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機(jī)場(chǎng)跑道加熱

作者: 發(fā)布時(shí)間: 2022-10-12 18:37:15

簡(jiǎn)介:】本篇文章給大家談?wù)劇稒C(jī)場(chǎng)跑道加熱》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、機(jī)場(chǎng)跑道除冰方式有哪幾種


2、世界上飛機(jī)跑道有電加熱嗎?


3、飛機(jī)是靠什么原理飛

本篇文章給大家談?wù)劇稒C(jī)場(chǎng)跑道加熱》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。

本文目錄一覽:

機(jī)場(chǎng)跑道除冰方式有哪幾種

機(jī)械除冰(人海戰(zhàn)術(shù):鐵鍬、冰鏟等或機(jī)械設(shè)備)

化學(xué)除冰(道面融冰液、鹽、化肥等)

加熱除冰(熱吹車或道面加熱)

冬季還可以使用沙子加水撒布在道面上,凍結(jié)后使道面表面形成"沙紙"表面一樣

世界上飛機(jī)跑道有電加熱嗎?

飛機(jī)是現(xiàn)代交通運(yùn)輸方式,是第一種,唉,具有速度快的特點(diǎn),目前世界上的飛機(jī)跑道一般還沒有電加熱這種房

飛機(jī)是靠什么原理飛起來(lái)的?飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)是什么原理?

飛機(jī)是由動(dòng)力裝置產(chǎn)生前進(jìn)動(dòng)力,由固定機(jī)翼產(chǎn)生升力,在大氣層中飛行的重于空氣的航空器。它比空氣重,又不能像鳥那樣扇動(dòng)翅膀,但是飛機(jī)卻能升入空中。原來(lái)飛機(jī)機(jī)翼并不是平平伸展的,而是向上凸起一些,這樣當(dāng)飛機(jī)水平前進(jìn)時(shí),迎面而來(lái)的氣流就在機(jī)翼上產(chǎn)生向上的升力,使飛機(jī)升入空中。飛機(jī)飛行速度越快、機(jī)翼面積越大,所產(chǎn)生的升力就越大,所以飛機(jī)在起飛前需要在機(jī)場(chǎng)跑道上行進(jìn)一段距離才能升空,而且飛機(jī)不能飛到?jīng)]有空氣的地方。

早期的飛機(jī)靠機(jī)身前端的螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生牽引力向前運(yùn)動(dòng)。螺旋槳產(chǎn)生的牽引力不大,飛機(jī)飛行的速度也不快。1939年8月27日,第一架噴氣式飛機(jī)飛行成功,大大提高了飛機(jī)的飛行速度。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是把吸入的空氣壓縮,再與燃料混合燃燒,形成高溫高壓氣體向后噴出,產(chǎn)生強(qiáng)大的推動(dòng)力,使飛機(jī)高速飛行。

現(xiàn)在,飛機(jī)的飛行速度可以幾倍于聲音在空氣中傳播的速度(每秒340米),駕駛這樣的飛機(jī),只需十幾個(gè)小時(shí)就能環(huán)繞地球赤道一周,這樣的飛機(jī)叫做超音速飛機(jī)。制造超音速飛機(jī)不僅需要先進(jìn)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),還需要在飛機(jī)的制造材料、飛機(jī)的外形設(shè)計(jì)等方面達(dá)到很高的要求,是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)。現(xiàn)在,除了先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)、偵察機(jī)外,一些大型的客機(jī)也是超音速飛機(jī)。不過(guò),螺旋槳飛機(jī)并沒有被淘汰,在許多不需要高速度飛行的工作中(如噴灑農(nóng)藥、森林防火),螺旋槳飛機(jī)仍發(fā)揮著重要的作用 。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)原理及若干工作方式

噴氣推進(jìn)原理

氣推進(jìn)是伊薩克·牛頓(Isaac Newton)爵士的第三運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)際應(yīng)用。該定律表述為:“作用在一物體上的每一個(gè)力都有一方向相反大小相等的反作用力?!本惋w機(jī)推進(jìn)而言,“物體”是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)受到加速的空氣。產(chǎn)生這一加速度所需的力有一大小相等方向相反的反作用力作用在產(chǎn)生這一加速度的裝置上。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)用類似于發(fā)動(dòng)機(jī)/螺旋槳組合的方式產(chǎn)生推力。二者均靠將大量氣體向后推來(lái)推進(jìn)飛機(jī),一種是以比較低速的大量空氣滑流的形式,而另一種是以極高速的燃?xì)鈬姎饬餍问健?

這一同樣的反作用原理出現(xiàn)于所有運(yùn)動(dòng)形式之中,通常有許多應(yīng)用方式。噴氣反作用最早的著名例子是公元前120年作為一種玩具生產(chǎn)的赫羅的發(fā)動(dòng)機(jī)。這種玩具表明從噴嘴中噴出的水蒸氣的能量能夠把大小相等方向相反的反作用力傳給噴嘴本身,從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。類似的旋轉(zhuǎn)式花園噴灌器是這一原理更為實(shí)用的一個(gè)例子。這種噴灌器借助于作用于噴水嘴的反作用力旋轉(zhuǎn)?,F(xiàn)代滅火設(shè)備的高壓噴頭是“噴流反作用”的一個(gè)例子。由于水噴流的反作用力,一個(gè)消防員經(jīng)常握不住或控制不了水管。也許,這一原理的最簡(jiǎn)單的表演是狂歡節(jié)的氣球,當(dāng)它放出空氣或氣體時(shí),它便沿著與噴氣相反的方向急速飛走。

噴氣反作用絕對(duì)是一種內(nèi)部現(xiàn)象。它不象人們經(jīng)常想象的那樣說(shuō)成是由于噴氣流作用在大氣上的壓力所造成的。實(shí)際上,噴氣推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),無(wú)論火箭、沖壓噴氣、或者渦輪噴氣,都是設(shè)計(jì)成加速空氣流或者燃?xì)饬鞑⑵涓咚倥懦龅囊环N裝置。當(dāng)然,這樣做有不同的方式。但是,在所有例子中,作用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的最終的反作用力即推力是與發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣流的質(zhì)量以及氣流的速度成比例的。換言之,給大量空氣附加一個(gè)小速度或者給少量空氣一個(gè)大速度能提供同樣的推力。實(shí)用中,人們喜歡前者,因?yàn)榻档蛧姎馑俣饶艿玫礁叩耐七M(jìn)效率。

噴氣推進(jìn)的幾種方式

不同類型的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),無(wú)論沖壓噴氣、脈沖噴氣、燃?xì)廨啓C(jī)、渦輪/沖壓噴氣或者渦輪-火箭,其差別僅在于“推力提供者”即發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)能量并將能量轉(zhuǎn)換成飛行動(dòng)力的方式。

沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際上是一種氣動(dòng)熱力涵道。它沒有任何主要旋轉(zhuǎn)零件,只包含一個(gè)擴(kuò)張形進(jìn)氣涵道和一個(gè)收斂形或者收斂-擴(kuò)張形出口。當(dāng)由外部能源強(qiáng)迫其向前運(yùn)動(dòng)時(shí),空氣被迫進(jìn)入進(jìn)氣道。當(dāng)它流過(guò)這一擴(kuò)散形涵道時(shí),其速度或動(dòng)能降低,而壓力能增加。爾后,靠燃油的燃燒來(lái)增加其總能量,膨脹的燃?xì)馔ㄟ^(guò)出口涵道高速排入大氣。沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)常作為導(dǎo)彈和靶機(jī)的動(dòng)力裝置,但單純的沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不適于作為普通飛機(jī)動(dòng)力裝置,因?yàn)樵谒a(chǎn)生推力前,要求向它施加向前的運(yùn)動(dòng)。

脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)采用間歇燃燒原理。與沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不同,它能在靜止?fàn)顟B(tài)工作。這種發(fā)動(dòng)機(jī)是由類似沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的一種空氣動(dòng)力涵道構(gòu)成。它的壓力較高,結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)實(shí)。進(jìn)氣涵道有許多進(jìn)氣“活門”,在彈簧拉力作用下處于打開位置,通過(guò)打開的活門空氣進(jìn)入燃燒室,并靠燃燒噴入燃燒室中去的燃油得到加熱,由此引起的膨脹使壓力升高,迫使活門關(guān)閉,然后膨脹的燃?xì)庀蚝髧姵觯慌艢庠斐山祲?,使活門重新開啟。這種過(guò)程周而復(fù)始。脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)曾經(jīng)被設(shè)計(jì)成直升機(jī)旋翼的推進(jìn)裝置,有的還通過(guò)精心設(shè)計(jì)涵道來(lái)控制共振循環(huán)的壓力變化而省去了進(jìn)氣活門。但脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不適于作為飛機(jī)動(dòng)力裝置,因?yàn)樗挠秃母撸譄o(wú)法達(dá)到現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)雖然也屬于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),但它們有重大區(qū)別。即火箭發(fā)動(dòng)機(jī)不用大氣作為推進(jìn)流體,而用它攜帶的液態(tài)燃料或化學(xué)分解而形成的燃料與氧氣劑的燃燒來(lái)產(chǎn)生它自己的推進(jìn)流體,從而能在地球大氣層外工作,但因此它也只適用工作時(shí)間很短的情況.

渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用于噴氣推進(jìn)避免了火箭和沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)固有的弱點(diǎn),因?yàn)椴捎昧藴u輪驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī),因此在低速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)也有足夠的壓力來(lái)產(chǎn)生強(qiáng)大的推力。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)按照“工作循環(huán)”工作。它從大氣中吸進(jìn)空氣,經(jīng)壓縮和加熱這一過(guò)程之后,得到能量和動(dòng)量的空氣以高達(dá)2000英尺/秒(610米/秒)或者大約1400英里/小時(shí)(2253公里/小時(shí))的速度從推進(jìn)噴管中排出。在高速噴氣流噴出發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),同時(shí)帶動(dòng)壓氣機(jī)和渦輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn),維持“工作循環(huán)”。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械布局比較簡(jiǎn)單,因?yàn)樗话瑑蓚€(gè)主要旋轉(zhuǎn)部分,即壓氣機(jī)和渦輪,還有一個(gè)或者若干個(gè)燃燒室。然而,并非這種發(fā)動(dòng)機(jī)的所有方面都具有這種簡(jiǎn)單性,因?yàn)闊崃蜌鈩?dòng)力問(wèn)題是比較復(fù)雜的。這些問(wèn)題是由燃燒室和渦輪的高工作溫度、通過(guò)壓氣機(jī)和渦輪葉片而不斷變化著的氣流、以及排出燃?xì)獠⑿纬赏七M(jìn)噴氣流的排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作造成的。

飛機(jī)速度低于大約450英里/小時(shí)(724公里/小時(shí))時(shí),純噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的效率低于螺旋槳型發(fā)動(dòng)機(jī)的效率,因?yàn)樗耐七M(jìn)效率在很大程度上取決于它的飛行速度;因而,純渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)最適合較高的飛行速度。然而,由于螺旋槳的高葉尖速度造成的氣流擾動(dòng),在350英里/小時(shí)(563公里/小時(shí))以上時(shí)螺旋槳效率迅速降低。這些特性使得一些中等速度飛行的飛機(jī)不用純渦輪噴氣裝置而采用螺旋槳和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的組合 -- 渦輪螺旋槳式發(fā)動(dòng)機(jī)。

螺旋槳/渦輪組合的優(yōu)越性在一定程度上被內(nèi)外涵發(fā)動(dòng)機(jī)、涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)和槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的引入所取代。這些發(fā)動(dòng)機(jī)比純噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)流量大而噴氣速度低,因而,其推進(jìn)效率與渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng),超過(guò)了純噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率。

渦輪/沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)將渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(它常用于馬赫數(shù)低于3的各種速度)與沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合起來(lái),在高馬赫數(shù)時(shí)具有良好的性能。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的周圍是一涵道,前部具有可調(diào)進(jìn)氣道,后部是帶可調(diào)噴口的加力噴管。起飛和加速、以及馬赫數(shù)3以下的飛行狀態(tài)下,發(fā)動(dòng)機(jī)用常規(guī)的渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方式;當(dāng)飛機(jī)加速到馬赫數(shù)3以上時(shí),其渦輪噴氣機(jī)構(gòu)被關(guān)閉,氣道空氣借助于導(dǎo)向葉片繞過(guò)壓氣機(jī),直接流入加力噴管,此時(shí)該加力噴管成為沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。這種發(fā)動(dòng)機(jī)適合要求高速飛行并且維持高馬赫數(shù)巡航狀態(tài)的飛機(jī),在這些狀態(tài)下,該發(fā)動(dòng)機(jī)是以沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)方式工作的。

渦輪/火箭發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪/沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相似,一個(gè)重要的差異在于它自備燃燒用的氧。這種發(fā)動(dòng)機(jī)有一多級(jí)渦輪驅(qū)動(dòng)的低壓壓氣機(jī),而驅(qū)動(dòng)渦輪的功率是在火箭型燃燒室中燃燒燃料和液氧產(chǎn)生的。因?yàn)槿細(xì)鉁囟瓤筛哌_(dá)3500度,在燃?xì)膺M(jìn)入渦輪前,需要用額外的燃油噴入燃燒室以供冷卻。然后這種富油混合氣(燃?xì)?用壓氣機(jī)流來(lái)的空氣稀釋,殘余的燃油在常規(guī)加力系統(tǒng)中燃燒。雖然這種發(fā)動(dòng)機(jī)比渦輪/沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)小且輕,但是,其油耗更高。這種趨勢(shì)使它比較適合截?fù)魴C(jī)或者航天器的發(fā)射載機(jī)。這些飛機(jī)要求具有高空高速性能,通常需要有很高的加速性能而無(wú)須長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間。

機(jī)場(chǎng)上都是水泥跑道,為什么航母甲板就不能鋪瀝青和水泥?

