天鹅之歌-纪念协和式超音速客机.pdf

天鹅之歌 纪念协和式超音速客机 晨枫 原载西西河 Part1 Part2 Part3 Part4 Part5 Part6 Part7 Part8 四十年前，蓝湛的天空在巨大的滚雷声中，划过一道洁白的身影但这不是四十而不惑的故事，这是四十而哀思的故事这是协和式的故事这是一曲天鹅之歌 1969 年 3 月 2 日，协和式在图卢兹首飞成功 Page 1 of 8天鹅之歌——纪念协和式超音速客机2013-11-22mk:@MSITStore:D:\DOCUMENTS\E-book\PDF\天鹅之歌——纪念协和式超音速...1969 年 4 月 2 日，英国的协和式也首飞成功 1969 年 3 月 2 日，英法合作的协和式飞机进行了首飞，距今正好 40 年超音速飞行已经 60 年了，军用超音速飞行早已不新鲜，但这是世界上第一架也是唯一一架按照不需要空中加油而能够越洋超音速飞行设计的飞机，至今后无来者，如果不算短命的图-144 的话B-58 需 4 次空中加油才能飞越大西洋，SR-71 从英国到利比亚侦察来回需要 8 次空中加油，图-22M“逆火”是按照超音速冲刺设计的，图-160“海盗旗”具有长时间超音速巡航的能力，但也不是按全程超音速设计的。

在二战后期，活塞式发动机功率大幅度增加，喷气发动机技术也崭露头角，人们开始冲击音速但飞机速度接近音速时，阻力急剧增加，形成所谓的“音障”然而，突破音障后，阻力反而下降速度超过 M1.5 后，如果速度增加一倍，阻力下降 50%，那相当于在同样载客量的条件下，M0.8 的亚音速客机用来跑三个航次的燃油，M1.6 的超音速客机可以跑四个航次从 1954 年开始，英国的皇家飞机研究中心（Royal Aircraft Establishment）就开始研究超音速客机的问题由于发动机推力不足，超音速的重点只有减阻，机身十分细长，机翼短小纤薄RAE 的概念设计以英美之间的北大西洋航线为基准航线，但是 136 吨的起飞重量已经和波音 707 相当了，载客量却只有区区 15 人，这显然毫无经济性可言在此期间，英国的德哈维兰“彗星”客机在解决疲劳问题后重返天空时，发现高亚音速喷气客机的桥头堡已经被美国的波音和道格拉斯占去了二战之后的英国虽然病弱，但科技实力和争霸雄心依在1956 年，B-58 超音速轰炸机首飞成功，具有空中加油后飞越大西洋的能力，这刺激起英国借超音速客机在民航客机领域夺回领先地位的雄心RAE 出面设立了超音速运输机研究委员会（Supersonic Transport Aircraft Commission，STAC），集中研究超音速客机的技术问题和经济性问题。

Page 2 of 8天鹅之歌——纪念协和式超音速客机2013-11-22mk:@MSITStore:D:\DOCUMENTS\E-book\PDF\天鹅之歌——纪念协和式超音速...亚音速的时候，飞机前进推出的压力波会以音速向前传递，“推开”前方的空气；在音速的时候，压力波失去向前传递的作用，叠到了一起，形成激波 风洞图像可以直观地看到这一点 Page 3 of 8天鹅之歌——纪念协和式超音速客机2013-11-22mk:@MSITStore:D:\DOCUMENTS\E-book\PDF\天鹅之歌——纪念协和式超音速...突破音障的瞬间，激波的前锋压力急剧增高，锋面后压力急剧下降，在特定的大气条件下，可以看到激波的样子 但超过音速之后，阻力反而下降 Page 4 of 8天鹅之歌——纪念协和式超音速客机2013-11-22mk:@MSITStore:D:\DOCUMENTS\E-book\PDF\天鹅之歌——纪念协和式超音速...这个现象在 30-40 年代就为人们所知，但那时对于跨音速时的飞行特性一无所知，这才有了后来遇上音障是不知所措的事情飞机在达到超音速之后，阻力上升放慢，但机翼的升力系数下降加速，M2.0 的时候大概只有 M1.0 的一半。

