协和客机改.pptx

协和号飞机Concorde 翁博文、张迪、刘建华协和号飞机Concorde基本信息基本信息研发背景生产及服役历程设计难点退役原因协和号飞机Concorde 协和号飞机（Concorde）是一种由法国宇航和英国飞机公司联合研制的中程超音速客机，它和苏联图波列夫设计局的图-144同为世界上少数曾投入商业使用的超音速客机。基本信息中 文 名：协和号飞机外 文 名：Concorde速 度：2.02倍音速首 飞 时 间：1969年3月2日投入服务时间：1976年1月21日退 役 时 间：2003年10月24日载 客 数 量：120人起 飞 距 离：3410米，着陆距离：2220米最 大 航 程：7000千米（空），5110千米（满）研发背景1950年代开始，随着亚音速喷气式客机的普及，以及实用化的超音速军用战斗机的出现，超音速客机在当时被普遍视为未来的发展路向，苏联、英国、法国、美国都相继计划研发超音速客机。英法两国能够就超音速客机计划达成共识并开展合作，主要是因为两国的设计方案十分接近，在速度、航程、气动布局等方面均有极大的相似性，合作研制有助于平均负担费用。另一方面，当时美国飞机迅速占据欧洲民航客机市场的大量份额，法国总统戴高乐不愿意看见欧洲市场被美国飞机制造商垄断，因此也鼓励两国合作，加快研发进度，争取在美国的超音速客机出现之前抢占市场。1965年开始制造原型机法国组装的第一架协和001飞机1967年12月11日出厂1969年3月协和001首次试飞1969年10月1日第45次试飞突破了音障协和002飞机于1969年4月首飞生产及服役历程1975年底开始投入使用1976年1月21日投入商业飞行于1979年停产，总共生产了20架2003年全部退役 因为缺乏计算机辅助作图，当时飞机是靠气动分析和有限元分析计算出来的，飞机造型函数特征明显；协和号处于人工驾驶和现代全面数字化驾驶的过度时期，既有老式飞机上的机械师，又有模拟信号传导的仪表和自动化驾驶系统。总体气动布局 1、配平油箱 当飞机在飞越临界马赫数时，压力中心会向后转移。在飞机重心不变的情况下会为飞机带来一股下俯力矩。即使工程师为协和飞机设计了S型前缘的三角翼，压力中心仍然会后移约2米。虽然可以利用气动翼面作配平控制来抵销，但在如此高速的情况下会大幅增加飞机的阻力。因此，协和号飞机会通过将燃油在机内三个辅助调整油箱（4个位于机身与机翼前缘交会处，一个位于机尾）之间转移，以电脑自动控制重心来达到配平，成为一种有效的辅助配平控制。设计难点2、特殊航材 协和飞机在在五万尺高空飞行，机外环境温度约为零下50，飞机在超音速飞行时，空气压力和摩擦力会使飞机表面加热，而且飞机不同部分的升温情况也有所差异，并且会在机身表面形成温差。超音速飞机最热的部份除了发动机之外就是机头头锥，协和飞机在飞行时头锥最高温度可达127，机身后段也可超过90。协和飞机主体材质为硬铝；在高温，高机械摩擦，容易产生金属疲劳处使用钛合金和不锈钢。但是即便如此由于热胀冷缩，协和飞机超音速飞行期间，机身会膨胀延长达300毫米。设计的难点3、起落装置 无尾三角翼飞机的起飞（降落）距离和速度都比较高，这对飞机的制动系统和起落架也是一项挑战。协和飞机起飞速度高达每小时400千米，为了让飞机在起飞失败后迅速减速，协和飞机是首批使用防抱死制动系统（ABS）的民航客机，除此之外，由于协和飞机是无尾三角翼设计，在起飞时需要一个较大的迎角（约18度）才能获得足够的升力，因此起落架也需要特别加强，支架也可以伸缩。4、转向结构 协和飞机高速飞行时，转向会为飞机结构带来巨大压力，导致结构扭曲变形。为了在超音速飞行时依然能够维持有效、精确的控制，解决办法是对机翼内侧和外侧的升降副翼，依照不同的速度状态，进行按比例的调整。超音速飞行时，相对软弱的机翼外段的副翼控制面将会锁定在水平位置，而只会操作靠近翼根位置、相对强度较高的内侧副翼控制面。