一提起航母甲板,幾乎所有的軍迷都會(huì)告訴你要使用高強(qiáng)度鋼板,而且全球能制造這種鋼板的國(guó)家屈指可數(shù)!也許有很多朋友都想不明白,陸地上的機(jī)場(chǎng)可以用水泥澆筑,為什么航母就不能用了?

航母甲板有什么要求?

二戰(zhàn)航母的其它位置基本都是當(dāng)時(shí)能找到的最好鋼材(當(dāng)然除了那些改裝的除外)制造的,但甲板很多卻都是木材鋪裝,這是為什么呢?

英國(guó)1942型輕艦隊(duì)航空母艦

因?yàn)楫?dāng)時(shí)的航母并沒有專業(yè)優(yōu)化設(shè)計(jì),航母的重心都偏高(美軍第一艘航母蘭利號(hào)就是運(yùn)煤船改裝的),假如再使用大面積鋼板,那么重量就會(huì)很大,導(dǎo)致航母的重心進(jìn)一步惡化,而木材則可以避免這個(gè)問(wèn)題!而且二戰(zhàn)的螺旋槳戰(zhàn)斗機(jī)大都只有2-3噸(P40空重2.4噸,起飛一般3噸,零式戰(zhàn)斗機(jī)1.8噸,滿載2.7噸),木材的強(qiáng)度完全可以應(yīng)付!

圣克魯斯群島戰(zhàn)役中的零式戰(zhàn)機(jī)從木質(zhì)甲板上起飛

另一個(gè)是甲板鋼板防滑涂料也不夠先進(jìn),木材可以解決這個(gè)問(wèn)題,還有木材能解決甲板高溫的問(wèn)題等等,而且損壞修補(bǔ)非常容易,因此二戰(zhàn)的航母甲板木材是非常流行的,甚至你可以看到,杜立特駕機(jī)轟炸東京時(shí)起飛的甲板畫面,都是一條條的橫木,縫隙還挺大!

二戰(zhàn)以后,噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)開始發(fā)展,高空高速暫時(shí)占據(jù)了主流,艦載戰(zhàn)斗機(jī)質(zhì)量越來(lái)越重,因此木材的甲板已經(jīng)不能滿足要求,比如噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的尾焰高溫問(wèn)題!而且還有一個(gè)問(wèn)題是戰(zhàn)斗機(jī)降落時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)是全開的,因?yàn)槿f(wàn)一沒有勾著阻攔索,飛機(jī)必須在航母短短的跑道上起飛復(fù)飛!

因此這飛機(jī)是直接拍在航母上的,當(dāng)然這個(gè)動(dòng)作對(duì)艦載機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和起落架強(qiáng)度極高,陸基戰(zhàn)斗機(jī)根本不適合降落航母,其實(shí)這對(duì)航母甲板也極高,強(qiáng)大的沖擊力可以直接將木材甲板拍碎,只能將木板換成鋼板,而隨著伯伊德的能量機(jī)動(dòng)理論占據(jù)美軍戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)指導(dǎo),重型艦載戰(zhàn)斗機(jī)開始登上航母!

格魯曼F-14“雄貓”

這直接讓航母不堪重負(fù)的航母甲板雪上加霜,比如F-14艦載戰(zhàn)斗機(jī),空載接近20噸,降落時(shí)油料和導(dǎo)彈,估計(jì)超過(guò)21噸(飛行手冊(cè)最大著艦重量為24噸),最低著艦速度必須大于215千米/小時(shí)(空載,輕載時(shí)著艦速度大都超過(guò)250千米/小時(shí))!

F-18艦載戰(zhàn)斗機(jī)降落

因此你可以想象一下,超過(guò)20噸的戰(zhàn)斗機(jī),以250千米/小時(shí)(70米/秒)拍在甲板上,請(qǐng)問(wèn)多高強(qiáng)度的甲板,多少厚度下可以承受這個(gè)沖擊?當(dāng)然甲板最好是薄一些,要不然那么重頭重腳輕也是個(gè)大麻煩!所以航母用水泥甲板直接被排除了。

大家應(yīng)該都知道鷂式和F-35垂直于短距起飛戰(zhàn)斗機(jī),其實(shí)還有前蘇聯(lián)的雅克-141垂直/短距起飛戰(zhàn)斗機(jī),這些飛機(jī)和直升機(jī)或者V-22魚鷹飛機(jī)不一樣,它們是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),噴口噴流溫度很高,假如鋼板不耐高溫的話,直接就燒化了,或者高溫退火后強(qiáng)度大受影響,因此這兩項(xiàng)要求,就讓絕大部分國(guó)家望而卻步了!

比如日本僵尸航母“出云”號(hào)計(jì)劃搭載F-35B,最大的麻煩就是甲板耐熱問(wèn)題,F(xiàn)-35B在短距起飛和垂直降落時(shí),尾噴口朝下的,“出云”號(hào)的甲板根本沒有耐高溫能力,因此必須要做加固處理或者使用F-35A,但這個(gè)型號(hào)使用滑跑起飛,需要改裝航母和減少艦載戰(zhàn)斗機(jī)的數(shù)量。

延伸話題:彈射和攔阻索

早期的彈射用的是機(jī)械蓄能,后來(lái)用的是液壓和火藥爆炸彈射,再后來(lái)發(fā)展到蒸汽彈射,當(dāng)然最近蒸汽彈射也不流行了,大家都玩電磁彈射!這個(gè)呢有個(gè)說(shuō)法,美國(guó)人的艦載全電驅(qū)動(dòng)用的是中壓交流,某國(guó)用的是中壓直流,兩者優(yōu)劣其實(shí)大家都知道,交流變壓輸電很方便,但艦載交流蓄能很麻煩,需要各種轉(zhuǎn)換裝置!

但直流不需要,可以飛輪蓄能,也可以電容蓄能,比較方便!而據(jù)說(shuō)美國(guó)航母彈射就在這上面碰到難題了,貌似彈射間隔比較大限制,而且彈射飛機(jī)重量也被限制,這讓美軍情何以堪??!

