小火箭出品
本文作者:邢強博士
本文共4954字, 27圖。 預計閱讀時間:5分鐘。
1945年6月1日, 第二次世界大戰進入收尾階段。 美國海軍啟動了下一代航母艦載機的競標項目。 由此誕生了彎刀艦載戰斗機項目。
這個項目, 對下一代艦載機的要求, 可以總結為3點:
噴氣式動力;
最高速度可達600英里/小時(965.6公里/小時, 0.78 Mach);
最大飛行高度可達 4萬英尺 (12192米, 約為珠穆朗瑪峰的1.4倍高)。
一時之間, 多家企業相應, 而美國海軍, 毫不猶豫地選擇了沃爾特這家企業。
不為別的, 只因為沃爾特飛機設計公司的總設計師, 是:
雷克斯·貝塞爾!
貝塞爾, 是飛機設計大師。
今天, 小火箭借此機會好好講述一下貝塞爾的故事吧!
出生
1893年10月24日, 貝塞爾在美國加利福尼亞州的圣何塞出生。
1893年, 這是一個全球工業化大發展的年份。
在歐洲, 德國工程師魯道夫·狄塞爾發明的柴油機取得了專利。
柴油機Diesel的音譯, 就是狄塞爾。
人類文明, 開始在柴油機的推動下, 加速發展。
當然, 蒸汽動力不會甘心這么早就退出歷史舞臺的。
就在貝塞爾出生這一年, 在美國賓夕法尼亞州的費城, 這座距離貝塞爾出生的村子相當遙遠, 需要斜穿整個北美洲大陸的地方, 美國人引以為傲的印第安納號戰列艦成功下水。
這是美國人第一次用印第安納這個名字來命名一艘軍艦。
這艘戰列艦, 排水量超過1萬噸, 達10225噸。 4臺巨大的蒸汽鍋爐為這艘戰列艦提供了9500馬力的強勁動力。
2門13英寸雙聯裝主炮、4門8英寸雙聯裝副炮、4門6英寸40倍徑火炮、12門3英寸50倍徑火炮、20門六磅炮、6門一磅炮, 這樣的火力輸出能力匯集在一艘戰列艦上, 預示著美國終將結束門羅主義, 終究會邁向世界, 走向國際政治和軍事舞臺。
然而, 宏達的歷史場景在此時仿佛是和貝塞爾一家毫不相干的。
貝塞爾在1893年出生之后, 還沒來得及享受到全球工業化大發展帶來的好處, 卻已經早早背負上沉重的負擔。
他生在喀斯喀特山脈山腳下的一頂飽受風雨侵蝕的帳篷里。
煤礦
他的父親, 是在山里一個小煤礦挖礦的礦工。
他的母親, 則是一位奮力保證一家人每天都能夠有兩頓熱飯吃的勤勞而又疲憊的家庭主婦。
就這樣, 貝塞爾在破舊不堪的帳篷里度過了他的嬰幼年和童年。
8歲, 這是城里有錢人家的孩子天真爛漫, 肆意玩耍的年齡。
貝塞爾, 則開始了他的職業生涯。
他成為了煤礦中的一名煤炭破碎機男孩兒。
那個年代, 煤炭的分揀和除雜質的工作, 基本上都是靠手工的。 唯一的由機械完成的部分, 就是用巨大的破碎機, 將大塊煤炭連同周圍的巖石一起, 壓成碎塊。
這些碎塊被放到高速運轉的傳送帶上。
然后, 煤炭破碎機男孩兒們上場。
他們坐在簡易的木條椅子上,
孩童動作迅捷、眼光銳利, 資本家礦主們看中了這些優勢, 大量雇傭兒童來做煤炭分揀工作。
這種工作的勞動強度極大, 每周工作6天, 每天從清晨天剛蒙蒙亮就要開工, 一直干到太陽落山。
而之所以在太陽落山的時候大家能夠按時下班, 僅僅是因為礦主想要節省夜間照明用的電費。
這種工作是非常危險的。 跨坐在小木椅上低頭勞作的兒童, 需要特別留神傳送帶上的破碎巖石。 這些巖石是被破碎機硬生生擠碎的, 邊緣非常鋒利。 在高速運轉的傳送帶上, 這些石塊就像飛刀一樣, 稍不留神就會劃破小腿和雙手。
