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民航史(1911-2010)第16章 超音速偏门
找到不少外文资料,翻译出来自己看着玩

新时代的梦想

20世纪50年代,世界航空运输业在30多年的历史中实现了技术上的最大飞跃。婴儿时期是20世纪20年代;青少年时期是30年代的青春期;20世纪40年代是成长期;20世纪50年代的喷气式飞机实现了成熟。航空界等待着下一个时代的到来,到了20世纪60年代,制造商和航空公司的高层董事会和大脑开始设想建造一种超音速客机,成为亚音速707和DC-8的自然继承者。在项目研究的初期,这个想法并没有被认为是离谱的。在过去,客机技术似乎总能取得胜利。鉴于有远见卓识的设计者的灵感和直觉、合理的工程应用,以及保证研制费用的资金支持,没有理由不建造超音速客机。毕竟,苏联人已经制造出了世界上第一颗人造卫星。美国人想把人送上月球,他们做到了。对于努力保持其在旗舰客机制造领域中的地位的欧洲人来说 这可能是一个机会,可以在技术上打破美国制造的霸主地位,而在20世纪60年代,美国的制造能力占到了世界客机产能的90%以上。于是,超音速客机应运而生。

协和式客机

这个想法是莫里安-摩根博士于1954年在英国范堡罗皇家航空研究所首次提出的。他是阿诺德-霍尔爵士的副手,当时他正在监督彗星灾难的调查。彗星号的制造商们为它的失败付出了不公平的代价,英国的航空威望也受到了严重的打击;但喷气式飞机的教训已经被波音公司和道格拉斯公司吸取了,并在大西洋两岸进行了推广。现在,在近乎绝望的心情下,并知道英国工业无法与美国的生产能力相提并论,超音速客机可以再次向亚音速的美国人抢先一步。

到1956年11月,在摩根的主持下,超音速运输机委员会(S.T.A.C.)能够报告说,它得到了全国范围内的支持,启动了这个项目,尽管它乐观地将研制成本估计扭曲为只有1.5亿英镑(最终这个数字仅英国的份额至少要达到10亿英镑)。设计工作继续进行,最终确定了一个非常先进的三角翼。由于摩擦引起的热量会使铝材在3马赫时无法使用,因此决定速度不超过2马赫(音速的两倍)。随着布里斯托尔(223型)工作的进行,超音速客机也成了一个政治足球,1959年6月,为了寻求与法国人的和解,供应部部长奥布里-琼斯与法国交通部长讨论了一个可能的合作结构。这是因为法国人正在着手研制他们自己的超音速客机,暂定名为 "超级卡维勒 "号,由南方航空公司制造。起初这架飞机比英国的设计要小,但后来发展到与布里斯托尔的飞机非常相似。于是,1962年,在麦克米兰的保守党政府的领导下,与法国签订了合作协议,由Aérospatiale公司和英国飞机公司(B.A.C.)联合生产超音速客机,布里斯托尔公司现在是该公司的一个部门。发动机将是布里斯托尔公司的奥林巴斯593型发动机,每台发动机的额定推力几乎达到33,000磅。这架协和式飞机比原来的设计要大得多,重量将达到200吨,其中一半是燃料。该协议是英国加入欧洲共同市场的意愿的体现,因此协和号是英法项目。

1964年,工党政府的哈罗德-威尔逊政府试图取消这架飞机,但戴高乐一心想恢复法国在商业和技术世界中的威望,拒绝了。联合制造厂家的信心满满,他们不仅从东道国的国家航空公司、美国国内的几家主要航空公司、日本航空公司和泛美航空公司等获得了临时订单。但到了20世纪60年代末,基本物理学上出现了严重的疑点,而这些疑点被证明是不可避免的。每当任何飞机加速到并继续以超过音速飞行时,所产生的冲击波--所谓的音爆--都会在超音速飞机的飞行轨迹上留下一条潜在的破坏性振动路径。尽管希望设计上的修改可以缓解这个问题,但 "音爆是一种物理现象,没有任何空气动力学的技巧可以消除。"

美国联邦航空管理局(F.A.A.)在俄克拉荷马城和内华达州进行的大量测试证实了这些结论(见下文)。对潜在客户的影响是毁灭性的。市场被限制在不飞越陆地的航线上,这就消灭了大约90%的世界市场。美国的大型干线航空公司以及日本和其他抓住了加入超音速俱乐部的宣传价值的航空公司都撤走了他们的资金。1973年1月31日,泛美航空(至少拥有必要的横跨大西洋和太平洋的水上航线)取消了。市场上只剩下英航和法航的承诺,每家公司都将获得七架 "协和 "飞机。

