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超級馬林S.4
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超級馬林S.4（英語：Supermarine S.4）是20世紀20年代英國超級馬林公司設計製造的單翼單發水上飛機。該機由公司首席設計師雷金納德·約瑟夫·米切爾領銜的團隊設計，專為參加1925年施耐德杯競速賽而研發。
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S.4主要採用木質結構，機翼為無支撐的懸臂式設計，動力系統為一台納皮爾「獅」發動機，短時間內可輸出700匹馬力（520千瓦特）功率。1925年8月24日首飛後不到一個月，它便將世界水上飛機速度紀錄提升至226.752英里每小時（364.922公里每小時）。
1925年的施耐德杯在美國巴爾的摩灣岸公園舉行。賽前一根被大風吹倒的杆子砸損了S.4的尾部。10月23日的導航測試中，修復後的飛機表現良好，但隨後突然失控，從100英尺（30米）高度俯衝墜入海中，飛機完全損毀，飛行員亨利・比亞德受傷。事故原因至今未完全查明。此後，米切爾基於研發S.4的經驗，設計了其繼任機型——超級馬林S.5。
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研發歷程
1925年，米切爾正致力於研發一款參加當年施耐德杯競速賽的新飛機。[1]納皮爾公司與超級馬林公司於1925年3月18日決定聯合啟動該設計項目。[2]從上一屆施耐德杯（1923年）美國人的獲勝中，米切爾充分意識到必須儘可能減少飛機阻力以提升飛行速度。
米切爾的新設計是一款中單翼水上飛機，其外形與曾在1924年12月打破飛行速度紀錄的法國貝爾納SIMB V.2單翼機有些相似。[3][4]這一全新設計與米切爾此前為施耐德杯研發的水上飛機截然不同。米切爾開發的超級馬林「海獅」Ⅱ是一款雙翼船身式水上飛機，它奪得了1922年的施耐德杯，但在進行簡單改進後未能在1923年的賽事中衛冕，僅獲第三名。[5]
米切爾將新機型命名為「S.4」，[3]其中「S」代表「施耐德（英語：Schneider）」[6]。他將此前三屆參加施耐德杯的機型（超級馬林「海獅」系列）依次視為S.1、S.2和S.3[2]。S.4是首款獲得英國政府支持的施耐德杯參賽機型。英國政府同意，若超級馬林與納皮爾公司承擔前期研發與製造成本，將買下該機[7]。英國空軍部給予本國參賽團隊的設計自由度遠超美國政府。[3]
S.4採用無支撐的懸臂式機翼和半硬殼式機身，安裝一台特製的納皮爾「獅」發動機[8]，該發動機短時間內可輸出最高700馬力（520千瓦）功率[9]。該機主體採用木質結構：機翼內有兩根翼梁，翼梁緣條為雲杉材質，腹板為膠合板，機翼表面覆蓋膠合板並由縱梁加固。[8]機身以一對鋼製A型架為核心框架，外覆斜向鋪設的雲杉木板，木板固定在膠合板隔框上；[8]發動機支架、機翼翼梁和金屬材質的浮筒均連接於A型架。[10][11]當時表面散熱器尚未問世，[3]因此S.4仍安裝蘭布林散熱器（英語：Lamblin radiators），[12][13]但該機氣動性能優良，且被認為具有出色的美學設計。[3]
或許可以這樣形容超級馬林-納皮爾S.4——它的外觀仿佛誕生於靈感迸發的瞬間，而細節中又融入了英國製造工藝中最優秀的部分。無人會否認這一設計的大膽創新，我們認為超級馬林公司首席設計師R.J.米切爾先生理應獲得最高讚譽，他勇於摒棄刻板陳舊的設計模式，開闢出全新的設計道路。
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服役歷程
S.4同時得到了民用註冊號G-EBLP和空軍部軍用序列號N197。[15][16]該機於1925年8月24日首飛，米切爾與路易斯·蒙巴頓勳爵一同乘坐摩托艇前往現場見證。[2][17]由於需要較長的起飛滑跑距離，測試工作在卡爾肖特進行。[3]
超級馬林公司的首席試飛員亨利・比亞德對S.4並不滿意，他不喜歡無支撐的機翼設計，也對座艙位於機翼後方太遠頗有微詞，因為該座艙布置限制了飛行員的前向視野，尤其在起飛和降落階段。首飛時，S.4就因此險些與一艘遠洋郵輪相撞。[注 1][18]
1925年9月13日，在南安普頓水道上空一段1.864英里（約3.0公里）的直線航段上[17]，S.4以226.752英里/小時（約364.9公里/小時）的時速打破了世界水上飛機速度紀錄。[18][15]一個月後該成績公布時，在新聞界引起了轟動。[3][18]
