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造好浮岛,再跳跳跳

作者:文/王亚男
这张1931年的照片上,加拿大工程师爱德华·阿姆斯特朗正在泳池里摆弄自己设计的浮岛机场缩比模型。在20世纪30年代以前,飞越大西洋是一项极为冒险的行动。大型飞机必须在海上长时间飞行,以散落洋面的岛屿作为补给和维修基地。以当时的技术,在寸土之地上无法修建机场,因此只有大型水上飞机可以执飞越洋任务。陆基飞机由于无法在水面起降,也就无法使用岛屿基地,因而与越洋航班无缘。

总是有人试图找到解决问题的新方案。早在1918年,有人就提出了一个大胆创意,要在大海上修建能够漂浮的机场。这个人叫做爱德华·阿姆斯特朗(Edward R. Armstrong),曾是美国海军工程师。阿姆斯特朗的漂浮机场脑洞开得很大:他打算在大西洋上建造5座一字排开,间隔800千米的浮岛机场,从大西洋近海一直排到欧洲西海岸。这样一来,即便是航程不济的陆基飞机也能轻松地从一个浮岛飞到另一个浮岛,在浮岛机场上加油维修后继续飞往下一个浮岛。如此一来,越过大西洋就成为小菜一碟。

阿姆斯特朗的浮岛机场创意提出后,起初并没有太多人关注。1927年阿姆斯特朗完成第一个浮岛机场方案模型,引起了杜邦和通用汽车两家公司的关注。杜邦和通用汽车一商量,觉得这个创意有价值,于是决定客串一把风投:在1929年联合出资750 000美元(这在当时是一笔巨款),供其技术验证。通用和杜邦之所以愿意充当天使投资角色,是因为阿姆斯特朗准备在浮岛机场技术验证成功后组建海洋机场公司(Seadrome Ocean Dock Corp.),万一这一方案成功,那后面的商业利益不可估量。如果自己没投资而这个方案最后火了,那就是商业行为的重大失败。

浮岛机场的验证问题引起了社会各界的重视,而阿姆斯特朗也很快遇到了一位贵人,此人就是美国政府商务部航空办公室主任尤金·维达尔(Eugene L. Vidal)。在他的极力斡旋下,最终美国政府于1934年同意拨款150万美元,验证和研究在大西洋上建立5座浮岛机场可行性问题。维达尔自己就是一名航空公司运营者,他和阿姆斯特朗一样坚信浮岛机场的巨大潜力。而美国政府考虑得显然更多,如果浮岛机场方案真的可行,那么这一浩大工程将会带来一举两得的效果。一方面浮岛机场链将会让美国迅速在越洋航班市场上占尽先机,增强美国航空运输业的竞争优势;另一方面,这项浩大工程一旦启动,美国政府头疼不已的失业率也会随之降低,大量失业者会因为该项工程找到工作机会。对于国内制造业,浮岛机场也是个利好消息,初步估计建造这些浮岛机场仅钢铁就要消耗125 000吨。

按照美国政府的构想,阿姆斯特朗要先主持建造一个1/4的缩比浮岛机场模型用于验证。如果试验取得成功,美国政府会投资兴建第一座浮岛机场。据估计5座浮岛机场总投资将达到3 000万美元。

阿姆斯特朗最初设想的浮岛机场带有浓厚的理想主义色彩。他在1927年提出的设计方案要求在面积24 000平方米的浮岛机场跑道侧面修建机库和酒店。等到1934年美国政府开始参与项目后,方案进行了大幅调整。出于保证飞机安全起降的考虑,取消了顶层飞行甲板附近所有建筑物,酒店和机库全部搬到下层甲板,机库和其他设施通过升降机与飞行甲板连通,这一特征与航空母舰倒是非常相似。

每座浮岛机场规划长度为360米,宽75米。上层甲板是飞机起降甲板,甲板上有升降机,负责将飞机从上层甲板运送到下层机库。浮岛机场最为核心的技术是支撑和稳定系统。根据阿姆斯特朗的设计,浮岛机场下部由一组28根金属立柱支撑,金属立柱的中部是浮力水舱,底部是压载配重舱。压载配重舱可以通过伸缩立柱调整其入水深度,最长可以深入水下100米。阿姆斯特朗了解海浪的特性,水面的海水会形成波浪,而深层的海水则相对平静。在他看来,浮岛机场可以在近海施工组装,然后牵引到作业海域即可。这套复杂的支撑系统,可以保证上层飞行甲板始终处于距离水面30米的高度,这样甲板上的飞行活动就不会受到海浪溅水的影响。阿姆斯特朗还专门为浮岛设计了一套钢缆固定系统,它的原理和船舶使用的铁锚很像:一大块1 500吨的金属配重物将沉入水底,通过钢缆将浮岛固定在海面。更绝的是,阿姆斯特朗的浮岛机场还配有动力推进系统,可以通过两具螺旋桨在海上实施必要的机动。

1895年凡尔纳在《机器岛》中描写的巨大人造岛屿,算是早期人工动力浮岛的生动描述。作品中的人造岛屿是一个巨大的城市,是游弋大洋之上的富人专属天堂。当时这样的设定幻想成分极大,但今天的技术已足以实现。浮岛机场上会配备气象监测站、无线电台和无线电导航台,在海上为越洋航班提供引导。浮岛机场甚至还配有破冰船以备不时之需。按照阿姆斯特朗的估计,如果浮岛机场能24小时提供服务,飞机从纽约出发,以256千米/小时的时速飞完8个航段,可以在30小时后到达伦敦。

一切看上去都那么诱人。通过缩比模型,阿姆斯特朗发现浮岛机场抗风浪的特性很好,20米高的海浪应该也问题不大,比一般的大型船只要好很多。然而20世纪30年代也是航空技术发展迅速的时代,随着远程客机载油量和航程大大增加,特别是美国经济的逐步复苏,浮岛机场作为一种高投资高风险的技术概念,对于越洋航班的必要性迅速降低,最终阿姆斯特朗的想法没能实现。但今天审视阿姆斯特朗的浮岛机场创意,我们还是能感受到一位严谨的工程师在迎接工程技术挑战时表现出的创新精神和科学思维。

责任编辑:王洁

现代近海半潜式作业平台已经具备了一定的机动能力和不错的稳定控制能力。以这样的平台作为单元,快速组合出一个漂浮海面的中型机场,已经具备可行性。但浮岛机场的用途已然改变,不再是跨越大洋的中继,而是土地稀缺城市的机场解决方案,以及应急地域航空运输应对策略。

 

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