协和超音速客机
协和超音速客机一般是指协和式飞机,协和式飞机(Concorde)是一种由法国宇航和英国飞机公司联合研制的中程超音速客机,其和苏联图波列夫设计局的图-144同为世界上少数曾投入商业使用的超音速客机1。
协和超音速客机安装了4台“奥林帕斯”593Mk610涡喷发动机,单台推力169.32千牛,采用无尾布局,细长三角翼,机翼前缘为S形,前机身细长。其于1979年停产,总共生产了20架,其中2架原型机,2架预生产型和16架生产型1。
基本信息
- 中文名
协和式飞机
- 首飞时间
1969年3月2日
- 外文名
concorde
- 投入时间
1976年1月21日
- 速度
2.02倍音速
- 退役时间
2003年10月24日
研发经历
1969年3月2日,协和式在图卢兹首飞成功
协和飞机在1969年首飞、1976年投入服务,主要用于执行从伦敦希思罗机场(英国航空)和巴黎夏尔·戴高乐国际机场(法国航空)往返于纽约肯尼迪国际机场的跨大西洋定期航线。飞机能够在15000米的高空以2.02倍音速巡航,从巴黎飞到纽约只需约3小时20分钟,比普通民航客机节省超过一半时间,所以虽然票价昂贵但仍然深受商务旅客的欢迎。1996年2月7日,协和式飞机从伦敦飞抵纽约仅耗时2小时52分钟59秒,创下了航班飞行的最快纪录。
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为数不多的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。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。到2003年,尚有12架协和式飞机进行商业飞行。2003年10月24日,协和式飞机执行了最后一次飞行,全部退役。 飞机机翼设计为三角翼,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。协和号四具引擎更配备了一般在战斗机上才看得到的后燃器(Olympus593,Rolls-Royce)。这架飞机还有个令人津津乐道的特点就是它会「变形」:其一是因为在2马赫的飞行速度时,空气摩擦使其机体产生高热,因热胀冷缩效应,协和号在飞行时最长会「变长」约24公分;其二是她的可变式机鼻,在飞行时直直挺挺的如一根针以利高速切开空气,但是在起降时,机鼻可以往下调5至12度以利飞行员的视野-事实上由于有很多先进电脑导航仪器辅助,飞行员也不一定非得看见跑道才能起降,这么做只是求个安心,不过庞大的机鼻角度调整设备却白白的浪费飞机的宝贵重量与空间。
协和号票价高昂,一张伦敦至纽约的来回票要价逾九千美元,亲自搭乘协和号班机往返欧美大陆成为许许多多人自幼以来的梦想。飞机从欧洲到纽约的航程只需要不到三个半小时,且因为伦敦、纽约时差四个小时,所以搭乘协和号的旅客最喜欢说:「我还没出发就已经到了」。
2000年7月25日,协和号客机班机AF4590在进行起飞时辗过了跑道上另一架美国大陆航空的DC-10脱落的小铁条,造成爆胎,而轮胎破片以超过音速的高速击中机翼其中的油箱。之后引发失火,导致飞机于起飞数分钟后即爆炸坠毁于机场附近的旅馆。这是协和号服役期间唯一的一次的失事。也是有史以来第一架超音速喷气式飞机失事,这场悲剧造成了113人丧命。 此次失事促使飞机制造商重新改造机体设计,并修补了诸多缺失。甚至利用凯夫拉(Kevlar,常用于制作防弹衣)材料来保护油箱,以避免油箱以后遭到高速的异物的穿刺。但尽管如此,由于整个失事过程都被民众用家用录影器材拍摄下来,造成社会大众心理上的严重震撼,不论这家飞机以往声望有多高,但仅仅一次的失事就让协和号从此一蹶不振……虽然协和号客机在2001年11月重新启航,载客量一直都严重不足。因为对航空公司亏损严重,协和号客机终于在2003年退役。
到2003年4月,尚有12架进行商业飞行。2003年10月24日,协和飞机执行了最后一次飞行。
英法合作在研发过程中,两国的研制团队关系甚为密切,经常交换意见。至1960年代初,这两种设计已经初步进入建造原型机的阶段,但由于投资庞大,英国政府遂要求英国飞机公司在国际间寻找合作伙伴。[2] 与数个国家(包括德国和美国)商讨后,只有法国对合作计划有兴趣。英法两国能够就超音速客机计划达成共识并开展合作,主要是因为两国的设计方案十分接近,在速度、航程、气动布局等方面均有极大的相似性,合作研制有助于平均负担费用。另一方面,当时波音707、道格拉斯DC-8迅速占据欧洲民航客机市场的大量份额,法国总统戴高乐不愿意看见欧洲市场被美国飞机制造商垄断,因此也鼓励两国合作,加快研发进度,争取在美国的超音速客机出现之前抢占市场。合作计划并非由两家公司制定,而是由英法政府以国际条约的方式商议。在法国总统戴高乐和英国首相麦克米伦提议下,合作计划草案于1962年11月28日正式签订。这个计划并包括了一项由英方提出的条款,如果任何一方取消合作就必须付出巨额赔偿金(英国财政部曾经两次几乎取消合作计划)。此时,布里斯托尔飞机公司和法国南方飞机公司已经分别与其他公司合并为英国飞机公司和法国宇航公司。