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英國對本屆施耐德杯競速賽寄予厚望。為此，S.4與兩架格洛斯特Ⅲ型雙翼機一同免費搭乘「明尼沃斯卡號」蒸汽船運往美國。[19][20]航程中，飛行員比亞德在打網球時不慎滑倒，導致手腕受傷。[20]
惡劣天氣使得已抵達賽場的施耐德杯參賽飛機幾乎沒有機會在賽道上進行練習。[21]當時海灘上的帆布機庫仍在搭建中，飛機只能繼續存放在箱子內。[20]比亞德患上了流感，但恢復情況良好，可以正常參賽。然而，大風吹倒了存放S.4的機庫，一根傾倒的杆子砸損了飛機尾部。經過及時修復，S.4得以正常參加1925年10月23日的導航測試。[21]
測試過程中，S.4起初表現良好，但返回岸邊時，操縱杆突然劇烈抖動，隨後在高速飛行中失控。[21]人們看到S.4發生失速，從100英尺高空直直墜入海中。比亞德起初被安全帶困在機艙里並失去了意識，後來掙扎著從海底浮上水面，緊緊抓住漂浮的殘骸。[22][23]在另一名參賽飛行員的幫助下，負責救援的汽艇救起了比亞德。當時米切爾就在救援艇上，他對著受傷的比亞德開玩笑問道：「海水暖和嗎？」[24]事後檢查發現，比亞德斷了兩根肋骨。[22]
失事飛機的殘骸由皇家海軍「纈草號」打撈上岸。它是專程從百慕達派往巴爾的摩為英國參賽團隊提供支持的。[25][26][23][27]多數資料認為事故原因與顫振有關。[28]儘管事後開展了調查，[23]但墜機的具體原因始終未能查明。[29]
兩天後，詹姆斯·杜立德中尉駕駛寇蒂斯 R3C飛機以平均232.573英里/小時（374.443公里/小時）的速度贏得了比賽，這一速度超過了一個月前S.4創下的世界紀錄。[28]其他國家的參賽團隊清楚地認識到，美國對飛行員的專項訓練和對飛機研發的詳細測試是取勝的關鍵。1927年米切爾在英國皇家航空學會發表演講時也表達了同樣的觀點。自1925年起，英國空軍部開始推行一項政策：藉助風洞測試來分析其研製的高速飛機的性能。[22]
歷史影響
超級馬林S.4是一款革命性的飛機，其設計遠超所處的時代，「為20世紀30至40年代此類飛機的基本設計模式奠定了基礎」。[30]該機採用新技術設計和製造，它的浮筒代表了當時的最高水平，而無支撐鋼索的機翼設計更是首次應用於超級馬林公司的飛機。
航空歷史學家約翰·D·安德森指出，這款飛機「體現了米切爾在成熟可靠的設計框架中融入新技術的意願」，它是「飛機設計領域的一次革新」，並「影響了此後所有施耐德杯參賽機型」。[31]獲得1926年施耐德杯冠軍的義大利馬基M.39便與S.4非常相似。[32]米切爾將設計S.4時積累的經驗應用到了其後續機型超級馬林S.5的研發中。[33]S.4也因此被稱為「他（米切爾）的首個傑出成就」。[34]
S.4建造過程的圖紙、檔案影像，以及一段時長五分鐘、記錄其首飛過程的影片，均被保存於萊斯利·霍華德執導的米切爾傳記電影《空中噴火機》中。 [35]
超級馬林S.5的設計特別考慮了如何消除機翼顫振。當時人們認為這種顫振是導致S.4失事的原因之一。S.5採用了帶鋼索支撐的中單翼，[36]機身橫截面更小，浮筒設計也更具流線型，這些改進都是為了進一步減阻，令其比S.4飛得更快。而對於速度提升最大的改進（據估約為24英里/小時），則是應用了全新的表面散熱器來冷卻發動機，這一改進大幅減小了阻力。[32]
S.4失事之後，英國國家物理實驗室對其模型進行了測試。結果顯示，蘭布林散熱器占全機總阻力的三分之一；若去除這一裝置，S.4本可以成為當時世界上「氣動阻力最小」的單翼機。[12]
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技術參數
參考資料：Supermarine Aircraft since 1914[37]
基本信息
- 機組：1
- 長度：26英尺73⁄4英寸（8.122公尺）
- 翼展：30英尺7.5英寸（9.335公尺）
- 高度：11英尺8.75英寸（3.5751公尺）
- 機翼面積：139平方英尺（12.9平方公尺）
- 空重：2,600磅（1,179公斤）
- 總重：3,191磅（1,447公斤）
- 發動機：1台納皮爾「獅」ⅦW12液冷活塞發動機，680匹馬力（510千瓦特）轉速為2000轉每分鐘
- 螺旋槳：2槳葉定距螺旋槳
性能
注釋
引用
參考書目
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