超声速翼型和亚声速翼型的气动特性 下载本文

降,这么做只是求个安心,不过庞大的机鼻角度调整设备却白白的浪费飞机的宝贵重量与空间。

2000年7月25日,协和号客机班机AF4590在进行起飞时辗过了跑道上另一架美国大陆航空的DC-10脱落的小铁条,造成爆胎,而轮胎破片以超过音速的高速击中机翼其中的油箱。之后引发失火,导致飞机于起飞数分钟后即爆炸坠毁于机场附近的旅馆。这是协和号服役期间唯一的一次的失事。也是有史以来第一架超音速喷气式飞机失事,这场悲剧造成了113人丧命。 此次失事促使飞机制造商重新改造机体设计,并修补了诸多缺失。甚至利用防弹衣(Kevlar)原料来保护油箱,以避免油箱以后遭到高速的异物的穿刺。但尽管如此,由于整个失事过程都被民众用家用录影器材拍摄下来,造成社会大众心理上的严重震撼,不论这家飞机以往声望有多高,但仅仅一次的失事就让协和号从此一蹶不振??虽然协和号客机在2001年11月重新启航,载客量一直都严重不足。因为对航空公司亏损严重,协和号客机终于在2003年退役。

到2003年4月,尚有12架进行商业飞行。2003年10月24日,协和飞机执行了最后一次飞行。

2、技术特点

协和式飞机前机身细长,这样既可以获得较高的低速仰角升力,有利于起降,又可以降低超音速飞行时产生的阻力,有利于超音速飞行。协和式飞机由于机头过于细长,飞行员在起降时由于高仰角导致视线会被机头挡住,同时为了改善起降视野,机头设计成可下垂式,

在起降时下垂一定的角度,可以往下调5至12度,以便飞机在起飞和降落时,飞行员获得极好的视野,巡航时则转到正常状态。不过庞大的机头角度调整设备占用了飞机的宝贵重量与空间。

协和式超音速客机采用无水平尾翼布局,为了适应超音速飞行,协和式飞机的机翼采用三角翼,机翼前缘为S形。

协和式飞机共有四台涡轮喷气发动机。发动机由英国罗尔斯·罗伊斯公司和法国国营航空发动机公司负责研制。

发动机型号为“奥林帕斯”593Mk610涡轮喷气式发动机。单台推力169.32千牛(38,000 lbs)。发动机具备了一般在超音速战斗机上才使用的加力燃烧室(后燃器)。 协和式飞机的飞行速度能超过音速的两倍,最大飞行速度可达2.04马赫,巡航高度18000米,巡航速度达到每小时2,150公里。

协和式飞机是1970年代的产品,但电子设备还是比较先进的。特别是在自动飞行方面,协和式飞机能够达到Ⅲ级自动降落和起飞,即协和式飞机完全能按照程序和指令,在无飞行员操纵下自动进行起飞与降落。

由于协和式飞机设计于1960年代,所使用的技术只能代表60年代的技术水平,所以存在着两个重大的缺陷:一个是经济性差。协和式飞机一次可满载95.6吨的燃油,可每小时却要消耗掉20.5吨,耗油率较高。最大油量航程7000多公里,最大载重航程5000公里,由于协和式飞机航程较短,也就是说它只能勉强横跨大西洋飞行,而不能横跨太平洋飞行,这就限制了它的使用范围。协和式飞机标准客座为100,最大客座为140,载客量偏小,运营成本较高。从而降低了它的经济性。二是起落时噪音太大,致使世界上绝大部分国家都不让它起落;而且由于超音速飞行产生的音爆,被限制不得在大陆上空进行超音速飞行。

3、首创技术

协和飞机最初的设计主导思想,是立足于1950年代的航空技术水平,避免采用过多未成熟的新技术。但后来在研制过程中发现,超音速客机在空气动力学、飞行控制系统、发动机等方面的技术难度都超过了预期,过分依靠既有技术难以达到预定的性能指标,所以协和飞机的发展过程中也研究、应用了许多新技术,代表了1960年代欧洲航空技术的最高水平,对以后的民航客机发展具有重要影响,但协和飞机的研制时间也因此大大延长。

(1)高速飞行和飞行性能优化: S型前缘双三角翼电脑控制的可变发动机进气坡度超音速巡航能力电传操纵发动机,是今天全权限数字电子控制。

发动机的先驱可下垂式机鼻,以增加着陆时驾驶舱的能见度减重和提升性能: 2.04马赫的巡航速度能带来最经济的燃油消耗(虽然涡轮喷气发动机于高速时能获得较高的效率,但以2倍马赫速度巡航能面对最低的激波阻力)机体主要材质为铝合金以减轻重量,并以传统的方式建造以避免未知因素带来的风险全权自动驾驶和自动节流阀,容许飞行员于爬升至着陆期间完全不介入飞行操纵全电子类比电传操纵飞行控制系统多功能的飞行操纵界面部件更轻但压力高达28Mpa的高压液压系统传输各项空气动力学数据(包括总压力、静压力、迎角、侧滑等)的数据通道,传感器分布于机身多个位置全电子控制类比电传制动系统采用俯仰配平、燃油可以在各油箱内转移以控制飞机重心和升力中心的相对位置部分部件以雕刻铣削方式从一整块合金坯料制造成形,以减少零部件数量,同时减轻重量并提高部件强度。

(2)细长三角翼

协和飞机的S型前缘细长三角翼的出现,有功于1950年代至1960年代期间超音速空气动力学、旋涡动力学的蓬勃发展,许多理论上的预言已经得到了风洞试验的证实。第二次世界大战后,后掠翼得到了广泛的应用,超音速飞行也成为可能。1950年代初,英国皇家飞机研究院空气动力学部成立了一个研究小组,开始了对超音速客机的初步研究和设计工作。起初研究小组提出过采用后掠翼的方案,但发现这样虽能提高飞行速度,但也产生了一些问题,最主要是降低了飞机