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用极致的速度撕裂空气

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1974年,著名的协和式飞机首次投入营运,在其直到停飞间的长达数十年光阴里,超音速飞机一直是人类最骄傲的发明。如今,一群能工巧匠再次涉足此领域,豪华舒适的超音速公务机或将成为未来趋势。

在电影《钢铁侠2》中,男主角托尼亲自为“小辣椒”做了一盘“煎蛋”并准备向“小辣椒”说出自己的苦衷。这一情节发生在万米高空上一架公务机中。斯塔克的公务机在夕阳的照耀下发射着迷人的光辉,这是一架拥有着尖削机头、后掠机翼的飞机,代表其具备超声速飞行能力。

所谓的超音速飞机并不单指能够超越音速那么简单,有的钝圆机头飞机甚至在俯冲时都有可能达到音速,真正的超音速飞机需要靠自身动力在平飞状态下突破音障,这对飞机的要求就高得多。早在1954年,英国的皇家飞机学会就开始研究超音速客机的方案,不过这一方案起飞重量达到136吨,而载客量只有15人,低下的经济性使得这一方案并未成为现实。

1956年至1961年,英法两国再次对超音速客机进行了研究,并各有一种设计方案,由于研制费用过高,加上两国方案相近,于是两国决定联合试制,并于1962年11月达成合作协议——这架飞机就是着名的“协和”超音速客机。1969年3月2日,协和式飞机在图卢兹实现了首次试飞,1976年1月21日首次投入商业飞行。虽然协和式客机速度稳定,快捷便利,但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商业营运。2000年7月25日,法航的一架协和式飞机在巴黎戴高乐机场起飞后失事坠毁,给协和式飞机带来致命的打击,最终因为客源大量流失和保养成本过高,英航和法航不得不痛下决心,宣布停飞协和式客机。

随后几年,超音速飞机领域缓慢地进行更替,最着名的超音速公务机当数由致力于超声速公务机研究的Aerion公司和洛克希德的“臭鼬工厂”合作的ASBJ(Aerion Supersonic Business Jet),该机采用细长机身薄机翼设计,正常式尾吊双局,其最高速度可以达到1.8马赫,从纽约飞到意大利罗马只需4个小时,几乎只是波音客机7个多小时飞行时间的一半。不过,这也是为真正有钱人设计的私人飞机,一架ASBJ目前标价8千万美元,只能容纳12名乘客。

另一款比较着名的超音速私人飞机是由超音速航空国际公司(Supersonic Aerospace International,SAI)研制的QSST(Quiet Supersonic Transport),飞机采用比较独特的联翼布局,号称可以比协和式的噪声低300~400倍,地面的人们都不会注意到。除此之外,湾流公司也在和俄罗斯苏霍伊设计局合作,共同开发S-21超音速公务机,法国的达索公司同样紧随其后,后协和时代的天空将再次热闹起来。

不过遗憾的是,大多数标准超音速公务机还没被放上货架。当然如果你很着急的话,以色列航空工业公司与美国的航空技术集团合作研制的“标枪”战斗教练/公务机同样值得考虑。这部外形上酷似F-5战斗机的私人飞机拥有漂亮的外倾式双垂尾和优美流线的机身。以色列航空工业公司已经将“标枪”作为公务机推向国际市场。当然作为教练机,这架飞机并不是那么宽敞舒适,但应该是目前个人拥有一架超音速私人飞机的最理想选择。

Concorde协和式飞机——

载誉的英灵

1963年1月13日,时任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,原本有意投资的企业寡头都敬而远之,最后不得不由英法两国政府平摊巨额研制费,机体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研制,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开发,协和式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,立足于现有的技术水平,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。

经过十数年的研发和重复尝试,1976年1月21日 “协和”客机首次投入商业飞行,英国航空公司将首飞航线定为伦敦至巴林,法航选择了巴黎到里约热内卢的长途航线,最终协和式客机成功完成使命。1976年5月24日,英国航空公司和法航同时推出“协和”客机跨大西洋飞行服务,两架飞机几乎同时到达华盛顿。但鉴于协和式客机噪音过大、保养成本过高、技术存在缺陷等原因,一直在狭窄的环境中生存,只有寥寥可数数条航线可供选择。加之乘坐协和式飞机需要承受突破音障等导致身体不适的重力反应,许多客人对其评价并不高。加上协和式飞机接连发生飞行事故,营收陷入困境,英航与法航被迫于2001年宣布停飞协和。但不得不承认协和式依然是人类航空史上的创举。

