协和式飞机的研发经验

协和式飞机1969首飞,1976投入使用。它主要用于执行伦敦希思罗机场(英国航空公司)和巴黎戴高乐国际机场(法国航空公司)往返纽约肯尼迪国际机场的跨大西洋定期航班。飞机能以2.02倍音速在15000米高空巡航。从巴黎飞到纽约只需3小时20分钟左右,比普通民航客机节省一半以上的时间。所以虽然票价贵,但还是很受商旅人士的欢迎。1996年2月7日,协和式飞机从伦敦飞往纽约仅用了2小时52分59秒,创下了最快飞行纪录。1969年,第一架协和超音速客机诞生,并于1976 65438+10月21日投入商业飞行。协和超音速客机是世界上为数不多的超音速商用客机之一。协和式飞机只生产了20架。英国航空公司和法国航空公司使用协和式飞机经营跨大西洋航线。到2003年,仍有12架协和式飞机在商业飞行。2003年6月24日,10,协和式飞机最后一次飞行,全部退役。飞机机翼设计为三角翼,特点是失速临界点高,飞行速度更快,有效减少超高速抖动问题。协和式飞机的四个发动机都装有通常在战斗机上看到的加力燃烧室(Olympus593,劳斯莱斯)。这架飞机另一个有趣的特点是会“变形”:首先,在2马赫的飞行速度下,空气摩擦会使其机身产生高热,由于热胀冷缩的作用,协和式飞机最长会“加长”24厘米左右;第二个是她的可变机头,它像针一样直,在飞行时高速切割空气,但它可以降低5到12度,以方便飞行员在起飞和降落时的视野——事实上,在许多先进的计算机导航仪器的帮助下,飞行员不必看到跑道起飞和降落,所以这只是为了安心,但巨大的机头角度调节设备白白浪费了飞机宝贵的重量和空间。

协和式飞机很贵,从伦敦到纽约的往返机票要9000多美元。乘坐协和式飞机往返欧美是很多人从小的梦想。从欧洲到纽约的飞行只需要不到三个半小时,而且因为伦敦和纽约的时差是四个小时,乘坐协和式飞机的乘客喜欢说:“我在离开之前就到了。”。

2000年7月25日,协和式飞机AF4590航班碾过了另一架大陆航空公司DC-10在跑道上掉落的小铁棒,导致爆胎,轮胎碎片以超过音速的高速撞击机翼内的油箱。随后发生火灾,导致飞机起飞几分钟后爆炸并坠毁在机场附近的一家酒店。这是协和式飞机服役期间唯一的重大事故。这也是历史上第一次超音速喷气式飞机坠毁。这场悲剧造成113人遇难。坠机事件促使飞机制造商重新设计机身设计,并修复了许多缺陷。就连油箱也用凯夫拉(常用来做防弹衣)保护起来,防止以后油箱被高速异物刺破。尽管如此,整个撞车过程还是被人用家用录像设备拍摄了下来,给公众造成了严重的心理震撼。无论这架飞机在过去多么有声望,只有一次坠机事件让协和式飞机一蹶不振。虽然协和式2001,11重新推出,但载客量已经严重不足。由于航空公司亏损严重,协和式飞机终于在2003年退役。

到2003年4月,仍有12次商业航班。2003年10月24日,10,协和式飞机进行了最后一次飞行。在研发过程中,两国研究团队关系密切,经常交换意见。到20世纪60年代初,这两种设计已经初步进入原型建造阶段。但由于投资巨大,英国政府要求英国飞机公司寻找国际合作伙伴。在与几个国家(包括德国和美国)讨论后,只有法国对合作计划感兴趣。英法能在超音速客机计划上达成谅解和合作,主要是因为两国的设计方案非常接近,在速度、航程、气动布局等方面有很大的相似性。合作开发有助于平等承担成本。另一方面,当时波音707和道格拉斯·DC-8迅速占领了欧洲民航客机市场的很大份额。法国总统戴高乐不希望看到欧洲市场被美国飞机制造商垄断,所以他也鼓励两国合作,加快研发进度,争取在美国超音速客机出现之前抢占市场。合作计划不是两家公司制定的,而是英法两国政府以国际条约的形式协商的。在法国总统戴高乐和英国首相麦克米伦的提议下,合作计划草案于10月28日正式签署,1962+065438。这一计划还包括英方提出的一项条款,如果任何一方取消合作,就必须支付巨额赔偿(英国财政部两次差点取消合作计划)。此时,布里斯托尔飞机公司和法国南方飞机公司已经与其他公司合并,分别成立了英国飞机公司和法国航空航天公司。

