康维尔880发展始末

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  军转民的典型
  今天民航干线客机市场上波音、空客两强对垒的局面,在半个世纪以前是不可想象的。欧洲“彗星”横空出世,在民航史上成为一个新纪元的开始,美国凭借雄厚的综合国力和技术底蕴,迅速赶上并反超。从1950年代后期开始,多家美国航空企业开始在喷气客机领域取得突破性进展,这其中,就有在当时正处于鼎盛期的康维尔公司。
  本文的主角康维尔880飞机,其知名度和同时代的四发中远程喷气机不可同日而语,当然在残酷而现实的民用机市场上,这必然是由于设计定位存在误判,或者技术参数的选取存在不合理,从而导致竞争力有限而造成的。有人说,康维尔涉足中程客机就是个错误,尤其是不应该和如日中天的波音第一代喷气客机正面对抗,因为当时的美国国内的财政状况不允许出现太多的高端竞争者,而康维尔对此的解释是,由于找不到合适的50~100座级的发动机,所以只能往大走,往远走。
  这里先要对康维尔的发迹史作一个简要的回顾。1908年时,物理学教授艾德森·加劳德(Edson F Gallaudet)创办了以自己姓氏命名的飞机公司,15年后,加劳德和代顿一莱特飞机公司实现合并,改称“联合飞机公司”,开始涉足水上飞机领域,并不断通过兼并重组,得以发展壮大。
  在1935年,联合飞机公司从纽约州布法罗迁至加州圣迭戈,业务继续保持稳步增长。二战爆发,给联合飞机公司带来了巨大的商机,公司员工也从1940年的3000人,短短数年间猛增了11倍,达到33000人。在战火纷飞,各大飞机工厂为赶订单忙得不亦乐乎的1943年,联合航空又谈妥了另一个重要的合作伙伴,再次更名,变成了联合福尔提公司。之后不久,又出现康维尔(Convair是“联合”与“伏尔提”加上“航空”三字的组合)这一称呼,一直延续到1954年通用动力成立。
  据大致统计,联合伏尔提在整个二次大战期间,总共生产了3万多架军用飞机,跻身于美国四大军工企业行列,同时也成为了利润最为可观的飞机制造商之一。
  但直到1950年代以前,公司的产品几乎依然是作战飞机一统天下。当然,载客工具也有,比如由B-24轰炸机衍生而来的C-87,这种飞机在战时就已经投入使用,但由于客座数量有限,因此在民用运输机市场上难有作为。再加之当时国内上尚有数量庞大的C字号剩余军用运输机,大部分寿命尚未到期,各大航空公司基本保持机队饱和状态。当然,从技术角度来说,对于座舱加压、速度更快的双发中短程新型客机的需求,仍然是非常迫切的。
  康维尔公司看准的第一个民用机项目机会,就是DC-3(包括大量充斥市场的C-47)退役后形成的巨大空档。公司先是在1946年推出了一个被称为110型的初始设计,这种30座级的双发飞机后来演变成了著名的240型(即CV 240),数字编号是这么来的:2代表两台发动机,40表示乘客数。
  从销售额来看,CV 240可谓成绩斐然,总共建造了176架,有13个航空公司以及其他一些法人团体看中了该型飞机,二手飞机成功打入国际市场,继续发挥余热,非但如此,它的军用型也深受军方好评,共有390架T-39A和C-131A进入空军编制。应联合航空公司要求,康维尔在CV 240基础上发展了机翼面积增大,载客达到44人的340型,并以此为基础开发了440“大都会”,并推出了改装套件,允许拥有340系列的客户根据自身要求进行升级。上述这些飞机,被统称为“康维尔班机”系列,其终极版本CV 5800货运飞机,是由加拿大特许生产的。
  但仅仅局限在涡桨飞机的小圈子里打滚,绝不是康维尔的终极目标,公司高层有更宏伟的蓝图——在方兴未艾的中远程喷气客机领域大干一场!