这样一来，阻力实际上得失相抵超音速客机在经济性上的好处主要还是从节约时间上来的如果燃油消耗相当，在同等载客量的条件下，一架 M2.0 的超音速客机的实际运能相当于 2.5 架 M0.8 的亚音速客机，在采购和维修成本上有利实际情况当然没有那么简单，维修、机场周转都需要时间，超音速客机的起飞、降落也需要时间，但以时间换效益大体就是研制超音速客机的经济动力STAC 的结论是，超音速客机只有具有在相当的载客量时在远程航线上运营才比较经济，航程以欧洲西海岸到美国东海岸为基准航线时，速度以 M2.2 为宜速度更低将难以保证在伦敦和纽约之间当天来回，大大降低超音速旅行的吸引力速度更高将超过铝合金的耐热能力，需要采用不锈钢或钛，在技术上未知数太多 STAC 对超音速客机的气动布局进行了概念性的研究，建议采用细长机身和无尾大后掠三角翼，以最大限度地提高超音速升阻比大后掠角可以延迟激波的产生，三角翼有利于实现跨音速面积率，细长机身减小迎风阻力与此同时，美国的 NACA、法国的 ONERA、苏联的 TsAGI 也在全力研究超音速客机中，得出和 STAC 大体相同的结论 为了进一步研究技术细节，英国专门设计和试飞了很多研究机，研究超音速飞行的各方面问题。

Fairey Delta 是第一个采用无尾三角翼布局的喷气式研究机，按英国人的说法，法国的幻影战斗机的无尾三角翼布局也是“偷”Fairey Delta的Hendley Page 的 P115 研究机着重研究无尾三角翼的低速横滚操控性能；布里斯托尔 188 研究机全机用不锈钢制造，着重研究高速飞行时的气动加热问题；BAC221 研究机着重研究 S 形前缘无尾三角翼的气动特性；三角翼的“火神”轰炸机则用来试验“奥林普斯”发动机 Page 5 of 8天鹅之歌——纪念协和式超音速客机2013-11-22mk:@MSITStore:D:\DOCUMENTS\E-book\PDF\天鹅之歌——纪念协和式超音速...Fairey Delta 三角翼研究机前后有三代，这是第一代 第二代 Fairey Delta 2 已经很有现代无尾三角翼的样子了 Page 6 of 8天鹅之歌——纪念协和式超音速客机2013-11-22mk:@MSITStore:D:\DOCUMENTS\E-book\PDF\天鹅之歌——纪念协和式超音速...Fairey Delta 3 最终停留在纸面上 BAC 221 着重研究 S 前缘三角翼的特性 Page 7 of 8天鹅之歌——纪念协和式超音速客机2013-11-22mk:@MSITStore:D:\DOCUMENTS\E-book\PDF\天鹅之歌——纪念协和式超音速...Henley Page P115 着重研究无尾三角翼的横滚特性 布里斯托尔 188 则研究用不锈钢作为飞机材料的问题 Part1 Part2 Part3 Part4 Part5 Part6 Part7 Part8 -Part1-Page 8 of 8天鹅之歌——纪念协和式超音速客机2013-11-22mk:@MSITStore:D:\DOCUMENTS\E-book\PDF\天鹅之歌——纪念协和式超音速...天鹅之歌 纪念协和式超音速客机 晨枫 原载西西河 Part1 Part2 Part3 Part4 Part5 Part6 Part7 Part8 60 年代初，英国布里斯托尔飞机公司（Bristol Aeroplane）和法国南方飞机公司（Sud Aviation）分别提出超音速客机的方案，前者为布里斯托尔 198 方案，后者为“超快帆”。

