奢侈的飞行

作者:三联生活周刊

(文 / 杨逍 范遥)

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一架大黄蜂战斗机冲破音障的场景(当飞机达到音速时,气流在机身周围凝聚)

波音和NASA设想中的超音速飞,这可以被视为一种概念飞机

一个法国传统的破灭

这是协和飞机投入运营近30年来的第一次空难,这种曲线优美的飞机是英法两国的联合产品,上世纪60年代研制成功。对于那些负担得起昂贵机票的人来说,这种以两倍音速飞行的庞然大物,为跨越大西洋两岸的航线带来了生活品质的革命。20多年来,它像一个诚实可靠的法国绅士,在对付生活的重压以及大西洋上空的气流方面,其安全性是无可挑剔的。

直到灾难来临,协和飞机依然和“豪华”、“优雅”这些富有法兰西情调的字眼联系在一起。在天空中,它是那个海拔高度上法兰西传统最杰出的代表,但是,7月25日,这一传统破灭了。

空难带来巨大的损失:100名乘客死去,另有9名机组人员和5名地面人员同时遇难,法航的空难永远地败坏了世界上最快的民用客机所拥有的盛名。

“协和飞机作为商品可能现在已经死了”,一个航空网站的专栏作家乔•布兰卡特里说,“这种具有30年历史的飞机一直引人注目,它是飞行在天上的插着翅膀的梅塞德斯。但这次空难可能使它不再继续适合商业飞行。”

公平地讲,这是协和客机自1969年登场以来的第一次空难。在航空界,人们使用一个统计性的安全指标来评价某种飞机的可靠性,这就是计算一种在100万次飞行中发生的使飞机破坏得完全不能再使用的事故次数,这个指标叫“机体损失率”。在此次巴黎空难之前,协和飞机的“机体损失率”为0,它可以算是最安全的飞机。但在此之后,它已成为世界上最不安全的飞机,因为它总飞行次数并不多,每架飞机在一年之内飞行时间不超过1000个小时,一次空难就使它的“机体损失率”达11.6。

协和飞机由英法航空公司联合制造,由于成本巨大和环境问题,两国政府都认为应放弃此项目。据估计,协和足足耗费波音和NASA设想中的超音速飞机。这可以被视为一种概念飞机了英法纳税人40亿美元。法航和英航声称他们从超音速业务中赚取了利润,大量有钱人愿意为一次从纽约到巴黎的高速空中旅行而支付9000美元。

尽管目前的十几架协和飞机都是25年前制造的老货色,但它们都还具有近乎神秘的诱惑。今年早些时候,法航运送维多利亚公司的超级模特儿赴法参加戛纳国际电影节时,着实大肆宣扬了一番,公司透露航班上配有香槟和鱼子酱,飞机的一部分还被涂成了粉色,用以展示一家女性内衣公司的标志。

航空作家布兰卡特里说:“这是一种非常醒目的、性感的飞机,乘客会得到神一样的礼遇。”但他认为,协和无法成为一种长期的商业运行模式,它的线路受限制,巴西、新加坡等国都因协和飞机噪音过大污染严重而拒绝其着陆,协和飞机的维修也因成本昂贵而难以保证。

“这是时尚特快。”纽约的公共关系专家保罗•维尔穆特说,超级名模经常要从纽约飞赴巴黎或伦敦,纳奥米•坎贝尔乘坐协和飞机就像你我坐出租车一样。

在协和飞机乘客名单中能找到乔丹、玛丽娜、约翰•加里亚诺等,空难前两周,理查•基尔结束他在巴黎的休假飞回纽约。

财富与名望,这样的字眼与协和飞机一样有联系。英国航空公司将协和飞机比喻为“王冠上的珠宝”,如今,这颗珠宝掉落尘埃。一个传统破灭了。

你需要一个更大的世界

1973年6月3日,同样是在戴高乐机场外,苏联的一架“图-144”飞机坠毁,机长米哈林•卡佐诺夫和另5名机组人员全部遇难。那是一次航空展,法国和苏联对失事飞机进行了调查,但调查报告始终没有公布。

