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噴氣式客機(jī)進(jìn)化論(一),波音崛起

在過(guò)去的六十多年的時(shí)間里,近30家公司交付了近40000架噴氣式客機(jī),促進(jìn)了民航業(yè)的大發(fā)展,所以我們有必要回顧一下現(xiàn)代噴氣式客機(jī)的發(fā)展。

第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,大量軍用運(yùn)輸機(jī)退出現(xiàn)役,大量合格的軍隊(duì)飛行員也在尋找工作,憑借這些豐富資源,私營(yíng)航空公司如雨后春筍般出現(xiàn),五花八門的軍用運(yùn)輸機(jī)被改裝成客機(jī)開(kāi)始飛往全球各個(gè)角落。

德哈維蘭德“迅龍”

但是,過(guò)剩的道格拉斯C-47和德哈維蘭德“迅龍”(Dragon Rapide)很快就變得老化而陳舊,急需新型專用客機(jī)取而代之。盡管一些航空公司將目光投向了更大更復(fù)雜的新型活塞客機(jī),例如洛克希德“星座”(Constellation)和波音“同溫層巡航者”(Stratocruiser),但少數(shù)有前瞻性眼光的制造商已經(jīng)意識(shí)到未來(lái)屬于噴氣式客機(jī),戰(zhàn)后已經(jīng)脫穎而出渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)將能使客機(jī)飛得更高,更快,更遠(yuǎn)!

波音377“同溫層巡航者”

噴氣式客機(jī)先鋒

關(guān)于哪種飛機(jī)是世界上第一架噴氣式客機(jī),人們有諸多爭(zhēng)論,不過(guò)英國(guó)阿芙羅公司在1946年初就開(kāi)始就試飛安裝了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的“蘭開(kāi)斯特城”(Lancastrian)試驗(yàn)臺(tái)。

1945年10月,一架前英國(guó)空軍的“蘭開(kāi)斯特城”運(yùn)輸機(jī)VH742被移交給羅爾斯·羅伊斯公司接受改裝,該機(jī)機(jī)翼外側(cè)兩臺(tái)“灰背隼”V-12活塞發(fā)動(dòng)機(jī)被拆除,換成了兩臺(tái)羅羅“尼恩”(Nene)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),同時(shí)燃油系統(tǒng)也進(jìn)行了改造,既可以為內(nèi)側(cè)兩臺(tái)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)輸送航空汽油,也可以為新的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)輸送航空煤油。

完成改裝的VH742于1946年8月14日首飛,并在9月19日進(jìn)行了三架次載有記者和空軍部官員的客運(yùn)飛行。11月23日,這架飛機(jī)完成了從倫敦到巴黎的首次噴氣動(dòng)力客運(yùn)飛行,除起飛和降落外,該機(jī)的“灰背隼”發(fā)動(dòng)機(jī)都被關(guān)閉,三葉螺旋槳也處于順槳狀態(tài)以降低阻力,成為首次以純噴氣動(dòng)力進(jìn)行的從一個(gè)國(guó)家飛往另一個(gè)國(guó)家的客運(yùn)飛行。

噴氣飛行的“蘭開(kāi)斯特城”VH742

羅羅和阿芙羅繼續(xù)合作改裝了第二架“尼恩”動(dòng)力的“蘭開(kāi)斯特城”(VH737),以及兩架“阿汶”(Avon)動(dòng)力的“蘭開(kāi)斯特城”(VM732和VL970),后者為德哈維蘭(De Havilland)“彗星”(Comet)戰(zhàn)斗機(jī)測(cè)試了“阿汶”502渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),同時(shí)“蘭開(kāi)斯特城”VM703和VM729也在測(cè)試作為備選的德哈維蘭“幽靈”(Ghost)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。

安裝“阿汶”渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的“蘭開(kāi)斯特城”VM732

不過(guò)這些“蘭開(kāi)斯特城”都保留了“灰背隼”活塞發(fā)動(dòng)機(jī),從本質(zhì)上講僅僅是渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái),不能稱為是世界上第一架噴氣式客機(jī)。最終這項(xiàng)榮譽(yù)落到了阿芙羅公司的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手維克斯·超馬林手中,后者在1948年4月6日首飛了的純“尼恩”噴氣動(dòng)力的“維京”(Viking)客機(jī)。

這架“維京”(G-AJPH)在維克斯的威斯利工廠接受了改裝,兩臺(tái)1690馬力的布里斯托爾“大力神”(Hercules)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)被2.2噸推力的“尼恩”I渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)取代。為了抵御渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的灼熱噴流,“維京”增大了機(jī)翼和尾翼控制面金屬蒙皮的面積。該機(jī)在機(jī)翼發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)安裝了專門設(shè)計(jì)的雙輪主起落架單元,由于輪胎過(guò)于靠近尾噴管,受熱后有爆胎風(fēng)險(xiǎn),所以機(jī)組被命令在試飛中每隔兩到三分鐘就放下一次起落架以散發(fā)熱量!

