【簡介:】本篇文章給大家談?wù)劇秴f(xié)和式飛機油箱多大》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、協(xié)和號大約每小時飛行多少千米?
2、協(xié)和式飛機的技術(shù)特點
3、協(xié)和式飛機為
本篇文章給大家談?wù)劇秴f(xié)和式飛機油箱多大》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、協(xié)和號大約每小時飛行多少千米?
- 2、協(xié)和式飛機的技術(shù)特點
- 3、協(xié)和式飛機為什么退出歷史舞臺
- 4、為什么協(xié)和客機只有一次嚴(yán)重的空難(滑跑時碰到一架DC10遺落的零件擊中郵油箱引起爆炸,導(dǎo)致一百多人
- 5、什么是協(xié)和式飛機
協(xié)和號大約每小時飛行多少千米?
協(xié)和號最大巡航速度M2.04,即1998 km每小時。
協(xié)和式飛機前機身細(xì)長,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產(chǎn)生的阻力,有利于超音速飛行。協(xié)和式飛機由于機頭過于細(xì)長,飛行員在起降時由于高仰角導(dǎo)致視線會被機頭擋住。
同時為了改善起降視野,機頭設(shè)計成可下垂式,在起降時下垂一定的角度,可以往下調(diào)5至12度,以便飛機在起飛和降落時,飛行員獲得極好的視野,巡航時則轉(zhuǎn)到正常狀態(tài)。不過龐大的機頭角度調(diào)整設(shè)備占用了飛機的寶貴重量與空間。
協(xié)和號的特點
當(dāng)任何飛機在飛越臨界馬赫數(shù)時,壓力中心(Centre of pressure)會向后轉(zhuǎn)移。在飛機重心不變的情況下會為飛機帶來一股下俯力矩。即使工程師為協(xié)和飛機設(shè)計了S型前緣的三角翼,壓力中心仍然會后移約2米。
雖然可以利用氣動翼面作配平控制(trim controls)來抵銷,但在如此高速的情況下會大幅增加飛機的阻力。因此,協(xié)和飛機會通過將燃油在機內(nèi)三個輔助調(diào)整油箱(4個位于機身與機翼前緣交會處,一個位于機尾)之間轉(zhuǎn)移,以電腦自動控制重心來達(dá)到配平,成為一種有效的輔助配平控制。
以上內(nèi)容參考:百度百科—協(xié)和號
協(xié)和式飛機的技術(shù)特點
協(xié)和式飛機前機身細(xì)長,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產(chǎn)生的阻力,有利于超音速飛行。協(xié)和式飛機由于機頭過于細(xì)長,飛行員在起降時由于高仰角導(dǎo)致視線會被機頭擋住,同時為了改善起降視野,機頭設(shè)計成可下垂式,在起降時下垂一定的角度,可以往下調(diào)5至12度,以便飛機在起飛和降落時,飛行員獲得極好的視野,巡航時則轉(zhuǎn)到正常狀態(tài)。不過龐大的機頭角度調(diào)整設(shè)備占用了飛機的寶貴重量與空間。
協(xié)和式超音速客機采用無水平尾翼布局,為了適應(yīng)超音速飛行,協(xié)和式飛機的機翼采用三角翼,機翼前緣為S形。協(xié)和式飛機共有四臺渦輪噴氣發(fā)動機。發(fā)動機由英國羅爾斯·羅伊斯公司和法國國營航空發(fā)動機公司(Rolls-Royce/SNECMA)負(fù)責(zé)研制。發(fā)動機型號為“奧林帕斯”593Mk610渦輪噴氣式發(fā)動機(Olympus 593)。單臺推力169.32千牛(38,000 lbs)。發(fā)動機具備了一般在超音速戰(zhàn)斗機上才使用的加力燃燒室(后燃器)。 協(xié)和式飛機的飛行速度能超過音速的兩倍,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2,150公里。
協(xié)和式飛機是1970年代的產(chǎn)品,但電子設(shè)備還是比較先進(jìn)的。特別是在自動飛行方面,協(xié)和式飛機能夠達(dá)到Ⅲ級自動降落和起飛,即協(xié)和式飛機完全能按照程序和指令,在無飛行員操縱下自動進(jìn)行起飛與降落。
