当前位置: 首页 > 技术支持 > 航空知识 > 航空知识
比声音还快(下)——漫谈超音速客机
 

 

  第二代超音速客机以“高速民航运输机”(High Speed Civil Transport,HSCT)为旗号,重点在于经济性,要求借鉴已经在高亚音速宽体客机上大见成效的先进涡扇发动机技术,在低速时也有不亚于亚音速客机的经济性,同时大大增加载客量,改善航空公司的人-公里成本。

  美国的几个 HSCT 方案都大同小异,但尺寸比第一代要大得多,动辄载客 300 人以上。波音把波音 2707-300 从架子上拿下来。掸掉灰尘,“老太婆抹粉”,以旧充新。麦道的方案和波音的差不多,NASA 和以制造海军战斗机著称但从未涉足民航客机领域的沃特(Vought)合作,也拿出一个大同小异的方案。只有洛克希德的方案有点新意。洛克希德方案也是有尾三角翼布局,但是三角翼延伸出去,成为箭形翼。最特别的地方是发动机,四台发动机两两成对,一个在翼下的常规位置,另一个却在翼上。机翼上表面的气流速度较快,流场分布也较复杂,所以很少有把发动机布置在机翼上面的。仅有的特例是利用上表面吹气增升效应(也称 Coanda 效应)的安-72 和波音 YC-14,利用发动机喷气流在机翼上表面吹过,引射更多的气流,达到增升的效果。此外还有道尼尔 VFW614 和本田喷气机采用翼上发动机,但那是为了降低机翼离地高度,缩短起落架长度,在气动设计上并没有太大的优越性。洛克希德的这个方案明显不是利用 Coanda 效应,也没有缩短起落架的意思,其用意不是太清楚,但是外形特征明显,看起来很酷。协和式和图-144 的机头锥可以下垂,这是为了解决起飞、着陆时飞行员的视野问题,但带来了不小的重量代价和机械上的可靠性问题。HSCT 方案基本都采用闭路电视来帮助解决飞行员视野的问题,而采用固定的机头锥以节约重量。

波音 HSCT 正在朝阳中起飞

波音 HSCT 想象图,采用 4 台变循环发动机

麦道的 HSCT 方案三视图,机翼略宽一点,具有前缘襟翼,以改善低速时的操控性能

波音与麦道 HSCT 外形对比,麦道在 MD-11 销售呆滞、A-12 下马和 ATF 和 JSF 落选,再也没有喘过气来,最后降下了帷幕

本田的喷气公务机 Hondajet,发动机安装在机翼上方。可以看到,本田喷气机的起落架很短

战前曾制造当时世界最大的水上客机 Do 228 的道尼尔,战后只有小打小闹的本钱了,VFW-614 是道尼尔制造的最大的飞机了,这是仅有的几种喷气发动机安装在机翼上方的一种,同样具有很短的起落架

  英法也合作研制协和式的后继,在气动外形上继承协和式的基本布局,但是增加了鸭式前翼,以改善低速时的操控性能。“协和之子”有两种大小,一个载客 250 人,采用类似协和式的 S 形前缘大三角翼;另一个则载客 400 人,大三角翼更呈箭形,也就是说,后缘带一点后掠。苏联只提出了图-244 的方案,但没有花太大的力气。

“下一代协和式”的三视图

图-244 的想像图,设想载客 300 人,航程达 10,000 公里

图-244 三视图

  第二代超音速客机的气动设计没有革命性的突破,只是在第一代基础上作一些精细的修改。然而,最主要的发动机技术依然没有取得突出性进展。民用的大流量比涡扇发动机在亚音速客机上取得巨大的成效,极大地降低了油耗和噪声。但大流量比涡扇发动机的迎风面积太大,其高效率和低噪声是靠降低排气速度、增大排气流量来实现的,这和超音速巡航的要求相冲突,超音速客机难以利用。军用的高推重比低流量比涡扇发动机取得了重大进展,在战斗机的很大一段性能包线内,大大提高了推力,降低了油耗。但是那是针对中空中速格斗机动而优化的设计,超音速能力是偶尔为之,并不是打算用来作持续的超音速巡航的,对于超音速客机来说,收效依然有限。对超音速客机的经济性的大问号继续存在,出于音爆的原因,大陆航线禁止超音速飞行,这进一步加深了经济性问题,第二代超音速客机的研制无疾而终了。

(责任编辑:admin)
常见问题航空知识 测绘知识