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你需要一个更大的世界

2000-06-14杨逍、范遥

三联生活周刊 2000年16期
关键词:马赫机枪协和

杨逍、范遥

1973年6月3日,同样是在戴高乐机场外,苏联的一架"图-144"飞机坠毁,机长米哈林·卡佐诺夫和另5名机组人员全部遇难。那是一次航空展,法国和苏联对失事飞机进行了调查,但调查报告始终没有公布。

"图-144"的首次飞行是在1968年12月31日,比协和飞机早两个月。1969年,"图-144"投入航空服务,主要是运送邮件,1977年才开始搭载乘客。它是苏联人为与协和飞机竞争而研制成的超音速飞机。

在第二次世界大战期间,德国飞机的技术水平是最高的,在某些方面甚至达到了各国工程师望尘莫及的高度。事实上,这种传统可以追溯到"一战",那时的空军用手枪甚至砖头相互开战,机枪射击有可能打坏自己的螺旋桨,是德国人发明了一种机枪锁装置,这个简单的装置可以让德国人用机枪在空中扫射。

1945年5月7日,美国波音公司的总工程师乔汉·斯爱勒在德国航空技术研究所的文件柜中发现了后掠翼飞机的图纸与风洞试验数据,他立刻打电报给波音公司要求中止飞机设计。正像"不死鸟"的传说一样,战火中诞生的"后掠翼"技术,戏剧性地传到了美国,并在全世界得到丰富和发展。

飞机的阻力与速度的平方成正比,简而言之,若使速度提高2倍,发动机功率必须提高4倍,若使速度提高3倍,发动机功率须提高9倍。1952年,NASA的科学家R.T.维特康姆提出跨音速面积律,讨论如何减少飞机的阻力以提高速度。当时全世界的航空工程师们都有一个目标:让飞机突破音障。

协和飞机与"图-144"都采用的是从后掠翼发展而来的S翼,两种飞机的最大巡航速度均设计为2马赫,即两倍于音速。飞机的SST (supersonic transports)时代诞生了,但超音速飞行的纪元并没有到来,协和式飞机只能勉强横渡大西洋,无法飞越太平洋,载客量小,运费也太高。

"图-144"和协和问世后,美国立刻发表了HST计划(Hypersonic Transport),各厂商竞相展出模型与图解,预言HST的发展前景。所谓HST,是指在30000~40000米高空,以6~12马赫巡航的机种。

对HST来说,最大的难关是热障碍,在机身表面将产生SST系列无法比拟的空气摩擦热。如果在3万米高空的同温层以6~12马赫(速度约7340~14800公里/小时)飞行,机体表面温度将超过1370℃,那么机体将不得不使用以镍为主要材料的超级耐热合金和钛材料,这项费用耗资巨大。事实上,飞行器达到3马赫,机头和机翼最前部的温度也将达到600℃左右,机体将使用钛合金,材料费用比铝合金贵2~10倍。

所以协和飞机2马赫的巡航速度是一个现实的设计,它孤独地飞行了30年,天空中还没有HST的影子。

1986年,美国总统里根曾提议"轨道特快"计划,即一种以275公里/小时的速度,相当于音速的25倍在低地轨道上飞行的运输器,它可以让你两小时之内从纽约飞到东京。1989年,美国NASA和国防部开始可行性研究,但很快把这个项目束之高阁,这里面有技术问题,也有实用性问题:造这么个东西干嘛使?从洛杉矶到东京,它刚完成升空就要准备着陆。NASA的专家威希特说:"用HST技术的飞行器搭载乘客,你需要的是一个更大的世界。"

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