世界首架噴氣式客機(jī)“維京”(G-AJPH)

“尼恩維京”能飛到741公里/小時(shí)的驚人速度,但通常以630公里/小時(shí)的速度巡航。該機(jī)還能在短短三分鐘內(nèi)爬升到3000米高度,絕對(duì)升限達(dá)到13400米,比其活塞版本高出了6000米。

1948年7月15日,“尼恩維京”以633公里/小時(shí)的平均速度飛越英吉利海峽,并在34分鐘7秒內(nèi)從倫敦飛到巴黎,比“尼恩蘭開(kāi)斯特城”快了7分鐘。

但是該機(jī)最終沒(méi)有等到訂單,完成試飛后,G-AJPH被改回活塞動(dòng)力,作為標(biāo)準(zhǔn)“維京”客機(jī)出售給了鷹航(Eagle Aviation)。

第一代噴氣式客機(jī)

為響應(yīng)布拉巴宗委員會(huì)1943年對(duì)戰(zhàn)后客機(jī)研發(fā)提出的建議,德哈維蘭公司一直在悄悄研制自己的噴氣式客機(jī)。該委員會(huì)的建議之一是研制具有增壓客艙的跨大西洋客機(jī),盡管當(dāng)時(shí)許多人認(rèn)為噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)很不可靠且油耗過(guò)高以致無(wú)法滿足越洋飛行的要求,但委員會(huì)成員德·哈維蘭德爵士(Sir Geoffrey de Havilland)利用他的影響力及其公司在噴氣式飛機(jī)方面的專業(yè)知識(shí),確保布拉巴宗委員會(huì)指定新客機(jī)要采用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。

不出意料,德哈維蘭的DH.106方案在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,在1945年12月獲得了英國(guó)海外航空公司(BOAC)的十架訂單。

德哈維蘭考慮了許多非常規(guī)布局,如鴨翼和類似DH.108“燕子”驗(yàn)證機(jī)的無(wú)尾設(shè)計(jì)。1946年9月,BOAC要求將載客量從24座增加到36座,由于沒(méi)有時(shí)間來(lái)對(duì)無(wú)尾設(shè)計(jì)進(jìn)行放大,因此設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)決定改用20度后掠翼的傳統(tǒng)布局。

DH.106的設(shè)計(jì)演進(jìn)

該機(jī)原計(jì)劃在翼根內(nèi)安裝四臺(tái)哈福德H.1“小妖”(Goblin)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),但很快就被放棄,取而代之的是推力更大的羅羅“阿汶”。該機(jī)在1947年12月被命名為DH.106“彗星”(Comet),原型機(jī)G-ALVG于1949年7月27日在德哈維蘭首席試飛員約翰·坎寧安(John Cunningham)駕駛下完成了持續(xù)31分鐘的首飛,世界上首架專門設(shè)計(jì)的噴氣式客機(jī)終于問(wèn)世。

“彗星”原型機(jī)

第一架生產(chǎn)型“彗星”(G-ALYP)于1951年1月9日首飛,被借給BOAC用于航線拓展。1952年5月2日,G-ALYP在BOAC的航線驗(yàn)證試飛中執(zhí)行了全球首架次噴氣式客機(jī)的付費(fèi)航班,從倫敦飛到了約翰內(nèi)斯堡。

“彗星”G-ALYP與兩架原型機(jī)

但是一系列不幸的事故以及到1958年都無(wú)法解決的技術(shù)問(wèn)題,使“彗星”在噴氣式客機(jī)競(jìng)爭(zhēng)迅速喪失技術(shù)領(lǐng)先地位。等到“彗星”4正式成熟時(shí),更大、更快、航程更遠(yuǎn)且更具成本效益的波音707和道格拉斯DC-8已經(jīng)出現(xiàn)。最終“彗星”僅制造了114架。