在那個年代, 在煤礦環境中, 受這樣的傷, 有時是致命的, 至少有時是會致殘的。
上圖, 一位破碎機兒童的左腿被劃傷后, 繼發感染, 不得不截肢。
而他, 已經算是幸運的了。 有些破碎機男孩兒直接不慎被卷入傳送帶下面, 扭曲的身體就這樣被埋入了煤堆。
貝塞爾在煤礦上, 非常有名。
這孩子好奇心太強了。
破碎機、傳送帶、汽油機、蒸汽機這些設備, 深深吸引著他。 他見到操縱機械的工程師, 就問個沒完。
晚上回到家, 結束了一天勞碌的貝塞爾躺在床上。 如果母親沒有進山的話, 會偶爾陪著貝塞爾。 貝塞爾是她唯一的孩子。
貝塞爾纏著母親給他講故事。 而他的母親, 總是盡她最大的努力給他講述大山外面的世界的樣子。
木工
幸運的貝塞爾,雖然多次受傷,但并未感染,保住了雙手和雙腿,長到了14歲。
他考入了安妮女王高中,但是每年只能有半個學期的時間用來學習。平時還得經常到礦上工作補貼家用,給自己掙學費。
好在聰慧的貝塞爾,學會了開車,也學會了操作洗煤機。他成為了礦上工程師的得力助手,不用再去揀煤了。(實際上對于破碎機男孩兒這個職業來說,他的年齡也已經太大了。)
由于貝塞爾和他父親、母親的辛勤勞作,一家人終于住上了小木屋。
貝塞爾一時間對木工產生了濃厚的興趣。他從礦上的木工師傅那里學習到了樸素的結構力學原理,隨后就用原本用于休息的時間,制成了貝塞爾家的家具、柵欄等等。
礦上有個富裕家庭,看到小貝塞爾的作品,贊不絕口,堅持要讓貝塞爾給他們家做一套家具。
就這樣,小貝塞爾用了一個暑假的時間,設計和制造了一套前衛時尚而又實用的家具。
買主大為驚嘆!
在支付了家具的費用后,買主硬生生塞給貝塞爾家25美元(小火箭調用世界銀行和美國的統計數據,換算了一番,當年這25美元,相當于今天的681.8美元,也就是相當于人民幣4701元)。
窮苦的貝塞爾一家,辛苦一年也剩不下25美元。
買主囑咐:一定要讓這孩子上大學。他是個天才。雖然我們不知道他最終會成為一位杰出的藝術家還是一位偉大的工程師,但是千萬不要讓孩子一輩子就耽誤在礦上。
大學
1912年,19歲的貝塞爾,考入華盛頓大學,成為礦區唯一一位大學生。他的父親拿著華盛頓大學的錄取信跑遍礦區。
工人們為此舉行了前所未有的慶祝活動,甚至連礦主都破天荒地允許大家休假半天。
這一年秋天,貝塞爾第一次穿上了沒有被煤粉染黑,沒有被巖石割破的衣服。這是母親親手縫制的新衣。
他就此踏上了前往西雅圖的旅程,開啟了人生新的階段。
小火箭找到了一張上世紀初的華盛頓大學的明信片。當時貝塞爾第一次步入大學校門時,看到的,應該是類似的景象。
進入大學,貝塞爾被圖書館浩瀚的藏書所震撼!多年來對工程機械的種種實踐,在工程學課堂上,終于得到了理論化,可謂醍醐灌頂!
但是,生活中現實的壓力還是很大的。雖然貝塞爾已經非常節省了,但還是很快就把積蓄花光了。城里的飯,實在是太貴了。
大學一年級,實在沒有錢維持生活的貝塞爾,再次回到了家鄉的煤礦,開起了洗煤機。
就在那一年,他被當年一起分揀煤塊的那些小伙伴們狠狠地批評了:
貝塞爾,你比我們都聰明,但是你卻做著我們看起來非常愚蠢的事情!回學校去!在這里你能有什么出息!我們或許對外面了解不多,但是我們覺得,你應該把大學讀好,去干一番事業!
