协和客机时速每小时约多少公里(协和客机是哪个国家生产的)

2022-10-23 13:22:12 0

协和客机时速每小时约多少公里(协和客机是哪个国家生产的)

20世纪60年代全球出现了研制超音速运输机的热潮,当时人们视超音速运输机为未来的发展方向,各国争先恐后投入巨大人力物力竞相研制,在消耗了巨大资源后才发现超音速运输机存在太多的不切实际之处,最终只诞生了两种超音速客机:英法合作的协和式客机和苏联图波列夫的图-144。遗憾地是,这两种超音速客机都最终无法避免退出历史舞台的命运。

今天的内容给大家介绍一下历史上最著名的超音速客机——协和式客机的历史。

在20世纪50年代超音速战斗机全面开花的推动下,飞机制造商开始考虑研制超音速客机,并最终形成了超音速运输机”。项目的主承包商是英国飞机公司飞机发动机舱正在菲尔顿生产

■ 在图卢兹的工厂内,工人完成了第一架原型机的机身组装工作

第二架002号原型机于1969年4月9日在菲尔顿首飞,试飞表明“协和”的基本设计合理,但这样尖端的飞机存在许多要解决的bug。1969年10月1日,001号原型机进行了首次超音速飞行,1970年11月4日进行了首次2马赫飞行。

■ 第二架协和原型机在英国菲尔顿总装

■ 英国的第一架协和客机(002号机)于1968 年 9 月 19 日下线

■ 1974年2月13日,第一架英国生产型G-BBDG 202号在菲尔顿首飞

1971年9月4日开始,001号机开始了促销之旅,002号机在1972年6月2日也同样踏上了促销的旅途,并于1973 年首次飞抵美国,参加了当时世界最大的达拉斯-沃斯堡机场的开幕式。促销活动最终赢得了109架意向性订货,泛美、英航、法航是启动用户,大陆、美航、联航、环航、加航、新航、日航、汉莎、巴西、Braniff、伊朗、澳航、希腊的奥林匹克、黎巴嫩的中东航空都下了意向性的订单,甚至中国民航也意向性订购了两架。

1975年10月13日协和客机获得法国认证可以投入运营, 1975年12月5日其英国也办了下来。英航和法航都在1976年1月开始协和客机的商业飞行。

与此同时,协和式的试飞和生产准备也在紧锣密鼓地进行。协和式共进行了 5,335 小时的试飞,其中有 2,000 小时是超音速。协和式的一些飞机记录至今没有打破。

■ 1969年10 月1日,在第 45 次试飞中,在图卢兹总装的001号协和客机首次突破音障,以1.05马赫飞行了9分钟

协和客机上集中了 60 年代欧洲航空技术的最高水平。在飞控上,协和式首次在民航飞机上采用了模拟电传飞控,比传统的机械飞控的响应速度大有提高。全工况自动驾驶仪和自动油门可以从起飞拉起后一直控制到降落,全程自动控制飞行。协和式还采用模拟电传发动机控制,这是现代全权数字发动机控制的前身。

■ 协和客机主要采用铝合金制造,外加一些钢组件,在需要耐高温的地方则采用铬镍钢合金

驾驶舱内飞行员和副驾驶员并排坐在驾驶舱前方,飞行工程师坐在他们后方右侧,他左侧还有第四个座位。机组人员通过一套自动飞行控制系统驾驶飞机,导航系统有一套惯导系统和一套作为备份的无线电导航系统,航电设备中还包括一套无线电,以及飞行数据记录器。