设计难点5、可下垂式头锥 可下垂的机鼻头锥是协和飞机的外观特征之一，既能在飞行时保持飞机的流线外型减低阻力，又可以于滑行、起飞和着陆时改善飞行员的视界。为了减少飞行阻力，协和飞机的机头较其他民航机更长，并呈针状。三角翼飞机起飞和着陆时的迎角较大，又长又尖的机鼻会影响飞行员对跑道、滑行道的视野，因此协和飞机的机头设计成可以改变角度以迎合各种操作需要。另外机头头锥也带有一个整流罩，这个可移动的整流罩具有维持机头流线型、保护驾驶舱玻璃、阻隔超音速飞行热力等功能。整流罩会在头锥下垂前收纳到头锥内，而当头锥恢复水平时，整流罩会升回驾驶舱挡风玻璃前方，令机头回复流线外型。设计难点6、机舱加压 民航客机机舱通常会在飞机爬升到1,8002,400米（6,0008,000尺）之间时加压，而协和飞机只会在6,000尺进行一次加压。由于协和飞机巡航高度非常高，该处的空气氧气含量、气压极低，即使机舱有一小处缺口也会导致严重的失压和迅速缺氧，所以乘客也难以有足够时间戴上用于普通民航机的紧急氧气面罩。协和飞机因此使用面积较小的窗户以降低失压的速度，并且还有一套后备的机舱空气供应系统以尽量在一小段时间内维持舱内气压，而飞行员需要使用持续正压呼吸机以保障飞行员的氧气供应及其安全，务求令飞机能够有足够时间下降到安全高度。设计难点 为什么性能参数如此优秀的协和式飞机最终还是退役了？1.1.重大事故重大事故 1979年6月14日，法国航空一架协和飞机（F-BVFC）执行54号班机，由华盛顿杜勒斯国际机场起飞时，主起落架其中2个轮胎爆胎，轮胎碎片击穿机翼，机翼上出现一个大洞，二号发动机、部分液压系统和电缆受损，同时引致大量燃油泄漏。事故发生后法国航空部门要求改进协和飞机的机翼设计，当时就提出用防弹物料保护油箱，但并没有落实执行。这次事故发生一个月后，1979年7月21日，法国航空另一架协和飞机（F-BVFD）在杜勒斯国际机场再次爆胎。2000年7月25日，法国航空4590号班机空难发生。法国航空一架协和飞机（F-BTSC）由巴黎戴高乐机场滑行起飞时，被跑道上的一块由一架美国大陆航空DC-10发动机脱落的金属薄片割破轮胎，轮胎碎片冲击油箱造成油箱内部燃油剧烈波动，油箱从内向外破裂，造成协和飞机起火失事。事件造成机上100人全部遇难。正是由于协和客机是世界上第一架超音速客机，适航条例缺乏实际上的先例，大多设计是理论验证，导致在轮胎与邮箱的设计上存在重大缺陷，而又缺乏后续的补救措施，导致了这起严重的空难，也间接导致了协和飞机的退役。2.其他原因 、该型客机的运营成本高昂，发动机油耗极高，而且载客量仅100多人，利润值严重不足；、“协和号”的设计导致发动机噪声很大、环境污染严重，很多机场都拒绝接纳它起降，适用性不够要求；、航程较短，最大油量航程7000多公里，最大载重航程5000公里，也就是说它只能勉强横跨大西洋飞行，而不能横跨太平洋飞行，适用范围受限。、“协和”早已停产，而且其设备零部件多数都不和现役客机通用，维护使用成本居高不下，而且机身老化也比较严重；另外，隔年的911事件让全球人心惶恐，不敢搭乘飞机，国际民航业不景气，让原本高油量、高投资、低营收的协和号成本负担更高。3.协和VS波音波音737-300 协和协和 波音波音737-3001.载客量载客100人载客量118人2.巡航速度2.04马赫0.74马赫3.动力装置罗-罗奥林匹斯涡轮喷气发动机*4GECFM56-3B-2*2推力38,000磅推力19,000磅4.航程最大载重航程5110千米最大载重航程5,665千米最大燃料容量95.6吨最大燃料容量17.86吨 总结总结 协和飞机虽然进入了博物馆，但它所实现的飞行理念是相当先进的。事物发展的矛盾总是相辅相成的，我相信在未来，如果能克服超音速飞行带来的音爆问题，降低噪音到可接受的程度；随着发动机技术的进化，解决燃油效率和安全、耐久性的问题。如果更短的飞行时间带来的收益能够战胜运营成本，超音速客机一定会有很大的发展，甚至逐渐取代亚音速客机，毕竟，如果有更快更好的方式抵达，谁还愿意选慢的方式呢？Thanks