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协和超音速客机

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简介
由来
历程
技术数据

简介

  “协和”(Concorde)是原英国飞机公司(现为英国航宇公司)和法国航宇公司联合研制的四发中程超音速客机。

  1956年至1961年,英法两国就分别对超音速客机进行了研究,并各有一种设计方案,由于研制费用高,加上两国方案相近,于是两国决定联合试制。1962年11月达成合作协议,并将飞机正式命名为“协和”,研制费用两国平摊,1969年3月2日,协和客机在图卢兹实现了首次试飞,1976年1月12日协和正式投入航线使用。但由于由于噪音问题和经济性差,最终也只有英航和法航将协和投入航线飞行。2000年7月25日,法航的一架协和客机在巴黎戴高乐机场起飞后失事坠毁,给协和客机带来致命的打击。2003年10月24日,协和客机正式退役。标志着人类民用航空史上的超音速时代暂告一个段落。

  “协和”总共只生产20架,英法两国各生产10架。

   英国、法国每方各生产了一架原型机,一架预生产型机,剩余8架生产型由本国航空公司投入商业运营。法国生产的型号定为协和101、英国生产的型号定为协和102。

由来

  20世纪50年代,喷气发动机、后掠翼等技术的应用,战斗机已经实现了超音速和二倍音速飞行。喷气式客机趋于成熟后,民航界又把注意力放到超音速客机身上,在新技术、新思想以及一个个成功的新型号的激动下,美、苏、英、法等国纷纷开始探索研制超音速大型飞机,一个个富有科学技术挑战性的计划被提了出来。全世界共有7家著名的飞机制造商先后进行了超音速客机的研发,都期待在这场竞争中拔得头筹。

  19542月,英国皇家飞机研究院空气动力学部成立了一个研究小组,研究高亚音速和超音速战斗机和轰炸机的可行性。同时认为,下一代的客机应当是超音速的。因此也开始了超音速客机的初步研究和设计工作。随着新技术的发展、喷气发动机成熟和超音速客机设计方案的不断完善,在1956年11月5日,英国皇家飞机公司正式组建超音速运输飞机委员会,宣布将研制一款能够比音速更快的民航客机,其设计的BAC223是一种四台发动机、马赫数为2(音速的2倍)的100座超音速飞机,而在法国方面,法国航空公司、达索公司、南方航空公司等获得法国政府的支持,提出了以“快帆”飞机为基础,使用三角机翼、马赫数为2.2的70座超音速飞机方案--“超快快帆”,有趣的是,这两种方案十分相似,尤其是它们的气动外形,几乎一样:尖尖的头部,在起飞和着陆时,机头下垂,以增加阻力。具有复杂弯度和扭转的狭长三角翼,无水平尾翼。

  由于研制飞机费用高,加上方案相近,到了60年代初期,两国设计小组关系越来越密切,希望联合试制,赶在苏联和美国之前,实现超音速民航飞行。

  而当时以波音707为代表的美国民航客机称雄于世界航空界,法国总统戴高乐因不甘心民航的天空变为美国“殖民地”,为显示欧洲的独立性;极力促成英国法国合作研究超音速民航飞机,而英国也愿意和法国合作,希望借此牵制法国,束缚它的政治野心。加上当时普遍存在着迷信技术可以无限制地为人类带来福祉的思想,认为建造超音速民航飞机是航空技术发展的下一个必然的步骤。于是在1962年11月29日,在法国总统戴高乐和英国首相麦克米伦提议下,法英两国正式签署了共同研制超音速民航飞机的历史性政府协议,决心向当时被誉为“空中皇后”的波音707发起挑战。这个协议的最大特点就是“无违约条款”,这实际上也就造成了可以动摇或取消协约的后果。

