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波音2707

2012年01月11日 09:38   來源:中國經濟網綜合   

  波音2707是美國波音公司首次開發的超音速客機計劃,也是美國歷史上至今唯一一種由美國政府直接主導、出資的民航客機研發項目。 

  1960年代,世界卷起了超音速客機的浪潮,美國也不甘落后,由美國政府主導研制美國的超音速客機,與研制軍用飛機的程序相同,國家招標、廠商競標、國會撥款,波音公司在競標中贏得合約后,波音在西雅圖開始飛機的設計工作。但至1970年代,因反對超音速客機的聲音驟起、研制時遇到技術困難、缺乏明確的市場需求等因素,政府最終在1971年撤銷了對這個項目的資金投入,在2架原型機完成之前就中止了整個計劃。

  研發背景  

  作為新興的超級大國,美國已經在第一代噴氣客機之戰中奪取了領導權,波音 707 和 DC-8 像潮水一樣灌向世界的民航市場,自然不會坐視歐洲和蘇聯在有關國家聲望的超音速客機之戰中領先。波音在 52 年就開始關注超音速客機的問題,58 年組織起研究小組,60 年開始,每年投入 1 百萬美元,準備大干快上了。62 年英法和蘇聯都開始正式研制超音速客機時,美國聯邦航空署 FAA 也提出了自己的超音速客機計劃。敢為人先的 Juan Trippe 指令泛美航空公司在 63 年 6 月 3 日向英法意向性訂貨協和式一天之后,肯尼迪在 63 年 6 月 4 日,在科羅拉多泉新建的空軍學院畢業典禮上,指令啟動美國的超音速客機計劃。擬議中的美國的超音速客機要更大、更快,要求達到 250-300 人的載客量和三倍音速的速度,航程不光要能夠覆蓋北大西洋航線,還要能夠覆蓋太平洋航線。NASA 對超音速客機積極研究,波音、洛克希德、道格拉斯和北美洛克韋爾都推出了自己的研制方案,通用電氣和普拉特·惠特尼也分別提出了各自的發動機方案。 

  洛克希德的 L-2000 方案介于協和式和圖-144 之間,只是比兩者都要大一號。L-2000 采用雙三角翼,翼下四臺發動機,布局循規蹈矩,不過因為“美英一家”的緣故,沒有人指責洛克希德抄襲英法。道格拉斯的方案和洛克希德的方案大同小異。 

  波音開始時的方案也研究過無尾大后掠三角翼,但是在競爭 TFX(最后通用動力勝出,推出 F-111)時,波音積累了相當的變后掠翼的設計經驗,引起波音超音速客機研制人員的強烈興趣,在波音內部的競爭中,變后掠翼勝出,公司代號波音 733。但是洛克希德和道格拉斯都用 2000 作為代號,分別為 L-2000 和 DC-2000,意喻 21 世紀的超先進技術,波音也不甘落后,最后將波音 733 改名為波音 2707,既有 21 世紀的含義,又提醒人們波音 707 將民航推入了噴氣時代。波音 2707 的方案幾經變更,從波音 2707-100 演變到-200,載客從 150 逐漸增加到 250,最后達到 300 人以上,發動機從機身下集中的四發(類似 B-1 轟炸機)變到平尾下的四發,速度從 M3 降到 M2.7,航程 6,440 公里(-300 增加到 6,760 公里)。波音 2707-200 的變后掠翼可以在 20-72 度后掠角之間變化,在不犧牲超音速巡航性能的前提下,優化低速起飛、著陸和亞音速巡航的性能。后一點十分重要,因為波音已經意識到噪聲和音爆的問題,小后掠角可以以較低的速度起飛、著陸,大大減低噪聲;音爆將使超音速客機在大陸上空被迫以亞音速飛行,所以亞音速將不僅僅是過渡階段,可能有相當一部分航線將以亞音速飛行。在機翼后略到最大角度時,機翼后緣和平尾前緣重疊,形成完整的大后掠三角翼,在保持“合成”機翼的相對厚度條件下,容許機翼厚度增加,簡化結構設計和增加翼內載油量,這一點和 F-14 非常相似。和 F-14 不同的是,波音 2707-200 的四臺發動機安裝在尾翼下,這是一個十分獨特的設計。發動機安裝在機尾并不罕見。飛機速度增高時,氣動升力中心不斷后移,而重心保持不變,自然形成一個低頭趨勢,需要壓平尾來恢復水平,這個動作稱為配平。壓平尾形成的向下氣動壓力增加了阻力,稱為配平阻力。機尾發動機的重量形成自然的配平力矩,減少配平阻力,這是為什么 60 年代尾置發動機布局十分流行的重要原因。尾置發動機的另一個好處是,發動機遠離機艙,噪音較低。尾置發動機在機械故障、渦輪盤碎裂時,碎片不易傷及乘客,對安全性要求及其嚴格的客機也是一個有利因素。但是尾置發動機一般離地較高,維修不便。波音將發動機安裝在水平尾翼下,既利用了尾置發動機的優點,又避免了維修不便的問題,是一個不錯的主意。對于波音 2707-200 這樣的變后掠翼飛機來說,固定的尾翼下的發動機還避免了常規的翼下發動機的麻煩,因為機翼后略角變化時,翼下發動機必須同步偏轉,以保持和前進方向一致。B-1 轟炸機那樣在翼根下密集安裝發動機的做法對客機不合適,發動機的噪音和振動離機艙太近,這也是波音 2707-100 演變為-200 的一個重要原因。

  終止撥款 

  1971年3月,盡管美國超音速客機計劃受到時任總統尼克松大力支持,但美國參議院否決了進一步撥款。支持者為了延續這項計劃,打著“為了一架美國超音速客機的國家委員會”(National Committee for an American SST)的旗號,呼吁支持者每人捐款1美元以實現這個理想[11]。隨后來自各地航空愛好者的信件像雪片飛來,總共收集到近一百萬美元的捐款。而工會由于擔心越戰和阿波羅計劃的結束會給美國航空工業帶來新一次的蕭條并引起失業,因此也支持超音速客機計劃繼續進行。時任美國勞工聯合會-產業工會聯合會主席喬治·米尼(George Meany)認為,美國起步較晚,在發展第一代超音速客機時已失去優勢,但美國應該盡快準備進入第二代(1980年代至1990年代的超音速客機)的競爭。 

  盡管分歧仍然很大,美國國會仍如期于1971年5月20日正式舉行有關是否終止超音速客機計劃撥款的投票,而這是一次極具爭議的投票。共和黨領袖杰拉爾德·福特引用喬治·米尼的論點:如果你給予超音速客機一票,您正是在保證現在的13,000個職位和二線的50,000個職位,以及未來十年內每年150,000個職位。而領導反對陣營的薛尼·耶茨(Sidney Yates)更要求舉行一輪公民投票。最終美國國會在215票反對撥款、204票支持的情況下,決議終止超音速飛機計劃的撥款。 

  而在波音2707超音速客機計劃結束之時,美國政府和波音公司已經投資了超過10億美元,當時波音2707擁有來自25家航空公司的115架訂單,協和飛機則有來自16家航空公司的74架訂單。波音正在建造的兩架原型機也無法完成,同時由于波音也失去了部分政府合約,民用航空市場也適逢降溫,波音公司不得不裁員60,000人以維持經營,因此波音2707也被輿論戲稱為“幾乎吃掉西雅圖的飛機”(The airplane that almost ate Seattle)。

(責任編輯:王飛)



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