天鵝之歌（三）_風聞

協和式集中了60年代歐洲航空技術的最高水平。在飛控上，協和式首次在民航飛機上採用了模擬電傳飛控，比傳統的機械飛控的響應速度大有提高。全工況自動駕駛儀和自動油門可以從起飛拉起後一直控制到降落，全程自動控制飛行。協和式還採用模擬電傳發動機控制，這是現代全權數字發動機控制的前身。

協和式代表了60年代歐洲航空技術的最高水平

協和式前所未有的速度使設計遇到了前所未有的問題。S前緣的大三角翼是協和式最大的外觀特徵。很大後掠角的翼根處相當於邊條，在起飛着陸大迎角姿態時產生強大的渦升力，彌補機翼升力的不足。圓渾的翼尖則逐漸減小升力，減少翼尖失速的問題。燃油系統將燃油儘量往尾翼油箱轉移，控制重心、幫助配平，減少氣動配平的阻力。

翼下的四台羅爾斯-羅伊斯“奧林普斯”是當年推力最大的噴氣發動機。更加省油和安靜的渦扇發動機迎風面積較大，阻力太大，不適合超音速客機的使用，所以“奧林普斯”採用渦噴。發動機推力按照巡航要求最優化，起飛加速和衝過音障需要最大推力時用加力解決。實際上，非加力推力也勉強足夠協和式達到超音速，但在跨音速階段加速的時間加長，最後的累計耗油率反而高。“奧林普斯”是西方民航飛機上使用的唯一的加力發動機。為了進一步優化發動機的工況，進氣口採用大型斜板調節激波的位置，並對進氣預壓縮，使發動機從亞音速到超音速都能處在最優的進氣狀態。

超音速飛行的另一個平常較少考慮的問題是發動機熄火對飛機的穩定性和結構強度的影響。發動機不光提供推力，還把氣流“攬”過來。一旦熄火，不光喪失推力，本身進入風車狀態反而成為一大阻力來源，造成嚴重的偏航力矩。亞音速的時候發生這個問題已經夠麻煩了，要是超音速的時候突然來這麼一下，飛機有可能就此空中解體。協和式對這個問題的解決很有意思。一旦發動機熄火，進氣口的斜板下垂，基本封閉進氣口，將氣流導向發動機下，使流場恢復流線型，另外氣流對斜板的衝壓也產生一點升力。在試飛中，協和式可以將一側的兩台發動機全部關掉，而不至於引起飛控穩定性問題。

協和式的速度為M2.02，這是由鋁合金結構的耐温極限所決定的，速度更高的話，氣動加熱更加嚴重，需要用沉重的不鏽鋼或者天價的鈦合金了。英國在早期製造世界上第一架噴氣客機“彗星”式的時候，吃了金屬疲勞的大虧，接連摔了好幾架。協和式在起飛加速時，機體表面升温；飛入高空寒冷大氣時，機體表面降温；加速衝過音障時，機體表面再次加温；減速下降過程則反一反。這樣一來，協和式每次飛行都要經過兩個升温-降温循環，金屬疲勞的問題不容小覷，英國為此花了極大的功夫解決。事實上，協和式的機體在超音速的時候，由於熱脹冷縮將拉長300毫米，熱脹間隙最大的地方是隨機工程師的工作台和艙壁之間，所以所有協和式在退役前的最後一次飛行中，隨機工程師都把自己的帽子放在這個縫隙裏，到地面冷卻後，帽子就永久性地夾住了，成為所有今天在航空博物館裏的協和式的一個共同的特色，好像一個不成文的傳統一樣。西雅圖波音飛行博物館裏的這個帽子被一個小偷用刀割下來，結果博物館廣出公告，保證不追究，小偷才把帽子還了回來。

隨機工程師在最後一次着陸的時候把帽子塞進艙壁夾縫，永久地固定在那裏，成為所有協和式退役時的不成文傳統

氣動加熱也決定了這架法航協和式只能在短時間促銷飛行時超音速，否則飛一次這漂亮塗裝就報銷了

氣動加熱的問題不僅在機體，超音速飛行的時候，座艙風擋玻璃熱得燙手。另外一個問題是飛機的塗裝。所有協和式都是潔白的塗裝，這不是偶然的，這是用來保護鋁蒙皮的。唯一例外是1996年時，法航把一架協和式塗上百事可樂的深藍色，但代價是這架飛機在M2速度時只能飛行20分鐘，否則漂亮的塗裝可能會燙得起泡剝落。好在這架飛機那時已經只用作短途促銷飛行，不再需要長時間超音速飛行了。