  在1950年代早期,波音和道格拉斯(麦道的前身之一)的实力尚没有强大到令其他对手绝望的地步,虽然在喷气客机领域先声夺人,但尚未形成产品系列,各自的主打型号还比较单薄。康维尔公司根本就不把波音707和道格拉斯DC-8放在眼里,他们就要在这个级别上和两个行业巨擘正面交锋,更何况,他们背后还站着一位重量级的支持者美国航空史上的传奇大佬——霍华德,休斯。
  对于民用飞机,无论从商业还是技术的角度讲,休斯都是行家里手。他所控股的环球航空公司(TWA)几乎所有的航线客机,他本人都参与了设计工作,最典型的就是洛克希德的“星座”,从设计之初到1957年定型,每一个环节他都苦心摸索、仔细审查。飞机投产后,休斯通过自己的工具公司(Toolcol)买下飞机,然后转卖给TWA,然后从前者的毛利中扣除折旧费,这样一来,就大大地减少了公司的收入所得税,靠这个实现快速盈利。
  以敢于幻想、勇于实践闻名的休斯对于大飞机有一种与生俱来的狂热。“星座”算得上大飞机,但还不是休斯理想中的神鸟。就在不久前,他还提出要把康维尔的YB-60轰炸机改成商业运输机,尽管这个想法无论怎样都显得过于不切实际,至少康维尔公司本身也就是拿它当个技术积累的平台,并不打算向军方兜售,更遑论靠它进军商业飞机领域,但不管怎样,飞机能得到这位航空怪才的垂青,康维尔公司还是有点受宠若惊。
  其实康维尔和休斯的合作尝试,从CV240时代就已经开始了,只不过最终后者还是购买了康维尔的对手,马丁公司(Glenn L Martin)的404型飞机。在这之后,双方依然高层依然频繁接触,康维尔宣布进军喷气机市场,顿时引起了休斯的极大兴趣。
  1953年7月某天,在南加州某饭店的舞厅内,休斯和环球工程部负责人罗伯特,鲁梅尔、康维尔首席设计师拉尔夫,贝莱斯(Ralph Bayless)以及副总裁杰克,泽维里(Jack Zevely)会面,在看过了对方带来的68座级喷气客机的方案草图后,休斯表示,设想很有前途,只是尺寸和航程都设计得过于保守,对于环球航空而言,不够经济。被称为“南方舒适”的合作磋商,从1954年正式开始,在美国各地不断变换地点,来来回回谈了一年多,动力形式是争论的重点,休斯虽然喜欢大飞机,但并不强调全喷气,混合动力他也能接受,甚至发动机可以考虑采用两种型号。尽管对于各种思路,休斯都提出了自己的意见,但始终没有直接参与到具体设计中去。   最早公布于世的一种四发喷气运输机方案,能够携带123名乘客,客舱内是6座并排的二等舱布置,这种飞机机身直径要超过波音或者道格拉斯的产品,采用普惠公司的发动机,分为两个型号,国内航线采用JT-3引擎,海外航线版本多了24个座椅,装推力增大的JT-4。如果一切顺利的话,在1958年7月拿到航空局认证,这样就能比对手更早地进入服役。
  但波音和道格拉斯也都提出了相应的客机生产计划,而且似乎决心更大。康维尔开始意识到,美国的市场,无论如何容不下三种载运能力相当的大型飞机,于是这个方案在1955年7月末被宣布放弃。那么到底把主要精力投入哪里呢?康维尔先是试探性地抛出了Model 19和Model 20两个放大设计,结果根本无人问津,看来只能走一条路——缩小版。
  云雀高飞
  这种在1956年3月正式推出,被称为Model 22“天空云雀”600的飞机看来是为休斯公司量身定做的,它适应于中程航线,也能满足跨洋飞行。数字600代表600英里(960千米/小时)巡航速度,它最多可运载80名乘客,比原先的Model 18少了1/3。休斯工具拥有40架的首批订购权,而根据当时公司董事会的估计,要想保证项目资金不亏空,68架的销售额是个临界点。
  相比波音和道格拉斯飞机,天空云雀的机翼更薄,所以速度上具备优势,这种35°后掠角的机翼翼展达到36.09米,能产生足够升力,能够满足1525米长的跑道上起降的条件。由于速度和航程方面的标准过于苛刻,飞机将很难在客舱宽度上满足目标市场最低要求的5座并排布置,而两大竞争对手则已经作出了6排座的方案,尽管非常勉强。
  考虑到通用电气的J-79代表着未来航空动力的主流方向,于是在1956年初,康维尔果断弃用了普惠的J-57,改用了推重比更高、无加力固定尾喷管(普惠是可变截面的)、燃油消耗率更低的CJ-805(J-79民用版)。普惠这下着了急,马上又抛出了一个“带旁路”的JT-3,推力有所增大,但康维尔不同意,因为这种发动机不但加大重量,而且需要机翼重新设计,即使能在规定时限研制成功,也将严重影响首批飞机的交付进度。
