猎犬号
我们都在寻找速度的极限，博尔特曾经说过，人类百米的极限可能在九秒五左右，而忆往昔，陆上时速纪录是几何？时速 1149 公里！而在最近的若干年里，一群疯狂的科学家、飞行员、赞助商、有梦的人又聚集在了一起，准备在一年内把这个纪录再次刷新，逼近到 1000 英里，一看这单位就知道这是一群英国佬。来看看一群对速度有着无限痴迷的人，联合飞机发动机制造商劳斯莱斯(Rolls－Royce)和汽车品牌捷豹的共同创举吧！
忆往昔，纪录咫尺天涯
1997 年 10 月 15 日早晨，一条巨大的灰尘带在美国内华达州的黑岩沙漠中疾驰而过。在灰尘带的最前方，驾驶员安迪·格林稳稳地控制住超音速推进号赛车的后轮，此时，超音速推进号的时速已经达到了 804 千米。几天前，超音速推进号创造了全新的陆上时速纪录——1149 千米。现在，超音速推进号的英国设计师团队希望自己成为在陆地上打破音障的第一支团队。但是问题来了：在接近音速的时候，砂石的撞击严重损坏了超音速推进号的铝合金车身，同时，刹车所必需的降落伞也无法正常工作。整个项目几乎到了崩溃的边缘。在座舱内，格林面临着更大的问题：一旦时速突破 885 千米，车子的方向盘就会急剧地向左转，迫使 16.5 米长的黑色超音速推进号偏离预定路线达 15 米，预定路线是用浓浓的白色油漆在沙漠中画出的直线。就在时速达到950千米的时候，超音速推进号开始剧烈倾斜。格林本能地挽救着行驶路线。但是，车子仍然偏离了预定路线，向返回路线漂移过去。格林是英国皇家空军的空军中校，而且是受过牛津大学教育的数学家，他知道，就在一年前，美国人克雷格·布瑞勒夫在黑岩沙漠进行的一次打破陆上速度纪录的尝试中，他驾驶的车辆在时速达到 1086 千米的时候发生了重大意外，最终以失败告终。幸运的是，在最后一刻，方向盘居然开始有反应了。不久，一阵音爆声响彻沙漠。无线电中传来了时速读数：1228 千米。音速随着海拔和温度的变化而变化，但一般而言是在时速 1225 千米左右。诺伯是前世界陆地极速纪录保持者。接下来的几个月，超音速推进号被运送到英国考文垂交通运输博物馆中展示。格林回到了皇家空军继续任职，诺伯继续经营自己的航空公司。格林和诺伯都获得了大英帝国勋章。英国团队创造了历史。但是，对于超音速推进号离返回线路究竟有多远一事，格林仍感到心有余悸。对于超音速推进号，格林说道：“它完成了太多的赛跑测试。”
在猎犬号内部，尾翼可以在赛车高速运行时确保航向稳定
在猎犬号内部，采用 3D 打印技术制造的钛合金方向盘是根据格林手掌的形状而特别生产的
在猎犬号内部，尾翼可以在赛车高速运行时确保航向稳定。油箱中装有 800 升高浓度过氧化氢。车头罩盖可以把进入发动机的空气时速降低到 965 千米
梦回今朝，追梦人依旧在路上
2014 年 8 月的一个早晨，天空中布满乌云，在靠近英国布里斯托尔的埃文茅斯郊区的一处工业区内，一个工程师团队正在为制造超音速推进号的继任者而努力工作着。这辆猎犬号超音速车象征着工程师们的一项大胆尝试：创造全新的陆上时速纪录—— 1609 千米(1000 英里)。技术中心是一处不起眼的地方，也是这辆世界上速度最快的赛车的家。在一个屋顶非常高的仓库的正中央，猎犬号首席工程师马克·查普曼绕着圈仔细查看猎犬号正在生产中的底盘，这种底盘是用铝合金和钛合金制造的。“大家问我是否为安迪准备了弹出式座舱。”查普曼一边说着，一边用手摸着碳纤维一体式车架，这个车架容纳了座舱和喷气式发动机的进气口。他接着说道：“我没有为安迪准备这样的座舱，没有人能设计出可以在 1.4 马赫的速度下以正常的姿势弹出的座舱。即使成功弹出，你也会被大约每平方米 12 吨的力量击中。因此，座舱才是最安全的地方。”