當(dāng)然和彈射相關(guān)的還有一個(gè)攔阻索,這個(gè)看起來(lái)很簡(jiǎn)單,但技術(shù)難度很高,美軍對(duì)這個(gè)技術(shù)已經(jīng)非常純熟,畢竟用了那么多年,但在電磁攔阻索方面據(jù)說(shuō)也碰到了麻煩,電磁攔阻比機(jī)械式攔阻要優(yōu)秀得多,而且還能將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來(lái),還可以調(diào)節(jié)攔阻強(qiáng)度。

機(jī)械攔阻

不扒這兩個(gè)玩意兒了,咱不寫軍事,一筆帶過(guò)!

跑道強(qiáng)度不夠,飛機(jī)刨地的案例

機(jī)場(chǎng)跑道的長(zhǎng)度和寬度以及強(qiáng)度是取決于機(jī)場(chǎng)的類型的,比如通航機(jī)場(chǎng)和商業(yè)機(jī)場(chǎng),或者小型民用機(jī)場(chǎng),又或者軍用機(jī)場(chǎng),設(shè)計(jì)要求都不一樣!

大部分機(jī)場(chǎng)的建筑材料都是水泥,因此我們看到民用機(jī)場(chǎng)都是水泥地面,和水泥路面差不多,當(dāng)然跑道的要求更高:

跑道除了裂痕和散落清理外,還有一項(xiàng)大家不知道的除膠,這是飛機(jī)起落過(guò)程中在輪胎接觸地的脫落物累積,這會(huì)造成摩擦力降低!

跑道除膠

當(dāng)然這些根據(jù)各種要求設(shè)計(jì)的機(jī)場(chǎng)跑道是有起飛和降落飛機(jī)型號(hào)與重量范圍的,如果不按操作規(guī)程來(lái),就會(huì)發(fā)生下面這樣的事故!

如果只看這些畫面,你肯定會(huì)想,誰(shuí)把這些地磚丟到飛機(jī)上去的啊?其實(shí)就是飛機(jī)自己丟上去的!2014年巴基斯坦的錫亞爾科特國(guó)際機(jī)場(chǎng),一架波音737-400飛機(jī)被移到了檢修螺旋槳飛機(jī)的區(qū)域,然后發(fā)動(dòng)機(jī)全功率開機(jī)試車了!

結(jié)果就是上圖,強(qiáng)大的氣流將鋪設(shè)的地磚直接帶起吹的到處都是,瞬間檢修就一臉懵逼了!而且機(jī)身和水平尾翼都被撞得坑坑洼洼,看來(lái)是要大修了!不過(guò)好在發(fā)動(dòng)機(jī)前方的地磚沒有被強(qiáng)大的氣流吸入發(fā)動(dòng)機(jī),否則將要更換發(fā)動(dòng)機(jī),甚至可能造成火災(zāi)整機(jī)燒毀,那就損失慘重了!

所以,飛機(jī)跑道能亂用材料嗎?飛機(jī)隨便可以降落嗎?要是強(qiáng)度不夠,能降得下去,但飛不起來(lái)了,因?yàn)榕艿榔屏?,甚至起落架折斷,不過(guò)緊急情況下這種狀況總比迫降在田野里要安全哈!

協(xié)和式飛機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

協(xié)和式飛機(jī)前機(jī)身細(xì)長(zhǎng),這樣既可以獲得較高的低速仰角升力,有利于起降,又可以降低超音速飛行時(shí)產(chǎn)生的阻力,有利于超音速飛行。協(xié)和式飛機(jī)由于機(jī)頭過(guò)于細(xì)長(zhǎng),飛行員在起降時(shí)由于高仰角導(dǎo)致視線會(huì)被機(jī)頭擋住,同時(shí)為了改善起降視野,機(jī)頭設(shè)計(jì)成可下垂式,在起降時(shí)下垂一定的角度,可以往下調(diào)5至12度,以便飛機(jī)在起飛和降落時(shí),飛行員獲得極好的視野,巡航時(shí)則轉(zhuǎn)到正常狀態(tài)。不過(guò)龐大的機(jī)頭角度調(diào)整設(shè)備占用了飛機(jī)的寶貴重量與空間。

協(xié)和式超音速客機(jī)采用無(wú)水平尾翼布局,為了適應(yīng)超音速飛行,協(xié)和式飛機(jī)的機(jī)翼采用三角翼,機(jī)翼前緣為S形。協(xié)和式飛機(jī)共有四臺(tái)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)由英國(guó)羅爾斯·羅伊斯公司和法國(guó)國(guó)營(yíng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司(Rolls-Royce/SNECMA)負(fù)責(zé)研制。發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為“奧林帕斯”593Mk610渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)(Olympus 593)。單臺(tái)推力169.32千牛(38,000 lbs)。發(fā)動(dòng)機(jī)具備了一般在超音速戰(zhàn)斗機(jī)上才使用的加力燃燒室(后燃器)。 協(xié)和式飛機(jī)的飛行速度能超過(guò)音速的兩倍,最大飛行速度可達(dá)2.04馬赫,巡航高度18000米,巡航速度達(dá)到每小時(shí)2,150公里。

協(xié)和式飛機(jī)是1970年代的產(chǎn)品,但電子設(shè)備還是比較先進(jìn)的。特別是在自動(dòng)飛行方面,協(xié)和式飛機(jī)能夠達(dá)到Ⅲ級(jí)自動(dòng)降落和起飛,即協(xié)和式飛機(jī)完全能按照程序和指令,在無(wú)飛行員操縱下自動(dòng)進(jìn)行起飛與降落。

由于協(xié)和式飛機(jī)設(shè)計(jì)于1960年代,所使用的技術(shù)只能代表60年代的技術(shù)水平,所以存在著兩個(gè)重大的缺陷:一個(gè)是經(jīng)濟(jì)性差。協(xié)和式飛機(jī)一次可滿載95.6噸的燃油,可每小時(shí)卻要消耗掉20.5噸,耗油率較高。最大油量航程7000多公里,最大載重航程5000公里,由于協(xié)和式飛機(jī)航程較短,也就是說(shuō)它只能勉強(qiáng)橫跨大西洋飛行,而不能橫跨太平洋飛行,這就限制了它的使用范圍。協(xié)和式飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)客座為100,最大客座為140,載客量偏小,運(yùn)營(yíng)成本較高。從而降低了它的經(jīng)濟(jì)性。二是起落時(shí)噪音太大,致使世界上絕大部分國(guó)家都不讓它起落;而且由于超音速飛行產(chǎn)生的音爆,被限制不得在大陸上空進(jìn)行超音速飛行。 協(xié)和飛機(jī)最初的設(shè)計(jì)主導(dǎo)思想,是立足于1950年代的航空技術(shù)水平,避免采用過(guò)多未成熟的新技術(shù)。但后來(lái)在研制過(guò)程中發(fā)現(xiàn),超音速客機(jī)在空氣動(dòng)力學(xué)、飛行控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)等方面的技術(shù)難度都超過(guò)了預(yù)期,過(guò)分依靠既有技術(shù)難以達(dá)到預(yù)定的性能指標(biāo),所以協(xié)和飛機(jī)的發(fā)展過(guò)程中也研究、應(yīng)用了許多新技術(shù),代表了1960年代歐洲航空技術(shù)的最高水平,對(duì)以后的民航客機(jī)發(fā)展具有重要影響,但協(xié)和飛機(jī)的研制時(shí)間也因此大大延長(zhǎng)。

