“协和”超音速客机
“协和”是原英国飞机公司(现并入英国“航宇公司”)和法国航宇公司联合研制的四发动机远程超音速客机。1956~1961年期间,英、法两国分别单独进行超音速客机的初步研究。1961“协和”超音速客机正在起飞年,两国各自提出自己的设计方案,但两种方案气动布局和性能十分相似。由于研制费用高,两国决定合作,平均分摊研制费用。1962年11月,两国政府经过协商,签订共同研制两架原型机的合同,正式命名飞机为“协和”。两国商定,由原英国飞机公司和法国航宇公司共同负责研制机体,英国罗尔斯·罗伊斯公司和法国斯奈克玛公司联合研制发动机。
1965年开始制造原型机,1969年初开始试飞,两架预生产型机也分别于1971年底和1972年初交付试飞。预生产型机作了许多改进:机头加长0.6米,机头横截面从圆形改成扁圆形,以改善机舱视界;客舱由33米加长到38.7米,载客量增加到128人。1975年底,取得英、法两国型号合格证,1976年1月正式投入航线使用。但由于“协和”耗油率过高,航程不足,只能勉强飞越大西洋,载客量偏小,使用成本大大高于亚音速客机,致使英、法两国航空公司在“协和”的运营上每年亏损四五千万美元,依靠两国政府补贴才能维持其飞行。另一严重缺陷是噪音水平超过美国FAR36民航机噪音水平标准,美国政府不允许“协和”在其本土着陆,致使美国和其他国家的民航公司纷纷取消订货。最后,这项耗资32亿美元的超音速客机研制计划宣告失败“协和”只生产16架,于1979年停产。现在法国航空公司和英国航空公司各在运营7架。
水陆两栖飞机
随着社会经济的迅猛发展,人们对空中交通运输工具提出了更高的要求。发展航空运输的前提是必须有完善的机场设施。但修建一个标准陆上机场需要占地1000万平方米,耗费数万亿美元的资金,在耕地面积日趋减少的情况下,这一要求显得越来越不能满足。
另外,机场必须修建在大城市的远郊。虽然空中飞行速度很快,但从住处到机场的距离所花费的时间有时会比空中飞行的时间还要长,因此,在几百千米的短途飞行中,飞机反倒“弄巧成拙”,还不如乘高速列车方便。
为了改变上述缺点,人们研制了一种水陆两栖飞机,这种飞机既可以在水上起降又可在陆上机场或简易跑道上起降,因而适用范围非常广泛。对比于陆上飞机,这种飞机的主要优越性有以下几方面。
首先水陆两栖飞机机动性能好,使用方便。这种飞机既可以在海滨城市的海面上起降,又可在内陆城市的机场或简易跑道上起降,不再依靠陆上固定的航空港。如遇到一些需要紧急救护事件和特殊公务飞行,水陆两栖飞机对机场的选择性范围大,并可快速抵达。
其次,水陆两栖飞机适用于支线客货运输的发展。由于水陆两栖飞机适合水、陆机场起降,不仅能实现有水域地区之间的相互通航,而且能实现有水域地区与无水域地区之间的相互通航。
再次,水陆两栖飞机解决了水上飞机远距离转场飞行难的问题。因为远距离转场时,水陆两栖飞机可利用陆上机场作为临时降落场。
以上特点说明,虽然水陆两栖飞机比同量级的陆上飞机和水上飞机造价高,技术复杂程度大,但与它的使用价值和实用性相比,显得微不足道。
目前,世界上已生产使用的水上飞机和水陆两栖飞机已达360多个品种,2万多架。其中,水陆两栖飞机29个品种,2千多架。这些飞机主要用于军事方面的作战、轰炸、侦察、巡逻、反潜、布雷、运输等,民用方面的专线包机旅游客运、空中摄影、公安监控及消防和侦缉、公务飞行、农林作业和森林灭火、体育运动、水域旅游、海上救护等,用途十分广泛。
在外国,轻型水陆两栖飞机已进入家庭。而我国由于低空空域未开放,加之水陆两栖飞机生产制造还处在萌芽状态,水上飞机和水陆两栖飞机的市场一直未能打开。但随着改革开放的需要,轻型类和中型类水陆两栖飞机一定会有广阔的市场。尤其发展航空运输业,与我国人口多,土地资源少,建设资金短缺等问题存在着很多矛盾,因此,只发展适用陆上机场的飞机,不能满足航空运输业发展的需要。因此,从发展的眼光看,发展水陆“两栖”飞机是符合我国国情的。
超高音速飞机
20世纪90年代以前,法国、英国联合研制的协和式客机,其航速超过两马赫,即每小时可飞行1450千米。未来的超高音速飞机的航速可达音速的5倍,甚至还有可能出现航速高达25马赫的超高音速飞机,它从英国伦敦飞往澳大利亚悉尼市只需要67分钟。美国已经制定了一项研究经费高达5亿美元的发展计划,目的就是研制超高音速客机。它要求这种飞机具有航速为25马赫、适合在普通跑道上起飞、能进入外层空间飞行等超高性能。这种飞机除了特别的军事用途之外,在民用方面,这项技术也适用于像“东方快车”那样可乘坐300~500名乘客的5马赫客机。开展对超高音速技术研究的重要性可与50年代初对喷气式运输机的研究相比。
俄罗斯中央气体流体动力学研究所研制出速度为音速5倍的超音速和高超音速客机模型。这种飞机能容纳250位乘客,飞行速度约11100千米/小时。由于速度快,飞机外壳将发热到350℃,因此要用复杂的碳复合材料来代替它。飞机需要的燃料将由液体甲烷或液氢代替煤油,加注一次燃料可以飞行1.6万千米。预计2030年这种飞机可以投入使用。
目前,全世界有20多家飞机制造公司在研制第二代超音速客机。英法两国在研制超级协和式客机,载客200~300名,航程1.2万千米,时速2500千米以上。波音公司和麦道公司,普拉特—惠特尼公司和通用电气公司,正在联合攻克低噪音、低能耗、低污染发动机的难关。以制造一流战机驰名的俄国苏霍伊设计局研究成两种超音速洲际客机方案。第一种是C-21式,由3台发动机推动。它在做亚音速飞行时和以两倍于音速的速度飞行时,每千米油耗相同,飞行距离7 500千米,载客6~10人,配备有最新式导航系统,高度自动化,可在任何类型的机场降落。第二种是C-51式,为全天候客机,飞到任何一国首都途中至多着陆一次,载客量为68人,飞机重90.7吨,4台发动机推力为38吨,续航距离为9000千米,安全系数相当高,仅用3台发动机即可越洋飞行。图波列夫航空设计局已经设计出超音速客机,这种飞机还可做亚音速客机,载450人时可飞行3 500千米,载300人时可飞行9 250千米。这些飞机都将解决环境污染问题。
空天飞机是一种穿梭大气层内外飞行的高速飞机。美国空天飞机“东方快车”号是一种大型民用客机,外形尺寸比DC-9客机长两倍,载客305名,航程12 870千米,巡航时速5 600千米(5马赫),最大时速16 090千米(约16马赫),飞行高度30千米。它所采用的推进系统将是多循环方式的组合式发动机组,使用的燃料推进剂是液氢。如果正在研制的空天飞机实用型获得成功,“东方快车”号将于2010年投入运营。空天飞机可以在不到24小时内,两次飞越大西洋,四次飞越太平洋,旅游者可在3小时内游遍世界七洲四洋,环游全球各地。