受到批評的貝塞爾,帶著小伙伴們湊出來的錢,回到了華盛頓大學,繼續學業。
西雅圖是美國除阿拉斯加州之外,最靠西北的城市。當年冬天,寒風從城市旁邊的冰川上吹過,異常寒冷。
貝塞爾在寒假里,拖著沉重的木箱,沿街叫賣針線和干草,以此來掙來年的學費。
在中午回學校打飯之后,他還在學校的食堂洗盤子,來一美分一美分地積攢。
大三那年暑假,貝塞爾沒有回家。他背著幾十公斤從圖書館借來的書,到西雅圖的一個工地上,干起了橋梁油漆工。
白天,他粉刷大橋,晚上就在他清掃干凈的一間廢棄的雞舍里,點起煤油燈,瘋狂地學習工程學、空氣動力學和結構力學、數學等各種知識。
在一個電閃雷鳴的夜晚,磅礴的大雨差一點淹沒了他那間破雞舍。而就在他抱著書籍站在雞舍頂部的時候,他抬了一下頭:
月光柔美而又皎潔,遠處的地面積水倒映著月亮,顯得如此夢幻。
他想起了童年時的夢,一生的使命也就在此刻注定:
我,貝塞爾,要去設計能夠從水面起飛,到高空去接受月光撫摸的飛機!
飛機,是個新鮮事物。1903年12月17日上午10點35分,美國北卡羅萊納州小鷹鎮,萊特兄弟實現了人類航空史上由人發動、控制和維持的,重于空氣的飛行器的首次飛行。
我們這個叫做地球的星球上,叫做人類的智慧生物第一次擁有了駕駛重于空氣的飛行器進行飛行的能力。
這次飛行,持續了12秒,飛行距離接近37米。上圖為奧維爾·萊特正在奮力操控飛行者1號飛機。
他俯臥在下部機翼上,屁股則緊貼在用于操縱機翼扭曲程度的控制支架上。威爾伯·萊特在旁邊奔跑著,告訴奧維爾飛機的姿態情況。
當天,萊特兄弟共試飛了四次,最成功的一次飛行中,飛機持續留空時間為 59 秒,飛行距離達到了260米。
(以上就是小火箭風格的有關人類首次重于空氣的飛行器的飛行記錄。)
浮筒設計師
貝塞爾上大學的時候,人類第一架飛機剛剛誕生9年。
而當貝塞爾以出人意料的極好成績畢業的時候,他自己已經決定要把自己的人生與飛機緊密地聯系在一起了。
貝塞爾應聘到美國海軍建設與維護局工作,因為他聽說,這個局馬上要開始協助組建一個新的部門。
這個部門同樣隸屬于美國海軍,但是,擁有一個他熱愛的名字:美國海軍航空局。
生于煤礦,在煤礦長大的毛頭小伙子貝塞爾,此時23歲。
他進入了美國海軍航空局的設計部門。
華盛頓大學工程學的優異成績,讓他有了參與飛機設計的機會。而實際上,貝塞爾在上大學期間,還在大學的變電站和水廠打過工,在電站和水廠的工程師的悉心指教下,通過他的努力,在大學期間,貝塞爾就考取了工程師資格認證。
不過,23歲的他,一開始還是沒能得到航空局的重用。
局領導大多沒有真正摸過飛機,他們一開始更迷信所謂的設計經驗。于是,那些水平一般的平庸設計師,僅僅是因為年齡較大,就占據了航空局的高位。
貝塞爾,千辛萬苦,只得到了一個設計水上飛機浮筒的崗位。
浮筒,在水面上,給水上飛機提供浮力。
在起降滑跑階段,需要有足夠的穩定性。
在飛機巡航飛行過程中,需要有良好的氣動性能,以免帶來太多氣動阻力負擔。
有時候,浮筒里面還要攜帶燃油。
有關水上飛機的設計和分析,詳見小火箭的水上飛機系列《卡特琳娜,締造水上飛機傳奇》《別-200:別里耶夫的噴氣式水陸兩棲飛機》《波音314:只為泛美而生!》《夢想有多沉?一架傳奇飛機的奮起與沉寂》(如果大家是在微信公眾號平臺上閱讀的本篇小火箭文章,可以直接點擊書名號之間的題目進入閱讀。)
可以說,浮筒在水上飛機的設計中,作用巨大,也非常吃功夫。
貝塞爾出色地完成了設計任務,而且總結出了相關理論。
從小在煤礦低頭做破碎機男孩兒的貝塞爾,雖然受到了排擠,但是他足夠隱忍。而且,這些事情絲毫不會動搖他對飛行器的熱愛。
1919年11月,美國海軍航空局開始頒發航空工程師資格證書。
26歲的貝塞爾,成為美國最年輕的注冊飛行器設計師。而且因為在水上飛機浮筒設計中的出色表現,他吸引到了軍方高層的注意。
飛機設計師
海軍當時有了上圖這樣的沃爾特 VE-7,但是他們想要更好的飛機,更好的戰斗機!
