當前位置:
首頁 > 軍情 > 追風者列傳:人類飛行器挑戰颶風奮鬥史

追風者列傳:人類飛行器挑戰颶風奮鬥史

小火箭出品

本文作者:邢強博士

本文共6707字,43圖。預計閱讀時間:30分鐘

根據美國國家颶風中心的報告,2017年9月10日,颶風「艾爾瑪」已經升級為5級。也就是說,這是人類對颶風有級別劃分概念(1969年辛普森博士劃分)以來,又一次出現最高級別的颶風。

「艾爾瑪」颶風的風速高達257.5公里/小時(71.53米/秒),是大西洋上至少50年以來的最強颶風。即使此後其級別會下調至四級,但其破壞力仍不可小覷。

人類是從何時開始對颱風和颶風進行追蹤的呢?

關於風,我們了解多少?

小火箭在本文提起幾番舊事,展望幾眼未來。

謹以此文來回顧人類用智慧和勇氣去探求風之飄逸和自然之偉力的傳奇,以此文來闡述飛行器在人類向造物索取真知的過程中起到的重要作用。

御風

庄生曉夢,迷醉了幾隻蝴蝶?北冥有魚,起而為鵬,大鵬那如垂天巨雲的雙翅揮動之中,轉瞬間已過千載歲月。

小火箭讀《逍遙遊》,感受到了莊子對飛行的渴望。

那翩翩起舞的蝶,那遮天蔽日的鵬,那乘天地之正的逍遙,那摶扶搖而上者九萬里的快速的爬升率和強大的巡航能力都讓小火箭感受到,莊子其實和咱們一樣,也是研究飛行器的工程師,只可惜囿於時代,太多設想只能寄情於風,託付給月。

當小火箭讀到《逍遙遊》的列子御風一段時,突然發現,列子或許是人類最早的追風者。圖為明代張路繪製的列子御風圖。

「夫列子御風而行,泠然善也,旬有五日而反。彼於致福者,未數數然也。此雖免乎行,猶有所待者也。若夫乘天地之正,而御六氣之辯,以游無窮者,彼且惡乎待哉!」

小火箭譯:列子駕馭風進行飛行,輕盈之姿妙極了。他飛出去十五天後返航,這種幸福的體驗,世所罕見了。不過,列子雖然免去了步行之苦,但終究還是要憑藉風的力量。如果他能夠參透天地運行的奧秘,那就可以遨遊無窮之境,那就更厲害了哇!

且不論後面莊子那句葡萄酸的話,亦或是得道之人確有逍遙之術,單從能夠駕馭大風,在天上飛了15天又返航這一件事上,我們至少能夠看到古時候的人對人與風之間的關係還是有期待的。

列子御風,或許是有關追風者和御風者最早的記載了。

鬥風

而有關人類與大風的親密接觸的確切記載,出現在第二次世界大戰期間。那是一段有史以來,人類第一次駕駛飛機沖入颶風的風眼又平安返航的傳奇。

而這段傳奇,起因於一款經典的教練機與一場跨越大西洋的嘲諷與反嘲諷。

小火箭從1935年說起吧!