背景

从20世纪50年代开始,随着亚音速喷气式客机的普及和第一架实用超音速军用飞机——f 100“超级佩剑”战斗机的出现,超音速客机在当时被普遍视为未来的发展方向,苏联、英国、法国和美国都相继计划研制超音速客机。1956年,英国政府成立了超音速运输机委员会(STAC),联合英国皇家飞机研究所(RAE)和布里斯托尔飞机公司进行研究,开始探索研制世界上第一种超音速客机的可行性。到1959,委员会得出超音速客机技术上可行的初步结论,建议研究试制两种超音速客机,即1.2马赫的短程客机和2.0马赫的中程客机。当时,英国布里斯托尔飞机公司获得了英国政府的巨额资助,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198的设计是跨大西洋飞行,6台涡轮喷气发动机,超音速可搭载130名乘客。但由于这种设计理论过于沉重,6个发动机的经济性受到质疑,布里斯托尔飞机公司后来推出了Bristol 198的缩小版——Bristol 223,这是一种超音速客机,三角翼,4个发动机,巡航速度为2马赫,可搭载约100名乘客,能够飞越大西洋。

同时法国也有类似的计划,进度和英国差不多。Sud航空公司和达索公司共同进行了研究,提出了Super-Caravelle的设计方案,这也是一种三角翼,巡航速度为2.2马赫,可搭载约70名乘客。

起初,双方打算建造一种远程(6000公里)和一种短程(4400公里)超音速客机,但在向潜在客户推广这两种机型后,发现航空公司对短程超音速客机不感兴趣,于是决定取消短程机型。远程飞机收到超过65,438+000份意向订单。最初的客户包括泛美航空公司、英国海外航空公司(BOAC)和法航,分别订购了6架协和式飞机。其他订阅的航空公司包括泛美航空公司、大陆航空公司、日本航空公司、汉莎航空公司、美国航空公司、联合航空公司、印度航空公司、加拿大航空公司、布拉尼夫国际航空公司、新加坡航空公司、伊朗航空公司、奥林匹克航空公司、澳航、中国民航、中东航空公司和环球航空公司。按照当时最保守的估计,1975订单数会涨到225。

在获得足够多航空公司的支持后,英法合作的超音速客机研制计划随即展开。根据协议,飞机机身的研制将由英国飞机公司和法国航空航天公司联合进行,项目分配比例为40%和60%;飞机的发动机由英国罗尔斯·罗伊斯公司和法国斯纳克·马公司联合进行,项目分配比例分别为60%和40%。飞机的整体组装地点分别位于英国的菲尔顿和法国的图卢兹。原计划试制两架原型机,研制费用为654.38+0.5亿英镑,计划价格约为每架654.38+0.5万英镑至654.38+0.7万英镑。首架原型机计划在1966年底首飞,预计在1969取得适航证。到1966,英法决定扩大研发规模,增加两架预生产型机(生产编号为101和102)和两架量产型机(生产编号为201和202),用于静力试验和金属疲劳试验。

1964年,英国工党赢得大选,哈罗德·威尔逊成为英国首相。面对当时的财政赤字,英国政府打算撤资,退出合作计划。为此法国总统亲自出面,强调英国需要履行1962年签署的一纸协议,并理解单方面拒绝履行协议的后果。由于TSR-2,英国被迫继续投资,于是多个飞机研制项目相继取消,包括AW.681短距起降运输机(阿姆斯特朗惠特沃思AW.681)和P.1154超音速垂直/短距起降战斗机(霍克塞德里P.154)。1963,65438+10月,13,时任法国总统戴高乐率先用法语将这种超音速客机命名为“协和式”,英国为了向法国表示合作的诚意,同意采用法语名称,但后来法国拒绝了英国加入欧洲经济。当时的英国首相大卫·麦克米伦改变了主意,认为法国总统戴高乐在飞机命名上忽视了英国,决定将“协和”的名字改为英语中的“协和”(“协和”在英语中也有和谐、协调的意思)。直到1967 65438+2月11第一架协和式飞机离开法国图卢兹的工厂,飞机的命名才尘埃落定。同一天,英国科技大臣托尼·本恩宣布,英国愿意使用原来的名称,将协和式飞机称为“协和”。然而,这也在英国引起了争议。一些英国人认为协和式合作计划是英国首先向法国提出的,应该用英文命名。为了消除疑虑,宾特马上解释了最后一个单词“e”的意思。他认为“e”可以代表卓越、英国、欧洲和友好协议。宾特在回忆录中回忆说,他收到一封来自苏格兰人的信,信中写道:“你说‘E’代表英格兰,但协和式飞机的某些部件是在苏格兰制造的!”。事实上,协和式飞机的机头确实是在苏格兰生产和组装的。宾特在回信中说:“‘E’也可以代表‘Ecosse’(法语中苏格兰的名称),但也可以代表铺张浪费和升级!”

