超音速客机研制过程：美国竞争中输给欧洲

　　1962年11月，英国和法国当局独特宣告告竣一项联合研制超音速客机的协定，事先这个新闻已经让美国的飞机制作企业倍感压力

　　新浪科技讯 北京时间3月25日新闻，1962年11月，英国和法国当局独特宣告告竣一项协定，事先这个新闻已经让美国的飞机制作企业倍感压力。

　　英法两国宣告，他们将联合研发一款能够以超过两倍音速飞翔的新型民航客机。这款新型飞机被命名为“协和”(Concorde)，它将成为有史以来最进步的民航客机，向世界展示欧洲航空工业计划与制作最尖端水平民航客机的水平。

洛克希德马丁公司的L-2000计划是事先胜出的两型超音速客机计划计划之一

　　美国直面欧洲挑衅

　　美国不甘落后。时任美国总统肯尼迪决定直面来自欧洲的挑衅，欧洲人的协和客机将面对美国的竞争。美国决心制作本人的新型客机，它的飞翔速率将比射出的来复枪子弹还要快。

　　这项由国家发起的重大工程终极选定了两款计划原型为基础进行进一步研发，此中一款计划计划来自航空业巨头波音公司，别的一款计划计划则来自另一家顶级航空企业——洛克希德马丁公司。然而这项宏大的计划终极却陷入了政治漩涡。受环境保护主义者们的强烈反对以及不断高企的本钱诸多要素的夹击，美国版的“协和”客机从未能够展翅起飞。

　　然而，在时隔50多年后的今天，美国却计划重新将超音速客机的研制提上议事日程。克日，洛克希德马丁公司宣告了一项与美国宇航局之间的合作名目，计划研制一款安静型的超音速客机，并计划在将来用作民航用途。那么，在这样的一个时刻，从当年美国研制该国版本的“协和”客机失败事件中，咱们能够汲取哪些教训？

　　在1960年月，波音和洛克希德马丁公司是世界上两家最有经验的飞机制作商。波音公司生产的高可靠性民航客机产品革新了人们的出行方式，而洛克希德马丁公司则计划制作了世界上第一款飞翔速率超过两倍音速的飞机：F-104“星”(Starfighter)式战斗机。

　　乃至在欧洲人宣告他们的协和客机计划之前，美国的飞机公司便已经在严肃考虑研制超音速喷气式客机的可行性，也就是他们所谓的“超音速运输器”(SST)。1961年，别的一家美国飞机制作商道格拉斯公司研制了一款概念机型，其飞翔速率可以达到3倍音速(3马赫)。道格拉斯公司不但坚信这款飞机将能够在1970年达到实用程度，并且还相信这款飞机一旦投入市场将能够赢得数百架的订单。

在整个1960年月，超音速客机的“2707”计划一直都是波音公司内部的头号名目

　　冷战的压力

　　但事情还远没有结束。事实证明，欧洲人搞出来的协和客机并非是引起美国人关注的唯一事件。在冷战“铁幕”的背后，苏联著名的图波列夫计划局同样正致力于超音速飞机的研发，他们的产品被称作“图-144”。在超音速客机范畴被英法两国击败是一回事，但要是被苏联人甩在后面，那情形可就完全不同了！于是突然之间，对于事先的美国来说，研制超音速客机一下子变成了一项简直和登月比赛同样紧迫的任务。设在弗吉尼亚州的美国宇航局兰利研究中心超音速名目主管皮特·科恩(Peter Coen)说：“当你回顾那段时期，在航空范畴的确是取得了很多重要的突破。”他说：“不管它背后是什么原因，是为了赢取市场，或是急需某种机型，再或者仅仅就是为了打败俄罗斯人和欧洲人，但航空技巧范畴的巨大进步是真实的。”

　　事先肯尼迪总统给洛克希德马丁以及波音公司抛出的胡萝卜是：任何一家公司，只要能够计划生产出一款机能上能够击败欧洲协和客机的民用客机产品，那么美国当局将承担其研发费用的75%。实际上，从1950年月晚期开端，这两家公司都已经各自开端进行了超音速客机概念计划计划任务。这类计划中大部分都参照了欧洲和苏联的计划理念，采取了三角翼计划。