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协和飞机的巴黎空难

“图-144”的首次飞行是在1968年12月31日,比协和飞机早两个月。1969年,“图-144”投入航空服务,主要是运送邮件,1977年才开始搭载乘客。它是苏联人为与协和飞机竞争而研制成的超音速飞机。

在第二次世界大战期间,德国飞机的技术水平是最高的,在某些方面甚至达到了各国工程师望尘莫及的高度。事实上,这种传统可以追溯到“一战”,那时的空军用手枪甚至砖头相互开战,机枪射击有可能打坏自己的螺旋桨,是德国人发明了一种机枪锁装置,这个简单的装置可以让德国人用机枪在空中扫射。

1945年5月7日,美国波音公司的总工程师乔汉•斯爱勒在德国航空技术研究所的文件柜中发现了后掠翼飞机的图纸与风洞试验数据,他立刻打电报给波音公司要求中止飞机设计。正像“不死鸟”的传说一样,战火中诞生的“后掠翼”技术,戏剧性地传到了美国,并在全世界得到丰富和发展。

飞机的阻力与速度的平方成正比,简而言之,若使速度提高2倍,发动机功率必须提高4倍,若使速度提高3倍,发动机功率须提高9倍。1952年,NASA的科学家R.T.维特康姆提出跨音速面积律,讨论如何减少飞机的阻力以提高速度。当时全世界的航空工程师们都有一个目标:让飞机突破音障。

协和飞机与“图-144”都采用的是从后掠翼发展而来的S翼,两种飞机的最大巡航速度均设计为2马赫,即两倍于音速。飞机的SST(supersonic transports)时代诞生了,但超音速飞行的纪元并没有到来,协和式飞机只能勉强横渡大西洋,无法飞越太平洋,载客量小,运费也太高。

“图-144”和协和问世后,美国立刻发表了HST计划(Hypersonic Transport),各厂商竞相展出模型与图解,预言HST的发展前景。所谓HST,是指在30000~40000米高空,以6~12马赫巡航的机种。

对HST来说,最大的难关是热障碍,在机身表面将产生SST系列无法比拟的空气摩擦热。如果在3万米高空的同温层以6~12马赫(速度约7340~14800公里/小时)飞行,机体表面温度将超过1370℃,那么机体将不得不使用以镍为主要材料的超级耐热合金和钛材料,这项费用耗资巨大。事实上,飞行器达到3马赫,机头和机翼最前部的温度也将达到600℃左右,机体将使用钛合金,材料费用比铝合金贵2~10倍。

所以协和飞机2马赫的巡航速度是一个现实的设计,它孤独地飞行了30年,天空中还没有HST的影子。

1986年,美国总统里根曾提议“轨道特快”计划,即一种以275公里/小时的速度,相当于音速的25倍在低地轨道上飞行的运输器,它可以让你两小时之内从纽约飞到东京。1989年,美国NASA和国防部开始可行性研究,但很快把这个项目束之高阁,这里面有技术问题,也有实用性问题:造这么个东西干嘛使?从洛杉矶到东京,它刚完成升空就要准备着陆。NASA的专家威希特说:“用HST技术的飞行器搭载乘客,你需要的是一个更大的世界。”

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协和飞机的机头很有特色,这是空气动力学的要求(法新社 供图)

波音的空中之城

英国与法国在1962年签署协议共同研制协和飞机,1965苏联公布“图-144”的设计,1966年,美国的联邦航空协会选定波音公司研制SST飞机,1971年美国人和波音公司宣布放弃SST计划。

1974年6月17日,法航的一架协和飞机从波士顿飞往巴黎,与此同时,一架波音747从巴黎飞往波士顿。协和到达巴黎,在机场停留1小时,之后再返回波士顿,它依旧比那架747早到达11分钟。

