20世纪60年代全球出现了研制超音速运输机(SST)的热潮,当时人们视超音速运输机为未来的发展方向,各国争先恐后投入巨大人力物力竞相研制,在消耗了巨大资源后才发现超音速运输机存在太多的不切实际之处,最终只诞生了两种超音速客机:英法合作的“协和”和苏联图波列夫的图-144。本文回顾了这短暂的超音速运输机兴衰史。

波音2707-300

  在20世纪50年代超音速战斗机全面开花的推动下,飞机制造商开始考虑研制超音速客机,并最终形成了超音速运输机(SST)的概念。1961年,道格拉斯飞机公司公布了一种超音速客机的设计研究,能在21350米高空以3马赫的惊人速度飞行,如果研制顺利的话可以在1970年以前首飞。道格拉斯能卖出几百架这种飞机。

道格拉斯的SSJ概念设计,鸭式三角翼布局

  在当时,这样的预测看起来很真实。民航业在20世纪50年代完成了从活塞动力飞机到波音707这样的喷气式运输机的革命性转变,一切都在高速发展中,民航业快步跑向超音速客机非常合乎逻辑。事实上,欧洲在这方面比美国更激进。1962年英国和法国签署了一项协议,共同研制“协和”超音速客机。为了不被欧洲超越,美国不得不跟进,联邦航空管理局(FAA)正式立项研制超音速客机,要比“协和”更快、更大、更好。

  1964年,来自北美、洛克希德、波音的超音速客机方案入围。尽管北美已制造了两架与超音速客机配置和性能类似的XB-70“女武神”3马赫轰炸机,并也将其用作超音速客机概念的测试平台,但公司还是再1966年被淘汰出局。洛克希德的L-2000方案采用双三角形机翼,载客220人。最后的赢家是波音公司2707型,从名字中就能知道波音希望这种2马赫的飞机能再创波音707的辉煌。1967年5月1日,波音获得了制造两架两架原型机的合同。

北美以XB-70“女武神”为基础的SSJ设计

洛克希德的L-2000方案

  2707是一架大飞机,长约90米,最多可乘坐350名旅客。该机能搭载313名乘客以2.7马赫的速度巡航6440千米。最初的2707设计具有可变后掠机翼,在高速飞行时后掠,在起降时展开,同时兼顾高低速操控性能。

最初的波音2707设计具有可变后掠机翼

令人震撼的波音2707全尺寸模型

  2707安装4台通用电气公司的GE-J5P加力涡喷发动机,这是XB-70 J93发动机的派生型,单台最大加力推力267千牛(27200千克力),安装在平尾下方的独立发动机舱中。由于进一步的设计研究证明可变翼构型实在太重,所以波音工程师在2707-300改进方案中改用了固定翼设计。

波音2707-300改进方案中改用了固定翼设计

波音2707-300三面图,采用4台通用电气公司的GE-J5P加力涡喷发动机

  但美国在20世纪60年代末社会出现动荡,民众开始反思在追求更大更好的观念,并且开始关注环境污染。批评者强烈反对研制超音速客机,担忧其音爆对环境的影响和高空巡航可能对臭氧层造成破坏。1971年3月24日,在项目消耗了大约十亿美元后,美国国会终于决定停止拨款,取消了已经订购了121架飞机。超音速客机的倡导者们非常沮丧,但后来“协和”的经历证明了——即使忽略超音速客机的环境污染问题——该机也根本无法在商业运营中盈利,继续进行2707项目将是一个很大的错误。

法国航宇和英国飞机公司的“协和”

  正如前面所提,英国人和法国人先于美国气动超音速客机计划。1955年,英国航空工业人士和政府官员讨论了超音速运输机的概念,随后在1956年成立了“超音速运输飞机委员会(STAC)”,该机构进行了一系列的设计研究,直接导致布里斯托尔公司198方案的问世。该机是一架机身纤细的三角箭形机翼飞机,安装8台涡喷发动机,能以2马赫飞越大西洋。198方案稍后演变为较保守的223方案,安装四台发动机,载客量110人。

  在此期间,法国也一直在进行大致类似的研究。法国南方飞机公司继20世纪50年代推出设计新颖的“快帆”客机后,又提出了一个与布里斯托尔223惊人相似的“超级快帆”方案。由于两种设计的相似性和超音速客机高昂的研制费用,1961年9月,英法政府官员和业界人士坐下来开始会谈,迈出了两国联手打造超音速客机的第一步。

法国南方飞机公司的“超级快帆”SSJ方案

  经过广泛的讨论,1962年11月29日英法政府签署了一项合作协议,共同研制一种超音速客机,命名为“协和”。项目的主承包商是英国飞机公司(BAC),合作伙伴有布里斯托尔、罗尔斯•罗伊斯,以及法国的南方飞机和斯奈克玛发动机公司。英法原计划制造两种型号,一种是用于越洋航线的100座远程飞机,另一种是用于大陆航线的90座中程飞机,大家都知道,后者永远没有问世。

英女王视察“协和”模型

  初始合同包括两架飞行原型机和两架静态测试原型机,以及两架预生产型飞机。英国飞机公司负责研制和制造以下组件:

  三个前机身段

  后机身和尾翼

  发动机舱和发动机的安装

  电气系统、燃料系统、以及氧气系统

  隔音和隔热材料

  火灾报警和灭火系统

  南方飞机公司负责研制和制造:

  机身后舱段

  机翼和控制翼面

  液压系统

  飞行控制系统

  导航航电

  无线电

  空调

  南方飞机公司把自动飞行控制系统的设计转包给英国马可尼公司(现在的GEC-马可尼)和法国航空导航设备公司(SFENA,现已并入泰雷斯航电)。英国“协和”在菲尔顿组装,法国“协和”在图卢兹组装。

  1963年6月,航空公司开始下达意向订单,预计“协和”在1968年投入服役,但事后证明这个预计有点过于乐观了。1965年2月“协和”原型机开始制造。1967年12月11日第一架001号原型机在图卢兹下线,但直到15个月后才进行首飞,1969年3月2日,该机在机组安德烈•蒂尔卡、雅克•吉尼亚尔、米歇尔•雷蒂夫、亨利•佩里耶的驾驶下升空。第二架002号原型机于1969年4月9日在菲尔顿首飞,试飞表明“协和”的基本设计合理,但这样尖端的飞机存在许多要解决的bug。1969年10月1日001号原型机进行了首次超音速飞行,1970年11月4日进行了首次2马赫飞行。