“彗星”4B

加拿大、法國(guó)與蘇聯(lián)的努力

就在“彗星”首飛后第13天,加拿大阿芙羅公司首飛了C102噴氣式客機(jī)。這是一架36座客機(jī),安裝四臺(tái)羅羅“德文特”(Derwent)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),被設(shè)計(jì)用來(lái)滿足取代道格拉斯DC-3飛加拿大國(guó)內(nèi)航線的需求,該機(jī)成為北美第一架噴氣式客機(jī)。

C102噴氣式客機(jī)

包括美聯(lián)航、東方航空和美國(guó)航空在內(nèi)的多家北美航空公司代表對(duì)C102進(jìn)行了評(píng)估,美國(guó)航空首席飛行員丹·比爾德驚呼:“我認(rèn)為該機(jī)能成為噴氣式客機(jī)中的DC-3!”

盡管好評(píng)不斷,但上述航空公司都沒(méi)有購(gòu)買C102,只有環(huán)球航空(TWA)的老板霍華德·休斯提出可以購(gòu)買,但要求由康維爾公司(Convair)在美國(guó)按許可證制造,最終這筆30架的交易沒(méi)有達(dá)成一致,C102僅制造出一架原型機(jī)(CF-EJO-X)。

同時(shí),英國(guó)阿芙羅公司制造的“尼恩”動(dòng)力“都鐸”8(Tudor 8)和“阿什頓”(Ashton,也被稱為“都鐸”9)驗(yàn)證機(jī)分別于1948年9月6日和1950年9月1日首飛,但阿芙羅無(wú)意將這兩種驗(yàn)證機(jī)轉(zhuǎn)化為正式產(chǎn)品。而其他制造商的首批噴氣式客機(jī)直到50年代中期才能飛上天空。

“都鐸”8

1954年7月15日,波音367-80進(jìn)行了首飛,終于使美國(guó)邁入噴氣客機(jī)領(lǐng)域。這架波音自行籌資冒險(xiǎn)研制的飛機(jī)將成為最終的著名波音707客機(jī)的基礎(chǔ),而后者問(wèn)世還需要等三年多的時(shí)間。1955年8月6日,波音試飛員約翰斯頓駕駛367-80在西雅圖金杯水上飛機(jī)競(jìng)賽場(chǎng)地上空進(jìn)行了兩次桶滾,以炫耀新客機(jī)的機(jī)動(dòng)性,嚇壞了當(dāng)時(shí)的波音總裁。

波音367-80

1955年5月27日,法國(guó)東南飛機(jī)制造公司(Sud Est)的SE.210“快帆”(Caravelle)首飛,該機(jī)最終成為全球第三種實(shí)際服役的噴氣式客機(jī)?!翱旆笔菫轫憫?yīng)1951年法國(guó)民用飛機(jī)委員會(huì)(Comité du Matériel Civil)提出的中型噴氣式客機(jī)規(guī)范研制的,采用了與“彗星”類似的機(jī)頭和座艙設(shè)計(jì),但率先采用了新穎的后機(jī)身兩側(cè)吊艙式發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。

SE.210“快帆”

“快帆”于1959年進(jìn)入斯堪的納維亞航空公司服役,總產(chǎn)量282架飛機(jī),成為歐洲最成功的第一代噴氣客機(jī),該機(jī)還獲得美國(guó)聯(lián)合航空的20架訂單,打入美國(guó)市場(chǎng)。

盡管蘇聯(lián)的圖波列夫圖-104落后“快帆”近一個(gè)月首飛,但該機(jī)卻搶先成為世界第二種實(shí)際服役的噴氣式客機(jī),于1956年9月開(kāi)始裝備蘇聯(lián)民航(Aeroflot)。1954-58年“彗星”因墜機(jī)而停飛使圖-104成為當(dāng)時(shí)全球唯一飛行的噴氣式客機(jī)。

脫胎于圖-16轟炸機(jī)的圖-104

圖-104為當(dāng)時(shí)世界上最大的航空公司——蘇聯(lián)民航運(yùn)輸了超過(guò)9000萬(wàn)名旅客,并裝備了捷克斯洛伐克航空公司(CSA)。事實(shí)上當(dāng)CSA在1957年開(kāi)始使用圖-104飛布拉格-莫斯科航線時(shí),它成為世界上第一家僅裝備噴氣式客機(jī)的航空公司。

