飞碟幼崽——李-理查兹平面环形单翼机

一提到飞碟，大家除了想到外星飞行器外，恐怕就会想到纳粹德国的飞碟，当然，现在越来越多的材料证明有关于纳粹飞碟的传言大部分子虚乌有。除此之外，航空技术强国也并没有放弃对于碟式飞行器的探索，例如美国著名的XF5U-1飞机以及苏联的SAM-9等，但是实际上人类对类似飞行器的探索远远早于此，甚至在飞机问世后不久就开始了。

苏联SAM-9验证机

虽然说飞机是在1093年发明的，但是这并不等于实用性的飞机就出现了，甚至可以说莱特兄弟的飞机在设计上还是很不成熟的，所以在飞机发明之后，对于飞机到底是什么样子的探索依然在进行，有趣的是，虽然当时人们对于空气动力学知识了解不多，但是这反倒让工程师们大胆尝试没有了枷锁，而英国工程师塞德里克·李（Cedric Lee）和G.蒂尔格曼·理查兹（G.Tilghman Richards）就是比较有代表性的两位。

平面环形双翼机

英国工程师威利班德·弗兰兹·泽尔格（Williband Franz Zelger）和艾萨克·亨利·斯托雷（Isaac Henry Storey）曾经申请过平面环形机翼的专利，而后约翰·乔治·奥塞布鲁克·基钦（John George Aulsebrook Kitchen）也申请了类似的专利。但是这些专利都有一个共同点，就是都飞不起来，但是这几个人都有自知之明，并没有死抱着专利不放，而是将专利卖给了塞德里克·李。G.蒂尔格曼·理查兹1910年被李聘用，搭伙一起研究飞机。1911年，他们制造了第一架带有50马力发动机的平面环形双翼机，但是飞行试验没有成功，而当年冬天该机因为机库倒塌事故而损毁。

虽然遭遇不幸，但他们没有放弃。为了降低失败后的风险，他们先从模型开始，而后放大建造滑翔机，如果滑翔机飞行成功了，那么安装动力系统的话相对就容易了。大家都知道，莱特兄弟的飞机之所以能飞起来，很重要的一点就是吹过风洞。所以李和理查兹在试飞滑翔机的同时也将模型送到美国国家物理实验室去吹风洞。经过多次调试和改进后的滑翔机被证明是成功的，而且风洞试验结果也令人鼓舞：平面环形单翼在空气动力学上是稳定的，并且具有良性的失速特性。

1911年时进行模型测试，1912年滑翔样机则要通过弹射器起飞

滑翔样机弹射起飞，注意上层机翼只有圆的一半不到

准备滑行的滑翔机样机

滑翔机样机成功的进行了飞行

新改进的滑翔机在设计上变得保守，或者说循序渐进，首先1911年的设计是采用双环形机翼，现在进行了改进，只有下层机翼为环形，上层机翼则改为三分之一个环形，反倒类似于后掠翼，同时在后机身增设了可操控的舵面，甚至在试飞时，还安装了水平尾翼和垂直尾翼稳定。1911-1912年滑翔机样机进行了多次飞行。滑翔测试在威斯特摩兰山脉中进行，那里风速较强，便于测试。1912年，有在伦敦进行了滑翔测试，1913年初转移到肖勒姆。与此同时，理查兹在东伦敦学院建造了一个2英尺长的风洞，在这个风洞中，对不同截面的比例模型进行了一系列非常彻底的实验，实验证明环形机翼飞行稳定性很好，同时只有混合性机翼，才能具备更好的操控性能。因此李和理查兹在1913年设计制造带有发动机的原型机时，进行了大的调整。

环形机翼飞机1号样机结构

1913年11月李坐在样机里面，实际上李虽然能设计飞机但却根本不懂飞行

1号样机采用正面，注意这个飞机其实是个前三点式起落架

1号样机正视图

1号样机俯视图，注意看机尾的操作舵面

将上层机翼取消，而后在环形主翼后面设置操作舵面，作用相当于水平尾翼，其次是设置了垂直尾翼，因为滑翔机在试飞时证明了垂直尾翼对于飞机的稳定和姿态控制很有帮助；建造了完整的机身，使得飞机更为流线，也更容易操作；同时安装了一台80马力的“土地神”发动机。第一架全尺寸单翼飞机于1913年11月制成，并由戈登·英格兰（Gordon England）首飞。试飞中飞机总体姿态稳定，他驾驶它绕着一个大的赛道滑跑，起飞后飞行姿态稳定，一切正常，但是降落时发动地降速飞机便失去控制坠毁，英格兰侥幸逃生。事后发现由于机体重量分配不当，飞机尾部较重。但巧合的是，发动机工作时升力正好抵消这一部分重量，所以在地面和飞行中无法得知，只有在升力不足时才会显现。

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2号样机设计了双层水平尾翼

这个角度能够更清晰地看到双层水平尾翼

飞行中的2号样机

反映2号样机飞行的艺术画

坠毁在地面的2号样机

知道原因后，改进随之开始，并建造了2号原型机，2号机增大了水平尾翼面积，并且为了增加操控性，在垂直尾翼顶部有安装了一组水平尾翼。1913年完成后开始试飞，试飞员是英格兰、贝尔（C. Gordon Bell）和珀西瓦尔（N. S. Percival）三人，他们进行了多次试飞，飞机都比较稳定，然而在1914年4月26日在试飞中，飞机发动机因为发动机故障不得不紧急着陆，在着陆过程中飞机损坏，好在贝尔成功逃生，这说明飞机在操纵性方面还是有些问题。

根据2号原型机的情况，李和理查兹做了更大的修改，直接设置了一个真正的水平尾翼，这样一来，整个水平机翼看起来像字母Ω，取消了为以上的第二层水平操作舵面，避免过度横向稳定性导致的飞机很难做机动动作，垂尾的形状也进行了改进，其他细节也进行了不断地完善，至于动力装置则依然是常见的80马力“土地神”，算是结构最完善的环形机翼飞机了。

3号样机正面图

3号样机尾部，注意其机翼形状的改变

3号样机的侧视图，这是最为完善的一款了

3号样机三视图

不过有一点很有意思，需要特别说明，如果想让飞机进行横向滚转，现在一般采用主翼上的副翼差动偏转所产生的滚转力矩实现，但是这个飞机不可能在设置服役，因此就得通过拉线改变环形主翼的形状，说得通俗点就是想用襟翼来实现副翼的作用，但是主翼的这点动作行程很难实现，也就是个心理作用罢了，效果可能还没有水平尾翼上两个副翼效果大。

这架飞机的雄姿也就存在于模型中了

从1914年初到一战爆发，贝尔经常驾驶这架飞机。他甚至成功让温斯顿·丘吉尔和弗伦奇勋爵对这架飞机有了兴趣。3号机一共飞行了128小时，总里程达到17700公里。不过后来，没有任何飞行经验的李非要自己飞一次试试，结果飞机坠毁了，好在坠落到河上，人没事。李本想在制造两架，但是由于战争的原因，并没有实现。英国军队忙于战争，也没有时间进一步测试这种飞机，而李最终加入了皇家海军志愿预备役（RNVR），随后在行动中丧生。金主没了，自然这架飞机的研制到此彻底结束了。