民用客機發(fā)展演變

前言

1914～1918年間，飛機由一種有效的制勝武器發(fā)展成為可以長距離實施作戰(zhàn)的裝備。在某些從中受到啟發(fā)的熱心人士看來，既然飛機能夠攜帶炸彈，那飛機就有承運旅客的可能。第一次世界大戰(zhàn)結束的時候，幾個幻想家開始關注商用航空的可能性。他們的努力顯得猶豫不決，多半是由于他們需要從現有的武器裝備范圍內想象未來的商用飛機。一直到20世紀20年代中期，隨著世界經濟形勢的好轉，才有了明確的客機設計概念。雖然如此，民機市場還是依賴于政府對航空郵政運輸機的需求。正如本書中敘述的那樣，在20世紀20年代后期至30年代早期，當設計師終于抓住時機在技術上取得了綜合性突破時，客機營運才迎來了重大轉機。木制的雙翼飛機被改造成流線型的單翼機，從而能夠與通宵奔馳的火車運輸進行競爭?？蜋C在商業(yè)上的成功是美國人在1930年前后取得的，而不是歐洲人，雖然那時候歐洲的飛機制造業(yè)是最發(fā)達的。不過，盡管有萊特兄弟的開拓性工作，美國當時的航空工業(yè)能力還是不如歐洲，也正因為此刺激了美國人的創(chuàng)新精神。此外，美國的民用航空業(yè)當時已經取得了相當程度的發(fā)展，形成了一個巨大的大陸性市場。在1927～1937年間，美國的民用飛機銷售額幾乎占到世界的一半。還有一個重要的因素也許是1918年以后參加工作的許多飛機設計師沒有軍用飛機或者雙翼飛機的研制經歷。不管什么原因，美國在20世紀30年代初期所制造的客機已經綜合了現代客機的所有特征：鋁合金下單翼、收放式起落架、襟翼、帶有整流罩的變距螺旋槳發(fā)動機。一少部分人為客機的關鍵性發(fā)展提供了思想或者靈感，盡管他們的熱忱未必有直接的價值，但確實促進了客機技術的進步。

內容概要

第一次世界大戰(zhàn)后不久，第一架客機飛上云霄，商業(yè)航空迅速發(fā)展。本書用獨一無二的觀點，深入剖析了民用客機的發(fā)展歷史、每個技術的突破和改進、未來的發(fā)展趨勢等。本書適合所有對民用客機機型、設計以及飛行和航空工業(yè)歷史感興趣的讀者。

作者簡介

作者：（英國）雷·惠特福德（Ray Whitford） 譯者：唐長紅 等雷·惠特福德，畢業(yè)于金斯敦大學，獲航空工程學學士學位，曾在英國宇航公司實習過，參與了VC10、BAC111和TSR2的研制。1972～1986年間，他在金斯敦大學任高級講師；20世紀90年代中期，他在位于科羅拉多州斯普林斯市的美國空軍科學院做了兩年訪問教授，并執(zhí)教于愛德華空軍基地試飛員學校。在英國皇家航空協會舉辦的1997年度“航空記者年度獎”大會上，他獲得羅爾斯·羅伊斯最佳推進裝置提名獎，2005年又獲得最佳技術提名獎。他發(fā)表了60多篇關于飛機設計的論文，出版了三本圖書：《空戰(zhàn)飛機設計》（Jane’s1987，1989），“航空學介紹：設計思想"（合著）（AIAA，1997，2004-）和《戰(zhàn)斗機設計基礎》（Airlife／crowood，2000，2004）。

書籍目錄

第1章  航空公司的成長和經濟情況  1.1  最早的商業(yè)運營  1.2  英國帝國航空公司  1.3  美國的商業(yè)運營  1.4  航空郵政的重要地位  1.5  早期的飛機  1.6  20世紀30年代的航空運輸業(yè)  1.7  國際競爭  1.8  現代客機的起步  1.9  為何美國處于領先地位  1.10  歐洲民用航空的發(fā)展  1.11  美國與歐洲設計思想的比較  1.12  20世紀30年代后期的航空運輸業(yè)  1.13  戰(zhàn)后的英國  1.14  布拉巴宗委員會  1.15  第二次世界大戰(zhàn)后的美國  1.16  20世紀50年代初期的客機發(fā)展狀況  1.17  燃氣渦輪發(fā)動機投入使用  1.18  美國關于噴氣式運輸機的思考  1.19  美國人勉強接受噴氣式飛機  1.20  道格拉斯飛機公司的反應  1.21  大型噴氣式飛機投入使用  1.22  維克斯公司的V.1000和VC10  1.23  大型噴氣式客機  1.24  寬體噴氣式客機  1.25  雙發(fā)寬體客機與空客公司的成立第2章  經濟性分析第3章  空氣動力學第4章  穩(wěn)定性與操縱性第5章  發(fā)動機第6章  結構與材料第7章  水上飛機第8章  客艙第9章  超聲速運輸機第10章  飛翼客機

章節(jié)摘錄

插圖：應用于800座以上的超大容量飛機的現代飛翼概念可能成為有吸引力的選擇。由于飛機的尺寸大，有效載荷可以放置在機翼中央段，形成準全翼機。展向分布載荷方案的巨大魅力是，通過把載荷沿展長分布，減輕了氣動升力帶來的機翼彎曲力矩。常規(guī)飛機在機翼上安裝的發(fā)動機和油箱就有這樣的作用。這樣可以減輕結構重量，提高有效載荷／空重比。人們常說，飛機是論磅（或千克）購買的，那么降低重量就意味著降低費用。此外，飛翼有更多的機會從層流中得到好處（見后文），因為機翼比機身更容易“層流化”。展向負載的飛翼布局方案本來就具有巨大的機翼面積，這意味著翼型的升力系數可以低一些。這樣，可以通過降低翼型升力，增加翼型的厚度，在可以接受的低后掠角機翼上保留足夠高的阻力增長馬赫數，這是實現層流所需要的。為了獲得良好的起降性能和必要的燃油容積，需要較大的機翼面積，因此對增升裝置的要求降低了。外側翼段的展弦比較大，不能容納復雜的后緣襟翼，而且，后緣襟翼會產生較大的低頭力矩，現行的設計方案是采用富勒襟翼或前緣縫翼。這不但可以降低制造和維護費用，還可以降低飛機的噪聲。過去，機身承載有效載荷和尾翼，但是幾乎不產生升力，主要產生阻力。翼身融合，正如法國宇航公司的飛翼方案、麥道飛機公司（現并入波音公司）的BWB-l-l和俄羅斯中央流體力學研究院的Fw－900方案所證明的，其“機身”橫截面與機翼相融，提供升力。假定一個典型的乘客身高為6ft，目前跨聲速巡航翼型厚度大約為弦長的12％，機翼弦長超過’70ft時，厚度就足夠允許旅客站立在產生升力的機翼內部，但是會產生更大的翼型阻力。翼身融合結構的效率較高，可以減少高空巡航時的誘導阻力，減輕重量，減小需要的升力。如果在民用飛機上使用復合材料做主要結構時，能增加更多的信心，這一點將會進一步加強。還有一個最終的附帶好處，當翼剖面超過給定厚度時，在整個后翼梁／密封隔框上可以設置應急逃生門，從而解決大型飛機的乘客疏散難題。

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