航空史中的十个瞬间(下)

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　8.阿普特突破热障(1956.9.27)

　　他创造世界飞行速度纪录之日，也是他为航空献身之时。1956年9月27日，美国空军飞行员阿普特上尉驾驶贝尔X2火jian研究机，飞行速度达到马赫数3.2，即每小时3 380千米。与9年前他的同胞耶格尔相比，后者突破了“音障”，成为当时世界上飞得最快的人；而前者突破了“热障”，把飞行速度提高到从来没有过的3.2倍音速。然而阿普特没有耶格尔幸运。他在这次创纪录的飞行中献出了自己宝贵的生命。

　　阿普特在这次飞行中，高度达到了38 465.8米。当他降低高度准备返场时，飞机操纵突然出现问题，阿普特不得不关闭发动机，但此时又出现了滚动失控，飞机急剧下坠，阿普特意欲跳伞救生，但为时已晚，结果是机毁人亡，阿普特驾驶的X2是仅有两架中的第二架，第一架于1953年5月12日在试飞中爆炸而坠毁，飞行员也未能幸免。飞机设计人员从坠毁的X2飞机残骸分析中得出结论：飞机失控是尾翼面积太小而造成的。这个认识的得来是靠牺牲两名高水平飞行员和两架飞机的巨大代价得来的。

　　而热障是怎么回事呢？

　　热障是因飞行速度增高而引起飞机表面加热造成的障碍。这时飞机材料性能会下降，从而使飞机结构强度与刚度降低，飞机的气动外形发生破坏，甚至引起灾难性的颤振。通常，飞机速度超过2.2倍音速时必须采取防热措施，如采用耐热合金、不锈钢等材料制造飞机机体，加装隔热装置、冷却系统等。

　　喷气式飞机出现之后，飞行速度大幅度提高，特别是超音速飞行之后，机体温度也迅速提高，原来的铝合金就力不胜任了。因为，高速飞行的飞机所要求的不仅仅是强度，而且应当有良好的抗蚀性、韧性和耐热性，这就呼唤新的耐热合金的出现。

　　钛合金的出现给飞机克服热障带来了曙光。以金属钛为基，加入适量的其他元素组成了钛合金。其在300~600 ℃时的比强度优于钢和铝合金，钛的熔点为1 690 ℃。美国于1954年研制出性能优良的钛合金。在这之后，钛合金在航空上的应用日益广泛，通常用钛合金来制造飞机结构的隔框、蒙皮、翼梁、航空发动机的风扇叶片和盘等。美国最早使用钛合金的F86飞机，后来在F111、F14、F15A战斗机上都有广泛应用。使用最多的当属“全钛飞机”SR71，因为该机的飞行速度高达三倍音速，已突破热障。该机钛合金使用重占全机结构重量的93%。

　　9.超音速客机首飞(1968.12.31;1969.3.2)

　　世界航空史上的巧合：图144与“协和”号一前一后，相距3个月首飞成功，外形性能又极为相似。20世纪60年代末期，有两个日子曾被载入世界航空史的史册：即1968年12月31日和1969年3月2日，超音速客机图144和“协和”号分别进行了首飞并取得成功。

　　超音速飞行在战斗机上早已不是新闻。20世纪50年代初期，以苏联的米格19和美国的F100为代表的超音速飞机相继问世。至60年代，种类繁多的超音速战斗机大行其道。

　　从20世纪60年代初开始，喷气式民航客机经过10年的发展已日渐成熟，人们开始关注超音速客机，如果将民航客机的速度提高到两倍音速以上，将会大大缩短人们旅行所需要的飞行时间。

　　1962年11月29日，英法两国政府签署协议，决定合作研制“协和”号超音速客机。

　　“协和”号的设计方案是：飞机巡航速度为音速的2~2.2倍，机身为细长形，机头是活动的且可以下垂，下单翼机翼是具有复杂弯度和扭转的三角翼，前缘为S形，动力装置为4台加力式涡轮喷气发动机。由于把飞机速度限制在2.2倍音速之下，机体的主要材料仍为铝合金，仅在某些承受高温的部位采用耐热的钛合金和不锈钢，即飞机只过“音障”而不过“热障”，这种设计显然是十分聪明之举。

　　英法研制超音速客机的举动惊动了美苏两个航空大国。美国先是提出了指标更为先进的超音速客机计划，最后胎死腹中——美国政府终止了该项计划，而苏联则捷足先登，率先推出了图144超音速客机。

　　图144与“协和”号外形惊人的相似。该机是一种无尾双三角翼飞机，机身细长，机头可以向下偏转，机头两侧有可伸缩的前翼。其巡航速度为音速的2.35倍，航程6500千米。飞机装有4台涡轮风扇发动机。

