康維爾990客機:過於執著速度,註定走向失敗

2020-08-29 飛行世界

上世紀60年代,乘坐飛機出行是上流社會彰顯身價的最好方式之一,在「享受和速度並駕齊驅」的理念下,各個航空公司都在追求裝飾更奢華,服務更細緻,飛行更快速的客機,以吸引更多的高端乘客消費。很多人都知道超音速的協和式飛機,但在協和式飛機問世前,歷史上還有一架飛機試圖挑戰速度的極限。

當時極致奢華的客艙

他就是康維爾990客機(Convair 990 )

雖然從投產到停產只有短短的2年時間,雖然一開始就似乎不是一個成功的項目,雖然設計它的公司康維爾也早已淹沒在歷史的塵埃中,但是他大膽的設計,出眾的速度,曲折的道路和悲慘的結局都讓它在歷史上留下了不可磨滅的印記。

康維爾990曾是速度最快的客機

這架在20世紀60年代早期研製開發的飛機,擁有比現在客機更快的巡航速度,直到現在仍然是非常難以想像的。但同時,歷史上任何一架客機都沒有像康維爾990一樣,能夠如此迅速地讓設計自己的製造商破產。

應美國航空公司的需求而進行設計

20世紀50年代中期,美國通用動力公司的分公司——康維爾,在吸收了麥道DC-8和波音707的設計優點後,推出了一款速度更快的中程客機,即Convair 880(後簡稱CV 880)。當時大量採用DC-8和B707的美國航空在看到了康維的設計後,頓時覺得其速度優勢能夠形成一個賣點,可以由此在與其他航空公司競爭中佔據優勢。

三架當時的競爭機型介紹手冊

所以,美航向很多飛機製造商提出了需求:設計一款航程可以直接橫跨美國,能夠執飛跨海岸航線(如從紐約直飛洛杉磯,且速度上比當時要快上45分鐘),與CV880速度相當但又比CV880載客能力更強的的客機。

美國航空希望一架速度更快的飛機

當時,波音對製造一款速度更快的客機並不感興趣,在聽到美航的訴求後立即拒絕了,因為波音的工程師表示,波音707已經突破併到達了亞音速的極限,沒有必要也沒有辦法再追求速度上的提升。

707的龐大訂單讓波音並無興趣再製造一款速度更快的飛機

然而,康瓦爾公司卻對此表現出了非常濃厚的興趣,告訴美國航空公司康維爾有能力製造一架時速達到635英裡(1022公裡)的客機。Convair甚至還在研發合同中主動附加了保證書,如果設計出的客機無法達到承諾的速度要求,將自願向美國航空公司支付數百萬美元的罰款

其實也不難理解當時的康維爾公司為什麼會接受這樣的挑戰,因為在當時充斥著波音707和DC-8的市場中,想要打拼出自己的位置,就必須博出彩,就需要異想天開,所謂「人不狠,站不穩」。

波音707和道格拉斯DC-8幾乎在一夜之間改變了人們的出行方式,相比以前的客機,他們有更大的機艙,更高的效率,更遠的航程和更快的速度,每一點都是極具革命性的。雖然康維爾推出的880看上去與707和DC8非常相似。但是因為載客量過小而無法撼動波音707和DC-8的地位。在推出880時,康維爾實際追求的是另一個細分市場,標榜著880是一款速度更快、內飾更豪華的中程客機。雖然這個市場在當時確實存在,但與波音和道格拉斯所追求的市場相比,它顯得那麼的微不足道。


始終確信可以製造出一架時速1022公裡的飛機

實際上,康維爾公司很早就意識到了880的不足,在第一臺880在聖地牙哥工程總裝下線之前,康維爾公司的工程師和高層都知道它註定是失敗的。因為很明顯,波音707和DC-8的訂單已經鋪天蓋地,而880卻只有在速度上有優勢,顯然是一場沒有硝煙就結束的戰爭。

在880的開發設計中,康瓦爾已經花費了數百萬美元,已經在破產的邊緣徘徊,僅靠稀有的幾十架訂單維持著。所以,當美國航空公司提出設計一款速度更快的客機時,康瓦爾欣然接受了這個機會。儘管波音公司持否定態度,但康維爾公司堅信,它能夠在CV880的基礎上設計出更大更快的飛機。

