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图-104型喷气式近程窄体窄体客机,苏联制造风格

上世纪中后期近50年来,苏联作为世界上唯一可以与美国正面抗衡的国家,综合实力还是相当强的。无论是军事实力,还是常规工业能力,都能匹敌美国制造产品的实力。在民航制造领域,虽然苏联时代问世的一系列喷气客机的全球市场销量无法与欧美产品相提并论,但也因其令人印象深刻的苏联形象而一度风靡一时。制造风格。

这一切的起源当然应该属于Tu-104喷气短程窄体客机。 1950年代初是全球航空工业从二战时期的活塞动力系统向喷气动力系统的过渡时期。与活塞发动机+螺旋桨的动力布局相比,新型涡喷发动机可以让飞机飞起来。更高、更快、更稳定,这一点在当时已经在几架战斗机上进行了工程化证明,但将喷气动力系统引入民机的想法在当时并未得到广泛认可。跨越时代的新技术,一切有待观察。

然而,历史上的每一个踌躇时期往往都是一个大机遇期,至少在上个世纪的航空工程英国人不会对这种观点有任何问题。英国德哈维兰(现并入加拿大庞巴迪,2019年被空客收购)于1952年向市场推出彗星四引擎喷气客机,这也是世界上第一架喷气客机,虽然问题很多,但对于当时的航空业来说,已经形成了非常大的刺激。

英国彗星式四引擎喷气客机,注意它的舷窗是方形的,这个设计缺陷导致了未来很多空难

在1950年代冷战背景下,意识形态斗争的气氛非常浓厚。作为社会主义阵营的领头羊,苏联绝对不允许西方在任何工业领域压倒东方。对此,苏联立即向全国各飞机设计局下达设计任务,要求在最短的时间内研制出对应或超过彗星的苏制喷气客机。面对这项艰巨的工程设计任务,技术实力雄厚、政治复杂的图波列夫设计局推出了一个完美而大胆的计划——将Tu-16轰炸机改造成客机,代号Tu-104,任务周期为12个月。这样的承诺让苏联领导人赫鲁晓夫非常满意,因为一年后他可以从莫斯科坐飞机到伦敦,在西方领导人面前大放异彩。

然而,在 12 个月内想出一架喷气式客机并非易事。图波列夫设计局在实践中坚持科学严谨的作风。整体气动布局不变,机翼/尾翼不变苏联造图二型轰炸机,发动机不变,起落架不变。机身在Tu-16轰炸机的基础上加厚了,但是机身的结构强度又被重新检验过了,尤其是彗星客机。无视结构疲劳的教训,机身舷窗由方形改为圆形。此外,还进行了整机静强度试验和气动疲劳试验,累计起降次数达到7000次以上。

Tu-104喷气短程窄体客机,苏联历史上第一架喷气客机

在这一战略下,Tu-104 于 1956 年 1 月 31 日成功首飞,随后进行了一系列高强度飞行试验,包括单发停车、结冰飞行、空中应急燃料排放,紧急迫降等测试,整体表现还是相当不错的,不然我也不敢拿它当赫鲁晓夫的专机。当然,作为领头大哥的专机,豪华的内饰是必不可少的。 Tu-104原型机舱非常宽松,采用二等舱设计风格。机舱前部有四个带会议桌的沙发座椅,中间有四个沙发。休息区和后排是4个沙发座位+35个经济舱座位,全部采用胡桃木装饰,高端大气,豪华。

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Tu-104原型机的客舱布局采用二等舱设计

但是,将其投入商业路线是另一回事。在此期间,图波列夫设计局也坚持快速设计的作风,推出了Tu-104A和B两个子机型,供国内民航部门使用。其中,A型商用载重提升至70架,B型增至100架,续航里程维持在2600km。取得苏联民航局颁发的适航证后,投入苏联和华约成员国之间的商业航线。用于国际航线。到 1950 年代中期,Tu-104 已经是飞行速度最快的客机,早于美国第一架喷气式客机波音 707 的推出,这一成就足以让苏联报纸沉浸数月。

简约实用主义可以说是开发飞机简单高效,但也会转向技术至上,忽视商业价值。图波列夫设计局在Tu-104、Tu-110四引擎客机的基础上开发了四引擎增程版。该型号在Tu-104B的基础上增加了两台发动机,其余保持不变。 ,航程能力提升至近4000km。对于商用载重只有100座的四发飞机和轰炸机系客机的翼根来说,使用成本和利润回报完全不成比例,民航商业价值极低,所以这架飞机只生产 4 货架被终止,未投入商业运营。同一时期,另一架苏联四引擎远程客机伊尔62也是如此。产量很小,用了很短时间就被淘汰了。