由于協(xié)和式飛機設(shè)計于1960年代,所使用的技術(shù)只能代表60年代的技術(shù)水平,所以存在著兩個重大的缺陷:一個是經(jīng)濟性差。協(xié)和式飛機一次可滿載95.6噸的燃油,可每小時卻要消耗掉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)和式飛機航程較短,也就是說它只能勉強橫跨大西洋飛行,而不能橫跨太平洋飛行,這就限制了它的使用范圍。協(xié)和式飛機標(biāo)準(zhǔn)客座為100,最大客座為140,載客量偏小,運營成本較高。從而降低了它的經(jīng)濟性。二是起落時噪音太大,致使世界上絕大部分國家都不讓它起落;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)和飛機最初的設(shè)計主導(dǎo)思想,是立足于1950年代的航空技術(shù)水平,避免采用過多未成熟的新技術(shù)。但后來在研制過程中發(fā)現(xiàn),超音速客機在空氣動力學(xué)、飛行控制系統(tǒng)、發(fā)動機等方面的技術(shù)難度都超過了預(yù)期,過分依靠既有技術(shù)難以達(dá)到預(yù)定的性能指標(biāo),所以協(xié)和飛機的發(fā)展過程中也研究、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,對以后的民航客機發(fā)展具有重要影響,但協(xié)和飛機的研制時間也因此大大延長。
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)動機進(jìn)氣坡度,超音速巡航能力;電傳操縱發(fā)動機,是今天全權(quán)限數(shù)字電子控制(Full Authority Digital Electronic Control)發(fā)動機的先驅(qū);可下垂式機鼻,以增加著陸時駕駛艙的能見度;減重和提升性能; 2.04馬赫的巡航速度能帶來最經(jīng)濟的燃油消耗(雖然渦輪噴氣發(fā)動機于高速時能獲得較高的效率,但以2倍馬赫速度巡航能面對最低的激波阻力);機體主要材質(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的風(fēng)險;全權(quán)自動駕駛(autopilot)和自動節(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)傳輸各項空氣動力學(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,傳感器分布于機身多個位置;全電子控制類比電傳制動(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)移以控制飛機重心和升力中心的相對位置;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,同時減輕重量并提高部件強度。 協(xié)和飛機的S型前緣細(xì)長三角翼的出現(xiàn),有功于1950年代至1960年代期間超音速空氣動力學(xué)、旋渦動力學(xué)的蓬勃發(fā)展,許多理論上的預(yù)言已經(jīng)得到了風(fēng)洞試驗的證實。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,英國皇家飛機研究院(Royal Aircraft Establishment,RAE)空氣動力學(xué)部成立了一個研究小組,開始了對超音速客機的初步研究和設(shè)計工作。起初研究小組提出過采用后掠翼的方案,但發(fā)現(xiàn)這樣雖能提高飛行速度,但也產(chǎn)生了一些問題,最主要是降低了飛機的升阻比,起飛著陸距離長。為了改善飛機的低速性能,研究小組甚至討論過采用可變后掠翼的可行性,但依然存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、配平困難等問題。但非常幸運的是,一大批優(yōu)秀的空氣動力學(xué)家,例如迪特里希·屈西曼(Dietrich Küchemann)、約翰娜·韋伯(Johanna Weber)、史密斯(J. H. B. Smith)、馬斯克爾(E. C. Maskell),當(dāng)時云集超音速運輸飛機委員會(STAC),為協(xié)和飛機的細(xì)長三角翼作出重要貢獻(xiàn)。