1935年4月1日,北美飛機公司研製的T-6初級教練機首飛成功。這種採用串列式雙座、懸臂式下單翼布局的螺旋槳飛機成為了初級教練機的事實標準。

該機定位明確,性能優異,其15495架的產量本身也已經能夠證明很多東西了。

T-6昵稱為德克薩斯人,一開始是為美國陸軍航空隊量身打造的。不過,英國皇家空軍早早地也看上了這款飛機。

實際上,該機早期給美國陸軍航空隊交付了180架的同時,給英國皇家空軍也足足交付了400架。後來,美國海軍航空兵分兩批分別訂購了16架和61架。

該機在美國陸軍航空隊被稱作AT-6,在美國海軍航空兵名為SNJ,在英國皇家空軍,則被叫做哈佛,嗯就是美國哈佛大學那個哈佛。

再後來,第二次世界大戰爆發,德克薩斯人教練機給各個用戶的交貨量激增,幾乎每一批次都以千計了。

上圖鋪天蓋地的德克薩斯人教練機是英國皇家空軍的航空學校正在進行戰鬥機飛行員的教學訓練。

姑娘們正在清洗一架美國海軍航空兵的SNJ德克薩斯人教練機。攝於第二次世界大戰期間的美國佛羅里達州傑克森維爾。

木秀於林,風必摧之;堆出於岸,流必湍之;行高於人,眾必非之。

三國時期的魏人李康在其《運命論》中有過這樣的論斷。才能或品行出眾的人,容易受到嫉妒和非議,AT-6這款優秀的教練機當然也難逃此命運。

二戰爆發後不久,英國皇家空軍的一些飛行學員就開始對這款教練機有負面的評價了。

而當他們看到美國陸軍航空隊的飛行學校有這樣一條規定時,更是對飛機發出了刻薄的話語。

「飛行學校規定,當出現颶風、雷暴或其他極端天氣時,教官與學員均不得駕駛AT-6升空。」

這原本是一條非常合理的規定。颶風來襲時,還駕駛飛機飛上天空並不是一種看起來很明智的行為。

或許是高緯度地區的英國和加拿大小夥子們沒有見過真正的颶風,或許是他們得知這款教練機是美國人的設計而非大英帝國之作,總之,他們當中有人這樣認為:

要麼是AT-6這款飛機的操縱性能和結構強度不行,要麼是美國人的飛行技術不行,否則怎麼有點兒風吹草動,整個飛行學校的飛機都要趴窩呢!

這句話,最終傳到了美國陸軍航空隊的飛行教官約瑟夫·達克沃斯耳中。

約瑟夫·達克沃斯,1902年生於美國喬治亞洲的薩凡納(就是電影《阿甘正傳》在長椅上講故事那段的取景地),1927年,酷愛飛行的達克沃斯成為了一名飛行學員。

學成之後,他先後為福特公司和寇蒂斯-萊特公司駕駛飛機,後來則成為了美國東方航空公司的專職飛行員。

第二次世界大戰爆發後,達克沃斯因駕駛技術高超而被美國陸軍航空隊特別徵召為戰鬥機與轟炸機飛行員飛行教官。

在任教期間,他被小夥子們的飛行習慣震驚了。老航空隊的飛行員給小夥子們傳遞了一些不太好的飛行習慣。

其中一項是達克沃斯最無法容忍的:飛行憑藉感覺,而對儀錶和飛行力學熟視無睹。

上圖左側是AT-6教練機的學員座位儀錶盤,右側為教官座位儀錶盤。可以看到,這些儀錶與如今轎車的儀錶相比,並沒有複雜太多。不過,有關飛行高度、速度和飛行器姿態還有發動機工作狀態的信息對於飛行員來說,是至關重要的。

達克沃斯致力於讓飛行員樹立起熟悉和信任飛行儀錶而不是自己感覺的理念,並開發了大量藉助飛行儀錶在惡劣天氣中飛行的技術。

當時的老飛行員大多藉助目視來判斷飛行器的狀態,因此難以保證在夜間或者天氣較差的環境中的安全飛行。

達克沃斯在二戰初期的努力,讓其獲得了一個美稱:儀錶飛行之父

1943年7月27日,在德克薩斯州高級飛行學校的達克沃斯和幾個英國飛行學員吃早飯。

這一天的早飯,大家吃得比較悠閑,因為有預報說颶風會在今天或者今後幾天內光臨德克薩斯州。

41歲的達克沃斯在這些人當中,並不顯老。因為這些英國飛行員並不是新兵蛋子,而是英國的飛行老手。他們受盟軍指揮高層的命令,前來向達克沃斯學習儀錶飛行技術。

達克沃斯此時已經是一位出名的飛行教官了。數據證明,他對飛機儀錶作用的判斷是正確的。

二戰爆發後的第3年,他的學員數量增加了1倍,而訓練中的飛行事故率卻大幅降低了44%

但是,很明顯,來學習的英國飛行老手則不吃這一套。正如比較愚蠢的人總是以為經驗可以代替知識本身一樣,他們認為飛行經驗和感覺才是最重要的。

其中,有老飛行員在早餐的閑聊中,半開玩笑地對達克沃斯說:

預報說,有颶風要登陸德克薩斯州,學校的AT-6又得停飛了吧!依我看,在飛行學習過程中出現的大量墜毀事故大多都可以歸咎於你們美國人設計和製造的飛機沒有足夠的結構強度。還有,開飛機,不抬頭看看天,轉頭看看地,而去低頭看什麼儀錶,這豈不是書獃子的做法?