布里斯托尔 198 采用大后掠无尾三角翼，翼下 6 台罗尔斯罗伊斯“奥林普斯”涡喷发动机，载客 130 人，速度 M2.2布里斯托尔 198 过于野心勃勃，后来被英国飞机公司（British Aircraft，由众多中小飞机公司合组而成，布里斯托尔是其中的一个）的 BAC223 方案代替，气动外形基本不变，尺寸缩小，采用翼下 4 台“奥林普斯”发动机法国南方的“超快帆”可以算作亚音速“快帆”SE-210 的超音速版，气动外形和 BAC223 十分相似，但是要小一号，只能载客 70 人，航程 3,200 公里英法的超音速客机项目都是高度依赖政府的赞助，但是单干的成本太大，英国政府要求 BAC 必须找到一个国际合作伙伴，分担开支和风险，BAC223 和“超快帆”合并为协和式计划 BAC223 已经很有现在协和式的样子了 Page 1 of 7天鹅之歌——纪念协和式超音速客机2013-11-22mk:@MSITStore:D:\DOCUMENTS\E-book\PDF\天鹅之歌——纪念协和式超音速...超快帆的样子也大同小异，不过要小一号 对于欧洲，60 年代是一个充满动荡和惶惑的年代第二次世界大战的伤口开始愈合，人们开始重新拾起战前生活方式的碎片，休闲旅行重新活跃起来，空中旅行成为新的时尚。

但是，欧洲的天空充斥着波音、洛克希德、道格拉斯的飞机更重要的是，老牌帝国们昔日的辉煌不再，欧洲生活在苏联铁幕的阴影和美国的核保护伞之下，对自己的未来充满惶惑为了把不乏先进技术但市场和研发支离破碎的欧洲航空工业整合起来，形成规模优势，重建昔日的辉煌，以此带动欧洲经济和政治的复兴，以英法为主的欧洲国家很早就开始探索欧洲合作，协和式是这一努力的顶点 英国最初的想法是把美国和西德也拉进来，但是美国的胃口更大，而且热衷于单干，对和欧洲合作没有太大的兴趣西德刚从战后的废墟中爬出来，战后初期的军控条约也限制西德涉及有军事潜力的航空领域，所以也只好作罢这样只剩下英法两家成为自然的合作伙伴有意思的是，这不是两个公司之间的商业协议，而是两国之间的政府协议为了保证项目的顺利进行，协议还规定了退出条款，单方面退出将受到严厉罚款 英法在历史上恩恩怨怨了几百年，英国人对法国人的成见是像刺毛虫，尤其是涉及国家、民族荣誉问题，碰不得的；法国人对英国人的成见是傲慢、散漫协和式使两国的工程技术人员发挥了最大的民族自尊和职业荣誉，在合作中展开了积极的竞争，最后结果是双赢，双方都把最好的东西放上了桌面但是，几百年的隔阂总是给合作带来一些意想不到的问题。

比如法国人的称呼比较正式，多用姓，而英国人比较随便，称呼人喜欢用名有一次，在经过紧张的讨论后，双方终于达成协议，大家都松了一口气后，英方主管对法方主管说：“让，我们应该把刚才讨论的东西记录下来，要不要让克劳迪娅进来速记一下？”法方主管有点丈二摸不着头脑：“好啊，鲍伯，可谁是克劳迪娅？”其实克劳迪娅就是他的秘书，但他多少年来就是叫她杜邦小姐的 由于牵涉到民族尊严，协和式的名称也有过一段不大不小的插曲法国一直称之为 Concorde，这是法文的拼法英国一开始也称之为 Concorde，后来曾短期按英文拼法改为 Concord，但最后还是改回到 Concorde这多出来的一个“e”引起了英国国内强烈的非议，政府只好解释说这个多出来的“e”指英国（England）、优秀（Excellence）、欧洲（Europe）、协约（Entente cordiale，这是英法在 1904 年签订的条约，中止了两国之间近千年的敌对）这样的牵强附会的解释当然进一步引起英国人的不满，苏格兰裔的议员甚至要把“e”改为“s”，因为协和式的机头锥是在苏格兰制造的政府方面只好强辩“e”也是 Ecosse，这是法文中苏格兰的拼法。

东拉西扯，总算把“e”的问题摆平了但多年后，英国政府中有关人士回忆说，这个“e”还不如说是挥霍（Extravagance）和涨价（Escalation）呢 叫不叫姓或者加不加“e”都不是大问题，大的问题是英法两国对超音速客机的基本设计要求有根本分歧英国的想法是大型、远程，只有这样，才能体现出超音速的优越性；法国的想法是中型、近程，只有这样，才能够控制技术风险和成本，Page 2 of 7天鹅之歌——纪念协和式超音速客机2013-11-。