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光阴似箭!
2003年10月24日,超音速客机协和客机结束其最后一班商业飞行,让想乘坐超音速客机的乘客和航空业内朋友觉得可惜。多少飞友一说到超音速客机,脑海中第一个浮现的就是这架经典传奇飞机。
如今16年过去了,今天我们再来了解下这架传奇的超音速客机——协和Concorde。
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协和飞机的运输历史
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1962年,英法政府签订协议,共同开发一种超音速运输机(SST)。这种飞机由英国宇航公司(BAE)和法国宇航公司共同建造。当时建造了两架样机,1969年进行了首飞。全世界总共制造了20架协和飞机,其中13架仍在服役,这些飞机目前归英航和法航使用。1999年3月2日是协和飞机的三十周年纪念日。其中十架的飞行时间已超过92万小时。
美国和前苏联政府也曾计划建造SST。美国波音公司曾经签订了建造原型机的合同。然而,1971年的一份联邦报告宣称,继续建造这种飞机会耗资过多,因此该计划于当年夭折。前苏联则建造了一架SST,设计酷似协和飞机。这架飞机名为“图波列夫”图-144,昵称“Konkordski"。
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图-144着陆
1973年,一架图-144在巴黎航展中坠毁。事故可能是由于飞行员失误造成的。不管究竟因何发生坠机,图-144还是暂停了客运飞行。图-144后来经过改良,用于航空邮政服务。另有几架图-144捐赠给了博物馆,还有一架现正用于俄罗斯政府和美国航空航天管理局(NASA) 的一项联合航空计划,主要是为了进行超音速飞行的研究。
如今,协和飞机是唯一用于商务服务的超音速客机。然而,它也存在一些问题。2000年7月25日,法航的一架协和飞机从巴黎飞往纽约时中途坠毁。失事时飞机刚刚起飞不久,机上所有乘客和机组人员全部遇难,还有几名地面人员也因此丧生。事故调查主要围绕跑道上一根松动的金属条。
调查人员认为这段金属条导致协和飞机的一个轮胎发生爆裂。轮胎碎片吸入发动机和(或)油箱,导致左发动机着火,产生了约61米长的火舌。飞机因此失控下降,翻转,最后在巴黎附近的果内斯(Gonesse)撞在一家旅馆上。英航和法航都立即命令所有协和飞机停飞。
协和飞机与其他客机
协和飞机比大多数商用飞机飞得更快更高。例如,波音747飞机飞行速度为901公里/小时(或0.84马赫),飞行高度为海拔10675米。与此相比,协和飞机速度为2172公里/小时(或2马赫),飞行高度为海拔18300米。协和飞机的速度超过了音速,飞行高度几乎为其他商用飞机的两倍,它也凭借几种与众不同的特点脱颖而出:
流线型设计
针状机身
后掠三角翼
可移动机头
垂直尾翼设计
发动机设计
发动机置于机翼中
补燃器
主副两个油箱
高反射涂料
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飞机速度接近音速时(343米/秒),机前的气压会逐渐增大,形成一堵气“墙”。要穿过这堵气墙,飞机就必须是流线型的。协和飞机采用以下设计制造出了流线型使机身:
针状机身
后掠三角翼
可移动机头
垂直尾翼设计
协和飞机机身宽度仅为2.7米,而波音747宽6.1米。协和飞机长约61.7米,比波音747略短。协和飞机细长的体型帮助其减少了空气阻力。
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飞行中的协和飞机:其机翼宽阔,呈三角结构,而且没有水平尾翼
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飞行中的波音747:其机翼较薄,呈矩形结构,有水平尾翼
协和飞机的机翼很薄,呈后掠三角状,而波音747机翼呈后掠矩形状。而且,与波音747不同,协和飞机机身和机翼之间没有空间。协和飞机的机翼被称为三角翼设计。这种机翼有以下功能:
薄而后掠的结构能够减少阻力(机翼与机身呈55°)
可以在次音速起飞和着陆时产生足够的升力
使飞行具有稳定性,尾翼上无需安装水平稳定装置
