钱学森文集_卷一001
美国大飞船失事及美国建筑飞船的原因*
一、Akron号的构造大要
自1925年,美国海军飞船Shenandoah号被风吹坏,美国海军当局,即觉有再造飞船来补充的需要。在1926年国会中通过制造一只大军用飞船的议案。后来也就将这个建议包含在“五年航空扩张计划”之内。当时因为要作种种研究和预备工作,所以直到1928年10月方才和Goodyear-Zeppelin公司签定合同,由该公司承造两只650万立方英尺的硬式飞船。第一只飞船便是Akron号。
Akron号采用多层构造,即最里面的是气袋,气袋外面是线网,再外面是骨架,最外的是布皮。气袋分为多个,其中最大的有74英尺长,圆径130英尺,能容98万立方英尺氦气。气袋用橡胶布作成。
气袋外面的骨架全部用硬铝(Duralumin)制成,共有36条纵梁,再加上许多圆架,就成了坚固的结构。此外还有3条贯通全船的走道,一条在船顶中央,两条分布在船腹两旁,这不但使船中交通便利,并可加增骨架的坚强。
Akron号的发动机共有8架,都是Maybach汽油机;在海面能每分钟作1600转,发560匹马力,故共有4480匹马力。发动机每马力合重量4.5磅,而每马力时耗油0.45磅。但Akron号发动机的特点,在能任意改变其转动的方向。并且其螺旋桨也可以由前后的方向改到上下的方向;所以不但有前后的推动力,而且更有上下的牵引力。因此操纵十分便利。还有一个特点,就是发动机的废气并不直接排于空气中,而经过一具冷却器,凝结其中的水分,以补偿因用汽油而失去的重量,使飞船常保持平衡的状态。至于燃料方面,Akron号能搭载12.4万磅的汽油,分储120个铝制的油箱中。滑润机件的机油也有1.2万磅,分装8个油箱中。因有这多的储油量,所以能作长距离飞行。
此外尚有发电机,发电供全船应用。又有中波及短波无线电收发机。军备方面,有7个炮位,及数架战斗飞机。为安全起见,操纵室有两个,平常用船首的一个。必要时,也可以用藏后下方舵板中的一个。总结起来Akron飞船的性能如下:


二、失事情形
但又有谁能意料到这样一只设计完美的大飞船竟步英国飞船R101号的覆辙坠海而毁呢?在4月3日的晚上,Akron号自东部飞船根据地Lakehurst出发,作定例的飞航,在4日的晚上8时45分即见有雷雨,后来继续飞向东北,此时雷雨在船之南方,但雾重,不能见到地面情形;船身尚平衡,但重5000磅。在晚上10时,沿New Jursey海岸飞行,即为雷雨所包围。到了午夜12时半,飞船即自1600英尺的高度迅速向下降落,此时发动机皆开足马力。因欲令船上升,故把一切的镇船物体,均投入海中,以减轻船身重量。但是没有效果,因为直降到离海面800英尺以后,船才上升至1500英尺。这次上升是因为有上升的气流把船吹上。3分钟以后,上升气流十分混乱,因此船身也颠簸得很厉害。可见此时已经到了雷雨的中心地带了。于是全船人员皆起而工作。但船左右倾侧得很厉害,终于把上部的直舵毁去。不过副船身尚以下部直舵操纵飞船,此时船已急降,但船首却以20度之角度上仰。船外方雾重,不见海面。后来船一直降到300英尺,遂知已无可为力;一瞬间船已落水,海水自舱窗中冲入,船即为浪所卷出。失事地点在New Jursey州海岸附近,离Barnegat灯船约20英里。
