红色帝国的超音速起点(惊鸿飞舞,红色帝国的超音速旅行梦想)

现在的长途飞行其实是一件非常折磨人的事情,特别是经济舱,座位间隙比较小,长时间的屈腿坐立姿势,加上客舱内空气干燥,发动机的轰鸣声音一直萦绕在耳边,只要有坐过一次5个小时以上航班的经历,估计就不想再坐飞机了。对于这样的用户体验度问题,航空工程界一直致力于通过提高飞行速度来降低飞行时间的方式来解决这一问题,而且早在60年前就已经开始付诸于行动了。

将目光聚焦在英国,西方最为繁忙的空运航线就是横跨北大西洋,比如伦敦和纽约之间,当时普通客机往往需要飞行7-8个小时,“烂屁股”的折腾估计英国人实在是受够了。1956年英国正式启动了超音速客机研究计划,政府也设立专门预算开支用于这项工程,但是今非昔比,二战之后的英国已经是日落西山,财政吃紧。无奈之下,1962年,英国找到海峡对岸的法国,经过一番讨价还价之后,双方决定共同研发超音速客机,并且命名这款超音速客机为“协和”,寓意双方合作共赢,和谐开发之意。

对于当时的东方阵营龙头大哥苏联而言,“协和”飞机无异于刺激到斯拉夫民族的孤傲神经,两个二战中被打残的老牌资本主义国家还想第一个吃天鹅肉,连西方老大美帝都没有动手呢,该好好的教训这帮绅士和艺术家了。不得不承认这一点,上个世纪五十年代的苏联领导人赫鲁晓夫同志争强好胜精神还是极其强烈的,某种程度上也反映出战斗民族“可爱”的一面。对于这一次的“教训式”研发任务,赫鲁晓夫还是下达给他最信任的安德列·尼古拉耶维奇·图波列夫和他的设计局。

不过,这一次大师并没有亲自操刀来进行设计工作,而是转手将此项任务交给了自己的儿子阿列克谢·安德烈耶维奇·图波列夫。阿列克谢·图波列夫(下图右侧)在父亲的影响下高中毕业之后就考入苏联当时最好的航空工程学校——莫斯科航空学院就读,毕业之后即进入到图波列夫设计局担当一线的飞机设计工程师工作。不知道是否是大师有意安排或者“照顾”吧,阿列克谢·图波列夫工作之后一直被排除在军用飞机研发项目之外,相反这个年轻人参加的型号项目都是民用客机,比如图-104、图-114、图-124、图-134等各种喷气式客机,也算是在民用飞机领域久经历练。不过,是金子呢总会有发光的机会。

1962年阿列克谢·图波列夫终于得到苏联国防委员会的命令,在图波列夫设计局内部组建了超音速客机的研发团队,并依据图波列夫设计局对客机编号尾号必须为数字“4”的传统,将这款飞机型号命名为图-144(Ty-144)。

就像星爷的一部无厘头电影里面的一句经典台词——终于等到我上场了,文西。

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图波列夫父子(右侧为阿列克谢图波列夫)

历经近六年的研发,第一架图-144超音速客机终于下线了,并于1968年12月31日试飞成功,成为人类历史上第一架可以超音速飞行的客机,准确的说,也是第一架可以两倍音速飞行的客机。而与之对应的,英法两国联合研制的“协和”超音速客机却要到1969年的三月才首飞成功。

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图-144客机

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图-144

从飞机设计的技术角度来审视,不,还是用“欣赏”一词更为妥当一点,欣赏一下阿列克谢·图波列夫的作品。

平心而论,图-144客机其实非常优雅!

细长的机身,优美的线条,尤其是机头极其细尖,犹如利剑一样直啸蓝天。为了成就两倍音速的飞行能力,图-144客机特别采用了适合高速飞行的三角翼。但是三角翼的缺点也比较明显,就是薄的机翼产生的升力效率较低,为了弥补这一缺陷,图波列夫设计局精妙的采用了双三角翼、或者说近似于边条翼的双三角翼更为妥当一些,依靠前部三角翼的涡流控制能力,从而有效的提升了整个机翼的升力效率。两个三角翼的后掠角也是前大后小,比率控制相当得体,体现出一种空气动力学的美感,可以相信,这种外形设计一定得到来自于苏联中央流体力学研究院的技术支持(TsAGI)。

为了竭尽可能的降低高速飞行的激波阻力,图-144最后连平尾都给去掉了,唯独保留一个高大的垂尾,以便于确保高速飞行的航向稳定性。这种方法实施之后,就会发现整个飞机的纵向稳定性就得到一定的损伤,为了确保能够安全的控制机头的“抬头和低头”动作,阿列克谢·图波列夫采用了一种“小鸭翼”设计。在机头上方设置了一对可以折叠的小翼,当飞机起飞和降落过程中,飞行员需要精准的控制机头上下运动力度时,就可以张开这对小翼;相反,当在空中飞行时,这对小翼就会完全收纳入机身中,外形与机身表面融为一体。