　　随着飞机逐步从螺旋桨时代过渡到喷气推动时代，传统的直翼计划越来越难以适应新的情形。向两侧伸展开的长长机翼产生的阻力太大，一旦安装了强大的发动机，在高速飞翔的情形下机翼很容易发生折断。而三角形机翼则能够提供更好的稳定性，也能够应对在极高速率飞翔状态下的应力前提——法国的“幻影III”和苏联的“米格-21”战斗机都已经证明了，采取此类机翼计划的航空器能够轻松突破两倍音速乃至更高速率。

　　于是洛克希德马丁公司选定三角翼计划作为其新飞机计划蓝本。根据计划，这款飞机飞翔高度将能够运载270名乘客，并以每小时3200公里的速率飞翔。相比之下，波音公司的计划计划采取可变机翼，也就是所谓的“可变后掠翼”计划，这款飞机的飞翔速率能够达到2.7马赫，约合每小时2800公里，运载能力同样是270名乘客，最大航程则达到大约6700公里。

　　这种可变机翼计划具有多方面的优势：在低速飞翔阶段它可以处于展开状态，从而更好应对起飞与降落时的飞翔姿态；当飞机逐步提速时，机翼收起，形成紧凑的三角翼气动布局。——这一新颖计划肯定让美国当局感到眼前一亮，印象深刻，由于在经过一系列的测试之后，美国当局在1967年1月1日决定选中波音公司的计划，代号“2707”。

波音公司西雅图工厂内正在组装的三角翼型“2707”全尺寸模型机

　　命运多舛的波音“2707”计划

　　吉特·米切尔(Kit Mitchell)在上世纪60年月担任英国皇家航空研究所(RAE)的首席科学主管，介入了协和客机的研制进程。他指出，当年波音的2707工程最大的问题就是它想要实现的目标太多了，而要想告竣这些目标所需的相关技巧在事先还都处于不成熟的初期阶段。米切尔指出，2707工程想要在飞翔速率上大幅度超过协和客机非常不现实。他说：“当咱们在计划制作协和客机的时候，咱们已经将技巧做到了事先前提下的极限，而美国人所想要追求的货色则太过艰难了。”

　　米切尔表现2707名目所追求的超高速机能对这款飞机的每一个部件都提出了巨大的挑衅。在这样的极端飞翔速率前提下，飞机机身将承受极端过热的考验——事实上，协和客机在飞翔进程中，其机身的多处部位温度会超过水的沸点，而当协和客机以2马赫速率巡航时，其机头位置的表面温度将达到127摄氏度。米切尔指出：“任何货色，从密封剂到电缆再到窗户，你能想到的任何部件都将需要经过专门计划以应对这样的飞翔前提，这此中存在着太多的未知。”

　　但是外界或者很难去批评为何波音公司没能向该名目的研发投入足够的资源以确保名目推动，由于波音的确可以说已经尽了最大的努力。正如波音公司的历史学家迈克·伦巴第(Mike Lombardi)所言：“考虑一下事先的情形你就知道这件事是多么的雄心勃勃。在波音公司发展超音速客机研制的同时，这家公司同时还在进行后来成为波音747大型运输机的机型研制，而波音737大型客机也才刚刚投入运营不久。别的要记住事先美苏之间正在进行登月比赛，而波音也是这一名目的深度介入者，再者，波音事先手头还有一些军方的其他订单需要完成。”

　　他说：“也就是说咱们要介入登月比赛，还要制作波音747飞机，但即便是在这样的情形下，2707工程仍然被波音列为了公司排名第一位的重要名目。乔·萨特(Joe Sutter)事先在公司负责747飞机的研制，他就已经抱怨本人想要一些工程师时有多么困难，由于所有工程师都被投入到了超音速客机名目的计划任务中去了。”

　　美国的国家荣誉危如累卵，但政治意志也无奈帮助波音克服在这款太过进步的机型计划进程中所遭遇到的空前困难。一些军用飞机此前已经采取了超音速计划，但这些飞机都是小型飞机，乘员只有两个人。要将这样的技巧进行升级，计划一款能够搭载300人左右的大型客机，此中的技巧挑衅是巨大的。伦巴第表现：“波音面对的一项重大困难是巨大的额外质量。飞机的轴承必须制作得非常重，但这样的重量简直是无奈接受的。计划团队只能回到计划板前重新来过。”