超音速飛行的氣動受力也是非同小可，相對軟弱的機翼外段後緣的控制面在超音速飛行時鎖定在水平位置，只用較強壯的機翼內段後緣的控制面。纖細修長的機體的剛度也不太高，飛機起飛的時候，從機長位置往回看，可以看到筒形機體的彎曲。好在廁所特意設置在機艙中段，阻隔旅客的視線，避免不必要的聯想，也減少坐在修長機艙內像在水管子內的感覺。

為了在起飛失敗後迅速減速，協和式的剎車採用了全新概念的防抱死剎車，這是現代汽車上防抱死剎車（ABS）的前身。為了耐高温，剎車採用碳材料。在緊急剎車時，剎車可以在1600米內把飛機從305公里/小時的起飛速度停下來，但這時剎車片温度可以高達300-500度，需要幾個小時才能完全冷卻下來。不光剎車，起落架也需要格外強壯。這是因為無尾三角翼佈局不僅使起飛速度較高，起飛時也需要較大的迎角才能產生足夠的升力，這樣起落架在最後離地的時候角度較大，需要額外加強，而且長度也因此增加。較長的起落架不僅重量增加，還引起額外的問題。如果像常規的那樣從兩側向中間收起，兩個起落架要打架，所以只好先縮起一部分，再向中間偏轉，進一步增加了複雜性和重量。

起飛、着陸時較大的迎角使飛行員的視界受到嚴重的影響，所以機頭錐可以下垂，在地面、起飛、着陸時下垂，改善飛行員的視界；進入平飛狀態後升起到水平狀態，減小阻力。不過着陸時尤其需要優良的前下方視界，但主起落架接地時，機頭錐下垂角度自動減小，保證機頭錐不至於在前起落架落地時發生觸地問題。

為了保證必要的前下方視界，機頭在着陸時必須下垂

抬起時，護套的風擋玻璃成為座艙風擋前的額外風擋，所以正常飛行時，飛行員要從兩層玻璃看出去

由於協和式的巡航高度達到18000米，大大高於通常高亞音速客機的12000米巡航高度，宇宙射線的強度因此加倍，在太陽黑子活動激烈的時候，對於旅客的健康可能造成影響。駕駛艙內因此有一個宇宙射線探測儀，發現宇宙射線強度異常升高的話，提醒飛行員迅速下降到14000米的巡航高度。

更高的巡航高度的另一個問題是座艙意外減壓。在15000米以上的高度上，座艙一旦失去壓力，即使身體健壯的人也將在10-15秒內失去知覺。高速飛行帶來的文丘裏效應甚至可能形成抽吸，使機艙壓力低於外部大氣壓力，進一步加劇這個問題。汽車高速行駛時，車內的紙片肯定飛出車外，而車外的樹葉不大可能飛入車內，這是一樣的道理。所以協和式的機窗都很小，不僅有利於結構強度，也在萬一發生漏氣時放慢漏氣速度。與此同時，輔助壓力系統將維持機艙壓力一段時間，飛行員按規定應該迅速下降高度，儘量恢復機艙壓力。

世界上唯一可以和協和式相提並論的飛機就是圖-144。圖-144採用鋼和鈦的機翼前緣，所以最高速度可以達到M2.35，高於協和式。但圖-144需要開加力才能達到兩倍音速以上的速度，極大地縮短了航程。設計圖-144是政治任務，這是60年代蘇聯與西方的軍備競賽的擴展，最重要的目標就是要搶在英法之前首飛、投運。但技術條件限制使得兩倍音速與經濟性不可兼得，安德烈·圖波列夫試圖提醒蘇共最高領導層這一問題，被告知這不是他應該多慮的問題，所以圖-144從一開始就不“多慮”經濟性和航程問題。

西方稱圖-144為”協和斯基“，其實從航空技術角度來説，兩者有很大的不同，前者要簡單粗暴得多

美國也不甘在這場超音速客機競賽中落後，波音2707意圖速度更快，載客量更大，但最終因為離譜的投資、低下的經濟性、噪聲和環保壓力而下馬了，這是波音的多種方案之一

圖-144的機翼是簡單的直前緣雙三角翼，為超音速飛行而高度優化，低速性能不好，以後只好用可收放的鴨式前翼加以補償。圖-144的發動機出人意料地採用低涵道比渦扇，但這並不適合於超音速巡航，後來試用渦噴反而增加了超音速航程，但這時圖-144已經撤出航班飛行了。

流產的美國波音2707曾打算把最高速度提到三倍音速，計算結果表明，倫敦到紐約的跨大西洋飛行只比協和式快20分鐘，但技術複雜性和成本極大地提高了。幾經周折和嚴重超支拖延之後，加上公眾對噪聲和污染的強烈反對，美國國會終於對波音2707失去了信心，撤銷撥款，這個美國曆史上唯一政府出資的民航客機項目就此偃旗息鼓。