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超音速客机

科普小知识 2022-10-03 16:46:34
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超音速客机(SupersonicTransport,SST)是指其速度比音速快的民航客机,历史至今仅有两种超音速客机曾经批量生产并投入商业营运,分别为英国、法国联合研制的协和飞机,以及苏联的图-144,均在1960年代末出现。但超音速客机自问世以来一直备受成本效益、环境破坏等因素困扰,并未有大规模推广使用。图-144在1978年6月进行最后一次载客飞行后离开商业营运的舞台,而协和飞机在2003年11月26日进行最后一次的商业飞行。随着协和飞机的正式退役,自此世界上再没有提供商业营运的超音速客机。但由于超音速客机比普通民航机具有更高的速度和效率,因此一直吸引着不少飞机制造商的注意和兴趣,而实际上对新一代超音速客机的摸索和研究并没有停止过。但以目前的航空技术,研发新一代经济、可靠的超音速客机尚会遇到不少挑战,主要是噪音严重(主要由于音爆)、庞大的研发和生产成本支出、高油耗、对环境破坏的隐忧等。

中文名:超音速客机

外文名:SupersonicTransport,SST

含义:其速度比音速快的民航客机

代表:Tu-144客机协和式客机等

研制时间:20世纪50年代末

研制背景:喷气式客机成熟,追求飞行速度

1、发展历程

20世纪50年代末自从进入喷气式客机时代,波音707、DC-8、“快帆”等喷气式客机趋于成熟后,国际民航界就不断追求飞行速度的提升,对超音速运输机市场前景也十分乐观,飞机制造公司和设计师又把注意力放到超音速客机身上。如果民航客机能够实现超音速飞行,将使飞机速度提高两倍以上,大大缩短长途飞行的时间。


20世纪60年代初,英国/法国两国开始联合研制协和超音速客机,美国也开始研制波音2707和洛克希德L2000超音速客机(未投产)。但是超音速客机的命运并不像亚音速客机那样一帆风顺。经过了近二十年的努力,只有两种超音速客机在航线上使用。这就是英法联合研制的协和式飞机和前苏联的图-144。

1976年12月,图-144才开始在国内航线上使用,主要是用来进行货运和邮运。1977年11月,图-144在莫斯科到阿拉木图的航线上定期运载旅客。

1979年前苏联生产出图-144的改进型图-144D,采用新型涡轮风扇发动机。它在经济性、噪音等方面都有很大改进,在1981年投入航线使用。但后来因苏联民航当局认为运行收益不大,没有继续发展使用。

1990年,美国太空总署(NASA)有意投入高速研究计划(HighSpeedResearch,HSR),作为发展超音速运输系统(SupersonicTransport,SST)的基础。图波列夫、NASA、麦道与波音等等几大机构合作使图-144重生,发展出图-144LL,作为HSR计划的研究用机。图-144LL的机体和量产型图-144大致相同,但使用图-160超音速战略轰炸机的NK-321发动机。1999年,因成本及经济效益问题,NASA终止HSR计划。

2005年6月,日本和法国就共同开发新一代超音速客机达成协议。这次试验是日本继2002年试验失败后的再次尝试。


2015年4月,星战设计师斯蒂芬设计了一款无人超音速客机,可搭载250名到300名乘客。这款飞机无需飞行员,操作人员可在地面对其进行操控或者由自动控制系统操控。

2017年7月,美国航空工业最大的先驱者之一——美国航空航天局(NASA)准备尝试建造第二代超音速客机。据报道,NASA最早可能从8月开始设计建造一种新型超音速客机的原型机,并可能与洛克希德-马丁公司、波音公司和通用动力公司等制造商,以及艾里恩公司和布姆科技公司等相关行业的创新者合作,以将理论变为现实。这项宏伟蓝图的关键是改进飞机的外形,使其更灵巧、更光滑,从而减少对周围空气的作用。理论上,这意味着,相较于著名的第一代超音速飞机,它能更轻巧地突破音障,降低噪音。NASA研究人员相信,2017年6月在一个风洞进行的模拟测试证明,这种飞机能将现有的标准飞行时间缩短一半。这意味着,伦敦与纽约平均7个小时的飞行时间将缩短至不到4个小时。由于这种飞机能大大缩短飞行时间并降低噪音水平,美国将可能放宽甚至取消对超音速飞行在其空域的严格限制,使超音速飞行在经济上更具可行性。