与多数商用飞机相比,协和飞机的机头更长,并呈针状。这种机头更易穿透空气,而且在起飞和着陆时可以向下倾斜(13°),以便飞行员看到跑道。(与其他类型的飞机相比,三角翼飞机起飞和着陆时的迎角更大。)另外,协和飞机的机头有一个保护罩,能在超音速飞行时保护挡风玻璃。
协和飞机的发动机
前面已经提及,由于三角翼使飞机具有稳定性,协和飞机不需要像大多数飞机一样安装水平平衡装置。
机身和机翼的这些设计使协和飞机可以高速飞行,并轻而易举地穿越空气。
协和飞机的发动机提供起飞、航行及着陆所需的推力。它配有四台劳斯莱斯/斯奈克玛奥林巴斯593涡轮喷射发动机。每个发动机产生18.7吨的推力。四个发动机每小时共燃烧25,629升的燃料。
而协和飞机上的发动机种类和位置也与其他飞机不同。
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飞行中的协和飞机:注意,发动机直接连接在机翼下方,没有使用支持金属架。
协和飞机发动机直接连接于机翼下方,没有发动机支架。这种设计减少了气体湍流,使发动机更加稳定,因为超音速飞行时,发动机支架可能会超负荷,很容易断裂。
同时,协和飞机发动机使用补燃器增加推力来实现超音速飞行。补燃器将补充的燃料与主燃烧室排出的废气混合燃烧,以增大推力。超音速战斗机是应用补燃器的典范。
协和飞机的特殊组件
协和飞机之所以能够达到并保持其速度和动力,有几种组件功不可没。
油箱
协和飞机有17个油箱共能贮存119500公升煤油燃料。主油箱分布于机翼和机身:机翼两侧各五个,机身四个。
协和飞机还有三个辅助或调整油箱(两个位于机头,一个位于机尾)。调整油箱有以下用途:
协和飞机在飞行中达到超音速时,升力的气动中心向后转移。
此转移导致机头下沉。
为保持平衡,将燃料向后压入调整油箱。
燃料的重新分布使重心与升力力心重合,从而使飞机达到平衡。
减速时,升力力心向前转移。
燃料向前压入调整油箱以达到平衡。
因此,与其他飞机不同,协和飞机的燃料不仅用于发动机,还用于维持气动中心的稳定。
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协和式不仅机翼内有油箱,机尾也有油箱
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燃油可以在各油箱内转移,用于控制飞机重心和升力中心的相对位置,减少用气动控制面配平的必要
高反射涂料
由于协和飞机的速度超过音速,空气压力和摩擦力会使飞机升温,因此飞机表面的温差就会很大:机头可高达127摄氏度,而尾翼也会达到91摄氏度。机舱内壁摸上去是热的。为了反射散热,协和飞机上涂有高反射的白色涂料,反射率约为其他飞机表面白色涂料的两倍。
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协和飞机飞行中承受的热量会使机身膨胀约17.8厘米。为了将机身压力降至最低,协和飞机选用了一种特殊的铝合金材料(AU2GN)。这种材料不仅质轻,且比钛金属更耐热。
16年前,三架身披英国航空涂装的协和超音速客机(注册号G-BOAG/G-BOAF/G-BOAE)分别执行了BA002纽约肯尼迪-伦敦希思罗、BA9010伦敦希思罗-(绕飞)比斯开湾-伦敦希思罗和BA9021爱丁堡-伦敦希思罗的航班任务,来自世界各地无数航空爱好者守候在希思罗机场跑道一端,向传奇告别。当最后一架飞机缓缓落地,协和客机也正式退出了商业载客运营。
承载人类超音速旅行梦想的协和客机,何时再现往日荣光?
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这三架飞机如今在哪?
G-BOAG于2003年11月5日执行了纽约-西雅图的调机航班,如今陈列于西雅图航空博物馆。这架飞机共飞行了16239小时,5633次起落。
G-BOAF于2003年11月26日执行了伦敦希思罗-菲尔顿的调机航班,这次飞行也是协和客机最后一次翱翔蓝天。如今这架飞机陈列于英国布里斯托附近的菲尔顿机场。该机共飞行了18257个小时,6045次起落。参观信息请访问concordeatfilton.co.uk
G-BOAE如今陈列于巴巴多斯格兰特利亚当斯国际机场,于2003年11月17日执行了由伦敦希思罗至巴巴多斯的调机航班。该机共飞行23376个小时,8383次起落。
最后我们再欣赏下协和客机的神奇设计——会动的鼻子
参考来源:王源博士,空中客车及网络
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