另一架超音速客機——圖144

2021-12-24 我愛飛機

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1962年11月29日,英法兩國在倫敦籤署協議,決定合作研製超聲速客機。這一爆炸性新聞震驚了世界航空界,在當時東西方冷戰的氛圍下,作為超級航空工業強國之一的蘇聯很快對此作出了反應。

我們相信他。

1963年7月,蘇聯航空工業部下達了研製超聲速客機的指令,由擅長大型客機設計的圖波列夫設計局擔綱研製任務,中央流體力學研究院、中央航空動力研究院一同參與飛機設計。新機型編號定為圖-144,總設計師為圖波列夫設計局的掌門人安德烈·圖波列夫的兒子阿列克謝·圖波列夫。蘇聯領導人赫魯雪夫對圖波列夫的評價極高,他在回憶錄中這樣談到:「有一次,我同圖波列夫一起坐在克裡米亞的黑海之濱。他翻弄著繪有未來美麗無比的圖-144超聲速客機的圖片,向我介紹該機的性能。我們沒有任何懷疑,因為圖波列夫是一個善於清醒地衡量和正確估計自己能力的學者和設計師,他的品牌受到高度評價,我們相信他,接受了他研製此種飛機的建議。」


不是雙胞胎

1963年下半年,一個英國代表團訪問蘇聯,東道主拿出一架新客機的模型給客人看,外形酷似「協和」,英國人倒吸了一口涼氣。1965年巴黎航展上,蘇聯展出了圖-144飛機模型,乍看起來簡直與「協和」如出一轍,英法大為震驚,懷疑蘇方竊取了技術情報,但徹底檢查了一番,也沒查到什麼證據。西方有人因此給圖-144取了個不雅的綽號——「協和斯基」,譏諷圖-144抄襲了「協和」。但事實證明,這不過是捕風捉影,並無根據。圖-144是一種無尾雙三角翼飛機,機身細長,機頭可以向下偏轉,兩側有可伸縮的鴨翼,巡航速度為聲速的2.35倍。飛機裝有4臺庫茲涅佐夫設計局專門研製的帶有加力燃燒室的NK-144渦輪風扇發動機,單臺推力最大172千牛。機尾上方是大三角形垂尾,沒有水平尾翼。

與圖-144不同的是,協和式客機的飛行顯得更加優雅,圖-144則更為「粗獷」的確,圖-144與「協和」在外形上很相似,但在設計上兩者卻有很大不同,主要體現在五個方面。氣動外形不同。圖-144的機頭兩側裝有細條狀的鴨翼,在起飛和著陸時使用,用於彌補該機雙三角翼在低速飛行時的效率低下,而「協和」則利用S形前緣三角翼作出同樣改善,並免除了安裝鴨翼對飛機帶來的複雜變化。兩款超聲速客機在外觀上最大的區別是圖-144採用雙三角翼,而「協和」採用了S形前緣三角翼。發動機類型與安裝位置不同。圖-144使用渦扇發動機(庫茲涅佐夫NK-144渦扇發動機,後來使用推力更大的RD-36-51A渦噴發動機),「協和」使用渦噴發動機(羅羅公司奧林帕斯593Mk610)。圖-144的發動機在翼根之下,「協和」的發動機在機翼下側中部。這種差別導致了兩架飛機的氣動特徵、發動機控制完全不同。起落架輪組與收放方式不同。圖-144的主起落架有較多輪子,原型機的主起落架由兩組6輪起落架組成,量產型則改為兩組8輪主起落架。「協和」是兩組4輪主起落架。在收起起落架時,圖-144和「協和」的方式也有所不同,「協和」將起落架直接收在機腹中,而圖-144要複雜得多,首先它需要將機輪組向上180度轉起,之後再收入到長長的發動機艙中。著陸時的制動方式不同。圖-144的發動機沒有配備反推力裝置,需用減速傘協助減速,不利於商業運行,這也是世界上最後一款採用減速傘減速的客機。「協和」飛機和普通民航客機一樣,利用反推力和制動器減速。載客量不同。圖-144顯然要大一號,圓形機身直徑3.4米,每排座位為「3+2」布置,最多可容納126人。「協和」客艙布局均為單一客艙級別,每排座位為「2+2」布置,載客100人。其中,前艙載客40人,後艙60人。先拿到一分。