這些空氣動力學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn),氣流從渦流發(fā)生器(例如細(xì)長機翼)前緣通過會分離出穩(wěn)定的漩渦(脫體渦,trapped vortex),高速旋轉(zhuǎn)的氣流提高了機翼表面的負(fù)壓,漩渦強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)洞成為試驗超音速飛機氣動性能的最佳途徑。在試驗中,三角翼的優(yōu)勢越來越明顯。在超音速飛行中,三角翼氣動阻力小,而機鼻形成的沖擊波到達(dá)三角翼的大后掠前緣時,會使三角翼產(chǎn)生非常高的氣動效率。另一方面,在大迎角飛行時,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。一批三角翼試驗機,如亨德里·佩奇公司的HP.115、費爾雷公司的Delta 1、Delta 2,也驗證了這項特性。然而,普通無尾三角翼的設(shè)計也擁有了后掠翼的部分缺點,由于超聲速三角翼飛機展弦比較小,低速飛行時的升阻比低,氣動特性不理想,起飛著陸距離長。因此,協(xié)和飛機采用了雙三角翼的設(shè)計。雙三角翼的內(nèi)外側(cè)兩個后掠角,靠近機身的翼根位置有較大的后掠角,以降低阻力;而在主要產(chǎn)生升力的機翼外段采用較小的后掠角和較小的機翼弦長,機翼前沿不是直線而是S型的曲線。細(xì)長S型前緣三角翼提高了低速時的升阻比,渦流穩(wěn)定性好,平衡了高速和低速時的要求,對低速起降時的操縱性有所改善。協(xié)和飛機的細(xì)長三角翼由于有效利用了脫體渦升力,滿足了飛機在低速、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力中心位于飛機重心之后,最大限度地減少升力中心隨速度的移動;從亞音速過渡到超音速飛行時,機翼壓力中心位置變化較小,提高了飛機的穩(wěn)定性。 為了令協(xié)和飛機在經(jīng)濟上可行,它需要飛行一段頗長的距離,這需要一種高效率的發(fā)動機。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)動機是最佳選擇,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)動機則不適合用于超音速客機。每架協(xié)和飛機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)動機,是當(dāng)時世界上推力最大渦噴發(fā)動機,每具可產(chǎn)生多達(dá)18.7噸的推力。奧林匹斯發(fā)動機最初是為火神式轟炸機(Avro Vulcan)研制,其后再為協(xié)和飛機發(fā)展出593型。四具發(fā)動機以兩具一組發(fā)動機短艙的方式,分別下掛在機翼下側(cè),而沒有發(fā)動機支架,減少了氣體湍流,使發(fā)動機更加穩(wěn)定,以免發(fā)動機在超音速飛行時脫落。協(xié)和飛機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)飛機處于亞音速飛行而高度低于30,000英尺(約9144米)時,靠近機身的兩具發(fā)動機反推力裝置便可開啟,飛機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)動機是西方國家唯一一種帶有加力燃燒室的民用渦噴發(fā)動機。協(xié)和飛機除了在起飛和跨音速時(0.95馬赫至1.7馬赫之間)使用加力燃燒室外,其余時段均會關(guān)閉。實際上在無加力燃燒室的協(xié)助下亦能勉強到達(dá)2馬赫,但發(fā)現(xiàn)要花更長時間在高阻力跨音速階段的加速過程,耗油量反而更高。由于渦輪噴氣發(fā)動機在低速時效率非常低,協(xié)和飛機在跑道滑行起飛時就需要消耗超過2噸燃料。由于飛機在經(jīng)過長時間飛行后飛機重量隨燃油消耗而減輕,飛機降落后在地面滑行時只會使用外側(cè)的兩具發(fā)動機就能提供足夠推力。如果協(xié)和飛機在降落后滑行中途耗盡燃料的話,飛行員會被解雇。盡管如此,當(dāng)協(xié)和飛機以2馬赫速度進(jìn)行超音速巡航時,奧林匹斯593型其實是世界上效率最高的渦輪噴氣發(fā)動機。
在超音速飛行時,進(jìn)氣道口會產(chǎn)生激波并對空氣進(jìn)行預(yù)壓縮。為了降低超音速激波阻力,并讓發(fā)動機維持最佳進(jìn)氣效率,協(xié)和飛機的進(jìn)氣道也經(jīng)過了特殊設(shè)計。所有常規(guī)噴氣發(fā)動機都只能吸收速度約0.5馬赫的氣流,因此巡航速度達(dá)2馬赫的協(xié)和飛機必須將超音速的進(jìn)氣速度減慢至亞音速,否則發(fā)動機效率會大大降低,并可能引發(fā)發(fā)動機喘振等問題,另外協(xié)和飛機也必須控制減慢氣流速度時所形成的激波位置以避免損壞發(fā)動機。為解決上述問題,協(xié)和飛機采用了可調(diào)節(jié)進(jìn)氣道,以一對可移動的大型斜板(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引進(jìn)氣流進(jìn)行預(yù)壓縮。
