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超音速客机之争——壮志难酬的图-144

发布时间:2015-07-15  原作者:Crazy Ivan   点击数:

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  冷战期间,苏联在外交、军事、经济、科技等各方面都与西方展开明争暗斗,当英法联手研制“协和”超音速客机的消息传来,苏联人自然也按捺不住,于是一场事关国际形象的高技术竞争大戏上演了……


设计师图波列夫父子与试飞机组在图-144原型机前合影

快马加鞭迎挑战

  苏联领导人赫鲁晓夫曾提出,社会主义国家应在若干科技领域超越资本主义国家,以遏制帝国主义的扩张。而1962年底英法两国签署“协和”合作计划,无疑就像下了一道战书,加上美国也在紧锣密鼓地推动同类项目,促使苏联政府作出尽快上马超音速客机并抢在对手之前升空的决定。其实早在多年前,苏联的航空科研机构已经开始探讨这方面的可行性,包括从超音速战略轰炸机派生出民用机型。对于横跨欧亚、幅员辽阔的苏联来说,能够显著节省时间的超音速客机也确有其必要性,苏联民航总局估算出用75架这种飞机就可满足国内远程航线的需要。

  1963年7月,苏联航空工业部下达了研制超音速客机的指令,主要性能指标与“协和”相近:可搭载121名乘客,巡航时速2.35马赫,航程6500千米。这个重点项目交由以研制大型飞机见长的图波列夫设计局执行,中央流体力学研究所和中央航空动力研究所等机构协助,机型编号定为144,初步预算将是亚音速机型的3倍。图波列夫设计局的掌门人安德烈·图波列夫此时年事已高,在他指导下由其儿子、对高速飞行器富有经验的阿列克谢出任项目负责人,组织精兵强将展开研制工作。面对这样一个前所未有的挑战,设计者们需要与其它科研和生产部门紧密合作,攻克一系列技术难关。

  首先是确定飞机的气动布局,既要达到高速战机那样的飞行性能,又要满足客运的需要。经过大量的理论计算和模型风洞试验,图-144的外形方案定为细长机身配以双三角形机翼,前缘内侧后掠角为78°,外侧后掠角为55°,以适应跨音速飞行的要求。为了验证这一设计,还将一架时速可达两马赫的米格-21战斗机改装上这种翼型进行试飞。而机尾上方是大三角形垂尾,不设水平尾翼。圆形机身直径3.4米,乘客舱长26.5米,宽3.05米,走道高2.16米,每排座位为3 2布置,最多可容纳126人。


用于验证双三角形机翼的米格-21L

  其次是要解决高速飞行时带来的机体过热和变形等不利影响。这要求对机身和机翼内外进行结构强化,重点部位采用以钛合金为主的耐高温材料,以及经过特殊处理的铝合金蒙皮。此外还要对飞机整体设计进行优化,研制适用的润滑、紧固和密封等材料和装配工艺,并配备具有增压、调温和输氧等功能的舱内环境控制系统。


图-144原型机的设计草图

  同样重要的还有动力装置??庾饶舴蛏杓凭肿叛兄屏舜屑恿θ忌帐业腘K-144涡轮风扇发动机,单台推力最大172千牛。4台发动机集中安装在机腹后下方,每两台共用一个矩形进气口,尾喷口与机翼后缘齐平。而机翼和机身内可储存8.75万升燃油,这样整机满载起飞重量约为130吨??悸堑郊际跄讯?,早期型号的航程定为4500千米,之后再改进到6500千米。

  此外,图-144长长的锥形机鼻可在起降阶段下垂12°,便于飞行员观察地面情况,进入巡航飞行时再恢复原状。驾驶舱内安排由正副驾驶员和飞行工程师组成的三人机组,所有控制系统都有多重冗余设计,出现问题可自动切换。该机采用前三点式起落架,前起落架为很高的V形双轮结构,左右翼下的主起落架则采用纵向3排机轮。

  按照这一设计方案制作的图-144模型在1965年的巴黎航展上一经公开,立即成为备受关注的焦点。这个机身编号65000、长1.22米的模型不仅展示了独特的外观布局,也曝光了机舱的内部设置。苏联人还高调宣布图-144将在3年后开始试飞,这无疑让西方同行感到了莫大的压力。


1965年巴黎航展上展出的图-144模型

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