经过巨大的宣传和推广,以及大量的挥舞着旗帜,世界上第一架超音速客机于1969年3月2日从图卢兹起飞,4月9日从布里斯托尔起飞,进行了首次飞行。它于1976年1月21日投入使用,法航从巴黎飞往里约热内卢,英航从伦敦飞往巴林。尽管1976年纽约当局勉强批准了在那里开航,而且航班已经开通了华盛顿,但世界上的航空公司并没有急于购买。新加坡航空公司的一次次尝试无果而终,美国布兰尼夫航空公司的亚音速达拉斯-纽约航线也不过是个促销噱头。法航飞往拉美几个地方的航线只持续了一两年,因为为了达到收支平衡而收取的高额票价几乎不足以支付高昂的成本。到了80年代初,跨大西洋协和航空的航线网络已经缩减到纽约和华盛顿这两个美国目的地,虽然也尝试过几年的亚音速延长航线。

问题是,高额的票价只能向极少数的旅行者,也就是收入最高的人群收取,1万美元的往返机票可以从臃肿的支出账户中扣除。协和飞机的乘客通常是电影明星、电视名人、董事会主席和外交官。大的市场,包括商人,他们必须考虑到自己的旅行费用,以及大量的休闲旅行者、度假或探亲的人,他们对节省昂贵的几小时的长途跋涉并不感兴趣,如果他们只需支付十分之一或更少的协和式飞机票价,他们会更乐意乘坐时速600英里的飞机。航空公司不得不面对运营成本的硬道理。协和式飞机每飞过一个座位,就必须运载一吨燃油。维护工作需要在地面上花费大量的(而且是昂贵的)时间,是空中的10倍。

尽管协和式飞机得到了前所未有的宣传,但它对世界航空业的影响却微不足道。它的完整服务记录见附图。

协和式飞机的优雅设计被誉为 "美轮美奂,欢乐永存"。也可以说是技术上的奇迹,但这是一场经济上的灾难。

协和式飞机服务记录

英法协和式飞机在宣传上的乐观情绪下投入使用。除了飞往纽约的航线外,跨大西洋旗舰航线网络只持续了几年。1979-80年,法航与Braniff公司合作,将航线延伸至达拉斯,但只是次要的。新加坡航空公司与英国航空公司合作的航班是短暂而断断续续的。B.A.航空公司提供了一些飞往巴巴多斯的包机服务。技术上的突破不得不让位给经济现实。协和式飞机每运载一个座位飞越大西洋,就必须运载一吨油料。

美国的SST飞机

超音速热并不只限于欧洲。美国并不打算把自己的民族自豪感拱手让给英国或法国,也不打算把自己的民族自豪感拱手让给苏联,因为苏联也是超音速技术的先锋。因此,1958年5月,就在泛美航空投入使用第一架亚音速喷气式客机的5个月前,道格拉斯和洛克希德公司都宣布了2马赫的超音速设计项目,不久之后,也就是1959年初,通用动力公司又增加了一个3马赫的竞争对手,波音公司也加入了2707型的竞争行列。在当时,速度,以及仅仅是速度,被认为是航空进步的唯一目标。工程师和设计师们占据了主导地位。市场预测和经济分析要么被忽视,要么被扫地出门。热情的记者们被制造业灌输了过于乐观的数据,而航空公司则急于抢占竞争对手的先机。20世纪60年代的气氛是非理性的,其激烈程度只有宗教狂热者或平地社会才能比拟。

音速繁荣

在20世纪60年代初的整个发展初期,音爆问题不是被忽视,就是被认为是可以解决的。制造商和政治家们试图将其抹去,但不得不面对证据。1964年初,俄克拉荷马城的美国联邦航空局国家运营研究中心的测试结果是严峻的。那年12月在白沙的进一步测试结果是毁灭性的。在任何情况下,都不能容忍玻璃碎片落在繁忙的城市街道上,无论这种可能性有多小,但在任何情况下都不能容忍。

