林克和他的蓝盒子

张　波

上世纪20年代后期，一个叫埃德温·林克(Edwin A.Link)的年轻人开始学习飞行，他当时还在父亲位于纽约宾汉姆顿的管风琴和钢琴制造厂工作——这一职业经历后来改变了飞行训练科学的历史。自幼年时，林克就希望飞行，当时飞行学员只能依靠其他飞行员带飞学习。从1903年到1917年，学习飞行不仅花费不菲，而且耗时和危险。美国参加一战后，生产了大量双座教练机，其中最为著名的就是柯蒂斯JN4“珍妮”。战后一些“珍妮”进入民用领域，但学习飞行仍然很“烧钱”。1927年，在花费大把钞票和数年时间后，林克终于拿到了飞行执照，此时美国经济已显颓象，对于大多数美国人而言，飞行训练课程变得更加难以接受。在反思了自己的学习过程后，林克开始考虑寻找一个更好的学习方法，他决定制造一台地面飞行训练模拟器，用来学习基本驾驶技能，这样就能缩短昂贵的飞行课时。

1928年，林克离开了父亲的管风琴工厂，完全投入到模拟器的制造中。凭借自己制作管风琴的丰富经验，林克大胆地采用了管风琴零件，并采用压缩空气作为动力。到1929年，整整18个月后，林克完成了自己首台飞行模拟器，这台新玩意儿外观颇似一架游乐场里的玩具飞机：短粗的机身安装在一个带万向节的支柱上，两侧还带有短得滑稽的机翼。一组精心设计的气动风箱——和林克家族的管风琴工厂里的风箱一样——可以根据需要充气和放气，调整自己的高度，令安装在其上的“机身”可根据飞行员的操纵产生俯仰及侧倾动作，同时相应的控制面也会动作。

林克给自己的设计起了个颇具诱惑的名字——“飞行员制造者”(Pilot Maker)。1930年3月12日，林克提交了专利申请，次年9月29日获得批准。也是在这一年，林克在纽约宾汉姆顿组建了林克飞行学校。利用自己的模拟器，林克让学员们在地面上就能完成许多训练项目，大大降低了学习费用。到1933年，林克又改进了模拟器，使其可以进行零能见度下的仪表飞行训练。

有趣的是，林克制作出来的模拟器，最初并未走进它们应该去的地方，而是在一些娱乐场所被当作投币式游艺机——飞行训练机构对林克的模拟器没有表现出太大的兴趣。到1934年，林克模拟器终于迎来了转机：当时美国陆军航空队接管了航空邮件的运送任务，由于缺乏训练，航空队在短短78天时间里发生了一连串飞行事故，12名飞行员丧生。经过调查，根本原因就在于飞行员对恶劣天气和夜间条件下的仪表飞行技术不熟悉。血的教训促使美军寻找解决问题的办法，其中包括考虑购买林克模拟器。

为了向军方展示模拟器在仪表飞行训练方面的不俗潜力，林克在1934年专门做了一次表演：他驾机在大雾中飞临一个集会现场并顺利降落——按照当时军方标准，这样的天气根本无法飞行。这坚定了军方对模拟器的信心，很快美军决定采购首批6台模拟器，每台单价3500美元。

继美国陆军之后，日本帝国海军也在1935年采购了林克模拟器，成为该产品的第二个正式用户。二战中和美军交手的许多日军飞行员，都曾在林克模拟器上受训，并具备了较好的飞行技能。1939年，在看到美军采用林克模拟器的不凡训练效果后，英国皇家空军一次订购了250台。

有了市场，林克公司拓展较快。二战期间，该公司的ANT-18型基础仪表飞行模拟器成了美国及其盟国几乎所有飞行学校的标准训练设备。由于通体常常漆成蓝色，学员们亲昵地称其为“蓝盒子”。战争需要飞行员，而培养飞行员需要模拟器，林克的产品销量与日俱增。到二战结束时，林克公司总计制造了超过10000台”蓝盒子”，其中向美国陆海军总计交付了6271台，此外还有35个国家先后引进了林克模拟器。尽管陆军航空队的飞行学员们使用的飞行模拟器不只一种，但几乎所有人都是在林克模拟器上完成的零能见度仪表飞行训练。