  休斯工具、三角航空和康维尔公司的三方合同在1957年6月7日正式签订,尽管休斯拍胸脯保证将会全力支持新飞机,但他的出手实在不够大气,仅仅30架就彻底收手了,这个距离当初的承诺缩水了1/4,所以需要三角航空出来接盘,而且休斯工具前期只投入10%的资金(1500万),直到3年后首架飞机交付,剩余购机款才陆续结清。
  但休斯工具表面可是做的风风光光的,为了贴合“奢华机型”的销售理念,“天空云雀”这个土了吧唧的名字被改成了“金箭”——“金”寓意富贵,“箭”表示速度。这个“金”可不是抽象意义的,飞机的涂装风格,必须体现到极致,不但是金色,还必须闪耀着光芒,要从黑压压的机群中一眼就被认出。速度当然就更加具有实际意义了,这是康维尔最大的卖点。实际上在三方协议签订的时候,飞机就有了个新名字——CV 880,就是取设计时速是600英里/小时(960千米/小时)
  (还有一说是来自于88个座位,但可信度不高)。只不过,这个傲人的技术指标也只是昙花一现,没多久,指标又被刷新了:984千米/小时的巡航速度!这在当时所有的喷气客机中,可算是鹤立鸡群,因为CJ-805又出了个改良的-3版,这种单转子轴流式高压气比发动机在起飞和巡航性能上更胜一筹,起飞段不需要任何辅助推力,不像普惠早期发动机还需要喷水,它的维修和大修也更为方便,飞机只需在地面停留25分钟就能再次起飞,利用率非常高。根据初步估算,只要上座率达到三成,中程航线就能稳赚不赔。
  “金箭”这个霸气的名字也没维持多久,因为包括东方航空、法航和大陆航空等好几个公司已经推出了金色主题,而且要名副其实地搞一个“全金色涂装”也存在极大困难,不同批次的金属件存在色差,而铆钉按照休斯的要求,又必须是银色的,这就使得纯金外包装失去了根本意义,最后,鲍勃·鲁梅尔和休斯进行一番恳谈,后者终于作出了让步。只不过,内部的陈设还是要体现“含金量”的,阳极化处理的金属内饰、舱门把手、烟灰缸盖子,还有其他一些陈设品,都必须是金光闪闪的。
  飞机最大的特点是“皮糙肉厚”,康维尔工程师选用了一种特殊的飞机蒙皮,一些部位厚度超过38.1mm,这样隔音效果好了很多,且一旦产生裂纹,不会横向扩大,液压设备和座舱加压系统都是双余度设计,但未装备辅助动力方向舵或者升降舵控制系统。内部燃油箱用“环氧树脂系胶结剂”来密封,在所有的油箱接头处都用作填充剂,这是明尼苏达矿业制造公司(也就是著名的3M公司)发明的,之前就运用在康维尔的F-102“三角箭”截击机上,据说没有发生一起漏油事故。
  驾驶舱为五人制:正副驾驶,随机工程师,观察员和乘务员。窗口视野颇佳,飞行员可以在座位上看到翼尖,座舱挡风玻璃下方吹出热空气,代替了传统的雨刮器,这也是F-102上首次应用的新发明。康维尔880飞机和后继的改型一个共有特点是,背部带有占全机长1/3的微凸整流罩,可用于容纳自动测向仪和甚高频通讯天线,方形乘客舷窗每排两个,风格与波音707飞机接近,每块舷窗由三片塑胶玻璃窗格组成,每片窗格都能独立承受整块舷窗的压力差。头等舱和二等舱的座椅间距都是0.96米,算是相当宽绰了。880飞机的客舱门和厨房门也与众不同,都是倒梯形,每扇舱门都是通过把手转动180°,向上滑动开闭。
  即使对于有一定辨识能力的航空爱好者,一眼区别DC-8和CV 880飞机仍然是有困难的,甚至不仔细的话,还会把880和波音707混淆起来。这三种飞机都采用了当时非常流行等径圆筒机身和尖卵机头、悬臂式下单翼结合翼吊式发动机布局,机身为铝合金蒙皮,全金属半硬壳破损安全结构。但是CV880要比DC-8和707飞机短小许多,全长仅有39.42米,客舱为27.2米,最大宽度3.25米,高2.15米,内部容积134.5立方米。前机身左侧共3扇舱门,前2后1,机身右侧只有2扇辅助舱门,高、宽均比左侧要小。座椅分为左右两排——左3右2的布局,通常还有4个衣帽间,厕所有3个(2个在后舱)。机翼30%处有35°后掠,并带7°上反角,展弦比7.0,翼展36.58米,总面积185.8平方米。机翼是由三根主梁构成的,上下表面采用不同的轻合金,翼根部位还有辅梁,内部有肋骨和隔舱,前缘为双夹层结构,便于管道内热气流的除冰。副翼为人力操控,带有调整片,通过传动装置和液压扰流器连接,三段式全金属双缝后缘襟翼。前三点液压起落架是克利夫兰气动工具公司设计的,主起落架为单柱减震杆,左右两组串列轮向内收起,鼻轮尺寸较小,转向140°左右,可自由落下锁定,起到阻力板作用,所有起落架上都装有本迪克斯气冷刹车装置。
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