猎犬号项目负责人理查德·诺伯走进了仓库，他今年68岁，穿着一件宽松的海军制服，自孩提时代以来，诺伯就对速度产生了极大的热情，如今这份激情已经消耗了他的大部分精力。会议室的墙上挂满了历史上曾经创造过陆上极速纪录的汽车的图片。诺伯出生于爱丁堡的一个军人家庭，当他还是一个孩童时，他就已经能在卧室里用硬纸板做飞机发动机模型了。六岁的时候，他父亲开车带家人去尼斯湖旅行，他们正好碰到前陆上极速纪录保持者约翰·考博正在测试他的水上极速纪录船—圣战士号，当时船的时速达到了 322 千米。他早年是出售布料的商人，从来没有接受过正式的培训。但是，他仍然对陆上极速纪录情有独钟。1975 年，他设计并建造了推进一号，这是英国历史上第一辆使用喷气式发动机的车辆，后来，推进一号在时速达到 225 千米的时候撞毁了。1983 年，诺伯驾驶的推进二号的时速达到了 1019 千米，成功地创造了新的陆上极速纪录。他告诉媒体他这么做是“为了英国，为了全世界”。后来的分析表明，如果时速再快 11 千米的话，推进二号就可能像飞机一样起飞了，差一点就发生了车毁人亡的惨剧。
成功创造纪录之后，诺伯希望创造新的纪录，但是过程并不顺利。他开了一家小公司，出售轻型飞机和一种横渡大西洋的赛艇，但是这两个项目都遇到了资金难题，诺伯开玩笑说这是因为“搞金融的人胆子不够大”。然后，在 1992 年，诺伯遇到了朗·艾尔。朗·艾尔是一名退休的空气动力学家，曾经在冷战期间协助设计英国的胜利者轰炸机和布里斯托尔猎犬式地对空导弹(猎犬号超音速车的名字也由此而来)。在艾尔和其他来自推进二号团队主要的工程师的帮助下，诺伯建造了超音速推进号以突破音障。在超音速推进号成功创造新的速度纪录之后的十年里，诺伯开设了另外一家新公司—范保罗航空公司，然而，该公司的旗舰飞机 Kestrel F1 同样遇到了融资困难。因此，诺伯重操旧业，又投身于创造陆上极速纪录的事业当中。2006 年，他和格林一起，利用一台名为 JCB Dieselmax 的车辆创造了柴油发动机车辆的世界最快速度纪录。同年，美国探险家史蒂夫·福赛特宣布：他购买了克雷格·布瑞勒夫装有喷气式发动机的美国精神号赛车，并将以 800 英里的时速打破由超音速推进号保持的世界纪录。2007年，福赛特死于发生在加利福尼亚州内华达山脉的一次空难中，而在这个时候，猎犬号项目已经启动了。
如果想研制超音速赛车，他们必须投入大量的时间、精力和技术
实际操作，困难重重却峰回路转
为了制造一辆时速能达到 1000 英里的赛车，工程师们首先需要一台发动机。超音速推进号采用了两台从 F-4 幽灵战斗机上拆卸下来的 Rolls－Royce Spey型喷气式发动机，每台发动机可以产生 9979 千克的推力。猎犬号需要一台发动机，它可以产生和 Rolls－Royce 发动机差不多大的推力，但是重量需要减轻一半。设计者们把目光投向了欧洲战斗机集团的台风战斗机所使用的 Rolls－Royce EJ200 型发动机。但是格林却说：“我们永远不可能弄到这台发动机。如果我们要买的话，得花费 450 万英镑，而且你要等许多年才有资格购买。”诺伯说道：“渐渐地，我们清楚地明白我们已经把自己逼进了一个死胡同。”利用他的影响力，格林安排了一次和德雷森勋爵的会面，当时德雷森勋爵负责国防部的采购事务。诺伯回忆道：“一切都非常顺利，直到我向他提出购买发动机。”德雷森直接拒绝了他们的请求。“很明显的是，安迪和我已经不受欢迎了。所以，我们站了起来，开始朝门口走去。接着，德雷森改变了主意，他说‘等一下。也许你们可以为我们做点什么’。”德雷森说：“我告诉他们，做这件事情必须得有一个合理的动机。我们现在缺乏学习工程学和科学的年轻人。我告诉他们：完全改变做这件事情的目的吧。不要为了打破纪录而做这件事，而要为了吸引和鼓励新一代年轻人做这件事。如果你们这么做，或许我们可以帮你们。”
猎犬号的 EJ200 发动机的装置远比想象中难度要大
诺伯当场答应了德雷森勋爵的要求。格林回忆道：“我当时有点害怕。理查德连眼睛眨都没眨，就说：‘我们会让英国所有学校的学生都知道这个项目。’我了解超音速飞机，但我却对孩子或教育一窍不通。”作为回报，国防部准许猎犬号项目工程师使用三台 EJ-200 型发动机，欧洲战斗机集团生产研制台风战机时，曾使用过这三台发动机。结果，现在英国有 5670 所中学参加了“猎犬号教育计划”。而且，到 2015 年和 2016 年，当猎犬号尝试打破世界纪录时，安装在猎犬号车身上的 12 台摄像机和 300 个传感器将进行直播并实时传输数据，这样每个人都可以在线关注赛车的运行情况。