然而,航空专家认为:“波音747客机是航空史上卓尔不凡的成就,它不是最大的飞机,也不见得是最先进的飞机,747是60年代的设计,尽管历经一再改进,最新型的747在结构和空气动力学设计上仍然和747原型机相去不远。可是在航空史上,很难找到有一种飞机曾经对人类的生活造成如此大的影响。”

60年代初,美国空军提出高负载运输机计划,要求制造一架能够运载750名士兵或者两辆主力战车飞越大西洋的巨型运输机。波音在竞标中输给洛克希德公司,但他们已在研究把巨无霸运输机和高性能引擎民用化的可能。

当时民航业的老大——泛美航空公司,眼见载客人数年年增长15%,认为波音707已经满足不了要求。道格拉斯的DC-8-60客机威胁波音的地位,它的载客量为270人,航程为4700英里。此种情况下,波音不得不开发新一代大型客机。1965年12月,波音接到了泛美的需求:一架能运载400人、飞行5000英里的飞机。

747对波音和泛美来说都是一场豪赌,当时泛美董事长崔普对波音总裁艾伦说:“只要你造我就买。”艾伦的回答是:“只要你买我就造。”这场豪赌造就了波音的未来,却是泛美衰亡的开始。

在747前,所有客机都是窄体设计,只有一排过道,每排最多6人。波音747一开始就准备双过道的宽体设计以缩短机身长度。波音共考虑了50个方案,泛美要求有全通式的大甲板以方便载货,他们预计未来的空中旅行将是超音速客机的天下,747又大又慢,随时能当作货机。

1966年4月,泛美航空正式订购25架747,总值5.2亿美元,1969年底交货。波音在西雅图兴建了一座占地43英亩的厂房,它历经扩建,至今仍是世界上占地最广的单一建筑物。当1969年2月,747一号机飞上天空,波音在747上的开发与生产成本超过10亿美元,超过公司本身净值。然而,已有26家航空公司下单订购了150架波音747,每架飞机价值2500万美元(如今一架全新的747—400的价格是1.5亿美元)。

没过多久,许多航空公司就发觉波音747太大了,大到没有多少航线能够填饱这架飞机。更糟的是,1973年石油危机爆发,预期的乘客增长成为泡影,航空燃料价格更在数月间涨了10倍。泛美航空公司手中的现金跟着一架又一架747交机、一班又一班空着的747飞上天空而付诸东流,终于落下重伤,日后的经营不善使之一蹶不振。

石油危机也让波音公司受损,从1972年到1976年,波音每年接到的747订单只有20架上下。在747服务运营的头10年,不少航空公司利用其内部空间设置酒吧、休息室或餐厅等豪华设施,但随着乘客数量的增加,空中旅行走向“公车化”。波音747的优点是它能装人,1991年,以色列“索罗门行动”,将埃塞俄亚的犹太人救出即将被叛军攻陷的亚迪斯亚贝巴,一架747—200C装载了超过1200人。当然,最大单机空难的纪录也在747名下,1985年8月12日,日航的一架747SR失事,全机524人仅有4人生还。

波音747投入商业运营的1970年,油价为每桶1.67美元,1976年,协和飞机投入运营,油价已升至每桶11.51美元。波音747可以载着4倍于协和乘客的人数,以协和一半的维修成本及燃油成本飞行。迄今为止,747已售出超过1000架,协和生产了16架就不得不停产,显然波音取得了更大的商业成功。

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波音公司董事会主席菲尔·卡迪特

空中客车取代波音747

德国工程师托马斯•约根是空中客车A3XX的设计者,他说:“我们做的是前所未有的工作,A3XX是目前技术所能达到的顶峰。”空中客车A3XX被称作“空中的巡洋舰”,是1969年波音747首航以来更大的民航飞机。

1970年成立的欧洲飞机制造企业集团——空中客车公司,毫不掩饰他们要把波音公司拉下王座的企图。A3XX将比416个座位的747飞得更快更远更便宜更加环保,它的设计费用已达5亿美元,预计有555个座位,有更豪华的配套设施——餐厅、商务中心和健身房。预计2005年投入商业运营。