20世纪50年代,随着喷气发动机和后掠翼的应用,战斗机实现了超音速和双音速飞行。随着喷气式客机的成熟,民用航空业对超音速客机更加重视。据预测,在1960年代,航空公司需要一种能够长距离飞行并快速到达目的地的飞机。美、苏、英、法等国已经开始探索发展超音速大飞机。

从1956到1961,英国和法国分别进行了超音速客机研究。由于开发成本高,且两国方案相似,英/法在1962签订了政府合作协议。在这个协议上,提出了SST(超音速运输计划)。协和式超音速客机是SST计划的产物。庞大的开发费用将由英法两国政府均摊。1963 65438+10月,时任法国总统戴高乐亲自将这一发展计划命名为协和。协和式飞机的原型机于1965年开始制造。法国组装的首架协和式001飞机1967 65438+2月11出厂,协和式1969年3月首飞,同年65438+10月65449。在英国组装的首架协和式002飞机也于1969年4月首飞。0975年底取得两国65438+型式证书并投入使用。0976+21的65438+65438投入商业飞行。协和式飞机于1979年停产,共生产20架,英法生产10架。其中原型机2架,预量产机型2架,量产机型16架。除了用于测试的两架量产机型,英航和法航各有7架,后来法航1退役。最后,协和飞机在2003年彻底退役。

2003年5月31日,法国航空公司的协和式飞机进行了最后一次商业飞行。2003年10月24日,10,英国航空公司的协和式飞机完成了最后一次飞行。2月开始建造两架原型机,1965:001号由图卢兹的法国航空航天公司建造,002号由布里斯托尔费尔顿的英国飞机公司建造。协和式飞机001于1969年3月2日在图卢兹首飞。试飞员是安德烈?安德烈·图尔卡特(André Turcat),并于同年6月5438+10月1日首次超音速飞行并持续9分钟,最高速度达到1.5马赫;1970 165438+10月,成功达到2.0马赫。001航班后,于9月4日1971飞往南美,这是协和式飞机首次跨大西洋飞行。

协和式002于4月9日1969从费尔顿飞往格洛斯特郡的英国皇家空军费尔福德进行了首飞,布莱恩担任试飞员。布莱恩·特鲁布肖。费尔福德空军基地从1969到1977一直作为英国生产的协和式飞机的试验中心。然后在6月2日1972,002号飞机出发前往中东、远东、澳洲***12国家进行巡回演出,总飞行距离72500公里。协和式飞机(002)于1973首飞美国,降落在新建的达拉斯-沃斯堡国际机场,标志着该机场正式启用。

1970年大阪世博会上,英法联合带来了协和式飞机的宣传片到展会现场,向世界展示了这种与当时世界上各种民航客机完全不同的全新飞机,并大力宣传。这些巡回展览为协和式飞机带来了70多架新订单,但与此同时,一系列意想不到的不利因素导致了大量早期意向订单的取消,包括1973的石油危机(协和式飞机的油耗高于其他亚音速客机)、订购协和式飞机的一些航空公司的财务问题、144在1973年巴黎航展上的坠机事故,等等。到1976,只有四个国家仍有兴趣购买,包括英国、法国、中国和伊朗。最终只有法国航空公司和英国航空公司(英国海外航空公司的继承者)购买,两国政府分享运营协和式飞机的部分利润。以英航为例。协和式飞机是用政府提供给英国航空公司的贷款购买的,英国政府收回了从协和式飞机上获得的80%的利润,直到1984。

步入1974后,英航和法航开始使用协和式飞机进行各种演示和飞行测试。协和式飞机的飞行试验仍然保持着许多记录。原型机、预生产型机和首架量产机共飞行5335小时,其中2000小时为超音速飞行,总试飞时间远超同期同尺寸亚音速民航客机的4倍。1976 65438+10月,协和正式投入该航线飞行。到目前为止,英法政府在超音速客机项目上的投资已经超过8亿英镑,比最初的预算(654.38+0.5亿英镑)多了近6倍。1977年,协和式飞机的实际价格为2300万英镑(4600万美元),也比预期价格高出600万英镑。但按照当时的预算,协和式飞机至少要卖出64架才能收支平衡。导致巨额开发成本根本无法收回。

英国飞机公司(后来成为英国宇航公司)和法国宇航公司(后来成为欧洲宇航防务集团)是协和式飞机型号合格证的共同持有人。空客集团成立后,型号合格证转让给空客,继续为协和式飞机提供维护和支持。

协和b型

为了满足长时间超音速巡航的需要,协和式飞机采用了高效涡轮喷气发动机和大容量油箱等措施,所以协和式飞机也是迄今为止续航能力最强的超音速飞机,一次加油就可以超音速飞行7000多公里。但是,协和式飞机的航程仍然比其他亚音速民用飞机短得多。以波音747-400为例,其航程可达13450公里。

1976年,协和式飞机商业飞行4个月后,英国飞机公司和法国航空航天公司共同提出了下一代协和式飞机的设计方案,被称为协和式B,协和式B的改进重点在于增加航程,包括增加油箱容量、略微增加机翼面积和增加前缘襟翼,以进一步改善起飞和降落时的低速性能。至于发动机,取消了加力燃烧室以增大压气机直径,改为增加一级低压涡轮,并安装了降噪装置。这种新发动机的工作效率比现有的奥林巴斯593高25%。当时预测协和式B的航程可以比协和式延伸805公里(500海里),运载能力也增加了,这使得航空公司可以开发更多的超音速航线。然而,面对协和式飞机惨淡的销售形势和第二次石油危机的影响,协和式B计划最终被取消。