　　乃至是计划师们退而将计划改回三角翼布局时，他们仍然发现本人无奈解决超重问题，这就意味着飞机将无奈依靠自身携带的燃料完成从美国飞往欧洲的航行。米切尔表现：“实际上，协和客机的原型机以及早期型号也存在着同样的问题。因此咱们必须不断完善相关计划，终极协和客机的生产型成为了首款能够以超音速巡航飞越大西洋的机型。”

洛克希德马丁公司和美国宇航局克日告竣一项协定，两边将发展新型超音速飞翔器的技巧验证任务

　　扼杀超音速客机的最后一根稻草

　　机翼还不是唯一的问题。2707型飞机在突破音障时产生的巨大音爆成为别的一大顾虑。科恩表现：“当咱们意识到它产生的音爆效应将是多么巨大时，这简直一夜之间终结了超音速客机在美国上空飞翔的可能性。”

　　同样的，这也是协和客机面对的棘手问题。只管在研发成功后，协和客机一开端接到了一些美国航空公司的订单，此中包括泛美航空和环球航空，但随着环境方面的顾虑逐步显现，航空公司开端意识到协和客机只能被允许在海洋上空飞翔，从而远离陆地上的人口稠密区，这样就大大限制了其航行路线。这也是为何协和客机飞翔的航线只局限在美国东海岸的原因。由于这些要素，来自美国方面的这些订单终极也被取消了。

　　科恩表现：“大部分航空公司的选择都很简单，那就是它们洽购的客机不能只能应用于少数几条航线上。想一想——如果你洽购了昂贵的超音速客机，那么你就会希望在尽可能多的航线上采取它，只有这样才有可能收回本钱。”

　　在计划2707工程的上世纪60年月，航空燃油价格基本上还算是便宜的，但波音公司的计划计划油耗实在太过惊人，以至于其燃油方面的耗费便已经足以抵消其超音速机能所能带来的优势——简单说就是能够凭借其更高的飞翔速率，每年能够在两座机场间来回运输更多数量的旅客。

　　伦巴第表现：“终极让波音放弃2707计划，也是终极迫使欧洲协和客机运营历史的要素还是超音速客机巨大的油耗。燃油本钱开端变得难以承受。在1971年的经济萧条期间，油价开端飙升。但即便当年航空公司还能勉力维持，那么到了1973年的海湾石油危机期间也就再也无奈支撑了。如果在那样的前提下还坚持继续推动这项工程的话，那将成为一个巨大的灾难。”

　　“2707”名目的遗产

　　波音之所以成为一个家喻户晓的品牌，是由于它开辟计划的那些能够飞上天的飞机，那些能够在节假日搭载着人们飞到世界各地旅行的飞机。只管波音的2707工程终极还是没能飞上蓝天，但这个失败的名目仍然留下了许多有价值的货色。

　　他说：“2707名目的开辟进程对波音747飞机的开辟产生了很大的影响。事先波音的想法是，世界上所有的航空公司都会想要洽购超音速客机，没有人会购买亚音速客机。因此波音事先还专门制定了计划，在1970年月的某个时间将所有747客机改装成货运飞机销售。但事情的结果却是，波音747客机销售取得了巨大的成功！”

　　并且，只管2707名目开辟失败了，但在这一名目实施的进程中波音学到了很多有益经验，这也为波音公司将来数十年间一系列试验名目铺平了道路，此中就包括近些年波音研发的一些不载人进步飞翔器，如1990年月研制的“高速民用运输器”(HSCT)名目等等。

　　而洛克希德马丁公司的L-2000计划则或者将迎来重生的机会，感谢该公司与美国宇航局之间近期签署的合作协定，两边将独特研发一款试验性技巧验证机原型，旨在为将来的超音速客机技巧积累技巧基础。或者在将来的某一天，美国制作的超音速客机真的将会腾空而起——而且这次可没有讨人厌的欧洲人来捣乱了。(晨风)

转载自:https://tech.sina.com.cn/d/i/2016-03-25/doc-ifxqswxk9612011.shtml

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