由于超音速飞行器主角的影响,F.A.A.指令直到1970年4月才颁布。直到那时,航空界才终于承认,超音速客机永远不允许飞越陆地。实际上,这实际上将市场缩小到了跨大西洋航线。市场调查显示,在对世界干线跨洋航线的最乐观的假设下,甚至将数据拉伸到最大限度,美国的超音速飞机市场也不过两三架。以超音速飞越太平洋是一个愉快的梦想,但跨越时区意味着,无论从哪个方向出发或到达,即使飞机有必要的5000英里的航程,也要在完全不方便的时间,无一例外都是在夜间。而旅行的速度对时差的实际影响也不会有任何区别。

协和式飞机的运行问题的一个措施是,一架飞机必须驻扎在纽约,以备来航飞机的维修延误。每飞行一个小时,就需要在巴黎进行一打必要的检查。

高成本,低市场

然后是费用问题。虽然世界上21家主要的航空公司保留了96架交付位置,但每架微不足道的10万美元订金,在广告和宣传预算中,价值10倍于此。1966年12月31日,波音2707飞机被选中,剩下的竞争对手只有洛克希德公司。1967年4月29日,美国总统约翰逊宣布将制造两架原型机,在未来4年内,这两架原型机将耗资14.4亿美元。但随着时间的推移,300吨级的钛合金马赫3客机的预估价上升到了这个数字的三倍左右。这时,英法的协和式飞机已经于1969年3月2日首飞,苏联的图波列夫图-144已经于1968年12月31日起飞。

大型飞机的超音速飞行也开始引起了人们的警惕。在北美仅有的两架B-70马赫3轰炸机中,一架于1966年7月8日坠毁,另一架则被收进了博物馆。通用动力公司共建造了116架B-58,耗资30亿美元,但有30架用于测试,只有86架用于军事行动。由于噪音和轰鸣声很大,所以环保方面的反对意见很强烈。查尔斯-林德伯格是泛美航空(泛美航空将成为SST的发射客户)的顾问,他和纽约市一样反对,纽约市也反对,因此纽约市将协和式飞机的服务推迟了好几个月。很多人都在谈论地球的保护臭氧层可能耗损的问题。

反声波爆炸运动是由后来担任总统顾问的约瑟夫-卡利法诺和哈佛大学物理学家威廉-舒克利夫领导的,他创立了反对音爆的公民联盟。矛盾的是,后来的协和式客机项目证明,他们的反对意见并没有多大的意义,技术挑战、变后掠翼(波音公司已经放弃了)和不断攀升的成本一样,都是美国超音速客机计划被取消的原因。1971年3月24日,国会拒绝将纳税人的钱再花在SST上--参议院以一票否决了它。这给美国制造业,特别是波音公司带来了巨大的好处。这家西雅图巨头得以专注于制造利润丰厚的亚音速客机,并在20年内主导了世界商用客机市场。但却没有一架协和式客机售出。正如一些英国观察家幸灾乐祸地评论说的那样,英法两国摇旗呐喊赚了名声,但波音公司却笑着一路走向银行。

协和斯基

苏联对苏联超音速商用飞机的竞争者的这个俗称是来自于一种流行的说法,即图波列夫-图-144是抄袭协和式飞机。这只是部分事实。莫斯科的设计团队可能得益于后来发现的一些工业间谍行为,但直接抄袭的说法非常值得怀疑。相反,就像道格拉斯DC-9类似于BAC One-Eleven,波音727类似于早期的德-哈维兰三叉戟一样,这不过是 "伟人的思维方式相似 "的证据,对于特定的设计目标,可以找到相似的解决方案。图波列夫的图-144比 "协和 "号要大,但由于其结构中钛合金的比例要高得多,所以并不重。它的三角翼更大,但形状与协和式飞机不同,效率较低。早期的原型机有一个鸭翼,很快就被废弃了,虽然吸引了全世界航空界的关注,但在1973年6月3日的巴黎航展上,它遭遇了严重的挫折,在巴黎航展上,图-144坠毁在布尔热附近的一个小社区,以灾难而告终,连 "黑匣子 "也没有被发现。无论如何,这对设计局来说都是一次粉碎性的打击。尽管如此,图波列夫图-144飞机于1975年12月26日从莫斯科飞往阿拉木图,只提供货运服务---苏联国家航空公司的谨慎态度是可以理解的--1977年11月1日,图波列夫图-144飞机开始提供有限的客运服务。服务时断时续,但在1978年6月1日结束,仅完成了102个航班的定期服务。

图波列夫的图-144比100座的协和式飞机大一点。这张照片是在阿尔马阿塔拍摄的。

1977-78年,航空运输公司的图波列夫图-144航线

苏联的超音速客机图-144的航班很少,而且都是陆上的。

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