香港《七十年代》载文:《“协同”超音速客机》
【本刊讯】香港《七十年代》一九七二年十月号登载一篇题为《“协同”超音速客机》的文章,摘要如下:
筹备了足有十个年头的英法合作结晶——超音速“协同”机,在今年六月作了一次环球旅行,好向世人介绍本身的性能,以求在民航史上打开新的一页。
在它的十年发展中,“协同”机遇上了不少困难。有些属技术性的,有些是关于经济及政治的,也有舆论的阻挠。很多难题已得到消除,但更多的还是有待解决。总之机器已经出世了,在这个年代以内能否成长壮大起来,仍是个问题。
音速的界限已在五十年代被人类打破了,这是人们专注研究军机的结果。为什么超音速喷射客机要到七十年代才能面世?战斗人员所受的特殊训练是个因素,由于要减少空气的阻力,一般超音速飞机都要在数万英尺的高空——稀薄的大气层中飞行。这时军机机员得要穿上紧身加压衣及配备氧气罩,由于气流不稳定和高速度的关系,强烈的震荡和急剧的加速都非一般没有经过特殊训练的乘客所能抵受的。此外在设计超音速喷射客机时,还要注意很多其他的问题。
首先是结构材料问题。“协同”机设计人把最高飞行速度定为声音的二点二倍(时速一千四百五十英里)。在这样高速下,由于外边空气与机身摩擦的结果,机身的温度会升至摄氏一百五十度,机身的震荡更易造成金属疲劳。对火箭来说,问题不会很大,因为火箭只飞一次,旧式的金属还是可用。军机的结构设计也较简单,原因是机身细小,而且真正以超音速飞行的时间,一般只有十数分钟而已。可是超音速客机要忍受高热达二小时之久,而购买这种飞机的航空公司又希望它们能飞上三四万小时,因此耐劳的金属成了飞机的生命。“协同”机的大部分结构还是用旧式的铝合金组成,二点二倍音速差不多是这种合金的极限。
飞机设计人第二件头痛的事便是飞机的音响问题。螺旋桨飞机的噪音主要来自引擎。对喷射机来说,在起飞及着陆时,主要的噪音也是来自引擎内的车叶及压缩机,在快速飞行时,从引擎喷射出来的高速气流与外界较慢的空气混合,产生极大的音响,称为喷射音响。超音速客机飞行时,除了发出比其他一般飞机更大的以上两种噪音外,致命的,就是当它以超越音速前进时,会产生一种带有机械破坏性的噪音,称为“声波爆炸”。飞机用它像锥子模样的鼻子,把空气锥开,这些被挤出来的空气,来不及流散,累积在某处,产生了极高气压,因而会在机后不断出现强力震波,传到地面,成了爆炸性的音响,毁坏门窗和墙壁。
为了解决这个音障问题,最近一些科学家们设计了一个可以转动的机翼,拴在机身之上。在慢速飞行时,机翼与机身成直角,当速度超过音波时,机翼便一前一后转动,像一把剪刀似的飞行。据说这样的不对称形状,会减少两边机翼所产生的震波的同步干扰,而且这样耗油量亦会少点,因而“声波爆炸”与其他噪音也就减弱了。但这只是个纸上理论,目前任何一国仍未有勇气去试验这件“怪物”。
除了“声波爆炸”以外,飞机的啸声还叫农村中的鸡不下蛋,奶牛挤不出奶,使人的血压增高,引起孕妇死胎率的增加。在瑞典好些大城市所作过的统计中,发现每三个神经病人中有一个是受不了噪音刺激而成,因此噪音污染亦成了各大城市的严重污染问题之一。
飞机制造公司为了要替他们的飞机找到销路,都曾在消减音响方面作过一番努力。引擎车叶形状的改良设计,减低了由引擎而发出的噪音。如果把同一只机翼下的两具喷射器距离移近一点,由于周围的空气也被吸入两器中间的地方,因此喷射器与附近空气的相对速度得以降低,所以喷射噪音亦随之而减少,一个喷射器的噪音亦藉另一个的作用而受到反射、折射及散射,噪音更为大减。所以新型的喷射机都把一对喷射器移得很近。
搭客是主顾,也是很多飞机公司主要的讨好对象。现代的喷射机在喷射器的排气管尾部都装置了各种消声器(虽然设计者对这些装置的作用原理还未十分清楚),又在座舱周围采取更有效的隔声防震措施。为了进一步减轻噪音对搭客的骚扰,都将喷射器从机翼移到尾翼去,这样可使坐在机身前部的搭客更觉宁静。
当然,机外的噪音仍然是一个严重问题,声波爆炸也未能解决,“协同”机飞抵东京作推销时,单是噪音本身就是一项新纪录,甚至在距离飞机两公里处,所记录的协同式噪音也达一○五分贝(马路上的风钻机的音量是一百二十分贝,一百三十分贝是人耳所能忍受的极限)。报纸说,飞机临头时,连电话铃声都听不见。因此,在解决这个音障问题以前,未来的超音速客机在机场上空和高度较低的时候,只许用比声音低的速度飞行,只有在离地二十至二十五公里的航线上才能用超音速飞行。专家们已暂定“协同”机不会在有人居住的地区上空作超音速飞行。
一般飞机的上升与降落低速飞行时间占半小时。在短距离的航线上,超音速客机根本不能产生多少优越感。因此,“协同”机只适宜于作越洲航运。
超音速客机的另一个问题,是废气污染问题。十九万磅的燃油使“协同”机拖着一条黑色的长尾巴升空,它三十八万磅的笨重机身更加深了尾巴的色调,使参观试飞的来宾看去有点碍眼。虽然它大部分的废气都排在大气中的较上层,但这已足使一些敏感的国家,如美国和日本在考虑订购该机时迟疑不决了。
“协同”机在英法间被认为是一种带政治性多于带科技性或商业性的产物。一九六二年十一月英法政府签署共同发展“协同”机合约,不久以后,负责制造这机的工人便增至一万三千人,初时的研究经费原定四亿美元。自此以后,这个计划一直都在风雨飘摇中捱下去,技术及货币贬值问题使研究费用扶摇直上,英国的每次经济危机都陷“协同”计划于窒息状态。但正如一位英国航空专家所说:“如果我们真的决定进入共同市场,我们不能耽误了‘协同’机,这是一宗糟透的事情。”计划还是进行下去,时间也是紧迫的,因为在三处所发展的超音速客机,谁的先出,谁便抢先挣到首期的订制合同。在六八年时英国估计“协同”机比波音机早七年面世,因而希望销售的总数能达三百架。但就算第一架试验型于六七年末在法国出厂后,反对继续试验下去的依然大有人在。甚至在一九七○年秋,当两国在这计划上已花掉了二十一亿美元时,《卫报》的社论还极力支持停止“协同”运动。
现在它终于被合力地推到选购台上了,目前只接到十多架的订单,至于它的前途如何,一时还难于预料。

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