2、主要机型

协和飞机

协和式飞机(Concorde)是由英国和法国联合研制的一种四发超音速客机。协和式超音速客机采用无水平尾翼布局,为了适应超音速飞行,协和式飞机的机翼采用三角翼,机翼前缘为S形。三角翼的特点为失速临界点高,飞行速度可以更快,且能有效降低超高速抖动时的问题。协和式飞机前机身细长,这样既可以获得较高的低速仰角升力,有利于起降,又可以降低超音速飞行时产生的阻力,有利于超音速飞行。协和式飞机由于机头过于细长,飞行员在起降时由于高仰角导致视线会被机头挡住,为了改善起降视野,机头设计成可下垂式。协和式飞机共有四台涡轮喷气发动机。最大飞行速度可达2.04马赫。最大载重航程5000公里。协和式飞机客座数100-140。


1969年,第一架协和超音速客机诞生,并于1976年1月21日投入商业飞行。协和式超音速客机是世界上率先投入航线上运营的超音速商用客机。协和式飞机一共只生产了20架。由于经济性差,载客量偏小,运营成本较高以及噪音问题,最终也只有英国航空公司和法国航空公司使用协和式飞机投入航线运营。英国航空公司和法国航空公司使用协和式飞机运营跨越大西洋的航线。


超音速客机

2003年10月24日,协和式飞机执行了最后一次飞行,全部退役。

苏联客机

前苏联的超音速客机研制晚于协和式飞机,但首次试飞却早于协和式。1960年代初,当前苏联得悉美国、西欧准备研制超音速客机后,仓促上马研制超音速客机。由图波列夫设计局研制的图-144在外形上与协和式飞机非常相近,特别是当前苏联驻英使馆人员曾因窃取协和资料被大批驱逐的消息披露后,因此航空界普遍怀疑图-144是抄袭协和式飞机的,并戏称其为“协和斯基”。图-144与协和式飞机一样采用下单翼结构,双三角翼型,无平尾,可下垂的机头。四台发动机也分别下挂在机翼下侧。图-144的巡航速度为2.35马赫,最大航程6500千米,载客140人。这些指标优于英法联合研制的协和式飞机。图-144的设计方案于1965年9月在前苏联公开展出。


1968年12月31日,第一架原型机制成并进行了试飞,创下了一项世界纪录。经过大约3年的试飞,图-144进行了重大的改动,并于1973年投入批生产。估计图-144及其改进型共生产了16架。

日法客机

这次飞行试验将使用日本产无人机,机体长11.5米,宽4.7米,重2吨。试验人员准备将其以长约10米的火箭发射到1.8万米的高空,使其速度达到音速2倍。日法共同开发的新一代超音速客机一旦研制成功,其续航距离和载客数量都将是英法共同开发的“协和”超音速客机的数倍,噪音和油耗也将被大大缩减。日本宇宙航空研究开发机构于2008年9月15日在澳大利亚内陆实验场进行超音速飞行试验。

波音客机


音速巡航者

波音2707(Boeing2707)是美国首次开发的超音速客机计划。在获得*合约的情况下,波音公司在西雅图开始飞机的设计工作。但因成本提高,且缺乏明确的市场需求,在1971年2架原型建造之前就中止整个计划。

音速巡航者(SonicCruiser)是波音公司的一款概念音速客机,于2001年首度提出,其设计速度比现有不少民航客机快,接近音速的水平。2002年波音放弃"音速巡航者",但技术以及机体设计应用于"7E7"计划(波音787)。

3、各国研究机构

先进超音速客机(AST)

然而时移世易,此时超音速客机在经济性方面已经难以和普通高亚音速客机竞争。当超音速客机在1960年代出现的时候,主要的竞争对手是以波音707为代表、载客100至200人的远程亚音速客机,以速度和载客量来衡量,超音速客机仍然有一定优势。但随着以波音747为代表、载客300至400人的新一代亚音速宽体客机在1970年代起迅速普及,若从人均飞行成本的角度超音速客机已经完全不具备优势。另一方面,在现有的技术上超音速客机在航程仍然难以和亚音速客机匹敌,随着涡轮风扇发动机自1960年代以来的广泛运用和日益提升的涵道比,其燃油效益已非此前的涡轮喷气发动机所相比。因此,要实现超音速飞行无可避免要在经济性上打折扣,成本效益更好的宽体亚音速客机更能获得航空公司的青睐,最终“先进超音速客机”的计划也在1980年代中取消。

