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《大飞机》:“协和” 优雅而忧郁的舞者

2015年03月06日 14:15   来源:《大飞机》杂志   周日新

  1962年11月29日,英法两国签署协议,决定合作研制超声速客机,各自承担50%的费用。英国宇航公司和法国宇航公司研制飞机机体,英国罗罗公司和法国发动机公司联合研制发动机。

  根据最初的计划,研制两架原型机的经费为1.5?1.7亿英镑,后来又增加了两架预生产型和两架供试验用的飞机,总经费增加到5亿英镑。1963年1目13日,法国总统戴高乐将这款超声速客机命名为“协和”(Concorde)。

  一拍即合

  从20世纪50年代中期开始,喷气式民航客机已经出现并投入运营,超声速战斗机崭露头角。航空界的有识之士开始关注超声速客机。

  英国在“彗星”喷气客机投入运营后接连失利的打击下开始另辟蹊径,研制超声速客机。1956年11月,英国成立了超声速飞机运输委员会,研究其可行性。3年后,该委员会作出了肯定的结论。1959年,英国布里斯托公司拿出了超声速客机的设计方案,这就是“协和”飞机的前身。

  此时,欲重振航空工业雄风的法国同样热衷于研制超声速客机。1960年,法国两大航空业巨头——法国南方航空公司和达索公司成立合资企业,共同研发“超快帆”飞机。其初衷是设计一款能够以2.2倍声速横跨大西洋、载客76人的超声速客机。

  鉴于研制超声速客机耗资巨大,英国试图寻找合作伙伴,美国对此不感兴趣。不得已,英国转而寻求与法国进行合作。法国拿出的设计方案与英国的方案极其相似。两国遂一拍即合。

  当时,英国宇航公司董事长乔治?爱德华兹爵士和法国宇航公司总裁乔治斯?里黑尔是“协和”项目的总负责人。以飞机总设计师皮埃尔?萨特和副总设计师阿奇保?路雪为首,双方组建了强有力的设计队伍。

  “协和”的设计方案是:飞机巡航速度为声速的2?2.2倍,机身为细长形,机头是活动的且可以下垂,动力装置为4台加力式涡轮喷气发动机。由于将飞机的速度限制在2.2倍声速之下,机体的主要材料仍为铝合金,仅在某些承受高温的部位采用更加耐热的钛合金和不锈钢,即飞机只过“声障”而不过“热障”,这显然是十分聪明之举。

  惊艳世界

  英法两国在“协和”的设计上十分谨慎,对飞机的气动外形和结构形式进行了长达4000多小时的风洞试验。在空气动力方面,“协和”采用脱体涡型产生升力的最新技术。为确保新技术的可靠性,设计人员专门制造了两架具有狭长三角翼的研究机进行飞行试验研究。

  “协和”的机翼不同于常规的后掠翼或三角翼,而是一种十分独特的三角翼:机翼前缘为S形,沿纵向有一定弯度。在大迎角时,它产生的脱体旋涡使机翼的升力明显增加。这一特性,可以用于改善高速飞机的起降性能和低速飞行性能。

  超声速飞行的主要障碍是激波产生的阻力,而要克服和减小激波阻力,最好的办法就是采用后掠翼和相对厚度较小的薄机翼。“协和”的S形前缘三角翼展弦比为1.7,相对厚度根部为3%,尖部为2.15%。这种设计能够有效减少激波阻力,超声速时升阻比为7.7,亚声速时为12.8。

  “协和”的这一经验后来被多种著名飞机所借鉴,如美国的B-1轰炸机、英国的“火神”轰炸机的机翼形状都与“协和”如出一辙。

  1969年3月2日,法制“协和”001号首飞;4月9日,英制002号首飞。在1969年的第28届巴黎航展上,“协和”客机的亮相震惊了世界,成为本届航展最引人注目的焦点。

  “协和”于1974年获得适航证,1976年1月在英法两国投入运营。

  命运多舛

  “协和”投入航线运营后,使欧洲到美国的飞行时间缩短了一半。从巴黎到纽约,波音747要飞7小时30分钟,而“协和”只需3小时49分钟。商务巨贾、大牌明星、政要大员们对“协和”情有独钟。

  1976年5月24日,英航和法航别出心裁地各用一架“协和”分别从伦敦和巴黎同时飞向华盛顿,在美国首都上空环绕一周后,同时降落在华盛顿机场跑道上:英航“协和”在1号左跑道;法航“协和”在1号右跑道。这番表演令世界第一强国——美国的同行们有种说不出的滋味。