  1963年1月13日,当时的法国总统戴高乐亲自将这一研制计划命名为"协和"。由于风险巨大,企业家们敬而远之,所以不得不由英法两国政府平摊巨额研制费,机体由由改组后的英国飞机公司和法国国营航空空间工业公司负责,发动机由英国罗尔斯·罗伊斯和法国国营航空发动机研究和制造公司负责,协和飞机组装地分别设在英国菲尔顿和法国图卢兹。当时的设计指导思想是,立足于50年代的技术水平,不追求过多的新材料、新技术,飞机的设计巡航速度为音速的2倍至2.2倍,尽快实现超音速民航飞行。

历程

  在英法方面的努力下,“协和”原型机于1965年开始制造,法国组装的第一架协和001飞机于1967年12月11日出厂,并在1969年3月2日,协和客机实现了首次试飞,并在同年10月1日进行的第45次试飞时突破了音障。英国组装的第一架协和002飞机也于1969年4月9日首飞,共有18家航空公司随后承诺订购77架“协和”,当时协和风光了好一阵子,英法两国雄心勃勃,计划制造1370架“协和”。但这一设想很快就由于“协和”的三大弱点而破灭。

“协和”的三大弱点:

第一,经济性差。由于耗油率过高,载客量偏小,成本高,协和号的票价非常昂贵大多数乘客望而却步。

第二,航程短。协和号的航程仅为5110千米,只能勉强飞越大西洋,这一航程无法发挥超音速飞机的优势。特别是在太平洋航线上,协和号难以发挥作用。

第三,噪音污染严重。协和式由于音爆水平高,所以被限制不得在大陆上空进行超音速飞行。噪音可以说是协和商业失败的关键性因素。

  美国联邦航空局的第36条规定噪音标准使协和号不能在美国境内飞行。由于协和飞机在飞行和起降时,发动机噪音巨大,让乘客和机场附近居民难以忍受。因此,继美国之后,欧洲和亚洲一些国家从环保的角度考虑,也开始禁止协和客机超音速飞越其领空,各大航空公司纷纷终止了与英法签订的订货合同。最后只有英国和法国自己的航空公司买单。由于产品没有实现批量化生产,价格和维护费用更是昂贵。

  但是,英国两国还是对“协和”情有独钟,两架预生产型也分别于1971年底和1972年初交付试飞。预生产型协和作了许多修改:机头加长0.6米,机头横截面从圆形改成扁圆形,以改善机舱视界;客舱由33米加长到38.7米,载客量增加到128人。

  1975年底,协和取得英、法两国型号合格证。

  1976年1月21日:“协和”客机首次投入商业飞行,英国航空公司首飞从伦敦到巴林,法航从巴黎经达卡尔至里约热内卢。1976年5月24日,英国航空公司和法航同时推出“协和”客机跨大西洋飞行,两架飞机几乎同时到达华盛顿。

  1977年11月,“协和”客机开始飞行纽约航线。虽然协和还计划开辟到里约热内卢、加拉加斯、华盛顿、新加坡、墨西哥等多条航线,但由于噪音过大、环保限制及成本过高等原因,协和客机很快就只剩下巴黎至纽约和伦敦至纽约两条孤零零的航线。

  而且由于“协和”的弱点,其成本大大高于亚音速客机,致使英、法两国航空公司在“协和”的运营上每年要亏损5000万美元,虽然如此,但协和是唯一投入商业飞行的超音速客机,被两国航空界当作自己的骄傲。且拥有出色的安全纪录,被称为世界上最安全最快速的飞机,维持其运行意义重大,因此依靠两国政府补贴英航和法航也就一直努力维持着其飞行。

2000年“协和”空难

  2000年协和号从未发生灾难性事故的神话被打破。7月25日,法国航空公司一架协和超音速客机执行AF4590航班从巴黎戴高乐机场起飞后失事坠毁,除机上109人全部遇难外,同时还造成地面上4人死亡,令人为之痛惜。