高速民用运输机计划(HSCT)

美国国家航空航天局于1990年启动了“高速民用运输机”计划(HighSpeedCivilTransport,HSCT),以改进超音速客机设计为目标。美国国家航空航天局]联合了波音和麦道,花费了超过九年时间,投放了过10亿美元。设计指标为载客250至300人、2倍音速,务求令超音速客机的机票价格不会高于普通航班超过20%。俄罗斯在1990年代中期为一架图-144重新装上新发动机,为HSCT计划进行实验以收集数据。

但经济性仍然是航空公司最大的考虑因素,HSCT的推广欠缺市场反应。1990年代末,已经收购了麦道的波音公司开始考虑是否继续投资在这项计划,后来表示将暂缓这个计划,或许会到适当时候,或2020年再启动。随着波音的退出,美国国家航空航天局在1999年2月取消了HSCT,转而为国际空间站增加6亿美元资金。

欧洲超音速研究计划(ESRP)

1994年4月,法国宇航、英国宇航及德国戴姆勒克莱斯勒宇航(DaimlerChryslerAerospace)成立了“欧洲超音速研究计划”(EuropeanSupersonicResearchProgram,ESRP),研发第二代的协和飞机,并计划于2010年投入服务,飞机被称为“未来超音速客机”(法语:AviondeTransportSupersoniqueFutur)。同时,斯奈克玛公司、劳斯莱斯、MTU航空发动机公司(MTUAeroEngines)及菲亚特集团于1991年开放合作共同为新一代超音速客机开发配套的发动机。计划投资额限定不超过每年1200万美元,主要是由几家公司共同投资,研究内容包括材料、空气动力学、系统及发动机集成以作为参考配置。ESRP的计划是一种巡航速度为2马赫、载客250人、航程10,186公里(5500海里)的超音速客机,从外观上类似一架带有前鸭翼、加大版的协和飞机。ESRP已经已经完成初步设计,并利用小比例模型进行过风洞测试。

零排放超高音速客机(ZEHST)

在1990年代初,日本*就把开发第二代超音速客机设定为重要的技术战略之一。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)发起的“次世代超音速客机”(NationalExperimentalAirplaneforNextGenerationSupersonicTransport,NEXST)开发计划于2002年正式启动,致力于研制新一代的超音速客机,设计指标为载客300人、速度2马赫、比协和飞机节约75%燃料并多两倍的航程,期望能于2015年进行首飞。该计划曾在2002年时发生过测试意外——2002年7月14日,日本团队在澳大利亚南部的武麦拉测试场(WoomeraTestRange)以一具1/10(约11.5米长)的缩比模型进行首次的试射,但以火箭筹载的测试模型在发射升空后不久就失控坠毁。事后日本团队不愿针对失败原因发表评论,但长达半年的准备工作却付之一炬。

2005年6月,法国和日本在巴黎航空博览会上正式签署合作协议,将NEXST项目扩展至两国合作,由两国的合资公司共同研制。2005年10月10日,JAXA在澳大利亚西部荒漠伍默拉试验场再次试飞超音速客机的1:10模型,并取得成功。原型机由日本三菱重工业公司研制,全长11.5米,仅重2吨。

经过5年联合研制,代表法国参与研制项目的欧洲宇航防务集团(EADS)于2011年的巴黎航空展中,宣布推出“零排放超高音速客机”(ZeroEmissionHypersonicTransportation,ZEHST)的概念机,这种新型客机长约80米,翼展在35米至40米之间,最高巡航速度达4马赫(约5000公里/小时)。飞机采用四种发动机,分别为两台使用生物燃料的涡轮喷气发动机、两台使用液态氢氧燃料的助推火箭发动机、一台低温火箭发动机和两台使用液态氢的冲压发动机。在不同飞行阶段,ZHEST使用不同类型发动机。起飞阶段由涡轮喷气发动机将飞机推升到距地面5公里的空中,飞行速度达到0.8马赫;然后切换至火箭发动机,将飞机推送到距地面20公里的高空,飞行速度达到2.5马赫;最后切换成冲压发动机,加速至4马赫,飞机升至距地面32公里的高空进行超高音速巡航。这种飞机可以搭乘50至100名旅客,从巴黎飞东京只需2.5小时。ZHEST预计在2020年开始进行测试飞行,并期望能在2050年投入使用。

超音速公务喷气机(SSBJ)

