民用航空史上第一架超音速飛機(jī) ——協(xié)和飛機(jī)

水中巖

20世紀(jì)70年代，在英國(guó)倫敦、法國(guó)巴黎、美國(guó)紐約等國(guó)際大機(jī)場(chǎng)，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(guó)航空航天公司和英國(guó)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(guó)政府的主導(dǎo)下，英國(guó)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(jiǎn)稱STAC）。但豐滿的理想，代替不了骨感的現(xiàn)實(shí)，很快英國(guó)發(fā)現(xiàn)超音速客機(jī)的研發(fā)是個(gè)無(wú)底洞，自己的預(yù)算捉襟見肘。于是，英國(guó)把目光投向了二戰(zhàn)時(shí)的盟友——法國(guó)。1962年11月29日，英國(guó)航空部長(zhǎng)和法國(guó)駐英大使代表兩國(guó)政府簽署協(xié)議，集聚兩國(guó)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(guó)宇航公司和法國(guó)宇航公司研制飛機(jī)機(jī)體，英國(guó)羅羅公司和法國(guó)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(guó)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)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(guó)宇航公司董事長(zhǎng)喬治·愛德華茲爵士和法國(guó)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(guó)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(duì)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(duì)飛機(jī)的氣動(dòng)外形和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了長(zhǎng)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(duì)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(yíng)壽命，研發(fā)團(tuán)隊(duì)十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)飛機(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(guó)科研人員分工合作，由法國(guó)進(jìn)行全機(jī)靜力試驗(yàn)，英國(guó)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(chǎng)后，英法聯(lián)隊(duì)原來(lái)預(yù)計(jì)會(huì)有200架協(xié)和飛機(jī)的市場(chǎng)，結(jié)果只賣給了英國(guó)航空公司和法國(guó)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(chǎng)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(lái)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(lái)，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(yíng)了27年的協(xié)和號(hào)飛機(jī)在嚴(yán)重虧損中退役。

國(guó)際航空業(yè)對(duì)“協(xié)和”飛機(jī)的毀譽(yù)不一。毀者說(shuō)其華而不實(shí)：其一，運(yùn)營(yíng)成本高昂，發(fā)動(dòng)機(jī)油耗驚人，且載客量?jī)H100多人，運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)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(chǎng)噪音為116.7分貝，側(cè)向噪音為112.2分貝，不少機(jī)場(chǎng)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(yáng)，感受太陽(yáng)永不落的奇景和太陽(yáng)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(duì)于廣大航空迷來(lái)說(shuō)，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。可以說(shuō)，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瘢恢蓖苿?dòng)著世界航空技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。