通航科普：水上飞机黄金时代及百年兴衰史

　　在20世纪初的航空时代，水上飞机和水陆两栖飞机在航空业占据举足轻重的地位。由于不用修建机场和跑道，无论是开辟越洋航线还是用于战争，水上飞机都足以与当时的路基飞机分庭抗礼。尤其是上世纪二三十年代，水上飞机和水陆两栖飞机迎来了发展的黄金时代。

　　水上飞机诞生始末

　　水上飞机，顾名思义是指可以在水上起飞和降落的飞机。水上飞机分为船身式和浮筒式两种，船身式具有按水面滑行要求设计的船形机身，浮筒式则把陆上飞机的起落架换成浮筒。此外还有一些在船身或浮筒上装可收放的起落架，称为两栖飞机。

　　19世纪末至20世纪初，在全世界各地的航空先驱们不断实验飞行的同时，一部分人也将热情投入到水上飞机的研制与试飞中。

　　1905年7月18日，法国年轻的建筑师加布里埃尔·瓦赞驾驶着一架水上滑翔机，在塞纳河上进行拖曳试验。这架风筝式的滑翔机本身并没有动力，依靠拖曳升空。虽然它并不成功，但是这次试验的开创性，对后人有很多启发。

　　另一位出身于船舶世家的法国青年亨利·法布尔也投身于水上飞机的研制。年轻的法布尔继承了家族对大海的特殊感情。从1907年到1909年，他在水上和陆上进行了大量的基础性研究工作，其中最重要的工作是对浸入水中的翼面和浮筒所作的理论研究。

图：法布尔的“水机”

　　1909年，法布尔开始制造飞机。第一架样机装有3个浮筒和3台安扎尼发动机，但它未能飞起来。同年下半年，法布尔制造了第二架样机。这架单翼机的结构多处反映出设计师作为船舶制造者的背景。机身前部有一个浮筒，机翼下有两个浮筒，整体构架是木制的，而浮筒用胶合板制成。

　　1910年3月28日，法布尔设计的鸭式水上飞机，在他的家乡—马赛附近马尔提格港的海面上试飞，驾驶员是法布尔自己。在第一次试飞时，飞机以55公里/小时的速度在水面上滑行，第二次试飞中，飞机终于飞离了水面，直线飞行约500米。随后，法布尔又驾机试飞了两次，并作了小坡度转弯飞行，都非常成功。于是，世界上第一架依靠自身动力的浮筒式水上飞机就此诞生了。

　　只可惜仅仅一年后的1911年，在法布尔的另一架水上飞机因驾驶员的失误而坠毁后，他停止了研制水上飞机的工作，转而回到水面，为他人的飞机设计和制造浮筒。

　　借势战争的兴盛

　　就在法布尔水上飞机成功试飞的第二年，美国著名飞机设计师柯蒂斯驾驶着他的装有船身形大浮筒的双翼机在水面上起飞和降落成功，成为世界上第一架船身式水上飞机。这种飞机基本具备了后来我们常见的水上飞机的外形。

图：柯蒂斯是美国《时代》杂志1924年10月封面人物。

　　1914年，柯蒂斯研制成功H型双发船身式水上飞机，又在机身两侧加装了鳍翼，以增加水动力升力，很快又用安定翼取代了这些鳍翼，以提高浮力。在接下来的数十年时间里，在机身两侧加装安定翼，一直是水上飞机的主要特色。

　　柯蒂斯H型水上飞机的设计初衷，就是为了实现横跨大西洋的远距离飞行，因此为了携带足以使其航程达到近2000公里的燃料，其体形相对更大，3名机组人员也可以栖身在一个完全封闭的舱室内。H型水上飞机原计划于1914年8月飞越大西洋，却由于第一次世界大战的爆发而不得不中断。

