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  2. 第3322期   20180710
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梦想前传:声速巡航机

波音2707-200客机。

波音2707全尺寸工程模型。

外形颇为前卫的“声速巡航机”。

波音2707-300想象图。

马援

20世纪60年代波音正在研制一种大型超声速客机。虽然这个项目后来被取消,但航空业追逐飞行梦想的激情从未改变。随着进入21世纪,波音公司根据当时的市场分析,认为高速民用飞机大有前景,推出了能够以接近声速飞行的“声速巡航机”概念。“声速巡航机”的很多技术特点,后来被2003年初启动的新一代双通道中型飞机波音7E7所继承,也就是现在的波音787“梦想”飞机。

经过14年的研究、设计和竞争工作后,1966年的新年夜,美国联邦航空局选择波音作为美国第一种超声速运输机的主合同商。项目最初考虑变后掠翼设计,但最终选择了固定翼设计。1970年6月,波音2707-300的全尺寸工程模型亮相,采用了50度后掠角的大三角翼布局,飞机全长318英尺(97米),安装4台发动机。针状机头采用了两节铰接结构,在起降时可以放下,以改善飞行员视野。根据设计目标,波音2707可以载客300多人,在6万5千英尺(19700米)高度可以达到马赫数2.7(2900千米/时)的速度,其载客量和速度都要超过英法两国联合研制的“协和”超声速客机。理论上更大的载客量有助于帮助航空公司获得更多盈利。波音2707在航电设备方面也颇有亮点,在民用飞机中率先采用了计算机显示屏幕,在高速飞行时具有更好的精确性。

截至1970年6月,波音2707共获得了来自26家航空公司的122架订单。项目的供应商遍布美国50个州,有7家制造商作为主要分包商参与项目,其中通用电气负责制造6万磅(约27215千克)推力的发动机。在这种新型发动机的推动下,波音2707仅用2小时40分便可从纽约飞抵巴黎。然而,由于来自美国国会对超声速飞机成本和环保影响的顾虑,波音2707项目于1971年3月24日被中止,当时原型机尚未完成。如果项目得以继续进行,目前超声速飞行所面临的很多问题可能已经获得解决。

时隔30年后的2001年3月,波音公司公布了一种全新的高速民用飞机概念“声速巡航机”。这种飞机预计能够以马赫数0.98的速度飞行,可以将常规的飞行时间缩短约15%~20%。飞机的潜在航程可达9000海里(16670千米),可以执飞更多的直飞航线,避开拥堵的枢纽机场和不便利的中途经停。

由于飞行特性的不同,“声速巡航机”的外形与常规的民用飞机大相径庭,采用了“前翼+大型三角翼”的鸭式布局,两台发动机置于飞机尾部。飞机长约 |76米,翼展约为50米。“声速巡航机”机体结构的60%将采用复合材料制造。为此,波音制造了一个6米长的测试机身段,以试验相关的制造工艺和材料特性。“声速巡航机”计划将采用多电结构,例如,一些传统上由发动机引气驱动的飞机系统将改为电动驱动,以提高发动机效率。通过大幅改进的航电设备和机载计算机,“声速巡航机”的驾驶舱将显著提升飞行员的“情景意识”能力。在提高速度的同时,“声速巡航机”的每座油耗则与常规双发宽体飞机相当。噪声方面,“声速巡航机”预计将比业载能力相近的波音767低30%。

遗憾的是,由于“9·11”事件对航空业的巨大打击,以及油价高涨对航空公司运营成本造成的巨大压力,民航业将关注重点放到了提高飞机的燃油效率方面,而非更高的飞行速度。在此背景之下,“声速巡航机”项目在2012年底被取消。