■ 协和客机驾驶舱内景

协和客机前所未有的速度使设计遇到了前所未有的问题。超音速飞机的机翼升力中心随速度的上升而后移。由于飞机的重心没有变,升力中心的后移导致飞机产生下俯力矩,必须压尾或者抬头才能补偿,才能维持水平飞行。这个动作称为配平。传统上,配平由水平尾翼的偏转来实现,但这要引起阻力,这就是所谓的配平阻力。协和式客机在设计上采用S前缘的大三角翼,在产生升力较少的翼根处采用很大的后掠角,以降低阻力;在主要产生升力的机翼外段采用较小的后掠角和较小的机翼弦长,相对约束了升力中心的后移。圆浑的翼尖则逐渐减小升力,减少翼尖失速的问题,维持有效翼展。但S前缘三角翼不能完全消除配平问题,剩下的就通过将燃油在机内前后油箱之间转移,自动控制重心来达到配平,这样可以减少使用控制面,降低配平阻力。

■ 协和式客机邮箱分布图

翼下的四台罗尔斯罗伊斯“奥林普斯”是当年推力最大的喷气发动机。更加省油和安静的涡扇发动机迎风面积较大,阻力太大,不适合超音速客机的使用,所以“奥林普斯”采用涡喷发动机。发动机推力按照巡航要求最优化,起飞加速和冲过音障需要最大推力时用加力解决。实际上,非加力推力也勉强足够协和式达到超音速,但在跨音速阶段加速的时间加长,最后的累计耗油率反而高。“奥林普斯”是西方民航飞机上使用的唯一的加力发动机。为了进一步优化发动机的工况,进气口采用大型斜板调节激波的位置,并对进气预压缩,使发动机从亚音速到超音速都能处在最优的进气状态。

■ 协和客机巨大的发动机进气口,拍摄于华盛顿国家航空航天博物馆

超音速飞行的另一个平常较少考虑的问题是发动机熄火对飞机的稳定性和结构强度的影响。发动机不光提供推力,还把气流“攒”过来。一旦熄火,不光丧失推力,本身进入风车状态反而成为一大阻力来源,造成严重的偏航力矩。亚音速的时候发生这个问题已经够麻烦了,要是超音速的时候突然来这么一下,飞机有可能就此空中解体。协和式对这个问题的解决很有意思。一旦发动机熄火,进气口的斜板下垂,基本封闭进气口,将气流导向发动机下,使流场恢复流线型,另外气流对斜板的冲压也产生一点升力。在试飞中,协和式可以将一侧的两台发动机全部关掉,而不至于引起飞控稳定性问题。

协和式飞机最吸引人的地方在于那可下垂的机头,协和式飞机的机身设计为细长的形状,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,同时为了改善起降视野,机头设计成可下垂式,在起降时下垂一定的角度,可以往下调5至12度,以便飞机在起飞和降落时,飞行员获得极好的视野,巡航时则转到正常状态。

■ 协和式客机可下垂式机头

协和客机按高密度座椅布局理论上最多载客144人,但在实际运营中最多布置128座,而100座的布局更受欢迎。“协和”的增压客舱隔音非常好,可以提供平稳和安静的旅程。客舱前部和中部设有洗手间,前后有厨房。由于“协和”在以超音速飞行时每3小时就会达到其航程极限需要降落加油,所以空姐的任务很重。

■ 协和式客机客舱布局图

两架原型机的长度略短,并且安装的是低推力的奥林巴斯发动机。英法还规划了“协和”B改进型,增加了前缘襟翼、扩展翼尖、修改控制面、载油量增加4.8%,最重要的改进是换装新型奥林巴斯发动机,增加最大不加力推力,使飞机起飞无需开加力以降低噪音,此外还降低耗油率,使飞机可做不着陆跨太平洋飞行。但“协和”B仍不被允许在陆地上空进行超音速飞行,在燃油经济性方面也比不过现代亚音速喷气式客机,所以始终没有走下图纸。

从来没人具体统计过英法政府总共为“协和”砸了多少钱,最近的一个估算是大约11亿英镑的来回票不到6,000美元。尽管如此,波音747的头等舱赚的钱比协和式还多,规模经济和较低的耗油率实在是没法比。协和式的油耗是每人每百公里17 升燃油,或者每人每加仑(美制)14 英里,“湾流”G550公务飞机还比这省油呢(每人每百公里 15 升或者每人每加仑 16 英里),而底特律大三的总裁们坐公务飞机到华盛顿向国会乞讨救援,被美国上下的舆论一顿痛骂。相比之下,波音 747-400是每人每百公里 2.6 升或者每人每加仑 91英里。而发生在2001年的911事件,成为了压死骆驼的最后一根稻草。

