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2025-09-20 03:38:52
美国版大跃进:为什么波音2707差点断送整个波音公司的未来?

【军武次位面】作者:Saturn V

说起超音速客机,映入脑海中的总是协和客机那细长雪白宛如天鹅般的机身。然而今天的主角并不是代表着英法民用航空业最高技术水准的协和客机,而是另一款鲜为人知,却对美国航空业乃至世界航空业都有深远影响的超音速客机,波音2707。

▲733号设计飞机
作为在二战中积累下大量财富的航空巨头,波音从1952年便开始进行超音速客机可行性的研究,最早的设计可以追溯到和波音707同时期的733号设计。在那个以飞得越快为荣的年代,超音速客运被视为民用航空业的未来,各大民用航空公司都不想丢失此块市场。

▲英法联合展出的协和飞机模型
1962年11月英国飞机公司和法国宇航公司联合宣布“协和”超音速客机计划后,时任美国总统的肯尼迪表示美国才是航空业的巨头,超音速客运方面怎能让欧洲人夺得头筹?于是1963年6月5日,肯尼迪在美国空军学院毕业典礼演讲时,宣布成立“国家超音速运输项目”以打造一款性能优于协和客机的超音速客机,2707的故事至此拉开帷幕。

▲肯尼迪除登月以外的第二大“野望”
由于肯尼迪“任性”地追求面子,美国的超音速客机不仅要比协和大,载员更多,还要能以2.7马赫速度巡航以超过协和客机的2.04马赫。在美国联邦航空管理局的官方招标下,洛克希德公司,北美航空公司和波音公司在1964年1月15日提交了自己的超音速客机设计方案,以期获得政府的研发投资。

▲洛克希德CL-823

▲北美航空NAC-60

▲波音733-197
有趣的是三家公司的设计方案在现在看来可谓即视感爆表,洛克希德的CL-823几乎是协和客机的放大版,北美航空的NAC-60有着浓厚的XB-70“瓦尔基里”超音速轰炸机的味道,而波音使用大型可变后掠翼的733-197则神似B-1B “枪骑兵”超音速轰炸机。某种意义上来说这三大公司对超音速客机的研发,也为后续的新型超音速军用飞机打下了基础。

▲协和客机

▲XB-70“瓦尔基里”

▲XB-70“瓦尔基里”

▲B-1B“枪骑兵”
FAA初步选定了洛克希德和波音的设计,并在进一步完善后分别以洛克希德L-2000和波音2707为编号继续研发。1966年12月31日洛克希德和波音分别展出了L-2000-7和2707-200的等比例模型,FAA最终选定设计上更为先进且理论噪音更小的2707-200为竞标胜利者。

▲洛克希德L-2000-7

▲波音2707-200
波音2707-200的设计指标可谓无所不用其极,和协和客机最宽处仅单通道4座位不同,2707最宽处为采用2-3-2布置的双通道7座位。整体上2707经济舱将可载客247人,比协和客机两倍还要多的同时,2707还有配备单人电视的30人豪华头等舱。在赢得招标后波音更是近乎倾尽整个公司的财力和物力在2707的研发上,力求在1970年完成首飞并于1974年正式服役。

▲2707-200设计图
不过由于2707最乐观也要1974年服役,波音决定同时完成在737基础上的新式大型亚音速客机的研发。此款研发编号为CX-HLS的大型4引擎飞机将在2707服役前承担跨大西洋客运任务,2707服役后CX-HLS将全部转为货运。此时的波音恐怕想不到,正是这个决定在5年后拯救了波音公司。

▲波音CX-HLS军用版设计图
其实说到这里,有人会问了,在能2马赫飞行的米格-21,F-4等战机早已普及的1960年代,研发一款超音速客机需要如此大费周折不惜血本嘛?这还要从战机的超音速飞行说起。1960年代军用飞机大都可以超音速飞行,但这只是短时间用以追上来袭敌机,或者紧急加速逃避敌机攻击的手段,并不能维持长时间的超音速巡航。其实哪怕到现在,能进行超音速巡航的军用飞机也为数不多,能在两马赫以上巡航的军用飞机更是屈指可数。显然短时间超音速飞行对技术的要求要远低于超音速巡航,超音速客机不仅要有远强于军用飞机的结构强度以支撑持续2马赫飞行时的巨大的气动阻力,还要有更先进的材料以应付长时间空气高速摩擦所产生的热胀冷缩效应。

