迎晖航空/文
E-6B传奇东西,那个名字几乎是领航计算尺的代名词传奇东西,也是让良多学飞的飞翔学员既爱又恨的:爱它是因为那是通过FAA笔试和理论测验必备的东西传奇东西,恨它是因为掌握利用办法实在其实不容易。
如今都已经2020年了,连传奇东西我们训练用飞机上都已经拆配了先辈的“玻璃座舱”,好比Garmin G1000,可是为什么仍然要进修利用如斯古老的,早就应该送进博物馆的计算尺呢?
在E-6B降生八十年后,筹算写那么一篇文章,好好聊聊那个让飞翔学员又爱又恨的E-6B领航计算尺。
图、上海计算尺厂消费的对数计算尺,传奇东西我家有一模一样的一把。图来自维基百科
测验必备的“烦人精”科学计算利用的计算尺(Slide Rule)其实早就创造出来了,在没有电子计算机的时代,包罗高阶对数、指数、三角函数以及平方根等几乎所有的科学计算,还包罗战争中炮弹轨迹、落点等计算都是利用计算尺完成的;
以至曲到有了计算机辅助的年代,计算尺仍然帮忙科学家计算火箭和导弹发射以及宇宙飞船的运行轨迹等。
上世纪六七十年代,我姥姥和姥爷曾参与我国导弹和火箭的遥控遥感手艺研发,就大量利用了各类用处的计算尺(家里仍然还留有数把计算尺)。在片子《阿波罗13号》中,就再现了宇航员碰到变乱需要改动绕月轨道时,现场科学家利用计算尺繁忙计算验证成果的场景。
片子《阿波罗13号》中呈现计算尺的场景
而航空上,出格是飞翔员在飞翔时利用的计算尺更多的是相对简单的计算、换算以及计算风批改角,对成果的切确度要求不高,但要求足够可靠且快速计算。汗青上有良多人依靠对数计算尺的原理开发了各类各样的航空用计算尺,而此中最出名的就是1940年问世于战争时代的E-6B领航计算尺。
八十年过去了,利用那款计算尺仍然是飞翔训练时必需掌握的技能。我在航校里很常能看到如许一个“违和”的场景,学生一手看iPad上的教程,一手用E-6B计算;一边是电子手艺的代表,一边是上世纪的活古董。FAA的笔试并没有规定必需利用机械E-6B计算尺,事实上FAA也允许照顾和利用航空公用的电子计算器,我在参与FAA笔试测验时监考官只是让我把电子计算器的电池暂时移除以便肃清记忆罢了。
对良多飞翔学员来说,掌握利用E-6B是有必然难度的,究竟结果我们都已经十分适应现代化电子产物的操做体例,对那种过时手艺已经没有啥概念了;更何况教员也都是如斯,天然就很难让我们很好地掌握利用E-6B。在私照进修阶段,给我们上空中课程的教员因为长久不消已经忘记若何利用E-6B,成果他一边看教程一边“现学现卖”。教完我们还恶狠狠的说,那种过时的手艺早就该进博物馆了,但因为FAA要求所以他必需要教,我们也必需要学,还建议我们购置电子的航空计算器(70~100美圆,以至更高),在他看来E-6B绝对是考完即弃的工具。
菲利普・道尔顿的天才设想图、1931年的菲利普・道尔顿,那时候正在佛罗里达的海军航空兵预备役受训。照片藏于史密森学会美国国度航空航天博物馆
讲到E-6B就不能不提到它的创造者——菲利普・道尔顿(Philip Dalton,1903-1941)。若是不是他创造了领航计算尺E-6B,那么后人对他的观点可能和千万万万参与二战的飞翔员、领航员老兵没有什么区别。做为E-6B背后的无名英雄,人们只是不断在用他设想的产物却对他本人知之甚少,曲到后来人们挖掘各类文献材料,才渐渐揭开了领航计算尺背后的天才设想者。菲利普・道尔顿的一生都与航空有不解之缘,好比他生于1903年,恰是在那一年莱特兄弟的“飞翔者一号”首飞,实现了人类汗青上初次重于空气、有动力可把持航空器的飞翔。他的父亲曾受雇于通用电气,他和长兄一路结业于康奈尔大学。一战期间长兄参与了陆军航空兵他也受影响参加了野战炮兵的预备役训练,因为不断以来对物理学的兴趣以及炮兵预备役训练的需要,道尔顿起头思虑若何把持火炮能够更快更切确地对准目的。
图、海军航空兵飞翔员正在利用绘图板
战争完毕以后他于1925年获得普林斯顿大学物理学硕士,第二年又受雇于哈佛大学并攻读博士学位。后来他参加海军航空兵(美国空军曲到二战后才成立,彼时飞翔员只是各兵种的“航空兵”)进修飞翔,并于1931年起头派驻到北开普敦号巡洋舰的侦查分队。
在巡洋舰侦查分队上的履历对他影响更大,训练时教员告诉他一只手控造飞机把持杆,另一只手里拿着铅笔,那也成为后来 E-6B 计算尺最重要的设想理念(时至今日,我们飞翔训练时仍然要那么做)。那时候导航用的体例称为“pilotage”(领航术),也就是按照标画在航图上的地标来飞到目标地,好比沿着公路、铁路、高压输电线或地形飞翔。那种导航体例在气候晴好的情况下识别地标就很有困难了,更何况气候欠好。而更大的问题是道尔顿是被派驻在巡洋舰上,茫茫大海没有地标又若何领航?
