从炸弹到“水弹”:消防轰炸机如何扑灭山林大

  近日,中国自主研制的大型水陆两栖飞机——“鲲龙”AG600成功实现水上首飞,其船体部分有4个水密箱,滑行中一次最多可汲水12吨,最快仅需20秒,单次投水救火可覆盖近10个篮球场大小面积。可以说,AG600具有超强的救火能力,特别是比较难应付的山林火灾。那么,还有那些飞机可以进行山林灭火呢?

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  其实,为了扑灭山林火灾,美国人常常出动以商业客机改装而成的灭火飞机才能奏效——这些诸如麦道DC-10、波音747、洛克希德C-130等庞然大物改造的特大号消防车一次能向火场投放上万升的灭火剂,效率十分可观。

1910年,在陈独秀创办的《新青年》杂志上有过这样的报道:是年万国飞机制造大会。与会者西洋有英法德美四国。而代表亚洲者。唯中华谭君一人而已。谭君携自制之水面飞行机赴赛。竟获首选。当时列强中。能发明水上飞机者。只英法德美数国。而谭君竟夺首席。欧美报纸。哄传殆遍。咸谓谭君非特中华飞行界第一人。且应执全世界飞行家之牛耳。

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随后,北京政府海军部在马尾福建船政局内设立飞机工程处,开始水上飞机制造,这一年是1918年春。以留学英、美回到祖国的第一代海归们为技术骨干,并在工人中挑选数十人加以训练、掌握制造飞机之工艺。1919年8月,中国海军设计制造成功第一架水上飞机甲型1号初级教练机横空出世。1922年8月,上海江南造船厂设计制造出世界上第一个水上飞机浮动机库浮坞,成功解决了水上飞行停置和维修的难题。从1918到1930年迁往上海的12年间,海军飞机工程处陆续设计制造出教练机、海岸巡逻机、鱼雷轰炸机等不同用途的飞机15架,它们共同的特点是多数为水上飞机。

  图为在火场上空撒下红色阻燃剂的波音747灭火机。(来源:San Bernardino Sun)

时间荏苒,2009年中传来好消息:大型灭火/水上救援水陆两栖飞机AG600已获国务院立项,正式进入研发阶段。经过短短几年,AG600顺利实现总装下线。2016年11月,首次以真机亮相第11届珠海航展,12月30日完成联调联试,正式交付航空工业试飞中心。2017年2月13日,全部4台发动机首次试车成功。目前飞机正在进行最后一项大型实验全机共振实验,以进一步验证可靠性,计划在今年实现首飞。

  但在商业化的大型飞机尚不普及,大型客机和货机价格仍非常昂贵的上个世纪的七八十年代,面对动不动漫山遍野的烈火,美国人是如何在地面灭火手段难以到达的前提下扑灭火灾的呢?

早期民航,远程跨洋飞行靠水机

篮球世界杯在哪买球,  今天的人们自然很难想象,眼下静静地停留在博物馆里的二战古董军用飞机们,正是在那时活跃于火场上空,承担起将数千升灭火剂投放在烈火头顶上的重任。

一次大战后,航空运输业务逐渐发展,但开始只限于欧美大陆范围。分割几个大洲的海洋,成为进一步发展航运业的难以逾越的障碍。上世纪30年代,在英国、德国和美国等航空发达国家出现了大型水上飞机,成为跨洋飞行的主角。

  “飞行堡垒”和“解放者”:鞠躬尽瘁的二战老兵

帝国飞船名扬天下

  作为总产量达到数万的美国重型轰炸机代表,“战略意义”不如B-29那般浓郁的B-17“飞行堡垒”和B-24“解放者”(后者也包括海军型号PB4Y“私掠船”,本文一并以B-24代称),在战后也被大量售卖给民间用户和政府部门。

帝国飞船是肖特兄弟公司为满足民航运输发展的需要而研制的一种中程、四发单翼水上飞机,强调在大英帝国当时的核心航线上飞行的实用性,总共生产了42架。和它一起研制的还有桑德兰海上巡逻轰炸机和后来的梅奥组合子母飞机。有了这种水上飞机,帝国航空公司能提供从南安普顿出发到大英帝国范围内的联运服务。到1937年中,帝国航空公司在大英帝国版图内完成了第1000次飞行。1938年还开辟了英国经过印度和中东到达澳大利亚的航线。水上飞机与当时尺寸相当的陆基飞机相比,虽然飞行速度较慢,但却安全、舒适且深受乘客欢迎。在30年代末,从英国出发每周都有航班飞往埃及、印度、东非、南非、马来西亚和澳大利亚等地,各条航线上生意出奇地好,水上飞机进入黄金时代。

  考虑到它们的容载能力依旧非常出色,它们继续服役的很大一部分用途,就是在山火蔓延时载着多达数吨重的水或阻燃剂出动,将这些液体泼在烈焰的头顶上。

帝国航空公司还和肖特飞机公司合作,共同开发子母飞机计划,即在大型船身式水机背上驮一架小型装浮筒的水机,当大飞机飞行到安全高度和速度后,利用弹射发射装置,使两架飞机分离,运载机返回,小飞机继续远程飞行。这是让两架飞机以接力方式共同完成远程航空邮政运输的办法,在当时也算是一种创新。

