这么厉害的飞机,为啥没人敢坐? | 地球知识局

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NO.2272-惊天之作黯然离场

作者:冷夜寒星

校稿:辜汉膺 / 编辑:果果,板栗

2022年5月,飞机制造公司庞巴迪(Bombardier)确认将推出其新型公务机环球8000(Global 8000),并称这将是“世界上速度最快航程最长的专用商务机”。

庞巴迪公司主要制造公务机、支线客机和列车

公务机简单来说就是要彰显尊贵

(图:https://bombardier.com)▼

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然而,这架最高飞行速度超过了1.015马赫的商务机,却不是世界上飞行速度最快的客机。因为早在上世纪60年代,由苏联研制的图-144超音速客机和英法联合研制的协和超音速客机便已实现了超过2马赫的飞行速度。

因为两机外形相似

西方媒体曾戏称图-144为“康科尔茨基(协和斯基)”

(上为协和,下为图-144,图:Wiki)▼

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50多年过去了,那么曾经震惊世界、代表未来的超音速客机为什么在现今的民航领域却销声匿迹了?今天的文章将带你找到其中的答案。

追云逐月的速度竞争

追云逐月的速度竞争

从德国的Bf-109战斗机,到英国的喷火式战斗机,从美国的P38战斗机,到日本的零式战斗机,可以说二战极大地刺激了当时航空技术的发展。

1939年,德国飞机设计师亨克尔与奥海因研发的He-178喷气式战斗机试飞成功,标志着人类航空中上喷气飞行时代的到来。

准确来说这是一台试验机

还需后续改造升级才能真正投入使用

(图:wiki)▼

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二战结束后,英国的德·哈维兰公司获取了德国一些飞行器的空气动力学研究资料,并于1949年7月成功试飞了世界史第一架喷气式民航客机——“彗星”号,以喷气式发动机作为动力的民用客机由此横空出世。

首飞前严阵以待接受地面检查

(图:壹图网)▼

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“彗星”号客机飞行速度达740公里/小时,比当时最快的螺旋桨驱动客机快160公里/小时。

然而由于在客舱加压等技术方面的检验不足,初代的“彗星”1型飞机在上世纪50年代接连发生3起空难,被迫于1954年停航

空难频发的客机显然难以受到消费者的青睐

有什么能比生命更重要呢?

(图:壹图网)▼

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而在这一年,美国波音公司在美军KC-135空中加油机基础上研制的喷气客机波音707首飞成功,且最高飞行速度达到了亚音速的977千米/小时。

波音707客机自1958年交付使用后,共获得了1010架订单,成为世界第一部在商业上取得成功的喷气民航客机,而凭着波音707的成功,波音公司之后衍生发展出了各型号7×7喷气客机,并以此逐渐确立了在民航客机制造领域的主导地位。

波音707在1954年5月刚出厂时极为低调

还扮作是波音367同温层货机的衍生型号

不过之后证明这是一次巨大的成功 (图:wiki)▼

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在波音公司首飞波音707这一年,波音在美国的最大竞争对手道格拉斯公司才开始了其喷气式客机道格拉斯DC-8的生产。此后波音707道格拉斯DC-8及其后续机型开始逐渐占据民航世界民航市场。

比起早就更新迭代数次的波音707

道格拉斯DC-8的生命周期似乎更长一些

目前仍有一些DC-8作为货机在第三世界国家服役

(图:wiki)▼

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而在美苏争霸的背景下,苏联同样不会放弃与美国在航空技术领域的竞争。早在英国“彗星”号喷气式客机问世时,苏联也加紧了自己的民用喷气式客机的研发计划,苏联图波列夫设计局在图-16轰炸机的基础上设计制造出了图-104喷气式客机

1956年9月,图-104喷气式客机在莫斯科——伊尔库茨克航线进行首次商业运营,成为了世界上第二种投入商业运营的喷气式客机,比美国的波音707喷气式客机早了近2年。

苏联民航的图-104在落地后使用减速伞减速

为了和老美竞争研发速度真是想尽了办法

(图:wiki)▼

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在上世纪50年代,世界各地的主要航空器制造商几乎都完成了自己的喷气式客机。而随着亚音速喷气式客机的普及,人们开始憧憬更快的超音速客机

从技术角度来讲,当时的军用飞机已经实现了超音速技术。1947年,美国贝尔公司成功试飞了能突破声障的飞机X-1。1953年美军开始装备世界上第一种实用化的超音速军用飞机F-100(“超级佩刀”)战斗机。1955年苏联第一代超音速战斗机米格-19战斗机也开始交付使用。

