HAS-1011,英国曾经的变后掠翼SST理想

在英法决定联手打造“协和”超音速客机之前,无论是英国还是法国,都曾经独立思考过把商业航空运输的速度推到音速之上的问题,两国都把超音速运输机作为从美国手中夺取商业航空优势地位的重要筹码。其中英国的霍克·西德利先进项目组HAS-1011方案就相当激进,这是一种类似于波音2707早期方案那样的可变后掠翼方案。

1011方案在1961年提出,现在看起来属于挺有味道的创意设计。技术人员在设计报告中指出:远程民用运输航空的下一个重大发展方向是能够以两到三倍音速飞行的超音速运输机。但是,最近的研究表明如此速度的飞机产生的音爆会引发麻烦,进而可能被限制在越洋航路上,这就意味着新飞机只能执飞少数航线,这会严重削弱运营经济性。

为了避免音爆引发社会问题,1011方案的最高飞行速度被限制为660节,约为马赫1.15,因为这是音爆对地面影响最小的速度。

但是光飞得快还不够,1011方案还必须适应亚音速飞行。要想让一种飞机同时兼顾超音速和亚音速飞行性能,只能让设法改变它的起动构型,为此1011采用了可变后掠翼设计,这也是该机设计上的最大特点——与波音2707的早期方案类似。

在陆上亚音速飞行时可以采用小后掠角,确保具备更好的效率;在超音速飞行时则采用大后掠角,更利于高速飞行。经过一番研究,英国人认为1011型的机翼以58度后掠角和3.5的展弦比,可以实现马赫1.15高效飞行,在亚音速飞行时,机翼后掠角会调整为31度,展弦比也变为7.5。机翼展开时,翼展可以达到143英尺(约43米),机翼面积2700平方英尺(约243平方米),机翼全后掠时翼展为97英尺3英寸(29.2米)。1011型飞机的机身长度大约为200英尺,也就是60多米,全经济舱布局时可以载客160人以马赫1.15(660节)速度飞行2500海里(4600公里)。

如果细看1011方案的机身,你会发现那也够另类——从前到后的机身宽度不是一成不变的,而是采用了类似战斗机那样的蜂腰设计。前部客舱设有8排2 2布局的头等舱座位,中部机身最宽的地方是3排2 3布局的经济舱座椅,后部则是18排2 2布局经济舱。

要想飞得足够快,1011必须有强劲的动力系统。英国人计划给它安装4台25000磅推力的高涵道比罗罗RB 178/1B涡轮风扇发动机。在发动机布局方面,1011算是相当另类:机翼与机身结合部下方两侧各安装一台,另外两台发动机置于飞机尾部垂直尾翼根部两侧,进气口布置在垂尾前方。

英国工程师们对1011方案进行评估时,已经意识到一些隐藏的风险,那就是即便采用变后掠翼设计来解决亚音速和超音速飞行状态的兼容问题,1011型飞机也必须付出结构重量的代价——变后掠翼动作机构以及所需的加强结构会让飞机结构重量至少增加3%。的确,变后掠翼带来的好处和代价几乎一样多,在军事领域也许还可以接受,在商用飞机上则会带来难以承受之重。飞得最好的超音速客机,也许只出现在埃尔热先生《丁丁历险记》中,那便是卡雷达160。

再后来,英国在超音速客机问题上与法国人走到了一起,这一合作几经辗转最终成就了“协和”。“协和”显然放弃了对音爆问题的顾虑,采取了2倍以上的飞行速度,变后掠翼设计也变成了修长S前缘三角翼,一切看起来都很美好,但是美好的开始偏偏没有等来美妙的结局。

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页面更新:2024-03-23

标签:英国   马赫   展弦比   后掠角   亚音速   机翼   超音速   机身   布局   理想   方案

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