林克模拟器的运动依靠空气压力驱动的风箱来实现，这些风箱通过与操纵杆(或方向盘)和方向舵踏板相连的阀门控制。训练时，学员坐在模拟器上，教官则坐在旁边，通过耳机将无线电指令传递给学员，“座舱”内的学员根据教官的指令依靠仪表驾驶模拟器进行各种机动，座舱内的仪表读数能发生相应的变化，而他的飞行路线则能由一套随动系统记录在地图上。滑流模拟器甚至会模拟气流吹过控制面上的力感，学员能感受到在真实大气中飞行的感觉。

从1934年到上世纪50年代末，林克公司针对飞机性能的发展，相继开发过多个型号的模拟器，这些产品和最初的林克模拟器一样，都采用电力和气动设计。林克的第一种生产型产品是“飞行员训练者”(Pilot Trainer)，它是在1929年的样机基础上发展而来。林克公司的第二型也是产量最大的一型产品是ANT-18型模拟器(ANT-18表示Army Navy Trainer model18，意为陆海军训练模拟器18型)，它是在原有的C3型号模拟器上略微改进而成的。加拿大也曾为英国皇家空军制造过一些ANT-18，英军称其为D2。

ANT-18主要由学员模拟站和教官控制站两大部分组成。其中学员模拟站的基座部分装有复杂的气动风箱，可以用来模拟飞机的姿态变化。“座舱”下方有一个十字形摇架，摇架4角(即“座舱”的前后左右四角)各装有一个气动风箱，用来控制飞机的俯仰及滚转运动。风箱可以根据学员的操纵动作改变状态，如学员向后拉动操纵杆，则摇架后方的气动风箱就会放气，高度降低，而前方的风箱高度保持不变，整个“座舱”就进入上仰状态。如果学员前推操纵杆，则“座舱”就会下俯。左右拉动操纵杆，则“座舱”进入左右滚转。学员模拟站的基座上装有一台电机，电机通过皮带传动可以驱动十字形摇架带动整个“座舱”水平旋转，模拟飞机的转向动作。学员脚蹬踏板，则电机工作，驱动“座舱”进行转向。此外还有一组风箱用于模拟诸如失速时产生的震动。气泵产生的压缩空气用来驱动风箱动作。还有一台被称为协调器的装置，专门控制其他飞行仪表。“座舱”上还装有一个不透明的可拆卸舱盖，用来模拟零能见度，特别适用于仪表飞行和导航训练。

第二部分是教官控制站。这一部分包括一个大地图桌、一套与模拟器“座舱”仪表同步的仪表显示系统，此外还有一个可以在地图上移动的指标仪。这个绰号为“螃蟹”的小东西，能在地图桌的玻璃板上“爬行”，根据飞行学员的操纵情况，绘制出学员的飞行轨迹。飞行学员和教官可以通过麦克风和耳机实现通讯。

学员模拟站和教官控制站都采用标准的110或240伏交流电供电，经过变压器变压后，降低到安全的低压使用。模拟器的逻辑部件采用真空管模拟电路。

现代社会，一名没有经过模拟器训练的飞行员是不可想象的。只要谈到飞行模拟器，没有人会忘记林克模拟器，它是第一种真正意义上的飞行模拟器，在航空史上占有相当重要的地位。从上世纪30年代到40年代，林克模拟器为数以万计的飞行学员在安全环境下提供了切实有效的模拟训练，据估计至少有50万名飞行员曾在林克模拟器上进行过飞行训练。澳大利亚、加拿大、德国、英国、以色列和苏联等国家都使用过林克模拟器。就连“阿波罗”登月行动中的宇航员，在训练操纵登月舱着陆月球时，也是使用的林克模拟器；早期美国宇航员训练驾驶航天飞机，用的还是林克模拟器。无怪乎美国机械工程师协会把林克模拟器称作是机械工程学上里程碑式的发明。虽然今天的飞行模拟器技术含量已大大超越了林克的时代，但它们的基本工作理论，却是林克奠定的。林克和他的“蓝盒子”，将永远被珍藏在航空史册上。

责任编辑：兆然