2003年4 月,英航和法航同时宣布,巴黎空难和 911使得协和式的营运不再盈利,飞机的老迈也是维修成本日益高企,协和式将在一年后退休,永久地离开天空。协和客机的停航公告引发了前所未有订票狂潮,人们都想在“协和”的最后日子里体验一下超音速飞行。

法航飞行时间最长的“协和”是“福克斯阿尔法”号,飞了5,845架次航班,累计了17723飞行小时。一名法国航空技术经理称,英国和法国的“协和”机队累积的超音速飞行时间超过了有史以来所有军用飞机的总超音速飞行时间。这可能有点夸张,这个问题根本无法得到解答,但确实说明了“协和”的独特性能。有趣的是,“协和”的备件供应从来都不是问题,尽管该机机龄长产量少,当初制造时却储存了大量备件。

协和客机退役后成为各大博物馆的抢手货,说明了该机的受欢迎程度。法航首席执行官让-西里尔•斯皮内塔说:“我们收到的飞机捐赠请求比飞机数量多。”一架法航的协和客机陈列在戴高乐机场,另一架被捐赠给美国华盛顿特区杜勒斯国际机场的美国国家航空航天博物馆史蒂芬F•乌德瓦•哈兹中心。一架英航的“协和”被捐给了华盛顿州西雅图波音机场的飞行博物馆。

2003年10月24日,协和客机进行了最后一次商业飞行,一架英航的“协和”从纽约飞到伦敦。英国航空爱好者纷纷来到希思罗机场见证这一历史时刻,“协和”离开跑道穿过两辆消防车的水炮喷出的水拱门,接受人们的欢迎。在“协和”的一生中,法航“协和”积累了105000小时的运营时数,而英航“协和”飞了15万小时。

■ 2003年10月24日,协和客机进行了最后一次商业飞行

2003年11月25日的纽约哈德逊河,一艘驳船搭载着一架于11月10日降落在肯尼迪机场的“协和”驶过自由女神像,永久停在了“勇猛”号航母博物馆旁,纽约人沿海滨欢迎白天鹅的到来。

2003年11月26日协和客机做了历史上的最后一次飞行,英航的一架“协和”从希思罗机场起飞,在比斯开湾上空盘旋一周,然后飞到菲尔顿陈列。在飞行中,“协和”飞越克利夫顿悬索桥,与这座著名大桥“合了影”。“协和”降落后,机组们向座舱外挥舞英国国旗,并让机鼻上下摆动向20000名观众致意。奥林巴斯发动机关闭后,机组下机,并在正式仪式上向安德鲁王子移交了飞行日志。

■ 2003年11月26日协和客机做了最后一次飞行,与克利夫顿悬索桥合影留念

协和式客机是一个成真但最终飘逝的梦。协和很难说到底是领先于时代,还是落后于时代。在技术上,协和式无疑代表了 60 年代航空技术的最高水平,至今仍然很难超越。但协和式所代表的理念却在民航发展中被证明为误入歧途,最终被时代所抛弃。在航空技术决策上,协和式客机也是一个失败的例子,在错误的路上将错就错,最终葬送了英国的航空工业。协和客机耗尽了英国对航空工业的胃口,在协和之后,英国再也没有独立设计过一架大型民航客机。协和客机成为英国航空工业的天鹅之歌。相比之下,法国航空工业虽然也受到了沉重的拖累,但在法国的政府意志支持下,法国航空工业最终走出了阴影,通过空客重建了辉煌。虽然空客是欧洲合作的结果,但空客受法国的绝对领导,法国对空客飞机拥有极大的设计主导权,这是毋庸置疑的。

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