苏霍伊和湾流合作的S-21公务喷气机

另一个备受关注的研究领域是超音速公务喷气机(Supersonicbusinessjet,SSBJ)。音爆的强度除了和飞机的速度有关,也和飞机的大小成正比,所以小型喷气机的噪音问题相对大型民航机轻微得多。另一方面,能拥有公务喷气机不外乎是企业高管和*机构,正如协和飞机的座上客,这些乘客通常十分愿意付出更多金钱来换取减少飞行时间。

俄罗斯著名战斗机制造商苏霍伊与美国公务喷气机制造商湾流宇航在1990年代中期曾共同研究,达梭宇航于2000年代初进入这个领域,但至今仍然未有机型投产。目前最新的SSBJ计划包括美国Aerion公司的AerionSBJ、超音速宇航国际和洛歇马丁合作的静音超音速运输机(SAIQuietSupersonicTransport),及图波列夫设计局的图-444。

云霄塔太空飞机(Skylon)

参见:太空飞机

英国ReactionEngines公司在在英国航天局的协助下,正在研发一种名为“云霄塔”(Skylon)的太空飞机,最高5倍音速、可容纳40名乘客、使用无碳燃料,发动机从大气中吸收氧气和氢气作燃料,并以单级入轨方式进入近地轨道。如果这种飞机研制成功,将大大缩短长途航空的旅行时间,从欧洲布鲁塞尔前住悉尼只需4.6小时。

4、技术挑战

空气动力学

阻力系数与音速的关系示意图

气流作用为飞机提供升力的同时也带来阻力,当飞机以音速以下的速度飞行时,飞行阻力会和阻力系数、空速的二次方和空气密度成正比。超音速飞机的阻力除了包含了亚音速飞机同样遇到的摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力、干扰阻力外,还有一项特别的激波阻力。当物体以音速或超音速运动时,空气的性质会改变。飞机飞行时会对前方空气产生压缩,形成的压力波(扰动波)以音速传播。在0.8马赫之1.2马赫之间的跨音速阶段,如果压力波的传播速度等于或小于飞机前进速度,导致后续时间的压力就会和已有的压力波叠加在一起,空气遭到强烈的压缩,阻力系数峰值会比0.8马赫以下时大四倍,从而形成了激波和音障。在超过1.2马赫之后,阻力系数反而逐步下降,和速度成反比,大约只比亚音速阶段高30%至50%。

因此,超音速飞机设计的首要考虑因素是降低飞机自身的阻力系数,将飞机尽量设计成流线型,机头设计成锥型而非钝形,以避免在跨音速阶段形成波阻极大的正激波。此外超音速飞机的巡航高度通常比亚音速飞机更高,利用空气密度较低的空层以减少面对的空气阻力。另一方面,超音速飞机需要更强大的动力来突破音障。

超音速飞行的特性也决定着机翼的升阻比。超音速飞行时机翼产生升力的效率会比亚音速时低,同时机翼也会成为阻力的来源。因此超音速飞机的机翼升阻比一般较小,以2马赫实现超音速巡航的飞机,其典型升阻比大约仅为亚音速飞机的一半,尽可能满足升力的同时也减少阻力。以协和飞机为例,展弦比为1.7,翼根相对厚度为3%,翼尖为2.15%,使其超音速飞行时的升阻比达到7.7,亚音速时升阻比达到12.8。而其他亚音速客机,如波音747、道格拉斯DC-10、空中客车A320的巡航升阻比普遍约为17。

发动机

用于亚音速飞行和超音速飞行的喷气发动机具有相当的差异。特别为超音速飞行状态优化的喷气发动机,能够在超音速飞行时提供较高的燃油效率,但随着速度的提升,燃油消耗率(SFC)仍然会相应增长。

当第一代超音速客机在1960年代面世时,亚音速客机仍然使用涡轮喷气发动机。为了适应超音速飞行的需要,因此迎风面积较小、低涵道比的涡轮喷气发动机是最佳选择,以减少阻力及产生达超音速的排气速度,而油耗较低和噪声较少的高涵道比涡轮风扇发动机则不适合用于超音速客机。由劳斯莱斯和斯奈克玛公司联合为协和飞机研制研制的奥林匹斯593Mk610型涡喷发动机,即属于专为超音速飞行而优化的发动机,这是当时世界上推力最大涡喷发动机。当协和飞机以2马赫速度进行超音速巡航时,奥林匹斯593型是世界上效率最高的涡轮喷气发动机。但随着涡扇发动机自1970年代以来的广泛运用和日益提升的涵道比,其燃油效益已非此前的涡轮喷气发动机所相比。然而由于涡扇发动机迎风面积大,因此高涵道比的涡扇发动机并不适合超音速客机使用,一般来说超音速飞机的发动机涵道比约0.45是属于一个理想的情况,而亚音速客机所使用的高涵道比发动机一般为2.0或更大。

