水中巖
20世紀(jì)70年代,在英國倫敦、法國巴黎、美國紐約等國際大機(jī)場,出現(xiàn)了一種與以往任何民用飛機(jī)機(jī)型都不一樣的客機(jī)——協(xié)和飛機(jī)。它的機(jī)翼呈優(yōu)美的窄體三角形,沒有水平尾翼,機(jī)頭前端可以拋落,著陸時(shí)發(fā)出的噪聲很大。它是由法國航空航天公司和英國飛機(jī)聯(lián)合公司聯(lián)合研制的,是世界上唯一的超音速民用客機(jī)。
“協(xié)和”的問世,震驚世界
1956年,在英國政府的主導(dǎo)下,英國皇家飛行研究院和布里斯托爾飛機(jī)公司聯(lián)合成立了“超音速運(yùn)輸飛機(jī)委員會(huì)”(Supersonic Transport Aircraft Committee,簡稱STAC)。但豐滿的理想,代替不了骨感的現(xiàn)實(shí),很快英國發(fā)現(xiàn)超音速客機(jī)的研發(fā)是個(gè)無底洞,自己的預(yù)算捉襟見肘。于是,英國把目光投向了二戰(zhàn)時(shí)的盟友——法國。1962年11月29日,英國航空部長和法國駐英大使代表兩國政府簽署協(xié)議,集聚兩國民用航空專家的力量和財(cái)政能力,聯(lián)合完成該機(jī)的研制開發(fā),研制費(fèi)用各自承擔(dān)50%。英國宇航公司和法國宇航公司研制飛機(jī)機(jī)體,英國羅羅公司和法國發(fā)動(dòng)機(jī)公司聯(lián)合研制發(fā)動(dòng)機(jī)。1963年1月13日,法國總統(tǒng)戴高樂將英法聯(lián)合研制的超聲速客機(jī)命名為“協(xié)和”號(hào)。
經(jīng)過11年的苦心研發(fā),1967年12月11日,第一架機(jī)身長61.66m、高1.96m、翼展25.56m,空機(jī)運(yùn)行78700kg、最大起飛重量185065kg,擁有4臺(tái)羅爾斯一羅伊斯/斯奈克馬奧林普斯593Mk602型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、每臺(tái)額定出力169.3kN,航行速度2179km/h、航程6380km、載客人數(shù)128名的超音速客用飛機(jī)研制成功。1969年3月第一架試驗(yàn)飛機(jī)試飛,之后又經(jīng)過長達(dá)七年的多項(xiàng)目的修改、完善,終于在1976年1月,耗費(fèi)了32億(美元)研發(fā)費(fèi)用的協(xié)和飛機(jī),終于開始投入使用。協(xié)和飛機(jī)的超音速性能,讓歐洲到美國的飛行時(shí)間縮短了一半:從巴黎到紐約,波音747要飛7小時(shí)30分,而“協(xié)和”號(hào)只需3小時(shí)49分。1992年11月,“協(xié)和”號(hào)飛機(jī)首次進(jìn)行環(huán)球飛行,創(chuàng)造了32小時(shí)49分的世界紀(jì)錄,讓世界為之震驚!
“協(xié)和”的設(shè)計(jì),科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)
英國宇航公司董事長喬治·愛德華茲爵士和法國宇航公司總裁喬治斯·里黑爾是協(xié)和項(xiàng)目的總負(fù)責(zé)人,英方首席設(shè)計(jì)師阿奇博爾德·羅素和法國著名飛機(jī)設(shè)計(jì)師皮埃爾·薩特組成了強(qiáng)有力的設(shè)計(jì)隊(duì)伍。面對超音速這個(gè)最大難題,團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)。首先,把飛機(jī)速度限制在2.2倍聲速之下(超過2.2倍聲速,飛機(jī)就要過熱障),讓飛機(jī)只過“聲障”而不必過“熱障”。機(jī)體的主要材料仍為鋁合金,僅在某些承受高溫的部位采用耐熱的鈦合金和不銹鋼,這種設(shè)計(jì)顯然是聰明之舉。
其次,超音速飛行的主要障礙是激波產(chǎn)生的阻力。為克服和減小激波阻力,研制團(tuán)隊(duì)對飛機(jī)的氣動(dòng)外形和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了長達(dá)4000小時(shí)的風(fēng)洞試驗(yàn)。最終科學(xué)地采用了后掠翼和相對厚度較小的薄機(jī)翼,有效地克服和減少激波阻力。第三,為了確保高速飛行的安全性和飛機(jī)的運(yùn)營壽命,研發(fā)團(tuán)隊(duì)十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙︼w機(jī)進(jìn)行各部件試驗(yàn)和各系統(tǒng)試驗(yàn)。并且在最后的試驗(yàn)階段,兩國科研人員分工合作,由法國進(jìn)行全機(jī)靜力試驗(yàn),英國進(jìn)行全機(jī)疲勞試驗(yàn),目的是使飛機(jī)承受相當(dāng)于90000飛行小時(shí)(相當(dāng)于飛機(jī)設(shè)計(jì)壽命的兩倍)的考驗(yàn)?;谘邪l(fā)團(tuán)隊(duì)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拈_發(fā)精神,人類歷史上第一架超音速民用飛機(jī)的研發(fā),非常成功!