航空专家约瑟•坎贝尔说:“A3XX是空中客车向波音摊出的底牌,这会是个了不起的故事。当人们看到A3XX时,他们会惊讶其大,只要有一家主要航空公司决定购买,其他航空公司不得不跟进。”

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空中客车的A3XX有可能取代波音747的地位

空中客车在1990年的一次国际航空展上首次公布A3XX,当时人们批评它是“纸上的飞机”,永远不会飞起来也永远不该飞起来,它太大,阻力大,噪音大,带来的客流量也太大,会给机场带来麻烦。美国航空协会的疑问是:上下两层经济舱塞进900人,谁愿意坐这样的飞机?

然而,空中客车深知,如果不在大型喷气客机上击败波音,空中客车就抢不来飞机制造业的王座。他们在1996年正式启动A3XX项目,A3XX市场副总裁菲利浦斯•杰利回忆:“人们说我们疯了,我们是疯了,波音747对我们是难以企及的,它是所有主要航线的旗舰,每个人都爱这空中女王。”但是,杰利在对波音乘客的广泛调查后发现,要好的更舒适的飞机仍然被期待。他说:“A3XX在许多细节上设计得更加精心。”

空中客车总裁内尔•弗加特在过去一年中周游世界推销A3XX,他针对21家拥有新型747—400的航空公司进行游说,主要地点是法兰克福、纽约和东京,他宣扬A3XX是更好的选择,航空公司也都会问价,A3XX售价2.1亿美元,比747—400贵6000万美元,但空中客车说,它会降低飞行成本,航空公司票价定的再低些,利润都会增长。

华尔街一位分析家说:“各航空公司肯定会很好利用A3XX的空地儿,沙特阿拉伯航空公司也许会为穆斯林提供一个祈祷室。”巴黎一个旅行代理商则说:“如果他们在飞机上提供一个地方让你做爱,那也是个难忘的体验。”

托马斯•约根相信,当年波音总裁比尔•阿兰决定上马747项目时也是压力重重,但747名垂史册,A3XX的使命是取而代之。

波音则一再宣称,大型喷气式客机已没有市场。他们在1997年亏损1.78亿美元,这是波音公司50年来第一次亏损,1998年一季度,公司利润降低了90%。造成这一局面的主要原因是亚洲经济危机,许多航空公司取消了飞机订单,波音预计在1998年生产550架飞机,但订单减少了90架。

全球民用飞机制造业市场价值650亿美元,空中客车希望与波音公司至少平分天下。空中客车公司成员包括法国航空航天工业公司、德国空中客车公司(梅塞施米特—伯尔科—布洛姆公司的全资子公司)、英国航空航天公司及西班牙、荷兰、比利时的一些权益,A3XX是空中客车、也是欧洲航空制造业的推动力。

波音747要迎接A3XX的挑战就要加快新机型的设计与制造,这场战斗刚刚开始。“747是天空女王?谁知道呢?”约根说,“2005年之前,只有英国女王会老。”

显然,更加豪华,更加人性化,载客更多的飞机是21世纪的要求,空中客车的高级主管阿兰•杜佩奇说:“这是一个新潮流的开端。”该公司预计,在未来20年内,全世界将购买16700架喷气式飞机,其中1330架将是载客量在400人以上的,另有3000架将是拥有中途到长途飞行能力的客机。

1997年并入波音公司的麦道公司曾有一个“飞行之翼”的设想,即机身与机翼一体化,载客至1000人,时速900公里,最远航程达11000公里。据悉,波音与NASA的工程师仍在进行研究,但离拿出可行的设计还有相当一段距离。