猎犬号集火箭、赛车和战斗机于一体
为达到 1609 千米的时速，猎犬号需要的动力要比一台喷气式发动机产生的动力大得多。空气动力阻力按照速度的平方增长；换句话来说，就好像一辆赛车需要 100 匹马力才能达到 140 千米的时速，那么，需要 560 匹马力赛车才能达到 280 千米的时速。因此，为达到 1609 千米的时速，猎犬号需要使用 Nammo 火箭系统，而这个系统通常用于欧洲航天局的阿丽亚娜 5 号运载火箭。查普曼说：“我们大家开玩笑说，猎犬号一部分是火箭，一部分是赛车，一部分是战斗机，而且事实上车的后半部分还是航天飞机。”这种混合式设计采用了被高浓度过氧化氢氧化的橡胶燃料。火箭发动机需要大量高浓度过氧化氢，因此查普曼团队只好从一台尚未宣布名称的赛车上卸下一台发动机并安装在猎犬号上，这样做仅仅是为了快速地把 800 升高浓度过氧化氢输送到发动机中。所有推力加在一起，喷气式发动机和火箭发动机可以产生 135000 匹马力(OMG)，相当于 180 辆一级方程式赛车产生的推力总和。为了能为猎犬号设计出独特的外形，设计人员不能使用风洞：虽然超音速设施的确存在，但是没有设施可以模拟赛车高速运转时地面的震动情况。诺伯和艾尔联系了斯旺西大学工程学院，该学院曾在 1990 年代利用先进的计算流体力学(CFD)协助设计超音速推进号赛车。
猎犬号的 EJ200 发动机的装置远比想象中难度要大
设计一辆打破世界速度纪录的车辆非常困难，不仅仅是产生足够推力以克服作用于车身的巨大空气阻力那么简单。气流在不同速度下产生的作用不同，产生的阻力也会发生巨大波动。在高于 0.8 马赫的跨音速区域，车身的气流在某些地方会超过音速，而在某些地方又会低于音速，此时，气流带来的负面影响尤为麻烦。气流按照不同速度流动时，会产生巨大的冲击波，特别是会在车身下方产生巨大的冲击波，而这种冲击波又会产生升力。对于超音速推进号来说，车身前方的冲击波将沙漠地面上的尘土一扫而净，液化了车身下方的泥土表面，极大地增加了空气阻力，同时急剧地降低了车身稳定性。对坐在座舱中的格林而言，突然产生的巨大升力或者降力也非常危险。谈及项目刚开始两年时的种种情况，诺伯说：“在那一段很长的时间里，发生了许多事故，我们做了许多设计，得到了令人瞠目结舌的数据。当速度达到 1.3 马赫的时候，可以产生 12 吨的升力，让人感到不可思议。”艾尔补充道：“没有人能告诉我哪种车型最为合适，因为世界上从来没有人设计过时速可以达到 1000 英里的车辆。”
在模拟测试中发现车轮会产生极其强大的空气冲击波。速度达到 1 马赫时，这些冲击波会呈扇形向外扩散，开始与车身后部发生作用，同时产生升力。最终，Rolls－Royce 的工程师找到了解决方案，猎犬号团队之前和 Rolls－Royce 的工程师一起工作，为猎犬号使用的 EJ-200 喷气式发动机设计合适的系统。利用一个叫做“实验型设计”的技术方法，两个团队的工程师使用超级计算机运行了一个强化的 CFD 模拟程序。然后，工程师们运行了经过计算机优化的程序，并根据程序计算得出的结果重新设计后轮外壳和支撑支架。伊文斯回忆说：“这大概花了我们四个月时间。”诺伯补充道：“这是一个重大突破。这证明朗是正确的，我们可以实现我们的目标。”
真枪实弹演练并非易事