此时适有一只德国的小运油船s. s. Phoebus号经过,但雾重而又有风雨;救起者,只海军上尉Herbert Victorwiley,副船长;无线电员Richard Copeland,及其他两兵员Erwin和Deal。但Copeland在后又以重伤死,所以全船19个官员、船员(包含飞机的驾驶员)、平常船员(包含飞机的驾驶员),57个士兵中,只3人生还。死者中有航空局长William A. Moffett少将;Akron船长、海军中校Frank Carey McCord;Lakehurst海军飞行根据地中校Fred Thomas Rerry,及航空局的Henry Barton Cecil中校。这些人都是美国飞船方面的专门人才。失去了他们,比失去了数千万元的飞船还要可惜,而此后美国的飞船事业,是否尚可继续,也就成问题了。
至于失事的原因,到现在尚无定论。有的说是遭雷击的缘故;有的说不是,是遭风雨而遇到低气压的缘故。但德国的齐伯林飞船船长Eckener博士,以为这都不可信,因为飞船应该有能力抵抗这些的。现在美国正以William W. Phelps少将为首,及Harry E. Shoemaker上校,Chester McKinly Holten中校等人组织了一个调查会,研究失事的情形及原因,将来总可以明白的。因为这件事不但关系美国一国,而是关系全世界的,关系飞船事业的将来的。
说完了这件事,我们不得不问一问,为什么英国和美国都用了数千万元来建筑这庞大的飞船?它们在军事上,究竟有什么特长的用处?我们知道用飞船来轰炸敌国的时期已经过了,因为它易为飞机所攻击。现在的飞船,都是用来作侦察的任务的。但是海军在洋面上侦察,用巡洋舰或飞机似乎都可以的。他们为什么要用飞船?下面便是这个问题的解答。
三、飞船和巡洋舰
以下我们用巡洋舰和飞船比较。假设飞船的重量为300吨,则其性能大致如下:
固然巡洋舰能做得到的任务,飞船未必都能做得到,但有了飞船,那么巡洋舰就可以余下能力来作它所特长的事。所以有了飞船,巡洋舰并不能算是无用了。但是一只10000吨级的巡洋舰在巡航时的速度大约不出20海里(即23英里/时),而飞船则能到60海里(即69英里/时),所以如专以巡航而论,则一只300吨的飞船可以抵过3只10000吨级的大巡洋舰。自图1至图7表示飞船和巡洋舰的优劣。图1表示在观察能力方面,飞船比巡洋舰超过甚多。因为自巡洋舰的150英尺高的塔上瞭望,其界限不出15英里。但自飞船的飞行高度,即3000英尺高处下,则足有67英里之远。所以巡洋舰以20海里/时的速度,走12小时,观察区域不过8300平方英里,而飞船,如以60海里/时飞行,则足有111000平方英里,即13倍于前者。

由图2,我们可以知道一只巡洋舰要570个人员,而一只飞船只要60个人。
同样,一只巡洋舰的估价是1700万美金,而一只飞船的估价是1000万美金。所以如被敌军破坏时,由巡洋舰所失去的人员约10倍于飞船所失去者。而金钱上的损失也1.7倍于飞船。这种人员及金钱上的差异,犹不能轻视。
但以上曾经说过,一只飞船可以抵过3只巡洋舰所作的巡航工作。所以我们必须总合地来比较一下:图3表示,欲完成同一任务,用巡洋舰必须投下5100万美金,而飞船只用1000万美金,即前者为后者的5倍。人员的需要上,巡洋舰要1710人,飞船只要60人,二者之比为28.5。图4表示巡洋舰的总排水量即重量为30000吨,而飞船则为300吨,有100倍的差异。又每3只巡洋舰所要的马力为321000匹,飞船只要10700匹,前者又为后者的30倍。图5表示12小时中,巡洋舰须燃料338吨,而飞船只要11吨,又有31倍的差异。并且在燃料价格上,巡洋舰要2366金元,飞船只275金元,前者又为后者的8倍。