▲协和两马赫巡航时机身温度,此时机身比在地面上长300毫米
在气动设计方面,为了能把机翼全部藏到机头超音速飞行所产生的激波内,协和客机采用了大后略式的S型曲形三角翼,此种设计虽然有效降低了2马赫巡航时的阻力,但也造成协和客机机翼升阻比较低,也就是说在亚音速飞行阶段协和客机的升力要低于传统客机,这使得协和客机在满载时需要3600米的跑道同时消耗大量燃料才能起飞,同时没有尾翼的设计也降低了协和客机低速时的可操控性。

▲协和客机起飞
波音2707-200为了避免低速时不佳的操控性和起飞时的高燃料消耗,采用了类似于F-14和F-111的可变后掠翼设计,起飞时机翼展开提供更多升力,高速飞行时再向后收缩使得机翼和水平尾翼一起形成三角翼。然而此种“取巧”的方式在双座战机上尚可一用,在全长93米翼展54米的大型客机上使用,更大跟复杂的变形装置造成2707-200重量严重超标,不得不重新设计。在屡次论证和风洞测试后,波音在修改设计2707-300上放弃了可变后掠翼,用回了类似于协和客机的大后略式S型曲线三角翼。

▲波音2707-300想象图
随着协和客机开始测试,人们逐渐意识到了大型客机突破音障所带来的巨大噪音污染,超音速客机被禁止在大陆上超音速巡航。外加上超音速客机惊人的耗油量,使得其只有跨北大西洋一条航线可飞,还未服役便已缩水的市场无法再为超音速客机高昂的维修保养费正名,航空公司的订单也因此直线下滑。

▲协和客机运送每名乘客所
需燃料要明显高于亚音速客机
最终由于前景暗淡,外加2707的研发比预计延迟两年且严重超支,美国国会最终在1971年5月20日终止了对“国家超音速运输项目”的资金提供,波音2707的研发彻底宣告终结。两架2707原型机尚未完成,但波音却因为在2707上巨大的投资打了水漂,导致公司一度走到了破产的边缘。1971年末波音解雇了多达6万名员工,大量的人口离开西雅图的波音工厂寻找新工作,当时甚至有不少人认为波音会从此一蹶不振退出航空业,在西雅图国际机场外甚至还立有标牌,上面写着:“最后一位离开西雅图的人,记着关灯。”

然而峰回路转,有心栽花花不活,无心插柳柳成荫。原本仅作为2707服役前替代品的CX-HLS民用版大型亚音速飞机却在1970年服役后深获好评。CX-HLS最初设计类似于双层737,不过出于需要改装运货考虑波音的设计师们认为双层窄货舱不如单层宽货舱装卸方便,于是乎 “并列版737” 的747号设计方案诞生了。

▲“叠罗汉”版747号设计方案
同时为了方便从机鼻处打开舱门装卸货物,新的747号设计方案把驾驶舱移到了机鼻上方的上层甲板,并在其后设有机组人员休息室。至此,世界上最易识别的飞机诞生了。

▲没错,仅作为短期替代品的CX-HLS项目产物便
是全世界第一款也是现在服役最多的大型民用客机
747“巨无霸”客机
讽刺的是出于运货考虑而上移的驾驶舱为机鼻处留下了宝贵的私密空间,由于没有机务人员的打扰,大量购买747的航空公司将机鼻处设为头等舱,并深受乘客欢迎。更为讽刺的是出于亚音速运货节省燃料的考虑,747成了首款使用大涵道比涡扇引擎的客机,引擎叶片直径达2.67米的CF-6引擎其实更像是一个喷气驱动的大型风扇,四台一起带着747-100重达333吨的机身以0.84马赫的速度低油耗巡航。

▲1968年9月30日第一架747出厂
时空姐展示巨大的CF-6引擎
747系列的成功把波音从生死存亡的边缘拉了回来,也为波音后续客机的研发指明了道路。波音不再像研发2707那样一昧地追求高大上但并不一定有实际意义的性能,转而从经济和实用的角度研发下一代民航客机,后续的737的改进,双引擎客机的极致777和服役不久便大受欢迎的787,均是这一理念下的产物。

终其短暂的一生,波音2707这款从未上天却“差点吃掉西雅图的铁鸟”或许是波音作为民用航空制造商获益最多的失败。正是有这只铁鸟近乎灾难性的研发反例,让波音得以吸取教训并一步步的成为了如今全球最大的航空航天器制造商。
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