和達克沃斯一同陪英國飛行老手們吃早餐的還有一位美國飛行員,名叫拉爾夫·奧黑爾。他來打圓場:

AT-6教練機生產了那麼多,有幾架出點狀況是可以理解的。但是不能說所有的AT-6都有問題。另外,儀錶飛行還是有用的。你們是老飛行員,經驗豐富,但是這種經驗需要經過大量練習才能得到。在提高訓練水平方面,多看看儀錶有好處。還有,要是遇到陰雨天氣,看不到太陽,看不清地面,儀錶的作用就大了。

但是,早就不滿的老飛行員們不依不饒:

我看未必!我看你們遇到陰雨天氣,乾脆就不飛了,飛機都用不上了,還用得著什麼儀錶么!

英國飛行員們哄堂大笑。

達克沃斯微笑著站起來:

先生們,我這就開著AT-6教練機去颶風裡兜一圈。如果我和飛機能一起安全回來,記得請我喝一杯金湯力!

剛剛為大家打圓場的拉爾夫·奧黑爾也站了起來。他志願為達克沃斯當領航員。

就這樣,早飯沒吃完,達克沃斯和奧黑爾就急匆匆地走到了機場跑道邊,招呼一位工程師給一架AT-6加滿油後,就先後跳進了駕駛艙。

他們知道,時間不等人。這是嚴重違反學校規定的做法,如果傳到基地領導耳中,這個賭一定會被叫停的。另外,颶風的軌跡不明,儘早起飛能夠早些發現,方便他們追上去穿越風眼。

公元1943年7月27日,達克沃斯和奧黑爾駕駛AT-6教練機起飛。

不久,他們就發現了颶風的蹤跡。他們之前的擔心是多餘的,颶風根本就不難找!就在不遠處的地平線上,捲動的雲層和偶爾迸發出的閃電亮光十分壯觀。

此時,飛機上的通話燈閃動,是德克薩斯休斯頓塔台的緊急呼叫:

「這裡是休斯頓,請報告你們的預計航線,你們是未經許可起飛的飛行器,報告你們的身份和飛行目的。」

領航員奧黑爾回答:

「我們是美國陸軍航空隊的飛行教官和領航員,在執行颶風追逐任務,請予以協助! 」

休斯頓塔台:

「請明確回答颶風追逐是任務代號,還是你們真的要去追一場颶風?你們前方就是一場巨大的颶風,情況危險,建議返航!」

奧黑爾:

「我們要穿越颶風,然後再返航。通話結束!」

休斯頓塔台:

「這裡是休斯頓塔台。如果你們執意前往颶風,請明確告知我們飛行器型號,是否有彈藥,以及乘員數量,這將給我們事後的搜救工作提供極大的方便。」

沒有回復。

說話間,他們已經飛入了大風區。AT-6劇烈地顛簸起來。

達克沃斯注意到,此時沒有給飛機加油門,也沒有拉杆,而飛機卻在明顯地爬升。他看了看儀錶,估計了飛行器地速與風速的關係,認為這是前方來流形成的大逆風環境造成的。

於是,他沒有去壓桿,更沒有去收油門,因為這與平時的抬頭現象是不同的。達克沃斯反而配合蹬舵和拉杆,加足馬力做了個半滾轉機動。

AT-6裝備有1台普拉特惠特尼(普惠)R1340發動機。這款有著600馬力峰值功率的單排九氣缸氣冷星型發動機的排量為22升,這是普惠公司的第一款航空發動機,是後來赫赫有名的黃蜂系列發動機的開山之作。

迎著狂風,AT-6的機身和駕駛艙蓋被不知什麼物體叮叮噹噹地撞擊著。

達克沃斯有著高超的駕駛技術,但在接近颶風風眼的時候,飛機還是難以避免地失控了。

奧黑爾後來在回憶這一時刻的時候,用了一個比喻:

那滋味令人難以描述,

我感覺我們的飛機就像是被一隻巨犬啃噬和咀嚼的一根大棒骨

600馬力的動力,在颶風面前,不值一提。

但好在達克沃斯讓飛機儲備了足夠的高度和速度。他瞅准機會,一個壓桿,讓捲入巨大旋渦的飛機顫抖著俯衝下來。

在俯衝的過程中,達克沃斯伴著機身嘎吱嘎吱的聲音努力穩住姿態。

突然,一切安靜了下來。

他們居然成功飛入了颶風的風眼!