最紧要的还是图6,在这里,巡洋舰及飞船所要的人力及机力有了比较。巡察每一平方英里,巡洋舰所要的机力是36 马力时,而飞船则仅0.38 马力时,相去95 倍之多。至于巡察每一平方英里所要的人力,则巡洋舰要0.83 人时(即图1 巡航能力比较所要的人数乘时间),而飞船只0.0065 人时,又有128 倍的差异。由上面所说的比较,飞船无论在金钱的节省上,及效能上,都比巡洋舰好得多。但有人或以为巡洋舰要比飞船更能支持长久的时间,但自图7 看来,连这也是不对的。因为自巡洋舰的燃料搭载量及其燃料消耗量看来,巡洋舰在30 海里/ 时的最大航距只4000 海里,而飞船在同一速度下,有16000 海里,超出3 倍。所以在30 海里/ 时的速度之下,飞船的续航时间为22 天,而巡洋舰只不过5.5 天,前者为后者的4 倍。最后要说到二者防御能力的比较了(图8)。虽然我们可以承认飞船太容易被高射炮及战斗飞机攻击了,但我们也必须承认巡洋舰,如独自深入敌境,也是很容易被敌人包围的。何况飞船能在更远的地方看见敌人,看到了能以3倍多的速度逃回自己阵地,至其受攻击的机会,也只空中攻击,不像巡洋舰还须担心于海军炮、潜水艇、水雷等等敌人。所以自防御力看来,飞船也不弱于巡洋舰。










四、飞船和飞机
现在我们更要以飞机和飞船比较(图9)。但这差不多是不用比较的。因为飞机是最不宜于巡航的,今日飞机的续航能力,虽有5000英里以上的,但是这些不过为制造记录而用的罢了,实用飞机很难达到这限度。其最大的困难就是飞机既不能停留空中不动,又不能在一定限度以下的速度飞行,其经济速度总须在100英里/时以上,所以需马力甚大,而因此燃料的消耗也是很大的。如欲作长距离的飞行则必须搭载多量燃料,而此多量燃料又加重机身重量,更须用更大的机力,方能飞行。可是最不幸的是飞机举力只和其翼面积成比例,但翼面的重量却与其体积成比例,而且机身过大,重量分布更难,所以飞机愈大,其有用的搭载能力与总重量之比,反而愈小。例如世界最大的飞机DO.X号总重量为48吨,而其机身净重为35吨,即占总重量73%。但比它稍小的Romar号,总重量为19.5吨,机身净重为11.2吨,即占总重量57.5%。由此看来DO.X号确已超过经济的限度。正相反,飞船飞行时的空气抵抗与船身的面积成比例,但其举力却与其体积成比例。如以L代表举力,D代表抵抗力,E代表船长,则
即船形愈大,则举力和抵抗力之比也会大起来。第9图就是表示飞船和飞机之L/D比与举力之关系。可见飞机L/D比不变而飞船的L/D比则递增;小飞船的效率不如飞机,但在22万磅时,飞船已和飞机的效率相等,举力再加,飞船即能胜过飞机了。但这里所说的还是总举力和总抵抗之比,如以有用的搭载量来说,大飞机更不如大飞船之有效了。

五、结论
所以我们的结论是:作广阔洋面的巡察,飞船比巡洋舰或飞机都更经济,更有效力。但这不过为美国说的。在中国事实便完全两样。
第一,中国无海外殖民地,且非攻击侵略的国家,所以无作长距离飞行的必要。何况中国的敌人日本,其全部土地皆在长距离的轰炸飞机飞行能力之内,所以更无须能一气飞行1万英里的飞船。
第二,飞机的制造费较小,一机所费不过十数万元,而飞船则须数千万元,相差1000倍。而且飞机制作较易,无须十分特殊的技术,所用材料也较易采置。飞船则须十分专门的技术,就如美国那样高度技术的国家,也还得请教德国的工程师,所以在现在情况之下,中国实无制造飞船的能力。
第三,中国海军根本薄弱,也当然无制造飞船这特殊武器的必要。因为健全的军力,必须是平衡的,各方皆备的组织。
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