兩塊斜板位于發(fā)動機短艙進(jìn)氣道頂部,由液壓系統(tǒng)控制,可以向下移動;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。在飛機起飛時發(fā)動機進(jìn)氣需求高,斜板會平放(處于收起狀態(tài)),溢流門會向上打開以增加進(jìn)氣量。當(dāng)飛機速度到達(dá)0.7馬赫時,溢流門會關(guān)閉;而速度達(dá)1.3馬赫時,斜板會開始移動并將氣流引導(dǎo)出進(jìn)氣道并用于機艙加壓。當(dāng)飛機以2.0馬赫進(jìn)行超音速巡航時,斜板會覆蓋一半進(jìn)氣口面積,協(xié)助壓縮空氣和增加氣流溫度以減輕發(fā)動機壓縮段的工作壓力。這套系統(tǒng)對提高發(fā)動機效率有很大幫助,協(xié)和飛機在超音速飛行時,有63%的推力是由進(jìn)氣道預(yù)壓縮產(chǎn)生。
如果在飛行時發(fā)動機失效熄火會為傳統(tǒng)亞音速客機帶來重大問題,不僅是失去部分推力而且還會產(chǎn)生很大的阻力,導(dǎo)致飛機向失效發(fā)動機的一方傾斜和偏航。如果這個情況于超音速飛行時出現(xiàn),幾乎可以肯定會對機體強大產(chǎn)生極大的挑戰(zhàn) 。發(fā)動機失效后涵道實際上已經(jīng)毫無作用并且成為嚴(yán)重的阻力來源,所以協(xié)和飛機會將失效發(fā)動機的進(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)動機下方通過,將發(fā)動機短艙恢復(fù)流線型,以減低失效發(fā)動機產(chǎn)生的阻力同時提供少許升力。在實際測試中,協(xié)和飛機可以在2馬赫飛行途中關(guān)閉一側(cè)的2具發(fā)動機,而不會產(chǎn)生任何操縱問題。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)和飛機在在五萬余呎高空飛行,機外環(huán)境溫度約為零下50℃,飛機在超音速飛行時,空氣壓力和摩擦力會使飛機表面加熱,而且飛機不同部分的升溫情況也有所差異,并且會在機身表面形成溫差。超音速飛機最熱的部份除了發(fā)動機之外就是機頭頭錐,協(xié)和飛機在飛行時頭錐最高溫度可達(dá)127℃,機身后段也可超過90℃。協(xié)和飛機主體材質(zhì)為硬鋁(AU2GN/ASTM 2168飛行器專用鋁材),僅在部分需要長時間承受高溫的特殊部位,例如升降副翼、發(fā)動機短艙等處使用鈦合金和不銹鋼。鋁材在當(dāng)時已經(jīng)在飛機制造工業(yè)廣泛使用,應(yīng)用經(jīng)驗較多,而且價格低廉、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)和飛機的最高速度被限制在2.02馬赫,而這個速度是硬鋁的高溫極限。假如目標(biāo)速度超過2.02馬赫,機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重量。
協(xié)和飛機于飛行期間會經(jīng)歷兩個加熱及冷卻的循環(huán)。第一次冷卻于飛機起飛爬升時,機身溫度隨高度提升而下降;然后超音速飛行時機體表面加熱,最后于飛機下降、速度減慢時再度冷卻。這些因素都必須于冶金塑模時一并考慮。為此協(xié)和飛機在研制時建立了一個試驗平臺,對一片全尺寸的機翼進(jìn)行反復(fù)加熱和冷卻,并定時抽取金屬樣本進(jìn)行金屬疲勞檢驗。由于熱脹冷縮,協(xié)和飛機超音速飛行期間,機身會膨脹延長達(dá)300毫米,這個現(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在飛行途中增加并形成一條縫隙。所有協(xié)和飛機在其退役飛行時,飛行工程師都會將自己的帽子放置于縫隙中,當(dāng)飛機降落、冷卻后,帽子就會永久被夾在其中。
為了保持機艙涼快,協(xié)和飛機所載的燃油會有類似“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,駕駛艙前的窗戶也會被加熱,此時窗前會加上一塊遮陽板以防止熱力直接傳遞到駕駛艙。