目前超音速客机的另一个研究领域是脉冲爆震发动机(Pulsedetonationengine,PDE)。这是一种基于爆震燃烧原理的新概念发动机,比现有的涡轮风扇发动机能提供更高的效率。美国国家航空航天局一直进行对脉冲爆震发动机的研究工作,预计采用脉冲爆震发动机的超音速客机将可达到5马赫的速度。2008年1月,美国国家航空航天局利用一架改装脉冲爆震发动机的美国缩尺复合体公司(ScaledComposites)Long-EZ小型飞机进行了首次试验飞行并获得成功,虽然总共仅历时十秒,但对于验证这项技术的可行性具有重要意义。

音爆

即使超音速飞机在高空飞行,产生的音爆仍然是一个很严重的问题。1960年代中,美国进行的俄克拉何马市声爆试验,以及美国空军的XB-70轰炸机试验均证明了这个特性。

为了消除音爆的影响,超音速客机可以在到达海面上空之后才加速突破音障,而在内陆上空保持亚音速飞行,避免噪音对公众造成滋扰,这也是协和飞机一贯的做法。但相比亚音速客机,超音速客机由于拥有升阻比较低的机翼、为超音速巡航而优化的发动机,除非使用一些特别的技术(如可变后掠翼),否则亚音速飞行时的效率仍然相对差得多,并消耗更多的燃油,导致经济性奇差。

1970年代初在研究激波特性的时候,美国国家航空航天局和康乃尔大学的研究发现,可以对机身进行精细的调整,利用机身各部位产生的激波在相位上的差异,诱使它们互相抵消,使传递到地面的N形波的强度减小,减低音爆的影响。但由于当时技术上的限制,难以进行实验。2001年,美国国家航空航天局和诺斯洛普·格鲁门公司、国防预先研究计划局(DARPA)合作,启动“定形声爆验证”(ShapedSonicBoomDemonstration)计划。2003年,一架机身经过改造的F-5E战斗机进行试验并获得成功,其降低声爆理论已被验证。美国国家航空航天局希望这项技术能在未来运用至商用和军用超音速飞机。

5、政治

超音速客机的出现与消亡都伴随着政治原因。主要是因为政治,其次才是超音速客机自身的硬伤。

政治

20世纪60年代末,是近代科技大爆发时期,东西方阵营都在研发各种前沿航天航空科技,航空市场开始流行超音速客机,对于航空公司(包括工业公司和服务公司)来说,来一款性能优异的超音速客机必将带来巨大的政治、经济效益。

同时欧洲每一分钟都想要摆脱美国,于是英法开始联合开发了可以以2M巡航的协和号,曾经创下伦敦-纽约只需要2小时52分钟59秒记录的协和号。节约出5个小时的飞行时间是真正地球村的体验。

毫无疑问,这样的客机将会对美国波音、麦道等飞机公司造成巨大冲击(当时波音也在研制波音2707,但并未成功)。

从航空运行史来看,协和号仅仅生产了20架、并运营了20年只出过一次事故——而且这次事故本身并不是协和号引起而是机场跑道上美国大陆航空的DC-10的发动机脱落的金属片,造成爆胎,而轮胎破片高速击中机翼中的油箱之后引发失火,导致飞机于起飞数分钟后坠毁。——作出这样的推论是完全合理的。

另一方面,苏联在民用超音速航空领域同样不甘人后,抢在协和号之前把图-144超音速客机送上了天。但这架人类历史上第一架超音速客机却在1973年6月巴黎航展飞行表演时失控,空中解体,最后坠毁。

诚然,苏联客机的可靠性全面不如欧美国家,但在航展上出现失控、解体这种事也是不应该发生的。事后调查报告显示负责航拍的法国幻影战斗机从云中突然靠近飞行表演中的TU-144,导致其失控、解体。如果用专业的航展角度来看,这无疑是为协和号铺路。图-144的这次事故某种程度上证明了“当时超音速客机背后的政治博弈”。

