P-51野马战斗机大揭秘：层流机翼的卓越性能

随着第二次世界大战的逼近，英国政府急于向海外寻购战斗机。英国直接采购委员会在美国纽约有一个办事处，在亨利·赛尔夫爵士的指导下，开始大批订购美国战斗机，其中就包括数百架寇蒂斯P-40战斗机。但是，该飞机制造商没有能够在规定的时间内满足订单要求，因此英方要求北美航空公司特许生产P-40战斗机。北美航空公司提议不应生产过时的战斗机，他们应当设计一种更先进的新型战斗机。这种新型战斗机将采用艾利逊V-1710水冷12气缸V形直列发动机。P-40战斗机已经使用这种发动机的早期型，新型战斗机使用的改进型的活塞最大行程更长，性能更佳。

以上提议须经美国国会同意，当时美国并不是参战国，因此采取孤立主义政策，不希望卷入世界战争。美国国会同意这一提议的限制性条款是英国向美国陆军航空队赠送两架新型战斗机以进行评估。

1940年2月，北美航空公司代表团由詹姆士H.‘达其’金德尔伯格及公司副总裁利兰·艾特伍德率领，他们带着雷蒙德H.赖斯的设计图纸奔赴欧洲。随行人员还有主设计师埃德加·舒默德。英国航空管理局的领导查看了图纸，其超乎寻常的简洁设计及多项创新给他们留下了深刻印象，这些特点使这种战斗机在多方面优于其同时代的战斗机。

1940年4月，还不到两个月，他们又提交了初步设计图纸，1940年5月4日，图纸得到了亨利·赛尔夫爵士、空军少将G.B.A.贝克及H.C.B.托马斯先生的认可，他们于5月29日首次以每架50000美元（约14500英镑）的价格订购了320架战斗机。其中有一项规定：首架原型机应在签订正式合同120天之内制造完成。在当时，这对任何一家战斗机公司来说都是十分苛刻的要求，对于北美航空公司来说更是如此，因为直至当时，该公司仅生产过一架教练机。尽管如此，位于洛杉矶国际机场的工作团队埋头苦干，开始了127天共计78000个工作小时的努力，生产了首架原型机NA-73X，航空登记号为NX19998，并于1940年9月9日出厂。但是，一台发动机的交付有些延迟，因为NA-73X被官方认为是私人投资制造，制造完成后它需要有“政府供应设备”的文件。后来，工程师给它安装了一台艾利逊V-1710-F3R型1150马力发动机。新型战斗机于1940年10月26日首飞，试飞员是凡西·布里兹。

左图：詹姆士·霍华德“达其”金德尔伯格在1934年成为北美航空公司的总裁兼总经理他在1948年成为董事长，并一直担任该职务，直至1962年逝世

左图：北美XP-5141-039战斗机，这是北美航空公司制造的第二架战斗机。

NA-73X战斗机的外表会给人留下深刻印象，它有很多全新的设计，但是最重要的特点是它采用层流机翼。战斗机的机身表面平滑流畅，且机身宽度比当时其他战斗机的要窄很多。只有前机身上端的化油器进气口打破了NA-73X战斗机的机身流线。在后来的设计中，进气口改到更靠前的位置，几乎到了机头的前端，因为在测试中发现原来的位置可能会导致发动机熄火。发动机散热器在机身下面，与座舱在一条直线，并埋在一个异形管内，这很大程度上减小了阻力。(www.xing528.com)

随着测试的深入，独立试飞员凡西·布里兹将NA-73X战斗机转交给北美航空公司试飞员保罗·贝尔法。11月20日，贝尔法在第一次与该战斗机的磨合飞行中，不幸在飞往洛杉矶国际机场途中坠毁。他在靠近跑道时减速飞行，但是没有能够将油门拉杆推至供油位置。没有了燃油供给，发动机无法工作，他也来不及重新起动，只得在临近的机场熄火迫降。NA-73X战斗机在撞到松软的土地上时，整个机身倒置在地上，将贝尔法困在座舱中。幸运的是，战斗机没有起火，使救援人员有时间将飞行员从座舱中救出来。战斗机受到严重损坏，直至1941年1月11日才重返蓝天。

两架被赋予XP-51（编号41-308和41-309）的战斗机按照安排被转交给美国陆军航空队进行测试。NA-73X战斗机正在维修时，从英国传来消息，新型战斗机被命名为野马战斗机，这显示出人们对这架战斗机仍然充满信心。

NA-73X战斗机继续在北美航空公司进行测试飞行，直至1941年7月15日，它才停飞。这架具有历史意义的原型机在英格伍德度过了余生，最后被拆毁了。这架战斗机是P-51野马战斗机的原型机，却草草结束了自己的服役生涯。后来，野马战斗机成为第二次世界大战期间美国生产数量最多的战斗机。

左图：第一架野马I战斗机AG345，尽管它采用英国皇家空军的涂装，但它从来没离开过美国。

层流机翼

人们普遍认为，野马战斗机的层流机翼是造就其卓越性能的主要原因。北美航空公司使用美国国家航空咨询委员会为其提供的信息，生产了对称的机翼段，其上下表面的曲度相同。标准机翼截面最大厚度约为机翼前缘总长度的五分之一，上表面的曲度大于下表面——这种设计能提供更大的升力，且不需要很大的起飞速度。层流机翼及薄机翼前缘的设计，使野马与其他战斗机有很大不同。机翼最厚的部分在中间，顶端和底端的外倾角几乎相等——使顶端和底端形成空气层流，进而使气流更加顺畅。这种设计在很大程度上降低了机翼周围的波动，当时的人们认为机翼周围气流的波动是产生阻力的主要原因。这种设计的缺点在于机翼在低速时升力不足，于是，人们给它安装了大而强有力的襟翼以提高升力。