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“甲骨文”老板埃利森和他的私人喷气飞机

超音速飞行的梦想

事实上,波音和NASA一直在研究一种协和飞机的继承者,一种能载客300人、航程10000公里的新型超音速飞机,在过去20年,波音投资22亿美元用于设计和材料检验,并用7.5亿美元研究超音速飞行与环保的关系。波音和NASA对这种SST飞机谈论不多,但有专家预计,这种飞机可能在2015年面世。

如此耗资巨大耗时长久的研究,其推动力只有一个:经济利润。NASA预计,在21世纪头一年,全世界共有500架飞行定单,总价值在2000亿美元。NASA高速飞行研究专家阿兰•威德说:“在这个市场,55%的航线在3000公里以上,70%的航线都是在水面上飞行距离占到85%以上的,也就是说,此类航线最适合SST飞机。”NASA在1999年公布计划说,以与协和同样的2马赫的速度飞行,从东京到洛杉矶的飞行时间将从11个小时缩短到5小时,NASA希望这不会带来更大的成本问题。威德说:“我们希望在今后20年,把从远东、欧洲飞到美国的时间缩短50%,而且维持如今超音速飞机的票价。”

新的材料和更高效的引擎将使新型SST飞机比协和更轻、更经济,波音计划,它比现有的747长25米,但更窄一些,以便更适合于现在的机场。

法航4590航班协和飞机的失事并不会阻止各国研制新SST的脚步,协和不是第一架也肯定不是最后一架超音速飞机。新SST飞机要比协和多装2到3倍的乘客,要能够飞越太平洋。

 1997年日本开始设计制造新SST模型,按计划,2002年3月,日本国家航空实验室将试飞“NEXST 1”,它将被火箭带到17000米的高空,以检验其阻力及外部构造状况。2005年,将试飞NEXST 2,这将是它用自己的引擎飞上天。在2015年前,日本希望能造出载客250人的超音速飞机,用4小时从东京飞至洛杉矶。该项目负责人说:“协和飞机太小了太吵了,效率也不高,我们的新飞机将既经济又环保。”

日本希望美国和欧洲能共同承担新SST的研究经费,然而欧洲人的钱似乎都放到空中客车A3XX上了。俄罗斯也没有放弃SST的梦想,“图-144”的继任者是“图-244”,但经费缺乏使该项目搁置。

但也有些工程师认为,制造一架超音速飞机10亿美元就够了。美国内华达州一家航空企业老板理查德•托森就致力于此,但他承认,资金也是个问题。

不那么昂贵的超音速飞机?听起来不错。那就是把飞机变小一点儿?法国一家名为“Dassault”的公司有一个计划叫“Falcon SST”,设计的飞机只能搭乘8人,但比协和要飞得远。美国的湾流航空集团,控制着私人商务飞机60%的市场,该公司希望在2007年之前能造出125架新式超音速飞机,他们的设计者与洛克希德公司关系密切,洛克希德的战略侦察机SR-71可以达到3.3马赫,是世上最快的飞机,也许湾流能把军用飞机的一些优点转化到商务客机上。

像“Executive Jet”这样专为富人生产私人飞机的公司是很成功的,该公司2000年的订单在400架左右,客户包括泰戈•伍兹、桑普拉斯和通用电气等。因此,私人用的超音速飞机也可能拥有不错的前景。

然而,超音速飞行的梦想不应该仅仅属于少数有钱人。是波音747而不是协和飞机让这个世界又变小了一次,那么下一次变得更小的世界将依赖于哪一种飞机呢?是日本?还是波音?