   在2000年9月公布的调查报告显示,空难发生当天,美国大陆航空公司的一架DC-10客机在协和客机出事前从戴高乐机场起飞,但它在机场跑道上掉落了一块43厘米长的金属薄片,正是这块小金属片割破了随后起飞滑跑的协和客机左侧主起落架的右前轮,致使轮胎爆裂,轮胎上的橡胶残骸击中飞机油箱,从而引发燃油泄漏并起火,第二号发动机失灵且起落架无法收回,由于速度过快,虽然塔台和机组及时发现失火的情况,但已无法停止飞机起飞。机组决定继续起飞前往附近机场备降,但起飞后,与第二号发动机并列的第一号发动机也发生故障。发动机推力的不平衡使协和飞机偏离航线,并导致整个飞机失控而坠毁。

  报告同时认为,协和飞机也对事故负有部分责任,该型飞机在设计上存在的缺陷和漏洞也是造成事故发生的主要原因之一,首先,轮胎离油箱太近,一旦轮胎爆裂,其碎片很容易穿透油箱,引起油箱着火;其次,油箱的外表缺乏保护层,造成油箱极易被穿透。

  这一空难事故发生后,法航协和客机立即停飞,英航协和也于随后被迫停飞,但英法两国并未放弃对协和的努力,经过一年多的事故调查、分析,并对协和客机进行部分改进、试验后,2001年7月17日,在发生空难一年后,英国航空公司的一架协和式客机成功地完成了首次超音速试飞。

  2001年11月7日:“协和”客机在经过改进后恢复后英航和法航恢复了前往纽约的飞行。但运客量再也没有恢复到原有的水平。“9·11”事件发生后,世界经济持续低迷,国际民航业也陷入危机,协和原有的客源大量流失,对乘客而言,要乘坐既昂贵又不舒服的协和确实不划算,不如花少得多的价钱乘坐普通客机的头等舱进行越洋飞行。加上协和客机的保养成本在发生事故后增加了72%,亏损日益严重,因此,英航和法航不得不痛下决心,停飞协和。

停飞“协和”

  2003年4月10日:英航与法航同时宣布“协和”客机即将退役。此后维京大西洋航空公司希望购买英航的“协和”客机继续维持它们的服役,但这一表示遭到了英航的拒绝。

  2003年5月31日:法航的“协和”客机进行了最后一次商业飞行。

  2003年10月24日,下午4时零2分到6分,短短4分钟,英航的3架“协和”超音速大型客机满载着名人和工作人员接连在伦敦希思罗机场降落结束了自己的使命。这款曾在世界航空界显赫一时的飞机从而走完了它27年的光辉历程。

  协和号飞机自1976年投入使用后,飞行了27年,运载旅客200万人次以上,尽管航空界对其褒贬不一,但它取得的技术成就对航空事业的发展无疑是有着巨大影响。

  协和客机之后,目前世界上还找不到一个它的替代者,虽然在现有的技术水平上,飞机制造商已有能力造出比协和更大的新型超音速客机,但其商业实用性仍是制约其发展的最大障碍。可以确定的是在相当长一段时间,世界超音速客机领域将出现空白,协和客机后继乏人。

  协和客机记载了人类科技发展的脚步,同时也留给人们一些思考:美好的愿望、单纯的技术革新和突破并不一定能为商业的成功带来保证,只有当技术发展到一个相对成熟的阶段,适合了当时的市场条件,才能真正催生新的商机。人们期待着客机领域真正的超音速时代的到来。

技术数据

协和驾驶舱

尺寸数据
翼展:25.56米
机长:62.10米
机高:11.40米
客舱长度:39.32米
客舱宽度:2.63米
客舱高度:1.96米

重量及载荷
空重:78.7吨
最大起飞重量:186吨
最大商载:12.7吨

协和客舱

性能数据
最大巡航速度:M2.04
最大燃油航程:6580公里
最大载重航程:5110公里
起飞距离:3410米
着陆距离:2220米

噪音特性
起飞噪音:119.5分贝
进场噪音:116.7分贝

发动机
4台奥林帕斯593 Mk610涡喷发动机

 

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