由于協(xié)和飛機具有表面加熱的特性,因此其涂裝亦有所限制。機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,法國航空為了協(xié)助百事可樂宣傳,曾將一架協(xié)和飛機(登記編號F-BTSD)除機翼以外涂上以藍(lán)色為主的廣告涂裝。根據(jù)法國宇航和法國航空的建議,這架協(xié)和飛機維持以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,是因為它不需要執(zhí)行任何需要長時間以2馬赫飛行的定期航班。
結(jié)構(gòu)強度
協(xié)和飛機高速飛行時,轉(zhuǎn)向會為飛機結(jié)構(gòu)帶來巨大壓力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)扭曲變形。為了在超音速飛行時依然能夠維持有效、精確的控制,解決辦法是對機翼內(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,相對軟弱的機翼外段的副翼控制面將會鎖定在水平位置,而只會操作靠近翼根位置、相對強度較高的內(nèi)側(cè)副翼控制面。
另一方面,細(xì)長的機身意味著較低的結(jié)構(gòu)強度。實際上協(xié)和飛機飛行時機身會出現(xiàn)少許彎曲,尤其在起飛時這個現(xiàn)象更為明顯 。這個時候當(dāng)飛行員在機頭回望客艙,就能顯著的看到這個情況,但由于機艙中段設(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身的變化。 無尾三角翼飛機的起飛(降落)距離和速度都比較高,這對飛機的制動系統(tǒng)和起落架也是一項挑戰(zhàn)。協(xié)和飛機起飛速度高達(dá)每小時400千米(250哩),為了讓飛機在起飛失敗后迅速減速,協(xié)和飛機是首批使用防抱死制動系統(tǒng)(ABS)的民航客機,這是一套具有防滑、防鎖死等優(yōu)點的安全制動控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)制動系統(tǒng)在飛機起飛失敗緊急制動時往往只能抱死機輪,加上前沖的慣性,容易造成側(cè)滑、方向不受控制的情況。防抱死制動系統(tǒng)可以防止機輪于制動時鎖死令輪胎的靜摩擦力變成滑動摩擦力而無法控制方向,提高制動效率和操縱性,避免飛機失去控制,這尤其于濕滑地面更為重要。 協(xié)和飛機也是全球首種采用碳基(carbon-based)制動裝置的民航機。這是鄧祿普(Dunlop)公司的產(chǎn)品 ,能夠把重達(dá)188公噸、時速達(dá)305千米(190哩)的協(xié)和飛機于1,600米內(nèi)煞停。完全停止后,制動裝置的溫度會達(dá)300℃至500℃,需要數(shù)小時才能冷卻。
除此之外,由于協(xié)和飛機是無尾三角翼設(shè)計,在起飛時需要一個較大的迎角(約18度)才能獲得足夠的升力,因此起落架也需要特別加強,并延長主起落架支架。但這又對起落架的收納產(chǎn)生麻煩,為了減少占用空間,起落架收起時需要伸縮一段距離,否則兩個起落架將會碰撞。另一方面基于大迎角起飛、降落的需要,為避免機尾觸地,協(xié)和飛機也在機尾設(shè)置了一個小型雙輪輔助起落架,成為協(xié)和飛機的一個特色。 可下垂的機鼻頭錐是協(xié)和飛機的外觀特征之一,既能在飛行時保持飛機的流線外型減低阻力,又可以于滑行、起飛和著陸時改善飛行員的視界。為了減少飛行阻力,協(xié)和飛機的機頭較其他民航機更長,并呈針狀。三角翼飛機起飛和著陸時的迎角較大,又長又尖的機鼻會影響飛行員對跑道、滑行道的視野,因此協(xié)和飛機的機頭設(shè)計成可以改變角度以迎合各種操作需要 。另外機頭頭錐也帶有一個整流罩,這個可移動的整流罩具有維持機頭流線型、保護(hù)駕駛艙玻璃、阻隔超音速飛行熱力等功能。整流罩會在頭錐下垂前收納到頭錐內(nèi),而當(dāng)頭錐恢復(fù)水平時,整流罩會升回駕駛艙擋風(fēng)玻璃前方,令機頭回復(fù)流線外型。
首兩架協(xié)和飛機原型機的整流罩只有兩扇小窗。但美國聯(lián)邦航空局反對這種嚴(yán)重影響飛行員視界的設(shè)計,并要求改善設(shè)計,否則協(xié)和飛機將不予容許在美國營運。因此以后制造的預(yù)生產(chǎn)型、量產(chǎn)型飛機整流罩均修改成六扇大窗。