1920年,美國海軍點名要求由貝塞爾,這個小伙子來設計一款戰斗機。
如果小火箭沒記錯的話,這就是美國海軍第一款真正意義上的戰斗機 TS-1!
那時候,美國海軍已經開始決定發展航空母艦了。
上圖為美國第一艘航空母艦CV-1蘭利號正在建造的場景,攝于1921年5月14日,美國海軍諾福克造船廠。
1922年12月,貝塞爾不辱使命,帶領團隊,成功研制了美國海軍歷史上,第一款專門設計的戰斗機 TS-1。
從接到任務到飛機誕生,僅用了兩年時間!
TS-1戰斗機后來馬上就有了全金屬結構且帶起落架的版本:F4C-1。
這是貝塞爾的開山之作,同時也是他的成名作,可謂一舉成名。
小火箭在這里不禁開始感慨8年前,購買了貝塞爾設計的木制家具的那一家人,眼光了得!
那家人的善舉,給人類帶來了一位優秀的飛機設計師。
再后來,貝塞爾設計了舉世聞名的F4U海盜艦載戰斗機。
在第二次世界大戰的太平洋戰場上,海盜表現出色。小火箭甚至可以說,如果海盜戰斗機非得謙虛地說自己是二戰期間排名第二的艦載戰斗機的話,那第一就只好空缺了。
上圖為在沖繩戰役中,一架海盜戰斗機向日軍據點發射火箭彈的場景。
有關貝塞爾的其他經歷,小火箭會繼續和大家共同探討。
版權聲明:
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微信號:小火箭
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歡迎 加入小火箭 ,進入航空航天大家庭!
木工
幸運的貝塞爾,雖然多次受傷,但并未感染,保住了雙手和雙腿,長到了14歲。
他考入了安妮女王高中,但是每年只能有半個學期的時間用來學習。平時還得經常到礦上工作補貼家用,給自己掙學費。
好在聰慧的貝塞爾,學會了開車,也學會了操作洗煤機。他成為了礦上工程師的得力助手,不用再去揀煤了。(實際上對于破碎機男孩兒這個職業來說,他的年齡也已經太大了。)
由于貝塞爾和他父親、母親的辛勤勞作,一家人終于住上了小木屋。
貝塞爾一時間對木工產生了濃厚的興趣。他從礦上的木工師傅那里學習到了樸素的結構力學原理,隨后就用原本用于休息的時間,制成了貝塞爾家的家具、柵欄等等。
礦上有個富裕家庭,看到小貝塞爾的作品,贊不絕口,堅持要讓貝塞爾給他們家做一套家具。
就這樣,小貝塞爾用了一個暑假的時間,設計和制造了一套前衛時尚而又實用的家具。
買主大為驚嘆!