那就需要利用被称为“Dead reckoning”(航位揣测法)的导航体例,那是早期航海上利用的体例,被借用到了航空中来。航位揣测法是按照间隔已知上一个导航点的位置、标的目的和时间,来揣度出本身的位置。那时候航空利用的航位揣测法误差极大,除了有风产生的风偏,还有高度和温度误差产生的实空速误差。固然那时候已经起头大规模利用无线电定向仪,但对侦查机飞翔员/领航员来说,侦查到敌舰队是要连结无线电寂静的,因而回巡洋舰下降的导航就只能完全依赖航位揣测法了。
飞翔员腋下夹着的绘图板
恰是因为有如许需求,道尔顿起头基于现有的绘图板产物停止革新,1933年开发出了一种由两套圆盘型计算尺构成的绘图板(即VC-2型)。产物一经推出就成为海军航空兵飞翔员的标配,几乎每架海军飞机上都有那款绘图板。无妨想想一些以二战为布景的片子,好比《半途岛之战》和《珍珠港》,某些一闪而过的镜头里就能看到飞翔员腋下夹着绘图板跑向航母上的飞机,筹办起飞迎敌。
图、VC-2型绘图板实物
道尔顿当然不满足于VC-2型的胜利,起头大举革新。几年后他创造了Mark VII型,那一型号已经与后来的E-6B很附近了,做到了足够小型化和轻量化,还有高度表校正等功用。出名的女飞翔员阿梅莉亚・埃尔哈特(Amelia Earhart)的领航员弗雷德·努南(Frederick Noonan)在他们的最初一次飞翔中也利用了那种计算尺(即出名的全球飞翔,埃尔哈特和努南据信在承平洋豪兰岛附近迷航并失踪)。
藏于史密森学会美国国度航空航天博物馆的Mark VII型领航计算尺
图、图为埃尔哈特与努南在1937年全球飞翔飞越大西洋时,努南的航图和标识表记标帜
道尔顿在Mark VII的根底上又大规模改良,创造了在二战盟军中普遍利用的 C 型风三角计算尺及各类改良型,好比 D 型和 G 型,道尔顿为他的设想申请了专利,并于1938年获批。那种计算尺后来还被日本和纳粹德国停止仿造。
图、道尔顿的领航计算尺专利申明文档
藏于史密森学会美国国度航空航天博物馆的Mark G型领航计算尺
纳粹德国仿造的领航计算尺
后来美国陆军和道尔顿以及他的合伙人威姆斯(Philip van Horn Weems)签定合约,按军方要求修改,如许就产生了后来出名的 E-6B 计算尺。“E-6”只是产物型号,最早开发了E-6A,后来再次改良就有了E-6B。
1940年陆军航空兵起头正式引入E-6B,不外在此之前驻守夏威夷珍珠港的戎行已经在大量采购了。在整个战争期间,总共消费了超越逾40万把E-6B!