極目四望,周圍的雲團急速捲動,向上望不到頂,向下看不到底。AT-6在平靜的風眼中慢速盤旋飛行,飽覽了圍繞著他們的巨大雷暴和超強大風。

可惜的是,他們兩人是在吃早飯的時候臨時決定飛過來的,都沒有帶照相機。

小火箭只能在他們的回憶中,用語言來描述了。

當日,他們再次衝破雷暴區域,向休斯頓塔台報了平安之後,安全返回基地。

再鬥風

達克沃斯和奧黑爾是有覺悟的。

這次冒然行動,雖然大獲成功,但畢竟違反了規定。等待他們的,會是禁飛停飛的嚴懲。

然而,基地里沸騰了。

他們早就通過塔台的彙報得知這兩位教官真的飛進了颶風中!

如今,目睹他們平安歸來,極度擔心的情緒忽然變為極度的興奮!

達克沃斯和奧黑爾從機艙里爬出來,還沒站穩,就看到了背著手在跑道邊迎著大風站立,親自「迎接」他們的基地主官。

達克沃斯和奧黑爾異口同聲:

「我們願意接受處罰!」

主官嚴厲地說道:

「當然要處罰!而且處罰結果現在就出來了,立即執行!」

達克沃斯和奧黑爾突然意識到,這是在第二次世界大戰期間,擅自調動軍用飛行器,而且是一時衝動要去做危險的飛行。這個立即執行,難道意味著戰時的最高懲罰?

颶風沒有嚇住兩人,但這個立即執行嚇壞他們了。

不過,達克沃斯一眼瞥到了好友在主官身後的擠眉弄眼,又聽到了高舉金湯力酒杯的飛行員的口哨聲,隱隱覺得事態可能沒有那麼嚴重。

主官向達克沃斯敬了一個軍禮。達克沃斯不明所以地條件反射一般地回了一個不是很標準的軍禮。

主官喊道:

「現公布懲罰結果:達克沃斯教官需駕駛飛機,再去颶風裡飛一次!立即執行!」

噢!起鬨的聲音此起彼伏。

英國老飛行員們和美國小夥子們不顧大風的吹襲,在跑道邊一起用很有節奏感又帶有宗教儀式感的聲音喊道:

「達克沃斯,儀錶飛行之父,今日乃創造了歷史!」

基地首席氣象學家威廉·瓊斯-伯迪克興奮地滿臉通紅。

他抱著一堆氣象學儀器設備,走到奧黑爾身邊。

奧黑爾把他扶進駕駛艙,並向他保證一會兒他會體驗到「被大狗咀嚼的暢快感受」。

就這樣,達克沃斯帶著基地的首席氣象學家威廉·瓊斯-伯迪克從德克薩斯州的布萊恩機場再次起飛。

主動向休斯頓塔台報告飛行目的後,達克沃斯重演了早上的一幕。

休斯頓塔台此時不再給出警告,而是送出了祝福和敬意。

1943年7月27日這一天,達克沃斯和奧黑爾實現了人類首次穿越颶風風眼的飛行。

緊接著,達克沃斯和威廉·瓊斯-伯迪克完成了人類有史以來第一次在空中實測颶風數據。

1943年,達克沃斯他們穿越的這場颶風,名為驚喜。在給我們帶來驚喜的同時,也的確給德克薩斯州帶來了傷害。

該颶風最大風速156公里/小時(45.83米/秒),而AT-6飛機的巡航速度為233公里/小時,也就是說,颶風的最大風速超過了AT-6飛行速度的70.8%

為讓大家對1943年的驚喜颶風有更加直觀的認識,小火箭委託好友調閱了德克薩斯州在二戰期間的相關檔案記錄,果然發現了幾張記錄那場颶風的珍貴照片。

這是德克薩斯州南方旅館在遭受1943年7月的驚喜颶風后的樣子。

颶風過後,盧卡斯咖啡館變成了一堆瓦礫。

吉爾戈爾雜貨店的第二層在颶風過後基本上就消失了。

追風

達克沃斯的舉動讓人們認識到了儀錶飛行的重要性,也看到了追風測量的可行性。

備受鼓舞的飛行家們開始迎接颶風的挑戰,主動去追風。

追風的行動實際上對於人類預報颶風或者颱風的登陸地點和行進路徑有非常大的幫助。

實際上,達克沃斯與氣象學家威廉·瓊斯-伯迪克的那次飛行本身就為一場成功的疏散提供了重要依據。

就在達克沃斯實現人類首次穿越颶風飛行之後的第24天,加勒比海上的聖露西亞小島上的氣象觀測設備報告了低氣壓的出現。這種低氣壓的變化模態與威廉·瓊斯-伯迪克在1943年7月27日的颶風中實測的模態非常類似。