X-1是所谓“X”系列试验机中的第一架飞机

绰号“迷人葛兰妮号”(图:壹图网)▼

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美国空军F-100D进行零距离弹射起飞试验

(图:wiki)▼

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米格-19曾是苏联空军与东德空军的主力装备

我国的歼-6也是仿造自米格-19

(图:wiki)▼

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对于研制超音速客机最为迫切的要数欧洲的航空器制造商了,由于美国波音公司和道格拉斯公司的亚音速客机的巨大成功,欧洲民航客机市场份额已被其大量抢占。

对于欧洲的航空器制造商来说,眼下唯有生产出跨时代的超音速客机,才能扭转自身在世界民用航空市场的不利局面。

历尽坎坷的惊天之作

历尽坎坷的惊天之作

在1956年至1961年期间,英、法两国各自开启了超音速客机的研究,由于研制费用过高,再加上两国方案相近,于是1962年,英国与法国签署了关于超音速飞机研制的政府合作协议,“超音速运输计划”(SST计划,“Supersonic Transport Program”)正式出炉,通过这一计划,高额的巨额研制费则由英法两国政府平摊。

协议一签,飞机搞起 (图:壹图网)▼

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法国总统戴高乐一直以来都不愿意看见欧洲市场被美国飞机制造商所垄断,他十分鼓励法国飞机制造商与英国联合研制,并于1963年将这一研制计划以法语命名为“Concorde”,即协和。

1969年协和飞机001号在法国图卢兹首飞,并于同年10月进行了首次超音速飞行并持续了9分钟,最高速度达到了1.5马赫 (1马赫即1225公里/小时)。1970年其最高飞行速度更是达到了2马赫,并于第二年进行了首次跨大西洋的飞行。

菲利普亲王与试飞员以两倍音速一起试飞了协和飞机

(图:壹图网)▼

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在英法研制超音速的客机的同时,苏联图波列夫设计局也于1962年开启了超音速客机的研制,即图-144超音速客机。为了缩短研制周期,抢前英法之前投入航线使用,图-144原型机采用了与英法合协和超音速客机非常相近的气动布局。

其实它们还是有些细微的差别,因此在性能上也各有千秋

(上为图-144,下为协和,图:Wiki)▼

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1969年6月,图-144客机首次实现超音速飞行,成为世界上最先首飞的超音速民航客机,1970年其飞行速度也超过了2马赫

之后,图波列夫设计局通过原型机的试验数据的反馈,改进了图-144客机,并参加了1973年的法国巴黎航展。但是在航展上,这架飞机在飞行表演中发生了空中解体事故,机上全部人员遇难。

图-144遇难机组人员的纪念碑

(图:壹图网))▼

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这场发生在广大飞机运营商眼前的空难,给当时超音速客机的商业运营带来了巨大的冲击。

同为超音速客机的协和客机,本以为会迎来大量的订单,但是1973年图-144客机空难发生后,各大航空公司对超音速客机安全性表示担忧,导致协和客机的大量早期签订的意向性订单被取消,到70年代末。仅有法国航空和英国航空购买。

不仅如此,不少民众在悉尼国际机场抗议协和飞机

手持标语牌:“禁止音爆”!(图:壹图网)▼

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尽管如此,当1976年协和客机投入运营后,还是引起了空前的反响。当时,协和客机被用于执行从伦敦希思罗机场和巴黎夏尔·戴高乐国际机场往返于纽约肯尼迪国际机场的跨大西洋定期航线。

过去,普通亚音速民航客机由纽约飞往巴黎需要花上8小时,但协和飞机完成同样旅程仅仅需要大约3.5小时,平均巡航速度达到了2.02马赫(约2,450千米/小时),是普通飞机的两倍多。

这样的速度即使到现在也还是令人惊叹

(图:flickr)▼

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巴黎与纽约时差为6小时,按照协和客机3.5小时的航程来看,乘客飞越大西洋从巴黎送到纽约,从时间上实现了“尚未出发,就已到达”,而英国航空也借势以“出发前就到达”(Arrive before you leave)的口号来宣传超音速客机。

尽管协和客机因更高的油耗和研制成本,其票价往往是同航线亚音速客机票价的2倍多,但是对于上流人士来说,多花钱就能获得“出发前就到达”的优越感似乎也是值得的。因此,由协和客机执飞的这些航线,机票一度出现了供不应求的局面。