要從亞音速提升到超音速,必須經歷一個「跨音速」階段。一般而言,從某個飛行器的一個點出現超音速氣流到整個飛行器進入超音速飛行,需要經歷一個過渡階段,這個階段通常被稱為「跨音速」階段。跨音速飛行的飛行器表明混合著亞音速和超音速氣流,會出現激波現象,顯著增加飛機阻力。因此,康維爾公司必須思考如何解決這種現象。

CV990的通用CJ-805-23系列渦扇發動機

為了實現這一點,康維爾在990上裝配了推力更強大的發動機,是軍用戰鬥機發動機的改良版。同時,康維爾在發動機後端增加一個單獨的風扇排氣系統,這個設計也開創了渦扇客機的先河。

康維爾990機翼後緣抗激波體設計

為了減少跨音速阻力,康維爾還創新性引入了兩個設計:角度達39度的後掠翼以及機翼後緣抗激波體。CV990的這四個抗激波體用來減少飛機在接近音速下飛行時產生的阻力。除此之外,新設計的抗激波體也被當作油箱使用,這樣飛機能夠獲得更大的航程。

看起來似乎康維爾公司已經憑藉自己的努力,成功實現了當初的目標,設計出了當時世界速度最快的飛機。然而在投入生產交付後,CV990的問題開始暴露。

設計缺陷開始暴露

在1961年1月CV990首飛後,康維爾發現這架飛機並無法達到1022公裡/時的巡航速度。一方面,發動機產生的尾流會干擾飛機升降舵的使用,讓飛機的俯仰角度無法得到穩定的控制。而另一方面,當機翼上的抗激波設計體裝滿燃料時,發動機會發生震動。

與此同時,很多其他缺陷也暴露出來,飛機在飛行時很多區域都出現了過度的阻力。經過數個月的調整,康維爾還是無法完成990的速度目標,也無法達到航程的需求。

無法滿足要求的CV990

此時的美國航空公司急需飛機,他們把康維爾叫回了談判桌上。談判以美國航空的妥協而告終。美國航空降低了要求,其20架訂單中的前15架飛機的時速不需要達到1022公裡。而剩下的五架飛機則留給康維爾時間以進行改進,但速度要求也降到了990公裡/小時。

放鬆要求後,康維爾長舒一口氣,工程人員也更能靜心下來思考解決問題的方案,終於推出了CV990A型,達到了美航的初步要求。990A型在原來的基礎上還增加了引擎整流罩等設計,巡航速度以及航程也得到了提高。

為時已晚,追求速度的時代已經終結

但一切,都已經太晚了。雖然CV990已經是當時世界上最快的客機,雖然他的翱翔天空證明了波音是錯的,但這都不再重要。因為此時,波音707和道格拉斯DC-8已經確立了自己在航空市場的地位。而且實際運營過程中,CV990A仍然無法滿足美航需求的跨海岸飛行的航程,也就是說無法從紐約直飛洛杉磯。

速度方面,CV990確實比當時的707、DC8要高,但並沒有快很多,而且飛機實際上很難達到預想中的飛行速度。載客量方面,CV990更顯示雞肋了些,990比880多出的10英尺機身讓它的總體座位數達到了110個左右。但儘管乘客人數有所增加,但這架飛機仍然無法與波音707(110-189的載客量)或道格拉斯DC-8(105至173的載客量)相匹敵。

存於瑞士博物館的CV990客機內部

由於受到來自B707和DC-8以及的沉重打擊,CV990的生產很快便無法繼續進行了。CV990於1961年開始投產,僅僅生產了兩年,到1963年就停產了,不久後康維爾公司也被收購。根據記錄,當時康維爾公司一共只製造了37架990。美國航空公司和瑞士航空公司是主要購買者。瑞士航空購買了8架90年代的飛機,是唯一一家將其命名為為「科羅納多」的航空公司。

瑞士航空將CV990命名為科羅納多Coronado

20世紀70年代初的石油價格的高漲讓航空公司不顧一切地擺脫耗油量大的飛機,而CV990就是其中之一。康維爾990的失敗實際上也標誌著那個無比追求速度的航空時代的結束,而當時康維爾卻沒有意識到這一點,這也最終導致了康維爾公司的衰落。然而,歷史會將這款不算成功的客機永遠銘記。

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