一代經典的兩款超音速客機,起步較晚的圖-144最終捷足先登,博得頭彩。圖-144於1968年12月31日首飛,在一架改裝過的米格-21戰鬥機伴飛下,註冊號為68001的圖-144原型機昂首衝上藍天。處女航歷時37分鐘,1969年6月5日試飛中超過聲速,1970年5月26日超過兩倍聲速。而「協和」是1969年3月2日首飛,同年10月1日達到聲速,1970年11月14日達到兩倍聲速。顯然,在研製進度上,圖-144超越了「協和」,在這場東西方競賽中先拿到一分。圖-144雖然搶得先機,但通過試飛也暴露出自己的「短板」。除了一些部件存在可靠性問題外,致命問題有二:一是阻力大,二是油耗高。航程只有3000千米,遠低於設計指標。此外,著陸速度偏高,以至於落地時要施放阻力傘減速,這在軍用飛機很常見,卻給民用機場帶來不少麻煩。令人嘆息的是,圖-144此後命運多舛。

1973年6月,「協和」和圖-144這兩種世界僅有的超聲速客機同時在巴黎航展上進行飛行表演,頗有點同臺打擂的架式。6月2日,圖-144的飛行表演十分出色,其風頭蓋過了「協和」,連西方航空專家也不得不承認,圖-144確有獨到之處。6月3日是航展閉幕日,「協和」與圖-144最後一次同臺較量。「協和」飛完之後,圖-144登場。它在第三次通場而過向上爬升,飛至1500米高度時,機頭突然下垂,左機翼斷裂,飛機翻了個跟頭,隨即在空中解體,最終墜落到跑道盡頭5千米外的古森維爾鎮,造成6名機組人員和地面8人罹難,另有26人受傷。事故發生後,法蘇立即展開了聯合調查工作。然而,對事故的真正原因雙方卻莫衷一是。一些法國專家認為,蘇聯官員事先要求圖-144的表現要壓倒「協和」,使飛行員違反了安全操作規程,導致發動機或操縱系統發生故障,機體超過承受極限而解體。一些蘇聯專家則認為,事故的原因在於法國派出的一架負責航拍的「幻影」戰鬥機當時過於接近圖-144,後者為避免相撞不得不緊急轉向,造成了飛機失控。不僅雙方各持一詞,更令人驚奇的是,飛機上的「黑匣子」居然神秘失蹤,這使失事原因更加撲朔迷離。悲慘的結局,1973年,阿列克謝·圖波列夫升任圖波列夫設計局總設計師後,圖-144項目改由瓦倫丁·布裡茲紐克負責。由於量產型圖-144S的航程仍低於預期,改進型圖-144D換用了RD-36-51A高壓縮比渦輪噴氣發動機,它比NK-144F更輕,油耗也更低,不需加力燃燒室就可達到196千牛的最大推力。1974年,圖-144S陸續進行了莫斯科到基輔、巴庫和塔什乾等國內城市的試航。1975年12月26日,圖-144S正式投入莫斯科至阿拉木圖航線運營,航程3260千米,耗時1小時58分鐘,但只限於貨物和郵件運輸,不過也算是世界上第一個超聲速定期航班了,比「協和」正式運營提早了近一個月。

1977年10月,圖-144S獲得適航證書,並從11月1日起執行莫斯科至阿拉木圖的客運航班。1978年4月27日,第一架全新生產的圖-144D首飛。5月23日,在試飛莫斯科至哈巴羅夫斯克航線途中,飛機的3臺發動機先後停車,飛機緊急迫降後起火損毀,2名隨行工程師喪生。調查表明,事故是由輸油管老化破裂引起的。這場事故使民航當局叫停圖-144的客運服務,負責莫斯科至阿拉木圖航線的飛機總共只完成了55個航班,載客量累計也就區區3000人左右。1982年,圖-144停產,1987年完全停止使用。圖-144共生產了16架,1架原型機、1架預生產型圖-144S、9架生產型圖-144S和5架圖-144D。目前,還有6架被完整地保存在俄羅斯空軍博物館、民用航空博物館和喀山國立技術大學等地。唯一落戶國外的圖-144由德國辛斯海姆技術博物館收藏,註冊號為77112。有趣的是,與之相鄰展出的是其曾經的對手——「協和」。圖-144的命運令人唏噓。

它是冷戰的「早產兒」,還是計劃經濟的「殉道者」?一切還是由歷史來評判吧!

來源:騰訊科學


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