1950年代开始,随着亚音速喷气式客机的普及,以及第一种实用化的超音速军用飞机——F100“超佩刀”战斗机的出现,超音速客机在当时被普遍视为未来的发展路向,苏联、英国、法国、美国都相继计划研发超音速客机。1956年,英国政府成立了超音速运输飞机委员会(Supersonic Transport Aircraft Committee,STAC),联合了英国皇家飞机研究院(Royal Aircraft Establishment,RAE)和布里斯托尔飞机公司(Bristol Aeroplane Company)进行研究,开始探讨开发世界上第一种超音速客机的可行性。到了1959年,委员会得出了初步结论,认为超音速客机在技术上是可行的,并建议研究试制两种超音速客机,分别为1.2马赫的短程客机和2.0马赫的中程客机。 当时英国的布里斯托尔飞机公司获得了英国政府巨额资助,并根据委员会的建议,提出了布里斯托尔198(Bristol 198)计划。布里斯托尔198的设计是一种装备6具涡轮喷气发动机、可载130名乘客并以超音速进行跨大西洋飞行。但由于这种设计理论重量过高,而且装备6具发动机的经济性备受质疑,随后布里斯托尔飞机公司又推出了布里斯托尔198的缩小版本——布里斯托尔223(Bristol 223),设计是一种采用三角翼、装备4具发动机、巡航速度为2马赫、可载客约100人并能够进行跨大西洋飞行的超音速客机。
与此同时,法国也有类似的计划,而且进度与英国相若。法国南方飞机公司(Sud Aviation)和达索公司联合进行研究,提出了超级卡拉维尔(Super-Caravelle)的设计方案,这也是一种采用三角翼、巡航速度为2.2马赫、可载客约70人。
起初,双方有意建造一种长程(6,000千米)和一种短程(4,400千米)的超音速客机,但与潜在客户推销两种机型后,发现航空公司对短程的超音速客机兴趣不大,于是决定取消短程型号。[2] 长程型取得超过100架的意向性订单,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(Panair do Brasil)、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(Olympic Airways)、澳大利亚航空、中国民航、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。
在获得足够航空公司的支持后,英法合作的超音速客机研制计划立即展开。按照协议,飞机机体研制将由英国飞机公司和法国宇航公司共同进行,工程分配比例为40%和60%;而飞机的发动机由英国劳斯莱斯公司和法国斯纳克玛公司共同进行,工程分配比例分别为60%和40%,飞机总体组装地分别设在英国菲尔顿(Filton)和法国图卢兹。最初的计划是试制两架原型机,研制费用为1.5亿英镑,计划售价为每架约1500万至1700万英镑。首架原型机计划在1966年年底首飞,并预计在1969年取得适航证。至1966年,英法双方决定扩大研制规模,增加生产两架预生产机(Pre-production)(生产编号为101和102),和两架供静力试验和金属疲劳试验用的量产机(生产编号为201和202),研制费用增加至5亿英镑。
1964年,英国工党在大选中胜出,哈罗德·威尔逊出任英国首相,面对当时的财政赤字,英国政府有意撤资、退出合作计划,为此法国总统曾亲自出面,强调英国需要履行1962年签定的一纸协议,以及明白单方面拒绝执行协议的后果。碍于条款,英国被迫继续投资,于是接连取消多个飞机研制项目,包括AW.681短距起降运输机(Armstrong Whitworth AW.681)、P.1154超音速垂直/短距起降战斗机(Hawker Siddeley P.1154)、TSR-2战术打击侦察机等。
在1963年1月13日,当时的法国总统戴高乐率先将这一超音速客机研制计划,以法语命名为“Concorde”(“Concorde”在法语中代表合作、和谐),而英国为了向法国表示对合作的诚意,亦同意采用法语名称,但后来法国否决英国加入欧洲经济共同体,时任英国首相麦美伦改变了主意,认为法国总统戴高乐在飞机的命名上忽视英国,决定将“Concorde”改名为英文“Concord”(“Concord”在英语中亦是和谐、协调的意思)。[2] 直到1967年12月11日首架协和飞机在法国图卢兹出厂,飞机命名才尘埃落定,同日英国科技部部长东尼·宾特(Tony Benn)宣布英方愿意使用最初的名称,称协和飞机为“Concorde”。[6] 但这也引起了英国国内的争议,一些英国人认为协和飞机合作计划是英国先向法国提出的,理应采用英文名称。为了消除疑虑,宾特随即解释了尾词“e”的意思。他认为“e”可以代表卓越(Excellence)、英格兰(England)、欧洲(Europe)和挚诚协定(Entente Cordiale)。在其回忆录中,宾特忆述他当时收到一封由一位苏格兰人所寄来的信,信中写道:“你说‘e’是代表英格兰,但协和飞机有些部份是苏格兰制造的!”。事实上协和飞机的机鼻确实是在苏格兰生产组装,宾特在回信中表示:“‘e’也可以代表‘Ecosse’(法语中苏格兰的名称),但也可以代表挥霍(extravagance)和不断增加(escalation)!”
20世纪50年代,喷气发动机、后掠翼等技术的应用,战斗机已经实现了超音速和二倍音速飞行。喷气式客机趋于成熟后,民航界又把注意力放到超音速客机上,预计1960年代航空公司需要一种既能远程飞行,又能快速到达目的地的飞行器。美、苏、英、法等国纷纷开始探索研制超音速大型飞机。
1956年至1961年,英、法两国分别进行超音速客机研究,由于研制费用高,加上两国方案相近,1962年,英国/法国两国签署了一个政府合作协议。在这个协议上提出了SST计划(Supersonic Transport Program)即超音速运输计划。协和超音速客机就是SST计划的产物。由英法两国政府平摊巨额研制费。1963年1月,当时的法国总统戴高乐亲自将这一研制计划命名为"协和"。