Aerion SBJ——

天使的残影

10年前的10月24日,协和式飞机退役前的最后一次正式飞行。在喇叭齐鸣声和对往昔的追忆中,这个英法航空工程的杰作飞近伦敦希思罗国际机场,然后安全降落,与之一同落地的还有人们亲身体验超音速空中旅行的机会。这种超音速飞行的梦想现在被一家美国公司重拾,并大胆计划在2015年让超音速私人飞机重返蓝天。

Aerion确信这种客机将于2012年试飞,随后飞机将进行横越大西洋的压力测试。这种喷气客机的速度可达到1.6马赫,从纽约飞到伦敦只需要3小时。 Aerion公务机(SBJ)由总部位于美国内华达州里诺市的Aerion公司开发,堪称动力设计的完美典范。SBJ工程师设计的机翼采用了独特的创新技术,可将自然空气层流优化度提升逾70%。藉由最大限度降低机翼的进气紊流,减少90%的表面摩擦阻力。

Aerion是如何创下这一设计奇迹的呢?Aerion的工程师通过反复的专业计算,“精确捕捉到层流和紊流的边界层”。工程师们在此基础上改良出 SBJ轻盈的非后掠双凸翼型。当今世界航油价格持续攀升,低阻、节能、强劲动力是Aerion的优势。SBJ能承载8至12位乘客,目前SBJ已接受20份订单,预计2015年交付使用。

QSST——温柔的狮鹫骑士

协和式飞机之所以能够一直登上报刊的头条,只不过是因为这款私人飞机还没正式面世。法国“协和号”客机退出市场后,世界再也没有一款超音速客机可以乘坐,而美国科技杂志日前公开了超音速航空国际公司正在研制的一种超音速喷气式飞机——QSST(Quiet Supersonic Transport)。

该机由洛克希德.马丁公司提供技术支援,它可以在1.5万米上下的高度以2.0马赫的速度飞行7400 公里。音爆是飞机超音速飞行时所特有的一种物理现象。当飞机作低空超音速飞行时,不但地面的人畜能听到震耳欲聋的巨响,严重的还可以震碎玻璃,甚至损坏不坚固的建筑物。这也就是为什么“协和号”问世以来,一直只能跨洋飞行的原因。QSST外形酷似“协和号”,尺寸不到其一半,但依靠独特的“反V型尾”以及机身前方鸭翼,可将音爆降到原来的百分之一,研究者估计其噪声与飞行的风筝无异,几乎达到了美国允许飞越陆地的噪音标准。不过,他们似乎还需要美国航空管理部门适当降低标准,使这种飞机可以更容易满足标准要求。这款飞机预计2014年面世。

湾流 G650—疾风奇美拉

美国著名公务机公司湾流公司称,湾流新型G650公务机在最近的颤振试验中达到0.995马赫的速度,超越赛斯纳公司的奖状Citation X(最高可达0.92马赫),成为目前民用航空中最快的飞机。湾流公务机公司表示,G650公务机在进行颤振试验中,飞行员将6001号飞机操作至飞机头部低于水平线16至18度俯冲时获得了最高0.995马赫的飞行速度。与此同时,在进行此项测试过程中,颤振激励器良好的控制了机翼翼、垂尾及飞行控制面振动频率范围,确保飞机自然进入颤振试验。试飞员Tom Horne表示飞行的操控性优良,即使在最高速度下,飞机仍能够得到精确的控制。

尖端选材和技术交织造就卓越性能, G650巡航速度为0.85至0.90马赫,最高时速0.925马赫,最大航程达到12964公里,能接近音速飞行,是目前公务机中飞得最快最远的飞机。G650机身长30.4米,翼展30.35米,机身高度7.72米,重量不到45.36吨,拥有超凡的起降性能,起飞距离1829米,降落距离914米,适于在小型机场起降,可以避开繁忙的国际机场。