波音707崛起

1957年12月20日首飛的波音707是367-80的改進(jìn)型,被公認(rèn)為第一種真正獲得商業(yè)成功的噴氣式客機(jī)。波音707的四臺(tái)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)被安裝在機(jī)翼下方的吊艙中,是發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)變得更加容易。波音707保留了367-80上借鑒自波音B-47噴氣式轟炸機(jī)的普惠JT3C渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙,但的機(jī)身橫截面積更大。

一母三胞

波音707于1958年10月26日開(kāi)始在泛美航空服役,不久該機(jī)就派生出了707-138遠(yuǎn)程型和707-320加長(zhǎng)型,兩者都在1959年開(kāi)始服役,此外還有1960年問(wèn)世的720短程型。波音707將主宰60年代的噴氣式客機(jī)市場(chǎng),在整個(gè)70年代變得無(wú)所不在。到最后一架波音707在1979年下線時(shí),該機(jī)總產(chǎn)量達(dá)到了1010架。拜波音707強(qiáng)勁銷售業(yè)績(jī)所賜,波音公司一舉成為全球最大的客機(jī)制造商。不過(guò)波音707很快就遇到了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,它就是道格拉斯公司的DC-8,該機(jī)于1958年5月30日首飛,次年9月進(jìn)入美聯(lián)航和達(dá)美航空服役。

泛美航空波音707

道格拉斯飛機(jī)公司的工程師自1952年就一直在秘密研究噴氣機(jī)客機(jī),該機(jī)被設(shè)想成一種安裝JT3C發(fā)動(dòng)機(jī)的80座客機(jī),機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙設(shè)計(jì)類似于707。唐納德·道格拉斯本人對(duì)該項(xiàng)目表示懷疑,但他相信按照以往慣例,這架飛機(jī)將能與波音的367-80一道獲得美國(guó)空軍加油/運(yùn)輸機(jī)合同。但美國(guó)空軍在發(fā)布加油機(jī)招標(biāo)后僅四個(gè)月就暗箱操作訂購(gòu)了367-80,也就是后來(lái)的KC-135,于是道格拉斯只能硬著頭皮批準(zhǔn)了DC-8客機(jī)的研制,1955年10月泛美成為該機(jī)啟動(dòng)客戶。

DC-8

到1958年初,道格拉斯已售出133架DC-8,當(dāng)時(shí)波音也只獲得150架波音707訂單。到1972年停產(chǎn)時(shí),道格拉斯已經(jīng)制造了556架各型號(hào)DC-8,包括269座的61和63系列加長(zhǎng)型,在波音747于1970年問(wèn)世之前,該機(jī)都是世界上載客量最大的客機(jī)。

失敗者

1959年1月27日首次亮相的康維爾880成為當(dāng)時(shí)最快的客機(jī),速度達(dá)到991公里/小時(shí),但該機(jī)的生產(chǎn)線在僅僅三年后就被關(guān)閉,產(chǎn)量?jī)H為65架。和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手波音707的JT3C發(fā)動(dòng)機(jī)相比,康維爾880的通用電氣CJ-805-3渦噴油耗更高,而且該機(jī)不尋常的一排五座座椅布局也不受航空公司歡迎。和康維爾880相比,1959年11月23日首飛的波音720不僅價(jià)格便宜得多,性能也幾乎相同,康維爾母公司通用動(dòng)力(General Dynamics)在該項(xiàng)目上損失了約1.85億美元。

康維爾880

康維爾在1961又推出了康維爾880的加長(zhǎng)型——康維爾990,可提供88-110張座位,但該機(jī)與波音707和DC-8相比并不出色,只是巡航速度快了56公里/小時(shí),最終僅售出37架。

康維爾990

1957年3月11日首飛的圖波列夫圖-110和1958年12月4日首飛的東德巴德(Baade)152客機(jī)的業(yè)績(jī)表現(xiàn)甚至更差,在項(xiàng)目被取消之前僅分別生產(chǎn)了四架和三架原型機(jī)。圖-110是圖-104雙發(fā)客機(jī)的四發(fā)改進(jìn)型,但推力仍嚴(yán)重不足。

圖-110

不同尋常的巴德152具有后掠上單翼,自行車式起落架和翼尖支撐輪。由于燃油系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題,首架原型機(jī)在第二次飛行中就墜毀。當(dāng)意識(shí)到蘇聯(lián)已無(wú)意購(gòu)買東德生產(chǎn)的噴氣式客氣時(shí),該項(xiàng)目直接被取消。

巴德152

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