,一战时德国著名的福克DR1战斗机是三层翼的。一战后发动机的功率大幅增加,飞机的速度也大幅提高,于是双翼、三翼飞机也简化成了单翼飞机。但是这也造成了一个麻烦:因为机翼面积小了,为获得升力,不但在空中要保持高速,在起飞降落时也必须达到高速。这不但需要更长的跑道,也大大增加了起降危险。
怎样解决这两者的矛盾呢?1935年,设计师司曲普给美国空军相关部门送上了他的设计:SP-6。大致来说,这架飞机有两副机翼,平时重叠在一起,等于一架单翼飞机;需要的时候,两副机翼分别向上方、下方打开,形成了X型的两副机翼,面积翻倍。这样,SP-6在起飞、降落时以双翼形式,可以用50公里的时速起降;而在空中时则变形为普通的单翼机,以500公里的时速飞行。
这确实是一个很有创意的设计,不过,美军相关官员并不感冒。他们觉得,这个设计过于复杂,又不成熟,最终拒绝了司曲普。事实上,以后的研究表明,这种X翼飞机通过变翼,虽然能获得低速下较大的升力,但是这种结构和不规则的外形既增加了重量,也容易出现故障,总之很难用。因此,X型飞机只能停留在了设计图上。
事实上,在《星战》中,我们可以看到X战机的驾驶员并没有在起飞阶段打开X型翼。相反,他们从起飞及在大气层中都是用的单翼模式,直到飞入太空进入战斗状态后才变成X翼,这主要是为了打开配属在翼上的武器系统。大约连“外空第一飞行员”卢克也觉得X翼的气动性能难以驾驭吧。
别说X型变翼这种设计了,就连几十年后,喷气式飞机设计师们提出的“变后掠翼”方案,在高飞和起降时改变机翼后掠角的大小,相当于把机翼“收拢”一下,也产生了诸多副作用:增加机身重量,减少机翼悬挂点,影响灵活度……但为了增加机动性,这些都是值得的,所以美制F-14、苏制米格23、欧洲狂风战斗机等三四代机均采用这种结构。直到70年代,著名的飞机设计大师鲁坦才把X型翼真正落实。那是一款叫作Quickie的微型单人飞机,重112千克,最大时速超过200千米。该机在座舱前方有带下反角的前翼,座舱后方则设置了带上反角的后翼,两对机翼成X型。