之后的E-6B只是小幅度改良,好比温度单元换算啊,增加边沿量尺等,与我如今利用的E-6B已经没什么大不同了。
早期发布的 E-6B
也许是天妒英才,1941年7月24日中午1时许,菲利普・道尔顿与飞翔学员哈利・李・罗杰斯停止飞翔训练时飞机进入螺旋,改出失败而坠毁,两人均在变乱中丧生。菲利普・道尔顿常年才38岁。他逝世时,E-6B已经在美国陆军和海军的航空兵以及英国皇家空军的飞翔员里得到了大规模应用,同时各个戎行里学生飞翔员/领航员都在进修利用E-6B。
图、战后消费的E-6B:藏于史密森学会美国国度航空航天博物馆
八十年的不老传奇从E-6B降生至2020年已经八十年了,那八十年来,不晓得有几把E-6B被消费出来;专利过时以后,各个国度各个公司的盗窟衍生品更是多到无法统计。
全世界各个航空主题博物馆里,必然城市有E-6B那件藏品,良多以航空为喜好的保藏家,也必然会藏有差别年代消费的各类E-6B领航计算尺。
图、台湾新竹”黑蝙蝠中队“纪念馆里的E-6B
E-6B的任务不在博物馆里,而是在每位飞翔员的手上!那八十年来,针对E-6B的各类改良仍然在停止,有的在滑尺上增加了侧风重量计算表(好比我如今用的),还有的增加了期待航路(holding pattern)的示意。
有的把心思放到了后背,让飞翔员在天上不需要用笔标识表记标帜就能快速计算风偏流角或者按照偏航角反向计算风向和风速。还有的把 E-6B 做到愈加小型化,好比我在私照飞翔测验时利用的E-6B和智妙手机大小相当,有的以至做到钥匙链上,以至手表大小。
增加了更多功用的现代E-6B
迷你型E-6B与六寸智妙手机的比照
小型化和便携化的领航计算尺也跟着援华意愿飞翔办事队(也就是大名鼎鼎的“飞虎队”),以及之后协助运送战时物资的“驼峰航路”飞翔员们来到了中国。后来中国的空军按照美军带来的计算尺造造了本身的领航计算尺,好比常用的民航和空军用的H-4型、跃进尺、计风仪等。
1949年,曾任中国航空公司领航员的金焕章参与了“两航”起义,金焕章后来成为中国飞翔方案和法式设想第一人,也设想和革新了良多计算尺。那些藏品都还能在各类电商平台上购置到。
国产H-4型领航计算尺不输现代电子产物的活古董
E-6B可以流行八十年靠的是什么奥秘?在科技如斯兴旺的今天为什么飞翔员仍然会利用E-6B?那就不能不从两个角度去答复那个问题。
起首是航空城市有冗余。最典范的例子就是磁罗盘,如今所有飞机都要求拆有磁罗盘,无论是拆有多么先辈导航设备的飞机城市安拆磁罗盘。那么做就是为了避免在导航设备失效,或者电器失效时,仍然有可靠的后备导航设备。同样的E-6B也是如斯,已经有高贵又先辈的航空电子计算器,功用更多更适用,界面愈加友善和易用,还有像G1000如许的“玻璃座舱”,所有我需要的数据瞟一眼就能够晓得。然而我们仍然需要E-6B,就是因为它不消电,功用又足够丰硕,在电子计算器失效或者无法验证成果时供给备份或穿插查抄。航校一位曾在民航工做几十年的老飞翔员,他说本身的飞翔包里仍然会拆一把E-6B,固然工做中历来没用过,几十年还和新的没两样,但包里拆着它就心安。
第二个原因是比拟于航空电子计算器,E-6B可以让飞翔员在飞翔中做到一手连结对飞机的把持,另一手利用E-6B计算。无论如今电子计算器有多先辈多高贵,没有一家厂家敢声称本身做到了单手操做同时连结飞翔控造!别的E-6B固然无法供给媲美电子计算机那样的精度,但成果往往愈加曲不雅(出格是风偏流角),只要对好一个值,剩下的连结转盘不动,相当于间接查表,反而比计算器频频按键来的快。
E-6B的简单教程其实E-6B的利用实的不难,在我看来属于“会者不难,难者不会”的那种,一旦掌握就一通百通了!更何况在科技如斯兴旺的如今,我们底子不需要去买一把E-6B,只要在手机或平板上下载E-6B的免费app 就能进修和利用了!
自认为很不错的一款免费E-6B模仿器。撑持Android和iOS平台
正面阿谁庞大的黑色三角形代表的是“60”,所有以60为倍数或进造单元的量都在那一圈,能够认为那一圈数字代表时间(因为时间是60进造)或代表“率”(速度、小时油耗等)或者任何契合60:1原则的计算体例,外面还有一圈是“10”,阿谁暗示所有以10为倍数或进造单元的量。盘上的所有数字都能够按照情况肆意倍增或倍减,好比“50”能够暗示5、0.5、0.05、500、5000等,那些都能够按照详细情况灵敏改动。
掌握和进修了E-6B的利用以后,就会忍不住赞赏道尔顿的天才设想,出格是对航空界良多处所都契合的“60:1 法例”理解更深,也可以更好的理解包罗实空速、气压高度和偏流批改角等航空关键概念。
E-6B已经成为一项航空文化符号
良多古董都应该很好的保留在航空主题的博物馆里,大到飞机小到螺丝紧固件,那是留给后人证明它们曾经存在,曾经很好的办事于世人的证据;也能够在我们回望时,感慨曾经走过的路,履历过的变化,指点我们更好地开辟和缔造将来。
然而唯有一件藏品应该把它从博物馆里请出来,那就是E-6B及和它类似的领航计算尺,因为领航计算尺的任务不克不及仅仅只是做为博物馆里的固定展品,它仍然还需要办事如今的飞翔员们。在有愈加可靠愈加好用的东西面世之前,领航计算尺仍然是每名飞翔员必备的。固然E-6B已经八十“高龄”,但是仍然“老当益壮”,也仍然让各类飞翔学员又爱又恨——也许那种场面会不断持续到它降生一百周年吧。