　　由于具备跨洋与货运能力，所以两架H型原型机（后被称为H-2）很快就被英国皇家海军航空兵看中，当作巡逻与救援飞机使用，英国皇家海军还给飞机起了个昵称“美国人”。很快，英国皇家海军又分2次，共续订了62架H型飞机，并对这些飞机进行了加装炮架等军事化改装，正式命名为H-4。此后，柯蒂斯公司在外形与操作方式基本不变的条件下，不断增大体积，加装改良发动机，相继设计出H-8、H-12、H-16等机型，共生产500余架。这些飞机大量列装英美海军，打造了一支在一战期间大放异彩的H型机编队。

　　在一战前，欧洲许多著名的飞机制造厂也成功地研制了一大批水上飞机。1913年，法国专门设计了发射鱼雷的“博雷尔”型浮筒式水上飞机；同年，英国的肖特公司发明了机翼可以折叠的肖特166型浮筒式水上飞机；其改进型肖特184型水上飞机，在一战中成为有效的海战进攻武器。在1915年8月的加利波利战役中，由军舰携载的肖特型水上飞机，用鱼雷击沉了土耳其的补给船。

　　就在一战爆发前夕，英国索普威斯公司设计的“蝙蝠船”型水上飞机，依据对水动力特性的研究成果，机身腹部采用V型剖面，既可以减小飞机起飞离水时的阻力，又便于在水上滑行。它的发动机和推进式螺旋桨安装在机身上面很高的位置，可以防止海水喷溅损坏螺旋桨和腐蚀发动机。此外，“蝙蝠船”型水上飞机还装有可收放的起落架，是世界上第一种实用的水陆两用飞机。

　　在第一次世界大战中，水上飞机主要被海军用来执行侦察和校射任务，一般由战舰携载，在海面上起降，也被称为舰队的“眼睛”。

　　“施耐德杯”水上飞机竞速赛

图：施耐德杯。

　　雅克·施耐德是法国著名钢铁和军工大王施耐德的继承人，他酷爱摩托艇，对经营产业毫无兴趣。不幸的是，由于在一次严重的赛艇事故中受伤，使得施耐德不得不放弃驾驶飞机，但丝毫没有影响他对航空和飞行事业的兴趣与关心。他开始为各种航空竞赛和各大航空俱乐部提供支持。由于这段特殊的经历，使他对水上飞机情有独钟。

　　1911年，法国海军军官科诺参加了一个国际竞速飞行比赛，由于缺乏海军专用飞机，只好用陆基飞机代替。施耐德认为这种现象不正常，地球70%以上被水所覆盖，只要有水的地方，水上飞机都可以起飞和降落，而不需要兴建昂贵的机场。施耐德相信今后水上飞机在民用和战争中的作用将不可低估，同时水上飞机是最有希望解决跨洋远距离飞行问题的机种，必会大有作为。

　　为了促进水上飞机的发展，满足海军的需要，施耐德决定创立一项“水上飞机竞赛”，以鼓励航空制造业者制造出性能优良的水上飞机。虽然施耐德并没有用自己的名字命名赛事，但是“施耐德杯”这一名称却更为深入人心，逐渐成为这项比赛的代名词，并很快发展为历史上最负盛名的航空比赛。

　　1913年，在第一届“施耐德杯”国际水上飞机竞速比赛中，法国的一架“德佩迪桑”型水上飞机获胜，成绩为73.7公里/小时。1931年9月13日，在英国举行的“施耐德杯”飞行比赛中，一架超级马林S.6B型水上飞机创造了655.6公里/小时的飞行速度世界纪录。1934年，意大利的马基MC72型水上飞机又创造了709.209公里/小时新纪录，这一纪录一直保持到1988年才被打破。

　　图：Do.X这样的巨人也未免留有一些早年施耐德杯比赛飞艇的影子。

　　“施耐德杯”水上飞机竞速飞行活动，促进了飞机的气动力和水动力学方面的研究工作，对水上飞机和路基飞机的设计都产生了极大的影响。例如，英国在第二次世界大战中著名的“喷火”式战斗机，就是在超级马林S.6B型水上飞机基础上设计成功的。