在地面滑行和起飛時,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,整流罩和頭錐都會恢復(fù)原位。至飛機降落前,整流罩會再次收納到頭錐內(nèi),然后頭錐會下調(diào)12.5°以取得最佳前下方視界。而降落時頭錐會迅速回復(fù)到5°的位置以避免頭錐觸地。在非常罕有的情況下,協(xié)和飛機會將頭錐下調(diào)至12.5°起飛。此外,協(xié)和飛機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)玻璃和短時間亞音速飛行時使用。 普通亞音速民航客機由紐約飛往巴黎需要花上8小時,但協(xié)和飛機完成同樣旅程僅僅需要少于3.5小時,平均巡航速度達(dá)2.02馬赫(2,140千米/小時),最高巡航高度為18,300米,比普通飛機快超過兩倍 。
在定期航班服務(wù)中,協(xié)和飛機采用一種較有效率的“巡航爬升”(cruise-climb)方式。隨著燃油消耗,飛機變得越來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,因此普通民航客機亦會使用類似這種方式爬升,名為階段爬升(step climb),但普通飛機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)和飛機在爬升至50,000英尺后已沒有其他民用客機與其共用空層,因此自50,000英尺起協(xié)和飛機能緩慢爬升至60,000英尺。 由于平流層氣流運動穩(wěn)定,氣流以平流運動為主,超音速飛機的航線是長期固定的,而非像其他飛行在平流層底部的普通民航客機,需要每天根據(jù)天氣情況調(diào)整航線。
英國航空航班的呼號是“Speedbird”,但唯獨由協(xié)和飛機執(zhí)行的航班是例外。為了提醒航空交通管制員協(xié)和飛機獨特的性能和限制,通訊時會在其呼號“Speedbird”后加上“Concorde”,所以協(xié)和飛機的航班(BA001—BA004)在通訊中會被稱為“Speedbird Concorde 1”—“Speedbird Concorde 4”。而來往巴巴多斯的包機服務(wù),及維修后的試驗飛行,其呼號也會使用“Speedbird Concorde”為前綴并加上四位數(shù)字的航班號碼。
協(xié)和式飛機為什么退出歷史舞臺
協(xié)和式飛機退役停航有多種原因:
1、噪音環(huán)保問題
由于是超音速航行,其“音爆”噪聲對地面影響很大,可供選擇的航線有限。
2、油耗問題
同樣因為是超音速飛機,發(fā)動機油耗極大,由于當(dāng)時油價上漲,顯得很不經(jīng)濟。
3、飛行事故
協(xié)和式發(fā)生過多次事故,特別是2000年法國航空4590號班機空難,造成100多人死亡,這成了壓彎駱駝的最后一根稻草。
為什么協(xié)和客機只有一次嚴(yán)重的空難(滑跑時碰到一架DC10遺落的零件擊中郵油箱引起爆炸,導(dǎo)致一百多人
原因就是他的機票價格、噪音太大。他用的是4臺勞斯萊斯的引擎非常耗油,雖然帶來了速度但是價格往往不是一般人能承受的起的。如果用和諧客機就要擴建機場,不然周邊居民肯定會抗議的噪音比普通客機要大。后期因為空難死了113人從那以后和諧客機每次起飛都是賠錢的狀態(tài),最后支撐不住只能倒閉了。
什么是協(xié)和式飛機
協(xié)和式飛機是由英國和法國聯(lián)合研制的一種超音速客機。是原英國飛機公司(現(xiàn)并入英國宇航公司)和法國宇航公司在1960年代合作研制的一種四發(fā)超音速客機。協(xié)和式飛機最大飛行速度可達(dá)2.04馬赫,巡航高度18000米。
1969年,第一架協(xié)和超音速客機誕生,并于1976年1月21日投入商業(yè)飛行。協(xié)和式超音速客機是世界上唯一投入航線上運營的超音速商用客機。協(xié)和式飛機一共只生產(chǎn)了20架。
英國航空公司和法國航空公司使用協(xié)和式飛機運營跨越大西洋的航線。到2003年,尚有12架協(xié)和式飛機進(jìn)行商業(yè)飛行。2003年10月24日,協(xié)和式飛機執(zhí)行了最后一次飛行,全部退役。
除協(xié)和式飛機以外,唯一的另外一種商用超音速客機是由蘇聯(lián)設(shè)計制造的圖-144型客機。
歷史