在支付了家具的費用后,買主硬生生塞給貝塞爾家25美元(小火箭調用世界銀行和美國的統計數據,換算了一番,當年這25美元,相當于今天的681.8美元,也就是相當于人民幣4701元)。
窮苦的貝塞爾一家,辛苦一年也剩不下25美元。
買主囑咐:一定要讓這孩子上大學。他是個天才。雖然我們不知道他最終會成為一位杰出的藝術家還是一位偉大的工程師,但是千萬不要讓孩子一輩子就耽誤在礦上。
大學
1912年,19歲的貝塞爾,考入華盛頓大學,成為礦區唯一一位大學生。他的父親拿著華盛頓大學的錄取信跑遍礦區。
工人們為此舉行了前所未有的慶祝活動,甚至連礦主都破天荒地允許大家休假半天。
這一年秋天,貝塞爾第一次穿上了沒有被煤粉染黑,沒有被巖石割破的衣服。這是母親親手縫制的新衣。
他就此踏上了前往西雅圖的旅程,開啟了人生新的階段。
小火箭找到了一張上世紀初的華盛頓大學的明信片。當時貝塞爾第一次步入大學校門時,看到的,應該是類似的景象。
進入大學,貝塞爾被圖書館浩瀚的藏書所震撼!多年來對工程機械的種種實踐,在工程學課堂上,終于得到了理論化,可謂醍醐灌頂!
但是,生活中現實的壓力還是很大的。雖然貝塞爾已經非常節省了,但還是很快就把積蓄花光了。城里的飯,實在是太貴了。
大學一年級,實在沒有錢維持生活的貝塞爾,再次回到了家鄉的煤礦,開起了洗煤機。
就在那一年,他被當年一起分揀煤塊的那些小伙伴們狠狠地批評了:
貝塞爾,你比我們都聰明,但是你卻做著我們看起來非常愚蠢的事情!回學校去!在這里你能有什么出息!我們或許對外面了解不多,但是我們覺得,你應該把大學讀好,去干一番事業!
受到批評的貝塞爾,帶著小伙伴們湊出來的錢,回到了華盛頓大學,繼續學業。
西雅圖是美國除阿拉斯加州之外,最靠西北的城市。當年冬天,寒風從城市旁邊的冰川上吹過,異常寒冷。
貝塞爾在寒假里,拖著沉重的木箱,沿街叫賣針線和干草,以此來掙來年的學費。
在中午回學校打飯之后,他還在學校的食堂洗盤子,來一美分一美分地積攢。
大三那年暑假,貝塞爾沒有回家。他背著幾十公斤從圖書館借來的書,到西雅圖的一個工地上,干起了橋梁油漆工。
白天,他粉刷大橋,晚上就在他清掃干凈的一間廢棄的雞舍里,點起煤油燈,瘋狂地學習工程學、空氣動力學和結構力學、數學等各種知識。
在一個電閃雷鳴的夜晚,磅礴的大雨差一點淹沒了他那間破雞舍。而就在他抱著書籍站在雞舍頂部的時候,他抬了一下頭:
月光柔美而又皎潔,遠處的地面積水倒映著月亮,顯得如此夢幻。
他想起了童年時的夢,一生的使命也就在此刻注定:
我,貝塞爾,要去設計能夠從水面起飛,到高空去接受月光撫摸的飛機!
