原标题:兵器的圆与方
在兵器研发领域,经常有“独树一帜”的设计,这使一些兵器的造型有点出人意料,比如圆形的战舰以及带圆形机翼的飞机。
圆形战舰的创意最早来自于英国,但这种舰船设计思路实实在在地“结出果实”却是在沙俄时期。当时,沙俄需要战舰对位于浅海海域的河口和海峡予以保护,考虑到这些水域的特点以及成本问题,沙俄建造了一种比大型铁甲舰更适合、吃水较浅的圆盘状战舰——诺夫哥罗德号战舰。
正式投入使用的诺夫哥罗德号战舰排水量约为2500吨,吃水4.1米,适合在一些浅水区使用。船体中心区域设置有两门口径约279毫米的可旋转瞄准火炮,水上水下部分用装甲护体。实战结果证明,这种平台承载能力较强、稳定性较好,可部署大威力火炮,但对其操控较难,航行能力不佳。所以,该舰服役一段时间后即宣告退役,其结构也没能在现代舰艇中得到延续。
采用圆形机翼的飞行器,会让人联想到科幻影视作品中外星人的UFO。事实上,为追求更好的飞行稳定性和着陆安全性,有不少人探索过圆形机翼设计。
1934年试飞的圆翼飞机——“内梅斯阳伞”就是其中一个。美国发明家史蒂文·内梅斯从1929年开始着手研究的这种圆形机翼飞机,凭借小展弦比机翼,在空中飞行时姿态相当稳定,具有优异的短距起降能力。曾作为飞行教练的内梅斯甚至称,“以前从未驾驶过飞机的人可以在30分钟内学会操作它。”但是,“内梅斯阳伞”在飞行时,翼尖涡流产生的诱导阻力很大,使得飞行速度和航程十分有限。
与史蒂文·内梅斯同时代的美国航空设计师查尔斯·齐默尔曼,通过大量计算和风洞模型测试,也证明了圆形机翼可以在低速状态下产生比传统机翼更大的升力,并牵头研制出圆翼技术验证机——沃特V-173。这种短距起降性能较好的飞机,一度被美国海军盯上,并获得资金支持。于是,就有了基于V-173设计的XF5U-1“飞行薄饼”项目。后者相当于把V-173的机体尺寸放大,改用全金属机身。
为对抗翼尖涡流带来的诱导阻力,提升飞行速度与航程,XF5U-1“飞行薄饼”的两个螺旋桨朝着翼尖涡流流动方向的反方向旋转,巧妙地克服了圆形机翼存在的空气动力学缺点。不过,它仍无法有效解决内置在机体中的气冷发动机过热问题。加上此时速度更快、搭载武器更多的喷气式舰载机大行其道,费效比太高的该项目于1948年被取消,2架XF5U-1“飞行薄饼”原型机被销毁。只有V-173原型机被保留在德克萨斯州达拉斯市的“飞行先驱者博物馆”里。
和圆形兵器相比,一些设计者的脑洞大开则体现在对方形兵器的研制上。像方形西瓜便于运输一样,兵器这种外形上的趋“方”,原因也大多是其更“便于搭车”。如一些地空导弹的发射筒,以前多为圆筒状,后来改为储运一体的方形发射筒。
当前,MBDA公司设计制造的“执法者”肩射导弹武器系统正在德国军方支持下进行测试。这型导弹武器系统的明显不同,就是采用了特殊的方形导弹箱(发射筒)设计。按相关方面的介绍,这型导弹旨在填补德军现役火箭筒和反坦克导弹系统之间的火力空白,可在密闭空间发射,射程达到2千米。借助带有日光和热成像通道的组合光电导引头,可在发射前锁定,也可发射后不管。其多用途战斗部可以打击无防护的步兵和轻型装甲车辆,甚至通过空爆打击掩体后目标。
且不说该导弹的真实性能有几何,就其发射筒从圆而方的变化来说,使用者从理念到肩膀都得有个适应过程。
上图:“执法者”肩射导弹武器系统。
下图:美国XF5U-1“飞行薄饼”想象图。(■王晓煊)