21世纪的空中旅行

2000-06-07 19:30汪亚卫
航空知识 2000年1期
关键词:空天飞机航程超音速

汪亚卫

20世纪人类在“行”的方面最大的突破是,1903年12月17日美国莱特兄弟发明了可操纵的动力飞机,从此人们可以乘坐飞机飞上蓝天进行空中旅行。

那么,21世纪的空中旅行与现在相比将有什么变化呢?概括起来说,新世纪的空中旅行速度将更快,飞机将更大更舒适,飞机的起降将更方便,人类将能乘坐飞机进行空间飞行,而热气球和飞艇可能会再度兴起。

客机的速度将更快

目前使用的先进喷气客机都是亚音速飞机,正常的飞行速度为900公里/小时左右,低于音速。从北京飞到巴黎的时间一般需要11~12小时,飞往纽约需要14~15小时。这样长时间的空中旅行,人们会感到很疲劳。目前正在研制中的第二代超音速客机,使得从北京到巴黎只需5~6小时,飞往纽约只需7小时左右,人们将无需在飞机上“过夜”。如果第二代超音速客机能按人们设想的在2020~2030年投入航线使用的话,这肯定将大大提高工作效率和生活质量。

美国、欧洲国家和日本已提出了第二代超音速客机的方案,其飞行速度约为音速的2~2.5倍,载客量为250~300人,航程约11000~15000公里,其耗油率仅为“协和”号和图-144等第一代超音速客机的一半,而预计票价只比普通客机贵10%左右。第二代超音速客机成败的关键在于发动机、材料、结构设计和机载设备等,能否满足低成本、低噪音、高安全性的要求。

客机将更大更舒适

到2000年,全世界的航空客运量将达到约2万亿人口,人们预测新世纪每10年空运将增加10亿人次,如此大的空运客流量将对机场造成巨大压力。因此,客机的载客量将会猛增,巨型客机将会出现。目前,世界上最大的客机是美国的波音747和欧洲的A330/A340,其最大载客量为400~500座。而现在人们认为,下世纪需要600~800座级的巨型客机,而且这种巨型客机将十分舒适,类似“星级”宾馆。

欧洲空中客车公司提出的A3XX巨型客机方案,其载客量可达550~600人,采用四台涡扇发动机,航程达14000公里,最大起飞重量为500吨,该机高10米,相当于三四层楼高,飞机分上下两层客舱,底部是货舱,机内设有卧室、会议室,可达到4星级宾馆的标准。预计,该机将在2000年内正式开始研制,计划于2004年首飞,2005年正式交付使用。该机的研制费用约为120亿美元。

波音公司为与欧洲空中客车公司的A3XX超大型客机竞争,也推出了波音747-400的改进型——747-400X。这种新型飞机计划有430座和500座两种型别。该机的翼展将从现在波音747-400型的64.5米增加到69.8米;500座飞机的机身处增加了9.7米长的机身段,航程为14430公里;430座的航程为16100公里。预计747-400X客机可在2003年或2004年投入使用。波音公司声称,波音747-400X的直接使用成本比空中客车公司全新型的A3XX低,而设计能力与其相当,并且将超过A3XX。

与此同时,国外还提出了类似美国B-2隐身轰炸机外形的“飞翼”形状的客机,其机身和机翼融为一体,且都可安排客座。该客机的客舱不再是圆形布局,而类似一座巨大的剧场。

客机的起降将更方便

乘坐飞机进行空中旅游最不方便之处是往返于机场,这要浪费许多时间,现行的直升机虽然可以方便起飞降落,但直升机的速度和航程又不适于人们进行空中旅行。所以人们正在设想将军用的倾转旋翼飞机改作民用。下个世纪,随着倾转旋翼飞机技术的成熟,它将进入城市之间的支线运营,那时它作为客机起降会十分方便。

倾转旋翼飞机是将直升机与固定翼飞机相结合,该机有固定机翼,两侧机翼上装有可转向的发动机,飞机垂直起飞或降落时,发动机转为垂直向上以产生升力,当飞机平飞时,发动机又转为水平方向产生推力。该机可以像直升机一样在空中悬停,而其速度和航程可超过直升机约2倍。下世纪这种倾转旋翼飞机将会出现在大城市的楼顶、运动场、花园,甚至公路上。

乘空天飞机进行空间旅行

从1903年动力飞机发明到1969年人类实现登月,人类将航空与航天相融和只经过了66年时间。而在21世纪,人类又一次将航空与航天相融和——实现乘坐飞机进行空间旅行的时间肯定用不了66年!实现乘飞机作空间旅行的梦想将是发展空天飞机。

空天飞机不同于用火箭发射宇宙飞船和用火箭发射可多次使用的航天飞机。空天飞机将像普通飞机那样,从机场起飞和降落,既能在大气层内机动飞行,也能在外层空间航行。它是靠自己的发动机飞出大气层,再飞回大气层。空天飞机在大气层中的飞行速度高达音速的12~25倍,是现代战斗机最大速度的6~12倍。这样的飞机在起飞1小时之内,可到达地球的任何地点。空天飞机的技术关键是强有力的推进系统、有效的热防护技术、特殊的结构和材料,以及超音速的空气动力学技术,美国、俄罗斯、英国、法国、德国和印度都已对空天飞机研制投入了相当大的力量,并已取得了一定成果。相信在新的世纪里,人类乘坐飞机进行空间旅行、探索宇宙的奥秘,肯定将会梦想成真!

热气球和飞艇可能再度兴起

1783年6月,法国人蒙哥尔费兄弟发明的热气球成功升空,揭开了人类飞行的序幕。热气球是一种没有操纵装置的航空器,只能随风飘飞。1852年,法国人吉尔法在气球上安装了带有螺旋桨的蒸汽机,产生了可操纵的飞艇。20世纪30年代,飞艇一度成为跨洋飞行的有效工具,但由于充氢飞艇易燃,不安全,飞行速度又慢,飞艇被打入冷宫。随着航空技术的发展,飞艇最大的问题,充气的安全问题和飞行速度问题可望解决,人们可以用不易燃烧的轻于空气的气体充满气囊,而先进的航空发动机可使飞艇具有更高的速度,飞艇的操纵性和灵活性将大大提高。热气球将是人们越洋,甚至环球探险的主要工具。飞艇将是人们作城市旅游观光和短距离旅行的重要工具。21世纪人类的空中旅行将会更加丰富多彩。■

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