正是因为超音速客机背后凶险的政治博弈,超音速客机的缺陷被无限放大,最终导致其商业价值持续萎缩,最后消亡。

客座与噪音

超音速客机标准客座为100,最大客座为140。这样,机票价格就变得十分昂贵,其价格至少高出普通航班头等舱15%。

根据牛顿第一定律,超音速客机只会在加速时感到难受,就像电梯刚刚启动时的感觉。根据速度的叠加性,在超音速飞机里和飞机里另一个人说话,依然是和平时一样。噪音问题是相对于外部的,并非对于内部乘客。

超音速飞行器有“音爆”,不过协和号飞得高,这个不见得有影响,说人在外部能听到的。

起飞噪音,119.5分贝,高出波音747,12.5%

进场噪音,116.7分贝,高出波音747,10.7%

侧向噪音,112.2分贝,高出波音747,14.2%

各国*均以此为由头,禁止协和降落。而P-61、XB-70、F-22、SR-71、SR-72、SR-91、XS-1、X-37B、HTV、X-43、x-51a、B-3纷纷在美国大陆上空进行超音速飞行。

油耗

要知道当时开始研发协和超音速客机的时候(1963年),燃油的成本在一个航空公司的账单上根本不算什么,所以当初英法两国*有不少的订单(启始客户包括泛美航空、英国海外航空(BOAC)和法国航空,分别订购6架协和飞机。其他订购航空公司包括巴西泛美航空(PanairdoBrasil)、美国大陆航空、日本航空、汉莎航空、美国航空、联合航空、印度航空、加拿大航空、布兰尼夫国际航空、新加坡航空、伊朗航空、希腊奥林匹克航空(OlympicAirways)、澳大利亚航空、中国民航(1972年7月24日取消订单)、中东航空和环球航空。而按照当时最保守的估计,订单数字将在1975年上升到225架)。英法两国计算过,协和号能卖出100架就可以收回成本,而当时各国包括意向订单在内以近200多架,美国随后以不符合环保为由禁止协和号飞入美国领土,然后订单纷纷被取消,协和式飞机于1979年停产,总共生产了20架,英法两国各生产10架。

然而到了第一次石油危机爆发以后(1973年),全世界的航空公司才发现石油变贵了,当时的石油价格从3美元涨到最高12美元。油耗的大小与发动机直接相关,如果换上现代变循环发动机就能起到立竿见影的效果。

经济性

事实上,协和号超音速客机的经济性能并不如我们想象的差。按照《航空知识》1998年6月号《“协和”号飞行29年》一文中的描述:

《航空知识》2000年9月号《“协和”坠毁一二三》:

巴黎至纽约的往返机票要9000美元,伦敦至纽约的往返机票要9850美元。凡是能乘坐它的人自然非富则贵,所以人们称为“富人之机”......据估计,经济界的大经理、总裁等巨富们约占乘客总数的80%。

协和号还承办环游世界、包机等业务,当作公务机、专机(此前英国女王和法国总统出国出访使用了很多次协和)。

协和号项目开始于20世纪60年代初期,是法国宇航公司与英国飞机公司之间的联合研制项目,目的是在能盈利的并快速增长的欧洲与美国之间的跨大西洋航线上提供超声速客运服务。飞机在1972年获型号合格证,但是,由于来自美国方面的强大政治障碍,使飞机在1975年之前,一直都未投入定期客运服务。尽管后来协和号已经成为跨越大西洋旅行的中高端旅客群体的热门运输方式,飞机还是由于面临别的问题,比如不允许它降落,不允许它超音速飞行。

安全性

“协和号”超音速客机在首次商业飞行之前,进行过5000小时的试验,这是航空史上最细心检验过的飞机了。有一位飞过这种飞机的试飞员说:“协和号”应该是最安全的飞机。但2002年7月,在巴黎的*机场附近摔了一架,遇难113人。这成了它寿终的起点。事实上,这起不幸的事故并非飞行员的责任。事故发生后立即停飞,直到2001年11月才重新启航,然而乘客心中的信任感却并没有完全恢复的时候。2001年9月11日纽约双子高楼被*袭击之后,整个航空运输业大不景气,“协和号”陷入无力维持营运状态,终于在2003年退役,只好成为展品。