高速飛行和飛行性能優(yōu)化: S型前緣雙三角翼;電腦控制的可變發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣坡度,超音速巡航能力;電傳操縱發(fā)動(dòng)機(jī),是今天全權(quán)限數(shù)字電子控制(Full Authority Digital Electronic Control)發(fā)動(dòng)機(jī)的先驅(qū);可下垂式機(jī)鼻,以增加著陸時(shí)駕駛艙的能見度;減重和提升性能; 2.04馬赫的巡航速度能帶來(lái)最經(jīng)濟(jì)的燃油消耗(雖然渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)于高速時(shí)能獲得較高的效率,但以2倍馬赫速度巡航能面對(duì)最低的激波阻力);機(jī)體主要材質(zhì)為鋁合金以減輕重量,并以傳統(tǒng)的方式建造以避免未知因素帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn);全權(quán)自動(dòng)駕駛(autopilot)和自動(dòng)節(jié)流閥(autothrottle),容許飛行員于爬升至著陸期間完全不介入飛行操縱;全電子類比電傳操縱飛行控制系統(tǒng)多功能的飛行操縱界面(control surfaces);部件更輕但壓力高達(dá)28Mpa的高壓液壓系統(tǒng)傳輸各項(xiàng)空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)(包括總壓力、靜壓力、迎角、側(cè)滑等)的數(shù)據(jù)通道,傳感器分布于機(jī)身多個(gè)位置;全電子控制類比電傳制動(dòng)(brake-by-wire)系統(tǒng),采用俯仰配平(Pitch trim),燃油可以在各油箱內(nèi)轉(zhuǎn)移以控制飛機(jī)重心和升力中心的相對(duì)位置;部分部件以雕刻銑削方式從一整塊合金坯料制造成形,以減少零部件數(shù)量,同時(shí)減輕重量并提高部件強(qiáng)度。 協(xié)和飛機(jī)的S型前緣細(xì)長(zhǎng)三角翼的出現(xiàn),有功于1950年代至1960年代期間超音速空氣動(dòng)力學(xué)、旋渦動(dòng)力學(xué)的蓬勃發(fā)展,許多理論上的預(yù)言已經(jīng)得到了風(fēng)洞試驗(yàn)的證實(shí)。第二次世界大戰(zhàn)后,后掠翼得到了廣泛的應(yīng)用,超音速飛行也成為可能。1950年代初,英國(guó)皇家飛機(jī)研究院(Royal Aircraft Establishment,RAE)空氣動(dòng)力學(xué)部成立了一個(gè)研究小組,開始了對(duì)超音速客機(jī)的初步研究和設(shè)計(jì)工作。起初研究小組提出過(guò)采用后掠翼的方案,但發(fā)現(xiàn)這樣雖能提高飛行速度,但也產(chǎn)生了一些問(wèn)題,最主要是降低了飛機(jī)的升阻比,起飛著陸距離長(zhǎng)。為了改善飛機(jī)的低速性能,研究小組甚至討論過(guò)采用可變后掠翼的可行性,但依然存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、配平困難等問(wèn)題。但非常幸運(yùn)的是,一大批優(yōu)秀的空氣動(dòng)力學(xué)家,例如迪特里?!で髀―ietrich Küchemann)、約翰娜·韋伯(Johanna Weber)、史密斯(J. H. B. Smith)、馬斯克爾(E. C. Maskell),當(dāng)時(shí)云集超音速運(yùn)輸飛機(jī)委員會(huì)(STAC),為協(xié)和飛機(jī)的細(xì)長(zhǎng)三角翼作出重要貢獻(xiàn)。

這些空氣動(dòng)力學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn),氣流從渦流發(fā)生器(例如細(xì)長(zhǎng)機(jī)翼)前緣通過(guò)會(huì)分離出穩(wěn)定的漩渦(脫體渦,trapped vortex),高速旋轉(zhuǎn)的氣流提高了機(jī)翼表面的負(fù)壓,漩渦強(qiáng)度隨迎角增大而增大,產(chǎn)生很大的渦升力(Vortex lift),并在升力線斜率上表現(xiàn)出明顯的非線性。這種非線性升力在低速或大迎角狀態(tài)下更明顯,所產(chǎn)生的升力更大。1950年代起,跨聲速風(fēng)洞、超聲速風(fēng)洞成為試驗(yàn)超音速飛機(jī)氣動(dòng)性能的最佳途徑。在試驗(yàn)中,三角翼的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。在超音速飛行中,三角翼氣動(dòng)阻力小,而機(jī)鼻形成的沖擊波到達(dá)三角翼的大后掠前緣時(shí),會(huì)使三角翼產(chǎn)生非常高的氣動(dòng)效率。另一方面,在大迎角飛行時(shí),三角翼的前沿還能產(chǎn)生大量渦流,附著在上翼面,產(chǎn)生的渦升力能大大提高總體升力。一批三角翼試驗(yàn)機(jī),如亨德里·佩奇公司的HP.115、費(fèi)爾雷公司的Delta 1、Delta 2,也驗(yàn)證了這項(xiàng)特性。然而,普通無(wú)尾三角翼的設(shè)計(jì)也擁有了后掠翼的部分缺點(diǎn),由于超聲速三角翼飛機(jī)展弦比較小,低速飛行時(shí)的升阻比低,氣動(dòng)特性不理想,起飛著陸距離長(zhǎng)。因此,協(xié)和飛機(jī)采用了雙三角翼的設(shè)計(jì)。雙三角翼的內(nèi)外側(cè)兩個(gè)后掠角,靠近機(jī)身的翼根位置有較大的后掠角,以降低阻力;而在主要產(chǎn)生升力的機(jī)翼外段采用較小的后掠角和較小的機(jī)翼弦長(zhǎng),機(jī)翼前沿不是直線而是S型的曲線。細(xì)長(zhǎng)S型前緣三角翼提高了低速時(shí)的升阻比,渦流穩(wěn)定性好,平衡了高速和低速時(shí)的要求,對(duì)低速起降時(shí)的操縱性有所改善。協(xié)和飛機(jī)的細(xì)長(zhǎng)三角翼由于有效利用了脫體渦升力,滿足了飛機(jī)在低速、大迎角的情況下所需要的升力。此外,S型前緣三角翼的空氣動(dòng)力中心位于飛機(jī)重心之后,最大限度地減少升力中心隨速度的移動(dòng);從亞音速過(guò)渡到超音速飛行時(shí),機(jī)翼壓力中心位置變化較小,提高了飛機(jī)的穩(wěn)定性。 為了令協(xié)和飛機(jī)在經(jīng)濟(jì)上可行,它需要飛行一段頗長(zhǎng)的距離,這需要一種高效率的發(fā)動(dòng)機(jī)。為了適應(yīng)超音速飛行的需要,因此迎風(fēng)面積較小的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是最佳選擇,以減少阻力及產(chǎn)生達(dá)超音速的排氣速度,而油耗較低和噪聲較少的高涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)則不適合用于超音速客機(jī)。每架協(xié)和飛機(jī)裝配了四具由勞斯萊斯和斯納克瑪公司聯(lián)合研制的奧林匹斯593 Mk 610型軸流式雙轉(zhuǎn)子(twin spool)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),是當(dāng)時(shí)世界上推力最大渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),每具可產(chǎn)生多達(dá)18.7噸的推力。奧林匹斯發(fā)動(dòng)機(jī)最初是為火神式轟炸機(jī)(Avro Vulcan)研制,其后再為協(xié)和飛機(jī)發(fā)展出593型。四具發(fā)動(dòng)機(jī)以兩具一組發(fā)動(dòng)機(jī)短艙的方式,分別下掛在機(jī)翼下側(cè),而沒有發(fā)動(dòng)機(jī)支架,減少了氣體湍流,使發(fā)動(dòng)機(jī)更加穩(wěn)定,以免發(fā)動(dòng)機(jī)在超音速飛行時(shí)脫落。協(xié)和飛機(jī)也可以使用反推力裝置,以提高下降率及縮短降落距離。當(dāng)飛機(jī)處于亞音速飛行而高度低于30,000英尺(約9144米)時(shí),靠近機(jī)身的兩具發(fā)動(dòng)機(jī)反推力裝置便可開啟,飛機(jī)的下降率可提高至每分鐘10,000英尺(約3048米)。