“協(xié)和”的開發(fā),毀譽(yù)參半
“協(xié)和”飛機(jī)投入市場后,英法聯(lián)隊(duì)原來預(yù)計(jì)會(huì)有200架協(xié)和飛機(jī)的市場,結(jié)果只賣給了英國航空公司和法國航空公司共16架飛機(jī)。2000年7月25日,“協(xié)和”號(hào)AF4590航班在起飛時(shí),碾過了跑道上一架飛機(jī)脫落的小鐵條造成爆胎,而輪胎破片以超過音速的高速擊破機(jī)翼中的油箱,引發(fā)失火,導(dǎo)致起飛數(shù)分鐘后即爆炸墜毀于機(jī)場附近的旅館,造成113人身亡。此次事故促使飛機(jī)制造商重新改造機(jī)體設(shè)計(jì),甚至利用Kevlar(防彈衣材料)來保護(hù)油箱,以避免油箱再遭高速異物的擊破。但就是這唯一一次的失事,整個(gè)墜機(jī)過程被民眾拍攝下來,造成社會(huì)大眾心理上的嚴(yán)重震撼和陰影,讓“協(xié)和”號(hào)從此一蹶不振。2003年,運(yùn)營了27年的協(xié)和號(hào)飛機(jī)在嚴(yán)重虧損中退役。
國際航空業(yè)對“協(xié)和”飛機(jī)的毀譽(yù)不一。毀者說其華而不實(shí):其一,運(yùn)營成本高昂,發(fā)動(dòng)機(jī)油耗驚人,且載客量僅100多人,運(yùn)營利潤極低,其機(jī)票價(jià)格比波音客機(jī)的頭等艙還要貴20%,根本不具經(jīng)濟(jì)性;其二,發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲太大、聲污染嚴(yán)重,其起飛噪音為119.5分貝,進(jìn)場噪音為116.7分貝,側(cè)向噪音為112.2分貝,不少機(jī)場拒絕接納,適用性太差;其三,因過早停產(chǎn),且其設(shè)備零部件不與現(xiàn)役客機(jī)通用,維護(hù)成本居高不下。譽(yù)者贊其創(chuàng)新了多項(xiàng)民用航空技術(shù):其一,開發(fā)研制了四臺(tái)大推力的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī);其二,為了能迅速散掉機(jī)身高速摩擦空氣產(chǎn)生的熱量,研發(fā)采用了燃油汽化技術(shù);其三,開創(chuàng)了民用飛機(jī)超音速技術(shù)的先河。它在16000米到18000米的高空,可以以2180千米/小時(shí)(音速的2倍)的速度飛行,比地球自轉(zhuǎn)的速度還快。它載客超音速飛行的時(shí)間超過了世界所有軍用飛機(jī)超音速飛行時(shí)間的總和。如果你乘坐“協(xié)和”號(hào)向西飛行,可以追趕太陽,感受太陽永不落的奇景和太陽從西邊升起的壯美?!皡f(xié)和”飛機(jī),讓“夸父追日”不再是古代的神話!
盡管毀譽(yù)參半,“協(xié)和”號(hào)超音速飛機(jī),對于廣大航空迷來說,它代表著世界航空史上的重大技術(shù)進(jìn)步,是世界民用航空歷史上的一個(gè)重要里程牌??梢哉f,協(xié)和飛機(jī)高精尖的研發(fā)和開發(fā)團(tuán)隊(duì)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木?,一直推?dòng)著世界航空技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。