  1992年11月,“协和”首次进行了环球飞行,创造了32小时49分钟的新纪录。1995年8月16日至17日,法国的一架“协和”号飞机又进行了一次环球飞行,只耗时31小时27分钟。

  乘坐“协和”客机,不但可以体验到超声速飞行的感受,而且还可以欣赏奇异的风景。因为它的飞行高度是亚声速客机的两倍,登高远眺,可以观赏到地球蜿蜒的曲线。在漆黑的夜间从巴黎或伦敦起飞,可以捕捉到太阳的余晖。更有甚者,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的班机,日落后起飞,能于中途“追上”太阳,在驾驶舱中能看到太阳从西边升起的景象。

  换言之,“协和”可以让乘客“在伦敦出发之前就已经到达纽约”。英航亦以此作为宣传重点,其营销口号是“未出发就到达”。一架“协和”飞机上午10时从伦敦起飞,到达纽约的时间却是同一天的上午9时。

  “协和”的飞行员们对它的飞行性能不吝溢美之词。英航“协和”机长麦克?本尼斯特说:“‘协和’的操纵感觉非常美妙,它就像一匹良种赛马或一辆运动赛车,而不是一辆笨重的卡车。所有飞过它的飞行员都对它的人机交互能力津津乐道。”

  然而,技术成功的光芒却无法掩盖商业失败的阴霾。

  “协和”的研制费高达32亿美元,而商业运营则更为惨淡。“协和”的燃油消耗十分巨大。飞机一次可满载95.6吨燃油,但每小时却要消耗20.5吨。从载客量来说,“协和”仅相当于波音747的四分之一,但耗油量却比后者高近两倍(波音747-400亚声速巡航时每小时耗油约12吨)。

  “协和”的奥林匹斯593型发动机是当时西方国家唯一一种带有加力燃烧室的民用涡喷发动机。飞机除了在起飞和跨声速时使用加力燃烧室外,其余时段均会关闭。由于涡轮喷气发动机在低速时效率非常低,“协和”飞机在滑行起飞时就需要消耗超过2吨燃料。

  极高的燃油消耗成为“协和”致命的弱点。为此,“协和”的票价昂贵,要比大型客机的头等舱高出20%。另外,其日常维修费也十分惊人,每架飞机在飞行12000小时后,必须进行为期10个月的大修,每次费用高达1000万美元。

  此外,“协和”还有一个不容忽视的弱点——飞行噪声大。“协和”的起飞噪声为119.5分贝,进场噪声为116.7分贝,侧向噪声为112.2分贝。要降低其噪声,达到人们所能接受的标准,目前还没有什么好办法,即使有些技术措施可以降低噪声,但成本又相当高。

  当时,航空公司采取的办法是尽量限制起飞时的速度和超声速飞行的范围。“协和”起飞后达到声速的距离必须离开机场330千米以上,大部分超声速飞行在大西洋上空进行,这样对地面居民的影响较小。因为噪声过大,美国只允许它在一家机场降落,而德国则根本不接受“协和”飞机起降。

  1979年,“协和”被迫停产,总计生产了区区20架。而突如其来的一场空难,使得“协和”更加举步维艰。

  2000年7月25日,一架法航“协和”飞机从戴高乐机场起飞2分钟后坠毁,造成机上及地面113人丧生。

  据调查,这起事故是由于该机在滑跑起飞时,左主起落架的机轮辗过了一条在几分钟前从一架美国大陆航空DC-10客机上掉落的钛金属条,金属条刺穿了飞机轮胎,轮胎在起飞时爆裂,其碎片击破油箱导致失火,最终造成飞机失事。冤哉,“协和”!

  2001年11月7日,“协和”重返蓝天。英航与法航均表示,“协和”通过延寿之后,将可以运营到2014年至2017年。但在2003年4月,英航和法航却同时宣布:“协和”将于当年10月退役,理由是他们无法承担高额的延寿费用。

  2003年10月24日,“协和”进行了告别飞行。这个优雅而忧郁的舞者,终于无奈地退出了民航客运的舞台。

  尽管如此,“协和”在世界航空史上的地位是无可替代的,也是无法抹煞的。它开创了民航超声速飞行的新时代。仅举一点就足以说明问题:到1999年3月2日“协和”飞机首飞30周年纪念日为止,飞机的飞行时数已经超过92万小时,其中60多万小时为超声速飞行,远远超过所有西方飞机的超声速飞行总时数。

  但“协和”昙花一现留给人们的教训也极其深刻:对于民机研制而言,技术成功固然重要,但市场成功和商业成功才是一款民机产品能否最终获得成功的决定性因素。

(责任编辑:缪杰娴)