奧林匹斯593型發(fā)動(dòng)機(jī)是西方國(guó)家唯一一種帶有加力燃燒室的民用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。協(xié)和飛機(jī)除了在起飛和跨音速時(shí)(0.95馬赫至1.7馬赫之間)使用加力燃燒室外,其余時(shí)段均會(huì)關(guān)閉。實(shí)際上在無(wú)加力燃燒室的協(xié)助下亦能勉強(qiáng)到達(dá)2馬赫,但發(fā)現(xiàn)要花更長(zhǎng)時(shí)間在高阻力跨音速階段的加速過(guò)程,耗油量反而更高。由于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在低速時(shí)效率非常低,協(xié)和飛機(jī)在跑道滑行起飛時(shí)就需要消耗超過(guò)2噸燃料。由于飛機(jī)在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間飛行后飛機(jī)重量隨燃油消耗而減輕,飛機(jī)降落后在地面滑行時(shí)只會(huì)使用外側(cè)的兩具發(fā)動(dòng)機(jī)就能提供足夠推力。如果協(xié)和飛機(jī)在降落后滑行中途耗盡燃料的話,飛行員會(huì)被解雇。盡管如此,當(dāng)協(xié)和飛機(jī)以2馬赫速度進(jìn)行超音速巡航時(shí),奧林匹斯593型其實(shí)是世界上效率最高的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

在超音速飛行時(shí),進(jìn)氣道口會(huì)產(chǎn)生激波并對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)壓縮。為了降低超音速激波阻力,并讓發(fā)動(dòng)機(jī)維持最佳進(jìn)氣效率,協(xié)和飛機(jī)的進(jìn)氣道也經(jīng)過(guò)了特殊設(shè)計(jì)。所有常規(guī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)都只能吸收速度約0.5馬赫的氣流,因此巡航速度達(dá)2馬赫的協(xié)和飛機(jī)必須將超音速的進(jìn)氣速度減慢至亞音速,否則發(fā)動(dòng)機(jī)效率會(huì)大大降低,并可能引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)喘振等問(wèn)題,另外協(xié)和飛機(jī)也必須控制減慢氣流速度時(shí)所形成的激波位置以避免損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。為解決上述問(wèn)題,協(xié)和飛機(jī)采用了可調(diào)節(jié)進(jìn)氣道,以一對(duì)可移動(dòng)的大型斜板(Moveable ramp)和一道溢流門(Spill door/Auxiliary flap),按不同的飛行速度和情況,調(diào)節(jié)進(jìn)氣速度和激波位置并對(duì)引進(jìn)氣流進(jìn)行預(yù)壓縮。

兩塊斜板位于發(fā)動(dòng)機(jī)短艙進(jìn)氣道頂部,由液壓系統(tǒng)控制,可以向下移動(dòng);而溢流門則位于進(jìn)氣道下方可以向上下開合控制氣流流入或流出。在飛機(jī)起飛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣需求高,斜板會(huì)平放(處于收起狀態(tài)),溢流門會(huì)向上打開以增加進(jìn)氣量。當(dāng)飛機(jī)速度到達(dá)0.7馬赫時(shí),溢流門會(huì)關(guān)閉;而速度達(dá)1.3馬赫時(shí),斜板會(huì)開始移動(dòng)并將氣流引導(dǎo)出進(jìn)氣道并用于機(jī)艙加壓。當(dāng)飛機(jī)以2.0馬赫進(jìn)行超音速巡航時(shí),斜板會(huì)覆蓋一半進(jìn)氣口面積,協(xié)助壓縮空氣和增加氣流溫度以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮段的工作壓力。這套系統(tǒng)對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率有很大幫助,協(xié)和飛機(jī)在超音速飛行時(shí),有63%的推力是由進(jìn)氣道預(yù)壓縮產(chǎn)生。

