【航空史话】“听说这个世界有种鸟是没有脚的

最早的鸟儿们可以说没有脚，或者说没有清晰的脚。早期飞机的基本结构都没有定型，着陆的速度也非常慢，因此起落架的布置非常随意。莱特兄弟的“飞行者一号”，起初就只有个钢管做成的支架，在草地上起到类似滑橇的作用，后来飞了几次才发现起飞滑行时阻力实在太大了，于是加了几个车轮。

到了一次大战时，飞机的结构基本定下来了，比较经典的“后三点”式起落架就应运而生。之所以是“后三点”，主要是因为那时候的飞机，发动机、乘员舱都布置在机头或者机翼上，比较靠前，而承担最主要的着陆冲击力的两个主起落架，自然也在这里生根，可以共用强化的结构，有效吸收冲击力的同时也又节省了重量。

飞机上较重的部分都靠前，机尾部分自然普遍比较轻，有个小小的尾轮支撑一下就好了。而且尾轮可以和飞机垂直尾翼上的方向舵刚性连接，这样既节省了重量，又可以共用一套转向操作系统，在地面由尾轮负责转向，空中方向舵负责转向——非常实用！而且“后三点”起落架让飞机在地面的状态是上仰的，滑跑时机头的螺旋桨不会打到地面。有了这么多好处，“后三点”起落架一下子就成为当时飞机的主流。

到了二次大战，飞机们纷纷采用了可收放的起落架，“后三点”仍然是最主要的起落架布局。仔细观察主起落架的收放形式，可以看到“后三点”的收放方式可以分为“外八字”、“内八字”、“前后收放式”等好几种。“外八字”的典型就是大名鼎鼎的Me109战斗机了，这种构型的主起落架直接生根在机身上，向外收起，最大的优点就是机身强度最好不用额外做结构强化，大大节约重量。

但这也给Me109带来一个严重的问题：主起落架间距太小，起降滑跑时横向稳定性很不好。特别是地面不平整的前线机场上，新手飞行员稍不注意飞机就左右打晃，严重时会翼尖擦地导致飞机严重损坏！这个毛病伴随了Me109终身——起落架的布局是飞机的基础结构，改动非常困难！“外八字”的难兄难弟还有Me109的一生之敌——英国“喷火”式战斗机。而且毛病居然也是一模一样！不过，和“喷火”式同期的“飓风”式战斗机却采用了“内八字”式的起落架。

“内八字”起落架最典型的代表当属著名的P-51“野马”式战斗机。“内八字”起落架天生轮距比较大，彻底杜绝了“外八字”的左右易翻倒的毛病。但“内八字”的问题在于起落架生根处在机翼上，这里的结构需要做相应的强化。仔细看“野马”的起落架生根于机翼偏前缘的地方，这里正好是机翼中强度最好的翼梁所在。“内八字”在重量上付出的代价大一些，对飞机的滚转速度也有一些影响。“内八字”轴心国的飞机也在用，代表就是“屠夫之鸟”FW190战斗机。

“内八字”“外八字”还有一个共同的毛病：横向的收放形式占用机翼下大量的空间，而且还是结构强度最好的空间。这部分本来可以用来布置炸弹、副油箱的挂架的，被“内外八字”起落架占据以后，只好把武器挂架往外移，但外侧的强度又不够！这个毛病甚至直接影响到战斗机的载弹能力。战斗机设计师们为此又开发了一些其它的收放形式。比如F4F“野猫”战斗机，算是“小外八字”，起落架直接收进机身。但这样轮距就更小了，而且把最坚固的机身挂架位置给占据了。

于是“野猫”的后继机型F6F“地狱猫”战斗机干脆把起落架生根在机翼上，直接向后收起，旋转90度后机轮平整地收进机翼。这样虽然机构复杂了一些，但节省了大量机身和机翼下的空间，形式效果不错，TBD“蹂躏者”鱼雷轰炸机、SBD“无畏”俯冲轰炸机……都是这样主起落架纵向收放的设计。SBD是向前收，TBD向后收，而且TBD向后收好起落架后还露出半个轮子——没有旋转90度。这样半个轮子露在外面无疑会增加阻力，但好处是万一放不下来——这种故障在早期飞机上很常见，而且起落架也容易被炮火打坏后卡住放不下来——迫降时安全性会好很多。

二战时随着飞机的速度越来越快，螺旋桨的直径也越来越大，直接后果就是“后三点”起落架必须越来越长。象P-47“雷电”这样的巨型单发战斗机，螺旋桨直径后期达到了惊人的4.01米。而同样采用R-2800“双黄蜂”发动机的F4U“海盗”式战斗机由于是3叶桨，直径甚至达到了4.06米！起落架太长的话，要保证足够的强度就会非常的重！于是“海盗”干脆采用了少见的倒鸥形机翼，既减少了阻力，又能有效减少起落架的长度，付的代价是加工的工时会比较多，影响到生产效率和造价，但这对于财大气粗的美国人不算什么问题。

文章来源：《航空动力学报》 网址: http://www.hkdlxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0308/588.html