  通常来说,B-17“飞行堡垒”在改装水箱后能装载6000升液体,而B-24“解放者”则要更好一些,其装载量最大能达到一万升以上,和DC-10之类的喷气式灭火飞机也毫不逊色,只是在波音747的七万升面前望尘莫及罢了。

20世纪20年代末,世界飞机工业技术日趋成熟,一大批巨型飞机应运而生,其中最著名的是德国人道尼尔设计的船身式DoX水上飞机。

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DoX飞机翼展48米,起飞重量52吨,单台功率525马力的12台发动机成6对前后排列,螺旋桨也前后都有,前拉后推。整个机身分为三层,顶层为飞行控制室、机组成员区、无线电室;中层为旅客舱,提供膳食和住宿;底层储存燃料和行李。客舱有长18米的大厅,舱内陈设豪华,设备精美,比齐伯林飞艇有过之而无不及。1929年7月12日,DoX完成了处女飞行。1929年10月21日,159名员工、新闻记者和10名机组成员共169人,一起登上了DoX,总起飞重量达44.768吨,飞机起飞后成功飞行了53分钟。这次是DoX的第42次飞行,创造了一个非官方的载客量世界纪录,直到20年后年才被美国洛克希德公司宪法军用运输机打破。

  图为隶属美国林务局的B-17消防轰炸机,该机后来被移交到西雅图飞行博物馆,注意远处还有一架B-24。(来源:goodall)

到1930年2月20日,DoX的试飞宣告完成,共进行71次起落,累计飞行37小时,交付德国航空研究院验收。可惜生不逢时,在接下来的一周里,美国华尔街股市崩盘引发了世界性的经济危机。1935年5月末,DoX移交给德国柏林飞行博物馆。二战期间,盟军对柏林的轰炸日趋猛烈。1943年11月,英国轰炸机的炸弹直接命中了DoX,结束了这个当时世界最大水上飞机的传奇。

  优异的性能,是美国民间和政府灭火单位将这些老伙计作为“消防轰炸机”沿用多年的最大原因。以现存于西雅图飞行博物馆,被称作“波音蜜蜂”的B-17F藏品为例,在1991年递交波音原厂进行修复之前,该机曾在消防机的位置上勤勤恳恳地工作了长达17年之久。

在20世纪30年代著名的水上飞机中,除英国帝国飞船、德国DoX外,还有美国飞剪号。飞剪是美国泛美航空公司1931~1946年期间用于开辟国际航线的远程飞行的水上飞机的总称,包括3家制造商的4种飞机,它们是西科斯基公司的S-40和S-42、马丁公司的M-130和波音公司的B-314,总数28架中除3架交付英国外,其余25架全部在泛美航空公司运营。

  而遍历现存的,在各博物馆颐养天年的B-17轰炸机,有类似经历的其实并不在少数:在亚利桑那州皮马博物馆展出的“与你常在”号B-17G轰炸机、在马萨诸塞州展出的“909”号B-17G轰炸机、乃至大名鼎鼎的,出演过电影的“孟菲斯美女”号B-17F等飞机,都有曾在消防单位服役多年的经历。

在3架M-130中,有一架命名为中国飞剪号,成为美国跨太平洋航运的开路先锋。M-130是一种上单翼水上飞机,装4台功率为830马力的普惠公司双黄蜂发动机,最大巡航速度262千米/时,航程5150千米,白天最多能容纳43名乘客,夜晚飞行改成卧铺布局则带18人。

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1935年4月,泛美航空公司赢得美国政府经营跨太平洋航空邮运的合同,于10月批准它承运美国-菲律宾群岛之间的客邮运输,期限25年。这一年11月22日,泛美公司第一次用中国飞剪号开辟了美国-菲律宾邮运航线。1937年4月21日,泛美航空公司获准以中国飞剪号飞机同时载运邮件与乘客从美国旧金山首飞澳门,6天后,完成了历史上第一次美国中国澳门的定期航班服务。一个星期之后,由美国飞往香港的定期航线服务也同时展开,自此以后,开始了频繁的美国与亚洲之间航班服务。

  图为著名的N2870G号PB4Y-2消防轰炸机起飞失败后拆卸的残骸,被用于海军博物馆飞机的修复。(来源:Hawkins and Powers Aviation)

1936年泛美航空公司开始招标,要求研制一种四发远程水上飞机。波音公司在XB-15的基础上,利用其机翼和发动机,提出314型设计方案。314型机长32.2米,重37吨,在当时确实是庞然大物了。设计上的不断改进使314型飞机愈发精致。在和M-130和S-40、S-42水上飞机的竞争中,波音公司以314型赢得泛美航空公司的12架订货。314型航程达到7880千米,使之能跨洋飞行,开辟新航线。随后,泛美公司把314型用于北大西洋航线,开辟了旧金山-香港等新航线。