如果在飛行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)失效熄火會(huì)為傳統(tǒng)亞音速客機(jī)帶來(lái)重大問(wèn)題,不僅是失去部分推力而且還會(huì)產(chǎn)生很大的阻力,導(dǎo)致飛機(jī)向失效發(fā)動(dòng)機(jī)的一方傾斜和偏航。如果這個(gè)情況于超音速飛行時(shí)出現(xiàn),幾乎可以肯定會(huì)對(duì)機(jī)體強(qiáng)大產(chǎn)生極大的挑戰(zhàn) 。發(fā)動(dòng)機(jī)失效后涵道實(shí)際上已經(jīng)毫無(wú)作用并且成為嚴(yán)重的阻力來(lái)源,所以協(xié)和飛機(jī)會(huì)將失效發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道溢流門向下打開,并將斜板完全展開以形成進(jìn)氣口接近封閉的狀態(tài),將氣流下壓并導(dǎo)向發(fā)動(dòng)機(jī)下方通過(guò),將發(fā)動(dòng)機(jī)短艙恢復(fù)流線型,以減低失效發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的阻力同時(shí)提供少許升力。在實(shí)際測(cè)試中,協(xié)和飛機(jī)可以在2馬赫飛行途中關(guān)閉一側(cè)的2具發(fā)動(dòng)機(jī),而不會(huì)產(chǎn)生任何操縱問(wèn)題。而飛行員也需要定期接受培訓(xùn),學(xué)習(xí)應(yīng)付這種突發(fā)情況。 協(xié)和飛機(jī)在在五萬(wàn)余呎高空飛行,機(jī)外環(huán)境溫度約為零下50℃,飛機(jī)在超音速飛行時(shí),空氣壓力和摩擦力會(huì)使飛機(jī)表面加熱,而且飛機(jī)不同部分的升溫情況也有所差異,并且會(huì)在機(jī)身表面形成溫差。超音速飛機(jī)最熱的部份除了發(fā)動(dòng)機(jī)之外就是機(jī)頭頭錐,協(xié)和飛機(jī)在飛行時(shí)頭錐最高溫度可達(dá)127℃,機(jī)身后段也可超過(guò)90℃。協(xié)和飛機(jī)主體材質(zhì)為硬鋁(AU2GN/ASTM 2168飛行器專用鋁材),僅在部分需要長(zhǎng)時(shí)間承受高溫的特殊部位,例如升降副翼、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙等處使用鈦合金和不銹鋼。鋁材在當(dāng)時(shí)已經(jīng)在飛機(jī)制造工業(yè)廣泛使用,應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較多,而且價(jià)格低廉、建構(gòu)容易。硬鋁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,可持續(xù)承受達(dá)127℃的高溫,因此協(xié)和飛機(jī)的最高速度被限制在2.02馬赫,而這個(gè)速度是硬鋁的高溫極限。假如目標(biāo)速度超過(guò)2.02馬赫,機(jī)體則需要大范圍的使用鈦合金或不銹鋼,大大增加制造成本和飛機(jī)重量。

協(xié)和飛機(jī)于飛行期間會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)加熱及冷卻的循環(huán)。第一次冷卻于飛機(jī)起飛爬升時(shí),機(jī)身溫度隨高度提升而下降;然后超音速飛行時(shí)機(jī)體表面加熱,最后于飛機(jī)下降、速度減慢時(shí)再度冷卻。這些因素都必須于冶金塑模時(shí)一并考慮。為此協(xié)和飛機(jī)在研制時(shí)建立了一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái),對(duì)一片全尺寸的機(jī)翼進(jìn)行反復(fù)加熱和冷卻,并定時(shí)抽取金屬樣本進(jìn)行金屬疲勞檢驗(yàn)。由于熱脹冷縮,協(xié)和飛機(jī)超音速飛行期間,機(jī)身會(huì)膨脹延長(zhǎng)達(dá)300毫米,這個(gè)現(xiàn)象最明顯的地方就是飛行工程師的儀表板與客艙隔板間的距離會(huì)在飛行途中增加并形成一條縫隙。所有協(xié)和飛機(jī)在其退役飛行時(shí),飛行工程師都會(huì)將自己的帽子放置于縫隙中,當(dāng)飛機(jī)降落、冷卻后,帽子就會(huì)永久被夾在其中。

為了保持機(jī)艙涼快,協(xié)和飛機(jī)所載的燃油會(huì)有類似“散熱片”的作用,以吸收空氣調(diào)節(jié)和液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的熱力。超音速飛行時(shí),駕駛艙前的窗戶也會(huì)被加熱,此時(shí)窗前會(huì)加上一塊遮陽(yáng)板以防止熱力直接傳遞到駕駛艙。

由于協(xié)和飛機(jī)具有表面加熱的特性,因此其涂裝亦有所限制。機(jī)身表面大部分面積只能涂上具有高反射特性的白色涂料,以避免超音速飛行時(shí)產(chǎn)生的高熱影響到鋁制結(jié)構(gòu)和油箱安全 。至1996年,法國(guó)航空為了協(xié)助百事可樂宣傳,曾將一架協(xié)和飛機(jī)(登記編號(hào)F-BTSD)除機(jī)翼以外涂上以藍(lán)色為主的廣告涂裝。根據(jù)法國(guó)宇航和法國(guó)航空的建議,這架協(xié)和飛機(jī)維持以2馬赫的速度飛行不多于20分鐘,而在1.7馬赫下則未有限制。只有F-BTSD被選定用于廣告宣傳,是因?yàn)樗恍枰獔?zhí)行任何需要長(zhǎng)時(shí)間以2馬赫飛行的定期航班。

結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

協(xié)和飛機(jī)高速飛行時(shí),轉(zhuǎn)向會(huì)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)帶來(lái)巨大壓力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)扭曲變形。為了在超音速飛行時(shí)依然能夠維持有效、精確的控制,解決辦法是對(duì)機(jī)翼內(nèi)側(cè)和外側(cè)的升降副翼(elevon),依照不同的速度狀態(tài),進(jìn)行按比例的調(diào)整。超音速飛行時(shí),相對(duì)軟弱的機(jī)翼外段的副翼控制面將會(huì)鎖定在水平位置,而只會(huì)操作靠近翼根位置、相對(duì)強(qiáng)度較高的內(nèi)側(cè)副翼控制面。

另一方面,細(xì)長(zhǎng)的機(jī)身意味著較低的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。實(shí)際上協(xié)和飛機(jī)飛行時(shí)機(jī)身會(huì)出現(xiàn)少許彎曲,尤其在起飛時(shí)這個(gè)現(xiàn)象更為明顯 。這個(gè)時(shí)候當(dāng)飛行員在機(jī)頭回望客艙,就能顯著的看到這個(gè)情況,但由于機(jī)艙中段設(shè)置了廁所,阻隔旅客的視線,所以大多數(shù)旅客并未能察覺到機(jī)身的變化。 無(wú)尾三角翼飛機(jī)的起飛(降落)距離和速度都比較高,這對(duì)飛機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)和起落架也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。協(xié)和飛機(jī)起飛速度高達(dá)每小時(shí)400千米(250哩),為了讓飛機(jī)在起飛失敗后迅速減速,協(xié)和飛機(jī)是首批使用防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的民航客機(jī),這是一套具有防滑、防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的安全制動(dòng)控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)在飛機(jī)起飛失敗緊急制動(dòng)時(shí)往往只能抱死機(jī)輪,加上前沖的慣性,容易造成側(cè)滑、方向不受控制的情況。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)可以防止機(jī)輪于制動(dòng)時(shí)鎖死令輪胎的靜摩擦力變成滑動(dòng)摩擦力而無(wú)法控制方向,提高制動(dòng)效率和操縱性,避免飛機(jī)失去控制,這尤其于濕滑地面更為重要。 協(xié)和飛機(jī)也是全球首種采用碳基(carbon-based)制動(dòng)裝置的民航機(jī)。這是鄧祿普(Dunlop)公司的產(chǎn)品 ,能夠把重達(dá)188公噸、時(shí)速達(dá)305千米(190哩)的協(xié)和飛機(jī)于1,600米內(nèi)煞停。完全停止后,制動(dòng)裝置的溫度會(huì)達(dá)300℃至500℃,需要數(shù)小時(shí)才能冷卻。

