飞机结构一百年（下）

一战后的飞机结构

　　第一次世界大战期间的飞机结构科技发展非常迅速，战后由于缺少刺激而使步伐变慢。大战期间各国共生产超过15万架的飞机，大部分使用木材制造，使得木料来源濒临枯竭，大战末期由于杉木缺乏，设计人员只得采用夹板而非实木来设计支柱和翼梁。也由于木材的供应有问题，英国的航空部（Air Ministry）宣布未来英国飞机将采用全金属的设计，不过二战时期英国著名的蚊式战斗机（Mosquito），还是以三合板做为结构材料，该机也是全世界最后一架全木制生产型飞机。

　　1919年，容克斯把J.10的经验融入单发民用机F.13的设计里。这是一架全金属、铝质波纹蒙皮、悬臂式下单翼飞机，可乘坐两名机组和四名乘客，时速167公里，到1932年底共生产了350架。接着是可乘坐15名乘客，时速278公里，非常成功的Ju 52民航机，并成为纳粹德国空军第二次世界大战时的空运主力。Ju 52是下单翼机，方方正正的机身覆盖铝质波纹蒙皮，看外观就是典型容克斯飞机，机鼻和左右机翼的发动机舱内共安装3具星型发动机。

等待最后组装的F.13

容克斯波纹蒙皮的代表作——Ju 52

　　美国福特汽车公司（Ford Motor Company）从1926年起也开始生产外型方正、全金属、厚实上单翼、波纹蒙皮、和Ju 52一样3具发动机的“锡天鹅”（Tin Goose）3发飞机（Trimotor），该机可乘坐12名乘客、时速232公里。虽然福特和容克斯的波纹蒙皮非常耐用，但蒙皮事实上承受的负载很少，却产生不小的风阻，以结构效率而言这种设计没什么前途。

同样是波纹蒙皮三发的福特“锡天鹅”

　　1916年，一位二十多岁热衷于飞机的年轻小伙子诺斯洛普毛遂自荐加入加州圣芭芭拉，由劳黑德兄弟创立才一年的劳黑德飞机制造公司，他最初负责设计F-1（Flying Boat No.1）的机身外形，接着则设计翼展长达22.86米的机翼。F-1是一架双发、可乘坐10名乘客的双翼水上飞机，也是当时全世界最大的飞机，1918年3月28日由阿伦进行首飞。

约翰·诺斯洛普

坐在F-1水上飞机座舱中的劳黑德兄弟，左边是马尔科姆，右边是阿伦

　　F-1的飞行性能非常优越，美国海军也有所耳闻。阿伦应海军的要求把飞机飞到圣地亚哥的北岛（North Island）进行评估测试，不过美国海军当时才刚订购了寇蒂斯HS-2L（Curtiss HS-2L）水上飞机机，因此在进行了3个月的测试后，只与劳黑德签约制造两架改进型飞机，并请他们为海军代工制造HS-2L。

劳黑德F-1水上飞机

　　一战结束后，军方的代工合约马上取消，公司的生存立即遭遇严重的威胁，但劳黑德兄弟与诺斯洛普仍不气馁，准备生产一种新型大众化的单人双翼小飞机S-1以挽救公司。大概是受到诺斯罗普当初设计F-1船式机身的经验影响，S-1最大特征就是半硬壳式机身。

劳黑德S-1运动飞机

S-1硬壳机身的制造模具

　　劳黑德的S-1机身也和“竞赛者”号一样采用两片式接合制造，不过这两片壳状半机身是由三层杉木条在混凝土模子内靠模成形，然后只需20分钟就能定位并高温胶合，机身外形有如子弹，气动效率非常好。S-1于1920年首飞，但没卖出半架，这不是S-1不够好，而是当时市场上充斥着一大堆战时生产的飞机，不论新旧正贱价抛售。劳黑德公司因此关门大吉，诺斯罗普也跳槽到位加州圣塔莫尼卡的道格拉斯飞机制造公司（Douglas Aircraft Company）。劳黑德公司歇业后，对航空工业仍然满怀热情的阿伦于1926年在好莱坞创立了洛克希德飞机公司（Lockheed Aircraft Company），并立即邀请诺斯洛普返回公司任职，共同设计生产一架全木制7座单发小飞机、具有6.35毫米厚木板制造的半硬壳式机身、超流线外形、全封闭式客舱、悬臂式上单翼。这架飞机被诺斯罗普命名为“织女星”（Vega），巡航速度每小时287公里，该机于1928年7月4日首飞，很快就成为成功的商务客机。“织女星”之所以能在飞机结构发展史上占据特别重要的地方，是因为该机证明了在提供相同机内空间的情况下，半硬壳式机身结构能比传统的衍架式设计减少35%横截面面积，因此降低了风阻，减轻了飞机的重量，让飞机有更好的性能、载运更多的旅客。“织女星”的成功设计很快就在全世界流行开来，也影响了大型运输飞机的设计理念。

第一架“织女星”NX913

“织女星”的硬壳机身