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20世紀(jì)50年代,噴氣發(fā)動機、后掠翼等技術(shù)的應(yīng)用,戰(zhàn)斗機已經(jīng)實現(xiàn)了超音速和二倍音速飛行。噴氣式客機趨于成熟后,民航界又把注意力放到超音速客機上,預(yù)計1960年代航空公司需要一種既能遠(yuǎn)程飛行,又能快速到達(dá)目的地的飛行器。美、蘇、英、法等國紛紛開始探索研制超音速大型飛機。
1956年至1961年,英、法兩國分別進(jìn)行超音速客機研究,由于研制費用高,加上兩國方案相近,1962年,英國/法國兩國簽署了一個政府合作協(xié)議。在這個協(xié)議上提出了SST計劃(Supersonic Transport Program)即超音速運輸計劃。協(xié)和超音速客機就是SST計劃的產(chǎn)物。由英法兩國政府平攤巨額研制費。1963年1月,當(dāng)時的法國總統(tǒng)戴高樂親自將這一研制計劃命名為"協(xié)和"。
協(xié)和原型機于1965年開始制造,法國組裝的第一架協(xié)和001飛機于1967年12月11日出廠,1969年3月協(xié)和式飛機試飛,同年10月1日進(jìn)行的第45次試飛時突破了音障。英國組裝的第一架協(xié)和002飛機也于1969年4月首飛。1975年底取得兩國型號合格證后開始投入使用,1976年1月21日投入商業(yè)飛行。 協(xié)和式飛機于1979年停產(chǎn),總共生產(chǎn)了20架,英法兩國各生產(chǎn)10架。其中2架原型機,2架預(yù)生產(chǎn)型和16架生產(chǎn)型。除了2架生產(chǎn)型用于試驗,英國航空和法國航空各有7架,后來法航1架退役。最終協(xié)和式飛機于2003年全部退役。
2003年5月31日,法航的協(xié)和客機進(jìn)行了最后一次商業(yè)飛行。2003年10月24日,英航的協(xié)和客機結(jié)束了最后一次飛行。
技術(shù)特點
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協(xié)和式超音速客機采用無水平尾翼布局,為了適應(yīng)超音速飛行,協(xié)和式飛機的機翼采用三角翼,機翼前緣為S形。三角翼的特點為失速臨界點高,飛行速度可以更快,且能有效降低超高速抖動時的問題。
協(xié)和式飛機前機身細(xì)長,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產(chǎn)生的阻力,有利于超音速飛行。協(xié)和式飛機由于機頭過于細(xì)長,飛行員在起降時由于高仰角導(dǎo)致視線會被機頭擋住,同時為了改善起降視野,機頭設(shè)計成可下垂式,在起降時下垂一定的角度,可以往下調(diào)5至12度,以便飛機在起飛和降落時,飛行員獲得極好的視野,巡航時則轉(zhuǎn)到正常狀態(tài)。不過龐大的機頭角度調(diào)整設(shè)備占用了飛機的寶貴重量與空間。協(xié)和式飛機還有個令人津津樂道的特點就是會「變形」:其一是因為在2馬赫的飛行速度時,空氣摩擦使其機體產(chǎn)生高熱,因熱脹冷縮效應(yīng),協(xié)和式飛機在高速飛行時最長會「變長」約24公分。預(yù)生產(chǎn)型協(xié)和作了修改,機頭橫截面從圓形改成扁圓形;并加長了客艙。
協(xié)和式飛機共有四臺渦輪噴氣發(fā)動機。發(fā)動機由英國羅爾斯·羅伊斯公司和法國國營航空發(fā)動機公司(R0lls-Royce/SNECMA)負(fù)責(zé)研制。發(fā)動機型號為“奧林帕斯”593Mk610渦輪噴氣式發(fā)動機(Olympus 593)。單臺推力169.32千牛(38,000 lbs)。發(fā)動機具備了一般在超音速戰(zhàn)斗機上才使用的加力燃燒室(后燃器)。 協(xié)和式飛機的飛行速度能超過音速的兩倍,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2,150公里。
協(xié)和式飛機是1970年代的產(chǎn)品,但電子設(shè)備還是比較先進(jìn)的。特別是在自動飛行方面,協(xié)和式飛機能夠達(dá)到Ⅲ級自動降落和起飛,即協(xié)和式飛機完全能按照程序和指令,在無飛行員操縱下自動進(jìn)行起飛與降落。