除此之外,由于協(xié)和飛機(jī)是無(wú)尾三角翼設(shè)計(jì),在起飛時(shí)需要一個(gè)較大的迎角(約18度)才能獲得足夠的升力,因此起落架也需要特別加強(qiáng),并延長(zhǎng)主起落架支架。但這又對(duì)起落架的收納產(chǎn)生麻煩,為了減少占用空間,起落架收起時(shí)需要伸縮一段距離,否則兩個(gè)起落架將會(huì)碰撞。另一方面基于大迎角起飛、降落的需要,為避免機(jī)尾觸地,協(xié)和飛機(jī)也在機(jī)尾設(shè)置了一個(gè)小型雙輪輔助起落架,成為協(xié)和飛機(jī)的一個(gè)特色。 可下垂的機(jī)鼻頭錐是協(xié)和飛機(jī)的外觀特征之一,既能在飛行時(shí)保持飛機(jī)的流線外型減低阻力,又可以于滑行、起飛和著陸時(shí)改善飛行員的視界。為了減少飛行阻力,協(xié)和飛機(jī)的機(jī)頭較其他民航機(jī)更長(zhǎng),并呈針狀。三角翼飛機(jī)起飛和著陸時(shí)的迎角較大,又長(zhǎng)又尖的機(jī)鼻會(huì)影響飛行員對(duì)跑道、滑行道的視野,因此協(xié)和飛機(jī)的機(jī)頭設(shè)計(jì)成可以改變角度以迎合各種操作需要 。另外機(jī)頭頭錐也帶有一個(gè)整流罩,這個(gè)可移動(dòng)的整流罩具有維持機(jī)頭流線型、保護(hù)駕駛艙玻璃、阻隔超音速飛行熱力等功能。整流罩會(huì)在頭錐下垂前收納到頭錐內(nèi),而當(dāng)頭錐恢復(fù)水平時(shí),整流罩會(huì)升回駕駛艙擋風(fēng)玻璃前方,令機(jī)頭回復(fù)流線外型。

首兩架協(xié)和飛機(jī)原型機(jī)的整流罩只有兩扇小窗。但美國(guó)聯(lián)邦航空局反對(duì)這種嚴(yán)重影響飛行員視界的設(shè)計(jì),并要求改善設(shè)計(jì),否則協(xié)和飛機(jī)將不予容許在美國(guó)營(yíng)運(yùn)。因此以后制造的預(yù)生產(chǎn)型、量產(chǎn)型飛機(jī)整流罩均修改成六扇大窗。

在地面滑行和起飛時(shí),駕駛艙內(nèi)的控制器能控制整流罩收納到頭錐內(nèi)并把頭錐角度下調(diào)5°。起飛后,整流罩和頭錐都會(huì)恢復(fù)原位。至飛機(jī)降落前,整流罩會(huì)再次收納到頭錐內(nèi),然后頭錐會(huì)下調(diào)12.5°以取得最佳前下方視界。而降落時(shí)頭錐會(huì)迅速回復(fù)到5°的位置以避免頭錐觸地。在非常罕有的情況下,協(xié)和飛機(jī)會(huì)將頭錐下調(diào)至12.5°起飛。此外,協(xié)和飛機(jī)也可以僅僅收起整流罩,而頭錐維持水平,但這只有在清潔擋風(fēng)玻璃和短時(shí)間亞音速飛行時(shí)使用。 普通亞音速民航客機(jī)由紐約飛往巴黎需要花上8小時(shí),但協(xié)和飛機(jī)完成同樣旅程僅僅需要少于3.5小時(shí),平均巡航速度達(dá)2.02馬赫(2,140千米/小時(shí)),最高巡航高度為18,300米,比普通飛機(jī)快超過(guò)兩倍 。

在定期航班服務(wù)中,協(xié)和飛機(jī)采用一種較有效率的“巡航爬升”(cruise-climb)方式。隨著燃油消耗,飛機(jī)變得越來(lái)越輕因而能夠爬升至更高的高度。這樣的方式通常有較高效率,因此普通民航客機(jī)亦會(huì)使用類似這種方式爬升,名為階段爬升(step climb),但普通飛機(jī)需要得到航空交通管制員許可才能爬升至更高高度。在北大西洋航線(North Atlantic Tracks)巡航期間,協(xié)和飛機(jī)在爬升至50,000英尺后已沒有其他民用客機(jī)與其共用空層,因此自50,000英尺起協(xié)和飛機(jī)能緩慢爬升至60,000英尺。 由于平流層氣流運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定,氣流以平流運(yùn)動(dòng)為主,超音速飛機(jī)的航線是長(zhǎng)期固定的,而非像其他飛行在平流層底部的普通民航客機(jī),需要每天根據(jù)天氣情況調(diào)整航線。

英國(guó)航空航班的呼號(hào)是“Speedbird”,但唯獨(dú)由協(xié)和飛機(jī)執(zhí)行的航班是例外。為了提醒航空交通管制員協(xié)和飛機(jī)獨(dú)特的性能和限制,通訊時(shí)會(huì)在其呼號(hào)“Speedbird”后加上“Concorde”,所以協(xié)和飛機(jī)的航班(BA001—BA004)在通訊中會(huì)被稱為“Speedbird Concorde 1”—“Speedbird Concorde 4”。而來(lái)往巴巴多斯的包機(jī)服務(wù),及維修后的試驗(yàn)飛行,其呼號(hào)也會(huì)使用“Speedbird Concorde”為前綴并加上四位數(shù)字的航班號(hào)碼。

歐洲在燃燒,上千人死亡!機(jī)場(chǎng)跑道熔化,未來(lái)極端高溫是否會(huì)更加強(qiáng)烈頻繁?

歐洲在燃燒,上千人死亡!機(jī)場(chǎng)跑道熔化,未來(lái)極端高溫是否會(huì)更加強(qiáng)烈頻繁?長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看受氣候變化影響,未來(lái)極端高溫天氣將出現(xiàn)得更頻繁、更早、更強(qiáng)烈。

關(guān)于《機(jī)場(chǎng)跑道加熱》的介紹到此就結(jié)束了。

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