氣象學家由此推測,有新的颶風形成,並發出疏散預警。8月20日清晨,颶風如約而至。因為前一夜大部分居民都已疏散,這次颶風造成的人員傷亡事故較少。

1943年是個颶風多發年,上圖為1943年大西洋西海岸與墨西哥灣颶風路徑的統計情況。

美國成立了有颶風獵手之稱的第53氣象偵察中隊。該中隊裝備有WC-130氣象觀測機。

實際上還有個第54氣象偵察中隊,只不過該中隊在1987年9月30日之後就停止活動了。

由B-50超級空中堡壘轟炸機改造而成的WB-50氣象觀測機。

美國國家海洋和大氣管理局NOAA也有颶風觀測隊。

負責運營該觀測隊的人雖然不穿軍裝,但享受美國海軍軍官待遇。這個觀測隊由379名軍官組成(沒有士兵也沒有士官),擁有16艘測量船和11架觀測機。

NOAA的兩架WP-3D氣象觀測機在編隊飛行。

NOAA的WP-3D觀測機拍攝到的卡特琳娜颶風的風眼,攝於2008年8月28日。

1963年颶風季,美國動用了衛星和U-2高空偵察機來觀測颶風金妮。

並不是所有的追風者都能夠得到幸運女神的眷顧。

追風,本身是個極其危險的工作。

1952年10月26日,一架由B-29戰略轟炸機改造而成的WB-29氣象觀測機在追逐超強颱風威爾瑪的過程中墜毀。B-29就是投下廣島和長崎原子彈的著名轟炸機,詳見小火箭的公號文章《廣島原子彈:人類歷史上第一次實戰使用核武器》與《長崎原子彈:第二顆也是迄今為止最後一顆實戰原子彈》。

1952年的颱風路徑統計。同一條路徑上,每兩個小點之間的時間間隔為6小時。

問題來了:颱風和颶風有什麼區別么?

答:颱風和颶風實際上都是熱帶氣旋。只不過因生成的海域不同,而有不同的叫法。在北半球的西太平洋海域的熱帶氣旋,風力達到12級以上時,稱為颱風;在東太平洋和大西洋海域的熱帶氣旋,風力達到12級以上時,名為颶風。

觀風

GIF/562K

遨遊太虛的航天飛行器能夠從上帝視角從容俯瞰颶風。

颶風瑪德琳(左)和萊斯特(右)的衛星照片。

這兩場颶風有個昵稱,叫貓頭颶風。

為什麼叫貓頭呢?

因為確實比較像。

國際空間站拍攝的貢薩洛颶風,攝於2014年10月16日。

GIF/1.2M

除可見光頻段,人類在太空還可以用天基紅外來觀測颶風。上圖為2014年貢薩洛颶風席捲百慕大群島時的紅外影像。

GIF/1.9M

除可見光與紅外之外,雷達也是觀測颶風的好方法。圖為科特琳娜颶風的雷達圖。

後記

一言不合就上天,說走就走穿颶風的達克沃斯上校1955年退役,隨後一直在為提升民用航空飛行的安全性做著貢獻。1964年7月26日,剛剛慶祝完人類第一次穿越颶風飛行21周年的達克沃斯去世,享年62歲。

小火箭覺得,我們本是宇宙中的塵埃,生於風,也在對風的追逐中,找回了最本真的自我。

GIF/1.5M

版權聲明:

本文已由邢強博士獨家授權小火箭在騰訊刊發,歡迎朋友圈轉發。

微信號:小火箭

歡迎 加入小火箭 ,進入航空航天大家庭!

喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 小火箭 的精彩文章:

中國將挑戰美俄烏挪四國聯手打造的海上發射傳奇
深空探測的「獅吼功」和「順風耳」
源自二戰!美國標準防空反導導彈的誕生
錸:用於航空航天發動機的戰略級材料
伸出兩根手指,你能捏住多少個宇宙?

TAG:小火箭 |