　　图144虽然先于“协和”号3个月首飞上天，但以后灾难接踵而至：1973年6月3日，在法国巴黎举办的航空博览会上，“协和”号和图144世界仅有的两种超音速客机同台进行飞行表演，现场观众有35万人之多。“协和”号飞完之后，图144登场。它在飞行3次通场而过向上爬升时突然在空中解体，造成机毁人亡的惨剧，不但6名机组人员无一生还，还砸死了地面上的几个农民。后来，图144只在苏联国内航线上使用。1978年5月28日，一架图144在飞行中坠毁，从此苏联停止了图144飞机的飞行。

　　“协和”号在最初设计研制阶段十分谨慎。由于设计技术基础扎实，“协和”号首飞后于1974年获得适航证，1976年1月在英法两国各自投入运营。“协和”号投入航线运营引起了轰动。它那令人赏心悦目的细长机身，它那活动的尖尖的似鸟嘴一样的机头，它那曲线圆滑的三角翼，整体上看则像是一只在蓝天舒展疾飞的美丽圣洁的白天鹅。其设计被称为是力量与美学的完美结合。

　　“协和”号使欧洲到美国的飞行时间缩短了一半：从巴黎到纽约，波音747要飞7小时30分，而“协和”号只需3小时49分。难怪王公贵族、商务巨贾、大牌明星、政要大员对它情有独钟。但是“协和”号所付出的代价也是沉重的。它的研制费高达32亿美元，耗油率高因而票价昂贵，其票价要比大型客机的头等舱高出15%。更为甚者，超音速飞行噪音很大，再加上超音速飞行时所产生的音爆，对地面居民正常生活有很大影响。因此，美国只允许它在纽约一家机场降落。

　　在图144退出历史舞台，“协和”号唱“独脚戏”惨淡经营20余年之际，一场突发的巨大空难使“协和”号蒙受严重打击。

　　2000年7月25日，一架法航“协和”号飞机从巴黎戴高乐机场起飞2分钟后，坠毁于机场附近，造成机上及地面113人丧生的惨剧。经事故调查委员会调查，酿成这一空难的“罪魁祸首”并不是飞机自身的故障，而是飞机跑道上一块来历不明的金属片。这块金属片划破了“协和”号飞机轮胎，轮胎在起飞时爆裂，其碎片击破油箱导致其失火，最终造成飞机失事。“协和”号空难已经过去，“协和”号飞机已经复航，人们对于飞行速度的追求远未停止。现在世界第二代超音速客机的方案已显端倪，到不远的将来，飞得更快、更远的“白天鹅”将翱翔在万里蓝天之中。

　　10.世界最大宽体客机首航(1970.1.21)

　　说来有趣，波音747飞机竟然是波音公司竞争落选的产物。1970年1月22日，泛美航空公司首次使用宽体客机波音747，载客324名，从纽约首航伦敦，飞行时间只用了6小时10分，而14年前，美国好莱坞著名女影星格蕾丝凯利从纽约乘轮船赴欧洲小国摩纳哥，举行举世瞩目的世纪婚礼时，在大西洋上足足航行了8天。

　　1964年，美国空军招标，发展大型军用运输机C5A, 波音、道格拉斯、洛克希德三大公司竞标，结果是波音失败，洛克希德中标。波音的飞机方案是无懈可击的，只是要价过高。波音从失败中奋起，决定这一技术转为民用，发展大型宽体客机，并得到了泛美航空公司的支持。波音747项目无论是当时还是现在看来都是一场冒险，宽体客机是飞机设计上的一次革命，其基本型波音747-100机身22英尺宽，一排10座位，双通道；波音最显著的特征是上舱突起，这一突起就增加载客100人，最大载客量达490人。波音为投产波音747，花费2亿美元建设目前仍是世界上最大的厂房，该厂房占地43亩，室内面积有40个足球场那么大。波音747最初发展并不顺利，问世不久就遭到两个打击：一是发动机技术不过关，迫使30多架飞机趴窝，使波音成了“养鸡场”。二是赶上席卷全球的石油危机，油价暴涨，使航空公司考虑成本而不敢购买波音747，竞争对手乘机推出250座左右的中型客机L-1011和DC-10波音为了适应这一形势，不得不把机身截去14.2米，变成300座的747SP，以保住747飞机的市场。自至首航8年后的1978年，世界民航市场回升，发动机也过了关，波音747才改变被动局面成为市场新宠。很快，波音747的市场就超过了L-1011和DC-10的总和。1988年交付使用的波音747-400是本系列中最先进的，可载客524名。1990年，美国政府决定用波音747-400改装为新的总统专机“空军一号”。 截至2002年，共有1261架波音747飞机在世界各大航空公司运营，乘坐过它的人次超过世界总人口的四分之一。 波音宽体客机垄断世界民航已有30多年，现在，欧洲空中客车工业公司已发起了挑战，开始研制新一代巨型客机A380,预计2006年面世。