飛機,是個新鮮事物。1903年12月17日上午10點35分,美國北卡羅萊納州小鷹鎮,萊特兄弟實現了人類航空史上由人發動、控制和維持的,重于空氣的飛行器的首次飛行。
我們這個叫做地球的星球上,叫做人類的智慧生物第一次擁有了駕駛重于空氣的飛行器進行飛行的能力。
這次飛行,持續了12秒,飛行距離接近37米。上圖為奧維爾·萊特正在奮力操控飛行者1號飛機。
他俯臥在下部機翼上,屁股則緊貼在用于操縱機翼扭曲程度的控制支架上。威爾伯·萊特在旁邊奔跑著,告訴奧維爾飛機的姿態情況。
當天,萊特兄弟共試飛了四次,最成功的一次飛行中,飛機持續留空時間為 59 秒,飛行距離達到了260米。
(以上就是小火箭風格的有關人類首次重于空氣的飛行器的飛行記錄。)
浮筒設計師
貝塞爾上大學的時候,人類第一架飛機剛剛誕生9年。
而當貝塞爾以出人意料的極好成績畢業的時候,他自己已經決定要把自己的人生與飛機緊密地聯系在一起了。
貝塞爾應聘到美國海軍建設與維護局工作,因為他聽說,這個局馬上要開始協助組建一個新的部門。
這個部門同樣隸屬于美國海軍,但是,擁有一個他熱愛的名字:美國海軍航空局。
生于煤礦,在煤礦長大的毛頭小伙子貝塞爾,此時23歲。
他進入了美國海軍航空局的設計部門。
華盛頓大學工程學的優異成績,讓他有了參與飛機設計的機會。而實際上,貝塞爾在上大學期間,還在大學的變電站和水廠打過工,在電站和水廠的工程師的悉心指教下,通過他的努力,在大學期間,貝塞爾就考取了工程師資格認證。
不過,23歲的他,一開始還是沒能得到航空局的重用。
局領導大多沒有真正摸過飛機,他們一開始更迷信所謂的設計經驗。于是,那些水平一般的平庸設計師,僅僅是因為年齡較大,就占據了航空局的高位。
貝塞爾,千辛萬苦,只得到了一個設計水上飛機浮筒的崗位。
浮筒,在水面上,給水上飛機提供浮力。
在起降滑跑階段,需要有足夠的穩定性。
在飛機巡航飛行過程中,需要有良好的氣動性能,以免帶來太多氣動阻力負擔。
有時候,浮筒里面還要攜帶燃油。
有關水上飛機的設計和分析,詳見小火箭的水上飛機系列《卡特琳娜,締造水上飛機傳奇》《別-200:別里耶夫的噴氣式水陸兩棲飛機》《波音314:只為泛美而生!》《夢想有多沉?一架傳奇飛機的奮起與沉寂》(如果大家是在微信公眾號平臺上閱讀的本篇小火箭文章,可以直接點擊書名號之間的題目進入閱讀。)
可以說,浮筒在水上飛機的設計中,作用巨大,也非常吃功夫。
貝塞爾出色地完成了設計任務,而且總結出了相關理論。
從小在煤礦低頭做破碎機男孩兒的貝塞爾,雖然受到了排擠,但是他足夠隱忍。而且,這些事情絲毫不會動搖他對飛行器的熱愛。
1919年11月,美國海軍航空局開始頒發航空工程師資格證書。
26歲的貝塞爾,成為美國最年輕的注冊飛行器設計師。而且因為在水上飛機浮筒設計中的出色表現,他吸引到了軍方高層的注意。
飛機設計師
海軍當時有了上圖這樣的沃爾特 VE-7,但是他們想要更好的飛機,更好的戰斗機!
1920年,美國海軍點名要求由貝塞爾,這個小伙子來設計一款戰斗機。
如果小火箭沒記錯的話,這就是美國海軍第一款真正意義上的戰斗機 TS-1!
那時候,美國海軍已經開始決定發展航空母艦了。
上圖為美國第一艘航空母艦CV-1蘭利號正在建造的場景,攝于1921年5月14日,美國海軍諾福克造船廠。
1922年12月,貝塞爾不辱使命,帶領團隊,成功研制了美國海軍歷史上,第一款專門設計的戰斗機 TS-1。
從接到任務到飛機誕生,僅用了兩年時間!
TS-1戰斗機后來馬上就有了全金屬結構且帶起落架的版本:F4C-1。
這是貝塞爾的開山之作,同時也是他的成名作,可謂一舉成名。
小火箭在這里不禁開始感慨8年前,購買了貝塞爾設計的木制家具的那一家人,眼光了得!
那家人的善舉,給人類帶來了一位優秀的飛機設計師。
再后來,貝塞爾設計了舉世聞名的F4U海盜艦載戰斗機。
在第二次世界大戰的太平洋戰場上,海盜表現出色。小火箭甚至可以說,如果海盜戰斗機非得謙虛地說自己是二戰期間排名第二的艦載戰斗機的話,那第一就只好空缺了。
上圖為在沖繩戰役中,一架海盜戰斗機向日軍據點發射火箭彈的場景。
有關貝塞爾的其他經歷,小火箭會繼續和大家共同探討。
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