  但由于其机身耐损度低,B-24轰炸机就很难有这么好的,从一而终的运气。在B-17尚能起飞灭火的上个世纪80年代,同样参与灭火的B-24就因为各种问题和事故被迫退出消防机队,这不得不说是一个遗憾。

二战以后:苏联、加拿大、日本兴趣不减

  马丁JRM“火星”:老兵依旧不死

二战期间,陆上机场数量急剧增加、质量大幅改善,飞机的性能与可靠性也显著提升,同时空中加油技术逐渐成熟,加之水上飞机不能适应高速和超声速飞行、机身结构重量较大、抗浪性能要求高等缺点,这些因素使得水上飞机的优势慢慢消失,水上飞机的地位开始受到影响,军用水上飞机逐步淡出,而民用水上飞机的主要用途则从运输转移到救护与消防等方面。据不完全统计,上世纪30年代前后各国的水上飞机型号至少有650余种。但二战结束后,到七八十年代,仍在发展的水机计划只有苏联/俄罗斯、加拿大和日本几家公司的寥寥数种。

  作为一款仅制造了7架的大型水上飞机,马丁JRM身上的殊荣实在太多太多:它不仅是世界上体积和翼展最大的水上飞机,更很可能是实际应用时间最长的大型飞机:时至今日,前往加拿大不列颠哥伦比亚省游览的游客倘若运气好,便还能在斯普罗特湖目睹到一对这样的庞然大物的身影——对,你没听错,是一对。

苏联/俄罗斯

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苏联/俄罗斯对水上飞机的研制由来已久,著名水上飞机设计师别里耶夫在从上世纪30年代以来,推出很多型号,如MBP-2近距水上侦察机、别-2、别-4、别-6、别-8、别-10、别-12、A-40信天翁水上飞机或水陆两栖飞机,大多用于军事目的。在20世纪90年代中后期研制了小型别-103水上飞机,该机主要用在短距离航线上,可以到达其他运输工具难以到达的河流、湖泊等地域。在90年代初期开始研制被称为A-40信天翁缩小型的双发涡扇多用途别-200水陆两栖飞机,首架别-200原型机于1995年开始生产,1996年9月出厂,1998年9月24日首飞,2000年取得森林消防飞机认证,2003年7月31日,俄罗斯紧急事物部订购的7架中的第一架首次交付。2006年以来,根据外国的请求,别-200多次到意大利、印尼、希腊、葡萄牙等国执行灭火任务,表现良好,受到各国的赞誉。

  图为斯普罗特湖上比翼双飞的马丁JRM“火星”水上飞机,远处的“菲律宾火星”已恢复了美军服役时期的涂装。(来源:Reddit)

别-200采用与A-40一样的常规布局,悬臂式后掠上单翼,展弦比较大。尾部为T形翼,采用常规的方向舵和升降舵设计。中翼后上方并列安装有两台由进步发动机公司研制的D-436PT型涡轮风扇发动机,单台推力73.6千牛。出口型可根据用户要求选装西方国家的动力装置。机身为全金属半硬壳结构,底部为船体设计,起落架为前三点式。

  即便是比起庞然巨物波音747,曾经被作为美国战略空运力量候选机型的马丁JRM也可谓是不落下风:其翼展甚至要比波音747略微长出1米,本身载重能力非常惊人:从水上起飞时,该机能搭载着269人从圣地亚哥直飞加州阿拉米达。考虑到这一纪录创立于1949年,这已经足够说明它的惊世骇俗了。

别-200不仅可以从短距离混凝土跑道、一般性湖泊水面上起飞,而且还可以从崎岖不平的土路上起飞。此外,该型飞机在执行灭火任务时可以从河流、湖泊及海洋直接取水。

  而巨大的容积空间,以及独特的水上起飞能力,也就是地广人稀比美国更甚的加拿大灭火企业将其保留至今的重要原因:马丁JRM机舱内容载的,多达三万升的水能扑灭将近两万平方米的山火,也堪称是“立竿见影”。

座舱位于机头上方,客机型可载64名旅客或10~52名头等舱和二等舱旅客。其灭火机型水箱装在机舱中部,水容量12立方米,另外还有一个1.2立方米的液态化学剂箱。能在浪高1.2的海面上吸入12.5吨水。加满油后,该机可从机场起飞飞至相距200千米处的水库吸水,然后飞往相距10千米处的火区,来回吸水灭火,共可投水320吨。若机场至水库和水库至火区的距离各为200千米和50千米时共可投水140吨。

  不过近年来,这些工作了六七十年之久的老兵们也有力尽不支的迹象。天下总没有不散的宴席,总建造数量不过两位数的它们能在为社会服务的同时,得以有更多的清晰影像留存下来,对后人而言就已经意义非凡了。

2016年8月,应葡萄牙方面要求,俄罗斯紧急事物部航空队的2架别-200前往灭火,扑灭了两处总面积达1200英亩的森林野火。由于俄罗斯对水上飞机坚持不懈地开发研究,形成了性能良好、种类齐全、服务配套的水机系列。目前,俄罗斯在水上飞机领域相对西方有10年以上的技术优势。

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