在我们访问猎犬号技术中心几天之后，安迪·格林开始在伯克郡的乡村地区上空进行倒悬飞行训练。格林牢牢地控制着他的那架 Extra 300 型特技飞行飞机，向人们展示了他的训练方式，他将以这种方式训练自己，以便为在猎犬号内部承受巨大的地心引力做好充分准备。每一次猎犬号开始奔跑时，它的喷气式发动机就会以每秒 32 千米的时速加速，此时对格林产生的地心引力刚好达到 1 个 G。当时速达到 563 千米的时候，格林将打开火箭发动机，释放高达 12 吨的推力。格林把飞机向外翻转了 60 度；机头罩盖的上方区域开始变得模糊起来，血液开始涌向头部。格林对着对讲机说：“我们现在开始加速，时速 400 千米……450 千米……500 千米。”凭借多年驾驶台风战机的丰富经验，52 岁的格林现在非常镇定。飞机继续一边翻转，一边加速；这种感觉让人异常难受。时速超过 1207 千米的时候，人将无法听到喷气式发动机发出的噪声，因为猎犬号的运行速度已经超过了音速，但是车头罩盖上方的空气冲击波会产生震耳欲聋的噪声。为了保护自己，格林会在头盔下方戴上耳塞，而且整个罩盖会涂上吸声涂层。当时速达到 1609 千米的时候，猎犬号会通过测标间距，然后，因为沙漠长度的原因，格林会切断油门，此时，空气阻力将产生 3 个 G 的巨大力量并急剧降低猎犬号的速度。 就在这个时候，格林猛拉操纵杆，操纵 Extra 300 特技飞机以时速 241 千米、在 3 个 G 地心引力的作用下向右上方猛地翻滚起来，这个过程让人感觉十分难受。当时速达到 1287 千米的时候，猎犬号的多孔空气刹车或者后置式降落伞将会启动，以最高约 129 千米/秒的速度为猎犬号减速，这个力量和汽车撞车时每秒产生的力量大致相当。人受到这么大的力量时，大脑供血会急剧减少，这会导致眩晕；这时，格林本能地绷紧腿部和胃部的肌肉，以防止血液快速涌向自己的脚部。血液开始从大脑快速流向全身，视力范围开始缩小，视力开始变得模糊起来。幸运的是，在丧失意识之前，让人感到最不舒服的过程已经结束了—格林将飞机转为直航，以模仿驾驶猎犬号最后阶段的情形：当时速达到 483 千米的时候，格林会使用轮式碟刹把猎犬号的速度降低到正常速度，在这个时候，格林会按照 250 米的弧度大幅调转车头、补充燃料，然后进行返回测试。
猎犬号超音速车的驾驶者安迪·格林(上)是英国皇家空军中校，他已经是世界上驾驶四轮车达到最高速度的人了。理查德·诺伯(下)则参与了创造世界纪录的推进二号项目，在这个项目进行的过程中，推进二号曾经 11 次达到 960 千米的时速
创造陆上极速纪录的尝试性奔驰需要一片广阔且非常平坦的场地。对猎犬号来说，至少需要一片长 20 千米、宽 5 千米的平地。最终，他们选择了位于南非北开普敦省的亥克斯金·潘沙漠。当地政府招募了本地村民帮助清理沙漠地表，村民们用手清理了总重约 6000 吨的石块。“如果你以 1000 英里的时速撞上一块石头，产生的力量相当于口径为 0.50 的子弹产生的力量。石头碰到车身的任何一个部位，都会直接穿透过去。” 坐在伦敦西部航空俱乐部里，格林一边说，一边喝着 espresso。作为回报，有关方面将为该区域建造一条新的输水管道和 4G 网络以支持猎犬号创造全新纪录的尝试，该区域居民将从中受益。届时，预计有 10000 名游客将访问该地，观看猎犬号奔驰。他们希望猎犬号的最高时速能够达到 1287 千米，而这也将是一个全新的陆上极速纪录。只有到那个时候，在英国对猎犬号进行微调之后，猎犬号才会在 2016 年重回赛场，并尝试创造时速 1609 千米的全新世界纪录。谈及猎犬号的开源计划，格林说道：“当然，所有人都能下载使用我们的数据。但如果想研制超音速赛车，他们必须投入大量的时间、精力和技术。他们能筹集到足够的资金吗？我真心希望如此。一想到我们即将为这项已经存在了 116 年的极限运动画上句号这件事，我就感到非常难受。”格林喝了口咖啡，接着说道：“我肯定不会再去做这些事了。我估计理查德也不会做这些事了。我知道朗肯定也不会做这些事了。那么，我们就应该利用这次机会去创造一个历史上前所未有的速度纪录，同时让新一代的年轻人接触科技知识。这绝对是一件让人感到心潮澎湃的事情。”
在猎犬号内部，采用 3D 打印技术制造的钛合金方向盘是根据格林手掌的形状而特别生产的
梦想除了坚持之外，这些赞助商的帮助更为重要！