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巴黎的国际航空展

我们乘坐的飞机

麦道DC系列

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1932年,道格拉斯公司开始生产DC系列飞机,其原型机定名为DC-1。1936年,第一架DC-3型有卧铺的运输机交付使用,以后长期内它是商业运输中的主要飞机。二战时,道格拉斯公司共生产了2.9万架军用飞机。战后,其DC-6型飞机垄断商业航线。1953年生产的DC-7型可作跨洋不降落远航。但在喷气式飞机来临后落后于波音公司。60年代,道格拉斯公司与麦克唐纳公司合并,而后麦道公司生产了大量喷气式战斗机,如F-18大黄蜂式等。1996年12月,该公司与波音宣布合并,并于1997年8月1日生效。

波音707

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波音在50年代初期仍是一家以军方生意为主的公司,它的707客机也与军事联系密切,其主要竞争武器之一就是当时为军事机密的J57涡轮喷气引擎。道格拉斯公司当时对707未予足够重视,等它渐成气候之时,才推出DC-8型与之竞争。第一架707在1957年12月首航,其后改进的707—320才使波音在客机市场上成功。1957~1961年间,波音共售出172架707,而道格拉斯只接到47架DC-8定单,胜负已判。

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波音727

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50年代,中短程客机市场仍是世界大战时留下的螺旋桨客机的天下,美国波音、法国卡罗维尔、英国三叉戟都看好进行中短程喷气客机的开发。波音727计划比竞争对手都晚,董事会希望有100架定单之后再开始制造,但总裁艾伦在只有80架定单时说服董事会通过投资案,这是明智的冒险。727载客量130人,设计优异,战胜三叉戟等对手,但在70年代面临道格拉斯DC-9加长型的竞争。

波音737

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自60年代末推出至今,波音737这种短程客机接到的定单超过4000架,是航空史上无人可比的纪录。在短程客机市场,波音737的主要对手DC-80也有不错的销售成绩,共售出1200架以上。737-200航程为3440公里,737-300航程为4180公里,734-400航程为6110公里,载客量在110人至135人。

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波音757

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757的诞生是70年代波音寻找727的接替者,当时油价暴涨,在设想中,波音这种新飞机将集所有可以节省成本的高科技产品于一身。当时研究发现,70%的空中旅行都在两小时以下,短程乘客多希望较方便的密集航班,载客量较少的窄体客机符合这一需求。而且6排座窄体机比7排座广体机省油7%,757型新引擎比727的JD80引擎省油20%,空气动力学改进和减重措施可省油10%,省油是757设计的一个主要标准。此外,757保持着最好的安全纪录,在飞行16年以来,共折损3架,且完全是由于外力和操作失误。

波音767

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60年代末期,许多航空公司希望有一种体型介于707和747之间的中程航线客机,道格拉斯推出的DC-10(载客量300人)回应了这一需求。70年代成立的空中客车以260人载客量的双引擎A300作为进入客机市场的试金石。

波音767后发制人,兼顾经济性与航程,并在减少噪音方面做出许多努力。此外,767照顾客户需求,当时美国航空希望它是三引擎,联合航空认为双引擎就够了,波音在1978年宣布提供两种设计,一种是可洲际飞行的三引擎,一种是航程较短的双引擎。

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波音777

麦道投入开发从DC-10发展而来的MD-11,空中客车研发全新的A330/A340,这使得波音在1988年宣布777计划。1990年1月,波音成立“联合小组”,由全日空、美国航空、英航、日航、澳大利亚航空等航空公司参加,由客户直接告诉设计人员他们想要的777是什么样子,此为客机发展史上一大创举。777完全在电脑上设计,并在电脑中进行了数以百计的试飞。起初,777项目只是作为767的后续产品,或者是加长型767,但777很快被设计为一种载客更多、飞得更快的全新飞机。

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空中客车

空中客车的第一件产品是A300中/短程、双过道、双引擎飞机,1974年投入商业运营。它能搭载300人,巡航距离2800公里,起飞距离1870米,着陆距离1740米,起降距离短是其特点之一。1978年空中客车生产载客量较小的中程飞机A310。1987年推出A320中/短程、单过道(窄体)飞机,它取得的定货比历史上任何新飞机都多。A320和麦道的MD-80掠夺的是波音727的市场,这两种飞机至今已售出3000多架。

 A320在欧洲取代727,空中客车自此展开与波音的竞争。A321是A320的加长型,它的对手是波音757,但它的航程太短。新研制的A3XX是对波音最大的挑战。

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