英国女王伊丽莎白二世和菲利普亲王步下协和飞机

(图:wiki)▼

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抱憾离场的现实妥协

抱憾离场的现实妥协

作为超级大国的美国,为何最后缺席超音速客机市场?或许通过美国的超音速客机研制我们可以发现超音速客机最终难以推广的原因。

在上世纪60年代,美国在超音速客机研制领域不仅被英法两国击败,更被苏联甩在后面。时任总统肯尼迪甚至给洛克希德公司和波音公司抛出“胡萝卜”:任何一家公司,只要能够设计生产出一款性能上能够击败欧洲协和客机的民用客机,那么美国政府将承担其研发费用的75%

肯尼迪:萝卜画在这了,看你俩谁能凭本事抢到

(图:壹图网)▼

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最终,波音公司代号“2707”的方案击败了洛克希德公司的“可变后掠翼”方案,脱颖而出。

在试验中,波音2707机翼设计屡屡不能满足飞机自重,反复进行了多次更改,而更为棘手的是,美国民众对于超音速客机产生的音爆效应极为不满。

公园里大爷甩鞭那“啪”的一声,就是最简单的音爆效应

(图:图虫创意)▼

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音爆即飞行器在超声速飞行时产生的冲击波传到地面形成的爆炸声。通常,在超声速飞机的航线下会形成一个地面轰声污染区,其直径约80公里至160公里,从启程机场航向后方到降落机场的航向前方的广大范围内都会受到这130分贝左右的噪声。

音爆示意图

(飞机高速飞行时压缩了前面的空气产生了冲击波)

(图:NASA)▼

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因此在美国陆地人口稠密的地区,超音速客机别说投入运营,就是试验飞行都屡屡遭到抗议。

有些民众对超音速飞机产生的噪音十分不满

发起了声势浩大的“反协和飞机计划”

刊登着“反协和飞机计划”的报纸(图:wiki)▼

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而波音公司2707方案的耗油量又高得惊人,幸好美国于1971年终止了这一项目。1973年石油价格疯涨后,协和客机的耗油量都吓退了有意向的一众买家,更别说是波音2707这样的“吞油怪”了。

在原型机生产出来之前就夭折的项目

只留下了模型可以“一睹真容”

(图:wiki)▼

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超音速飞行的音爆问题同样困扰着协和客机和图-144客机。协和客机的音爆问题,因为服务于跨大西洋的航线,沿途主要是海洋,还能被大众接受。而1977年在莫斯科-阿拉木图的航线上载客运营的图-144客机,才运营不到一年,便因音爆和空难而退出客运行列。

飞着好看,但是太吵

(图:wiki)▼

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2000年7月,一架法航协和客机在起飞时失事,造成了113人丧命的悲剧。虽然失事促使飞机制造商重新改造机体设计,并修补了诸多缺失,但由于整个失事过程都被民众拍摄了下来,视频的广泛传播造成了极为恶劣的社会影响。

这次事故发生之后

协和飞机从“世界上最安全的民航客机”

变成了“世界上最危险的民航客机”

(图:壹图网)▼

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虽然协和客机在2001年11月重新启航,但是载客量却一蹶不振,导致航空公司亏损严重,不得不在2003年退役。

本就因研制成本和高额油耗而商业利润不高的超音速客机,在音爆问题下其运营航线又被大大限制,在安全性倍受质疑的情况下,不得不退出竞争激烈的世界民航市场。

20世纪70年代以后,世界主要飞机制造商不再追求民航客机的高速度,安全性、舒适度和低成本等成了大家角力的主要舞台。

女王下班回家坐的飞机,还是安全最重要

(图:壹图网)▼

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像加拿大庞巴迪公司生产的环球8000这类公务机,其私人飞机的属性导致买主或雇主不会考虑从飞行运营中去攫取利润,一定程序上他们想拥有的也许正是快人一步的独家体验。

50多年后的今天,虽然超音速客机早已淡出人们视野,但是它仍然是人类航空史上重要的里程碑。或许在将来的某一天,惠及大众的超音速客机并将以更加强大、安全的姿态回归。

参考资料:

1. 罗伯特・杰克逊.世界航空史:从喷气机时代到未来之翼:中国市场出版社,2015年。

2. 董淑霞、苗俊霞、李南编《民航发展简史》,首都经济贸易大学出版社,2017年。

3. Concorde History:Early History,http://www.concordesst.com/history/

4. 超音速客机研制历程:美国竞争中输给欧洲,https://tech.sina.com.cn/d/i/2016-03-25/doc-ifxqswxk9612011.shtml

*本文内容为作者提供,不代表地球知识局立场

封面:shutterstock

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