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“北京一号”,航空学子的毕业设计/

2021-01-26马之恒

大学生 2021年1期
关键词:航空学院偏振片罗盘

马之恒

在“北京一号”上,有一个叫作“天空罗盘”的零件

向往飞机的日子

通体黑色的P-61“黑寡妇”夜间战斗机,是我常常驻足的另一件展品。据介绍,这种第二次世界大战期间制造的战斗机仅有两架存世。能够亲眼见到它,让我觉得相当幸运。它硕大的机头上绘制着白色的蜘蛛网图案,在这个玻璃钢材质的雷达罩里,安装着当时全世界最先进的雷达系统,可以让飞机在漆黑的夜晚进行空中格斗。我喜欢站在它面前,想象着当年它夜空中猎杀的情景。

后来,北京航空航天大学博物馆收藏了一架来自英国的“鹞”式垂直起落战斗机。在当时的我看来,让一架固定翼飞机能够无需跑道,像直升机一样起飞降落,又能以远远超过直升机的速度飞行,实在称得上是奇迹。它的机身里有一台特制的“飞马”发动机,这种发动机的4个喷气口都可以根据需要转动方向。当它们向下或者向下后方喷气的时候,飞机就可以垂直起飞,或者大幅压缩起飞滑跑的距离。在童年的我眼中,“鹞”式和它使用的“飞马”发动机,都是先进得难以想象的高科技装备。

认识“北京一号”

展厅里,“北京一号”的机头正对着伊尔-14。它是架轻型客机,银灰色的机身上,有着醒目的红色涂装。当时我对它投去的唯一一瞥,是看一看说明牌上记载的性能数据。看到它连同飞行员在内只能运载10个人,而且最高时速刚刚超过300千米,我便彻底失去了兴趣。

升入中学,繁忙的课业使我只能暂时和这座喜爱的博物馆告别。没想到,我再次走进它的大门,竟然是在15年之后,我作为负责科技史栏目的科技记者,走近这些熟悉的飞机,以寻找选题的线索。

现在,当年露天停放的飞机都移进了新建的宽敞明亮的展厅。我第一次仔细观察“北京一号”,并开始对它刮目相看。这架下单翼布局的飞机装备了两台并不先进,结构也相对简单的活塞式发动机,以驱动同样简单的双叶螺旋桨。展厅里先进的电子触摸屏显示了更多的信息:这架飞机原本叫作“北航一号”,是1958年,在这座当时还被称为“北京航空学院”的校园里,师生们用100天时间手工制造的。作为新中国自行设计和制造的第一架民航客机,它被当时的北京市长彭真命名为“北京一号”,并在当年国庆节前夕顺利完成了首飞。

“北京一号”的制造是一项值得称道的壮举。巧合的是,几年之后我离开记者岗位,成为专职的科普作者,写作和编辑若干关于科技史的图书,为了弄清负责编辑的一本书中的几个关于航空史细节,我需要查阅一些书籍和报纸,又一次意外地接触到了不少关于这架飞机的资料。当年故事的细节,也因此在我的眼前越发清晰。

重温“北京一号”诞生

“北京一号”的计划,源自当年北京航空学院学生的毕业设计。今天工学或者农(林)学专业的大学生,提交的毕业设计往往是论文和设计图组成的生产执行方案;而在1957年的北京航空学院,校领导和教师们达成决议,采取教学与科研、生产与实践相结合的方式,完成毕业设计这个学习环节,也就是动手设计和制造一架“真实而完整”,能够真正飞行的飞机。

通体黑色的P-61“黑寡妇”夜间战斗机

在德国某博物馆拍的飞马发动机可旋转喷口细节

但对于研制什么机型,教师们又有两种不同的意见:一种方案是研制农用机,它只有一台发动机,结构更简单;另一种方案则是研制两台发动机的轻型客机,这虽然需要设计和制造更复杂的流线型机身,但两台发动机的布局会让飞机更安全,而且客机也比农用机更美观。最后,时任北京航空学院院长武光决定研制轻型客机,并在1958年2月,向周恩来总理汇报了这项自行研制飞机的计划。周总理当即表示支持,并且拨付经费用于这架飞机的研制。

即使是像“北京一号”这样尽可能简化结构的轻型支线运输机,也是复杂得惊人的机器。而在1958年的中国,现代工业体系还未完全建成,因此很多飞机零部件和材料尚不能自主制造,完全依赖于进口。因此,参与飞机设计和制造的学生,进行了一系列消除技术空白的科研攻关。

在“北京一号”上,有一个叫作“天空罗盘”的零件。现代飞机通常会使用罗盘来导航。但在地球上,有一些罗盘无法使用的区域。当飞机进入这些区域的时候,如果天气晴朗,飞行员可以通过观察太阳或星座的位置来导航;但如果恰逢阴雨天气,通过“天空罗盘”这种精密的偏光仪,观测天空中的偏振光,就成为一种备份的导航手段。以中国当时的化学工业水平,还不能生产天空罗盘所需的偏振片,甚至制造它的原料也只有极少量样品。

于是,负责制作偏振片的学生设法要到这些原料,小心地调成面糊状,放在一块玻璃板上,再用夹板夹住两端进行拉伸,制作出有方向性的薄膜。而后,他们再拿来另一片玻璃,把薄膜夹在中间,再经过一些修剪和微调,就得到了一个偏振片的代用品。在建造“北京一号”的奋战中,像这样自主研究甚至“土法上马”解决技术难题的故事,可以说不胜枚举。

即使以當时的标准来衡量,“北京一号”的性能也不算先进,但新中国毕竟勇敢地走出了自主研制客机的第一步。今天,世界竞争日趋激烈,面对尚未突破的技术短板,我们仍然需要这种敢于胜利的勇气。

责任编辑:朴添勤

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