由于協(xié)和式飛機設(shè)計于1960年代,所使用的技術(shù)只能代表60年代的技術(shù)水平,所以存在著兩個重大的缺陷:一個是經(jīng)濟性差。協(xié)和式飛機一次可滿載95.6噸的燃油,可每小時卻要消耗掉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)和式飛機航程較短,也就是說它只能勉強橫跨大西洋飛行,而不能橫跨太平洋飛行,這就限制了它的使用范圍。協(xié)和式飛機標(biāo)準(zhǔn)客座為100,最大客座為140,載客量偏小,運營成本較高。從而降低了它的經(jīng)濟性。二是起落時噪音太大,致使世界上絕大部分國家都不讓它起落;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。
商業(yè)飛行
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最初共有18家航空公司隨后承諾訂購77架“協(xié)和”,后來各航空公司紛紛終止了簽訂的訂貨合同,最終也只有英國航空公司和法國航空公司使用協(xié)和式飛機投入航線運營。
1976年1月21日,“協(xié)和”客機首次投入商業(yè)飛行,英國航空公司首航從倫敦到巴林,法國航空公司首航從巴黎經(jīng)達(dá)卡爾至里約熱內(nèi)盧。1976年5月,英航和法航同時推出跨大西洋至美國的航線。后來,協(xié)和式飛機的定期航班中除了倫敦-紐約,巴黎-紐約的每日往返飛行外,由于噪音及成本等原因,其它都已先后終止了。英、法兩國的航空公司在協(xié)和式飛機的運營上每年虧損4000-5000萬美元。依靠兩國政府補貼維持飛行。
雖然協(xié)和式飛機有著這樣那樣的缺點,但是由于其高速特性,仍然成為往返于美國和英、法兩國之間的工商界、政界高級人士,投資銀行家等人的最佳交通工具。協(xié)和式飛機票價高昂,親自搭乘協(xié)和式班機往返歐美大陸成為許許多多人的夢想。協(xié)和式飛機從歐洲到紐約的航程只需要不到三個半小時,且因為倫敦、巴黎與紐約時差六個小時,所以搭乘協(xié)和號的旅客最喜歡說:“我還沒出發(fā)就已經(jīng)到了”(因為協(xié)和式飛機從巴黎到紐約的飛行時間通常只需3小時15分鐘,而巴黎和紐約的時差是6個小時,當(dāng)乘客飛越大西洋從巴黎到達(dá)紐約之后,還要將自己的手表往回?fù)?小時45分鐘。也就是說,從時間上來講,乘“協(xié)和”客機從巴黎到紐約,乘客實際上“尚未出發(fā),就已到達(dá)”)。
從飛行安全性來看,協(xié)和式飛機還是非常安全的,到1999年底,總共安全運營了24年,使協(xié)和式飛機獲得了全球最安全的客機的名聲。
重大事故記錄
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2000年7月25日,法國航空公司AF4590航班的一架協(xié)和式飛機在巴黎戴高樂機場起飛后兩分鐘起火墜毀,機上100名乘客,9名機組成員全部遇難,地面另有4名受害者。根據(jù)事后調(diào)查,協(xié)和式飛機在進(jìn)行起飛時輾過了跑道上另一架美國大陸航空的DC-10脫落的金屬片,造成爆胎,而輪胎破片高速擊中機翼中的油箱之后引發(fā)失火,導(dǎo)致飛機于起飛數(shù)分鐘后墜毀。這是協(xié)和超音速客機運營過程中唯一的一次造成人員傷亡的重大事故。至此,協(xié)和式飛機25年的安全飛行無傷亡記錄被終結(jié)。
此次失事促使協(xié)和式飛機制造商重新改造機體設(shè)計,并修補缺陷。甚至利用制造防彈衣(Kelvar)原料來保護(hù)油箱,以避免油箱以后遭到高速的異物擊穿。但盡管如此,由于整個失事過程都被民眾用家用錄影器材拍攝下來,造成社會大眾心理上的嚴(yán)重影響,不論這種飛機以往聲望有多高,但僅僅一次失事就讓協(xié)和式飛機從此一蹶不振。
技術(shù)數(shù)據(jù)
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尺寸數(shù)據(jù)
翼展25.56米,機長62.1米,機高11.4米,機翼面積358.25平方米??团撻L×寬×高:39.32米×2.63米×1.96米。
發(fā)動機
4臺奧林帕斯593 Mk610渦噴發(fā)動機
重量及載荷
空重78700千克,最大商載12700千克,最大起飛重量186065千克,最大著陸重量111130千克。
性能數(shù)據(jù)
最大巡航速度M2.04,海平面爬升率25.4米/秒,最大載重航程5110千米,起飛距離3410米,著陸距離2220米。
噪音特性
起飛噪音119.5分貝,側(cè)向噪音112.2分貝,進(jìn)場噪音116.7分貝。
關(guān)于《協(xié)和式飛機油箱多大》的介紹到此就結(jié)束了。