乘客体验

作为英航和法航的“旗舰”,协和飞机为乘客带来的体验与其他亚音速客机有很多不同之处。英航与法航的协和飞机客舱布局均为单一客舱级别,载客100人。客舱被划分为前后两个部分,内部由雷蒙德·罗维设计,前舱载客40人,后舱载客60人,前后舱之间以厕所分隔。座位布置为每排四座、*单走道。由于协和飞机机身细长,客舱空间受到相当的限制,在近走道一侧的座位,客舱净空只有约1.8米(6英呎),走道净空最高也只有约1.9米。座椅也比其他亚音速客机头等舱的狭窄,实际上与普通客机的经济客舱座位相若。座位间距为38英寸,只比普通经济舱多约6至7寸。座椅上方行李架的空间也十分有限,所以协和飞机对随身行李的体积也控制得更为严格。1990年代时由波音747客机飞行的长途航班上,电影娱乐、角度或方向可调的座椅、步行区域是头等舱和商务舱最常见的服务特点,但这在协和飞机上均一一欠奉,但协和飞机相对较短的飞行时间弥补了欠缺上述设备的缺陷。协和飞机客舱前方装有一块等离子显示屏,显示当前飞行高度、飞行速度和空气温度。协和飞机拥有非常优质、高贵的服务水平,每位乘客均可以免费享用香槟,而飞机膳食均由玮致活(Wedgwood)生产的陶器和银餐具侍奉。

协和飞机的巡航高度较亚音速民航机高出一倍,窗外会呈现出地球的曲率,乱流亦很少出现。超音速巡航期间,虽然飞机外部大气温度低至零下60°C,但机身前部的表面加热会令机体加热至120°C,窗户亦会变得温暖,前舱室温亦较后舱为高。

三角翼亦令协和飞机能够达到较传统客机更大的迎角,此时机翼上表面会产生大量低压涡流,以维持升力。在潮湿的天气环境下,协和飞机甚至会被低压涡流产生的雾气包围。但这些情况只会于起飞和着陆的低速飞行时出现,这时协和飞机或许会遇到一些乱流和振动。

协和飞机的飞行速度加上地球自转速度所产生的向心力,令飞机由西向东飞行时能令机上人员的体重暂时减少1%,而由东向西行时相对速度增大,向心力增加,体重则增加0.3%。但另一方面由于协和飞机的飞行高度很高,离地心较远,重量还要进一步下降0.6%。

由于协和飞机的巡航速度比晨昏线(solarterminator)的移动速度更快,令它能够追上和超越地球的自转。在西行航线上,以当地时间计算,抵达时间往往比起飞时间早。一些由巴黎或伦敦飞往美国方向的班机能在日落后起飞,并于中途追上太阳,在驾驶舱中就能看到太阳从西边升起的景像。换句话说,协和飞机可以让乘客“在伦敦出发之前就已经到达纽约”;英航亦以这个情形来宣传,推出口号“出发前就到达”(Arrivebeforeyouleave)。

战略性

回首60年代,英国航空发动机水平处于世界前列,那个时候能造先进喷气发动机的国家也就英美苏,现在世界两大航空发动机巨头国家之中仍有英国。

假如以协和号为代表的超音速客机获得发展的机会,那么英国航空发动机工业将会持续发展,不管是否能对GE之流产生实际威胁,总之影响和竞争总是有的。

更何况大型超音速客机能用的发动机给大型超音速轰炸机用,对航空业发展进步空间非常大。

这种事情美国是万万不能忍的,必须扼杀。那么不允许协和号发挥自己的速度优势就能极大打压。

要知道,协和采用的发动机是“奥林帕斯”593型超音速加力涡轮喷气发动机,其亚音速性能较差,飞慢了,油耗、噪音、排放问题将会变得更加严重。美国直接禁止协和在美国大陆上空进行超音速飞行。而欧洲国家响应美国号召,根本就禁止协和降落。

6、重大事故

1973年6月3日,图-144在参加巴黎国际航空展览时,突然坠毁,机上人员全部遇难。


超音速客机

图-144的坠毁是超音速客机第一次发生的重大事故。这一事件使前苏联推迟了该机交付民航使用的时间表。直到大约在百余次飞行之后,又因发生事故而暂停了飞行。

2000年7月25日,法国航空公司的一架协和式飞机在巴黎*机场起飞后两分钟起火坠毁,机上100名乘客,9名机组成员全部遇难,地面另有4名受害者。到2003年,尚有12架协和式飞机进行商业飞行。

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