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起降中的图-144

机翼下方外挂了四台大推力的涡扇发动机,左右机翼下各两台。这些涡扇发动机可以额外配置了加力燃烧室,一旦四台发动机全部进入到加力燃烧状态,将瞬间提供高达80吨的推力,将飞机推入到两倍音速的飞行状态,不过此时四个发动机可就是地地道道的“油老虎”,不对,应该是“超级油老虎”。图-144客机全程2个半小时的飞行,需要往油箱中注入多达80吨的航空煤油,相当于今天最常见的波音-737客机装满油、装满乘客时的重量。

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图-144机头小翼

在一切为了搭载100名乘客实现超音速飞行的背景下,可以说图波列夫设计局已经接近全力达到了预定目标。不过在实际投入商业飞行之后,又一次遇到了问题,那就是飞行员对地视角太受限制了,细长的机头完全遮挡了飞行员观察跑道。图波列夫设计局自己的试飞员可以克服一下搞定起飞降落,但是普通的飞行员可就难说了。

没办法,还得继续想办法,最后设计局采用了变通方法——采用活动机头,在机头和机身之间设置了液压传动机构。在起飞和降落过程中,机头下垂让飞行员得以看到地面跑道;而在空中,机头重新抬起,和机身融合成完美的利剑。

此外,为了抵抗超音速飞行时气流对机体的冲击,全机结构开始不计成本的使用了钛合金,最后整个图-144的起飞重量仍然超过了200吨。

200吨的大家伙,还可以以两倍音速高速飞行,这种震撼力足以体现战斗民族的独特工业创新能力。面对这种震撼场面,当时的西方媒体统统在给予了一种复杂的赞美之词之外,一致认为苏联人的图-144抄袭了英国和法国人设计的“协和”飞机(下图),两者之间几乎一样的外形,细节之处存在着很多“几乎”,因此认定苏联人不可能在短时间内完成这种高技术飞机的研发。

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协和号客机(英、法联合研制)

这种话就是属于典型的西方逻辑,在他们的眼里,只要是外形差不多的,那么就一定是“山寨”或者“偷窃”而来的。其实,这都是对设计部门所有工程师的诋毁。任何一个优秀的设计师与生俱来的就会有一种“孤傲”,根本不会愿意低头去模仿他人的东西;况且,一架高技术含量的飞机,也不是仅凭几张照片就可以能够轻松的研究和模仿的,说句极端的话,就是将其拆开成零部件供人展览,也不是所有国家都可以仿制出来的,要真是能够轻易模仿,那么全天下的飞机就没有什么性能高低之分了。

其实,之所以外形相似,只不过依据当时的航空理论,分析之后得到的设计方案就是这样的,这种结果并不会以国籍区别有所差异。既然是超音速飞行,就是三角翼,就没有平尾,就得使用活动的机头,如此等等。不必纠结于此。

所以,还是得以飞行器的性能来论成败,能飞到两倍音速,这样的成就绝对可以笑傲欧美航空界。

别忘了,图-144的总设计师阿列克谢·图波列夫当时只有38岁。

然而,尽管图-144的指标是优秀的,但是命运却是短暂的。

试飞成功之后,为了扩大对西方阵营的影响力,1973年苏联派遣一架图-144客机从莫斯科直飞巴黎,参加巴黎航展。在此届航展上,图-144与“协和”同场竞技,开展了极其激烈的飞行表演。不过,就在航展即将结束的时候,这架图-144客机爬升飞行中突然解体,机组人员全部遇难。

五年之后的1978年,一架图-144客机在飞行过程中发动机突然起火,幸亏飞行员处置及时,得以成功迫降。

短短十年时间里,图-144发生了两起重大事故,并且在商业飞行中——也就是莫斯科和阿拉木图之间的远距离(5000km)航线——油耗实在是太大,商业运行的经济产出非常低,因此,从此之后苏联下令全国范围内停止图-144客机的飞行。

一代名机的超音速生涯,就此结束。

不过,在图-144客机上所验证成功的超音速大飞机技术终究在另一款超级飞机中得到延续,这就是图波列夫设计局的图-160超音速战略轰炸机。俄罗斯人称之为“白天鹅”,而北约却称之为“海盗旗”。

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图-160

图-160轰炸机至今仍然是俄罗斯最具有威慑力的空中力量,只要它在天上飞行,就是俄罗斯的一道保护伞,而这架飞机也是阿列克谢·图波列夫设计的。

让我们回顾一下法国航空界泰山北斗级人物马赛尔·达索的一句名言:

——漂亮的飞机,就是好飞机。

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