Tu-104是Tu-110四发中程窄体客机的替代改进版,可惜尚未投入商业运营

源自Tu-95轰炸机技术的Tu-114四引擎远程客机

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但是,说到商业价值,Tu-114不会上桌,甚至Tu-104客机也不会,因为到1960年底,Tu-104一共交付了200架,这是一个不错的结果,而Tu-114的累计产量只有21架(一个说33架),除了苏联政府使用的两架外,其余十架都投入了苏联国内远东航线和国际航线。使用频率比较低,1976年撤出。全部商业运营,期间也卖给日本航空,是出口到非社会主义国家的先例。

如果说Tu-104和Tu-114客机是政治背景驱动的务实工程的例子,那么图波列夫设计局已经得到了更好的放松,可以尽可能地商业化,充分发挥务实的优势根据需求进行工程设计。

苏联的国情在世界上具有独特的特点。国土面积巨大,但人口分布极稀疏。该国大部分人口集中在乌拉尔河以西的莫斯科中部地区,乌拉尔河以东向远东延伸。确实广袤无垠,少数人散落在相距甚远的小城镇。苏联这些三四五线城市的基础设施远不如大城市。因此,苏联民航业往往偏爱载客量小、维修简单的飞机。为响应这一需求,图波列夫设计局于 1962 年摆弄了一种新的客机,即 Tu-124。这架飞机可以称为Tu-104的迷你版,但它是重新设计的机型。发动机也由原来的涡喷发动机更换为苏制D-20涡扇发动机。商业载客能力提供44、48、52座和60座四种布局模式,航程2100km。为应对苏联小城市机场跑道短、质量差的问题,Tu-124客机一方面配备了降落伞苏联造图二型轰炸机,同时采用了两轮起落架设计另一方面,这也是极简实用主义的真实写照。

苏联Tu-124喷气客机,注意它的机身很短

这款专为苏联国情设计的超小型支线飞机,虽然是世界上第一架涡扇动力客机,燃油经济性不错,但只生产160多架,毕竟不适合其他国家航空运输业。但是在Tu-124之后,图波列夫设计局对民机的理解越来越成熟,1967年Tu-134支线喷气机推出。这架客机完全摒弃了之前Tu-16轰炸机的气动外形,但采用了新型尾吊发动机+T型尾翼布局,配备两台D-30涡扇发动机。布局的鼻祖。商业载客能力提升至72个,航程进一步提升至3500公里。从性能上看,它与我们国产的ARJ21-700型非常相似,但苏联人已经研制出来并在1960年代投入商业运营。

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Tu-134 喷气支线客机

Tu-134 是图波列夫设计局历史上最成功的支线客机,共量产 850 架。 134仍在服役。面对图波列夫设计局这样的成绩,苏联高官给了它一个新的政治任务——研制一种压倒英国和法国的超音速客机“协和”。当然,随之而来的要求是赶上他们面前的飞机。虽然苏联政府提供了强有力的情报支持,但著名的克格勃机构也为此进入了商业情报业务领域,并为图波列夫设计局获取了协和飞机的相关技术资料。然而,图波列夫设计局并没有采用它,而是想出了一个相同的苏联版本的协和飞机。相反,在分析其数据后,它选择了自己的技术路线,采用无尾双三角翼的气动布局,四带。加力涡扇发动机采用钛合金材料,以提高机体结构的强度和耐热性。商业载客量达到140架,比协和式多20架。为此,适当加长了机身长度,从而降低了纵向稳定性。折叠和可伸缩的鸭翼。可见,研制这款超音速客机需要面对多少问题。图波列夫设计局历时近六年才完成这项任务,终于在1668年12月31日协和式飞机试飞前成功。Tu-144超音速客机成功送上蓝天,给苏联一个新标签——世界上第一个拥有超音速客机的国家。

Tu-144超音速客机(右侧)和协和超音速客机对比,两者在气动布局上仍有较大差异,不存在抄袭。

但是,在商业运营方面,Tu-144超音速客机并不成功。虽然在1969年底完成试飞,直到1977年才投入商业运营,但事故频发,1978年彻底退出市场。

事实上,图波列夫设计局对当时最流行的中短程干线客机最感兴趣。原计划在图波列夫支线客机项目成功后启动Tu-154客机项目。 Tu-144超音速客机项目被推迟到1966年。相比之下,波音公司的波音737客机是1964年研制的,1967年首飞。

非常经典的Tu-154三引擎中短程干线客机

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Tu-154客机累计量产已达960余架。虽然比不上波音737客机1万多架的产量,但它曾经是苏联最受欢迎的客机产品,不仅服务于苏联民航企业,还大量出口到其他国家,我的该国在 1980 年代和 1990 年代之间进口了大约 30 架 Tu-154M。不过在服役生涯中,Tu-154客机也是空难频发的机型,重大事故率6.5%,即约60架Tu-154因空难而被毁,但其中很少有设计原因。大多数事故是由人为错误或天气造成的。可见,该型飞机的质量还是值得信赖的。毕竟到2020年初,Tu-154飞机还在使用中。

我国西北航空公司在1980年代后期引进的Tu-154M客机就是90年代6月6日空难中的该机型

而且它的产量从未超过1000。一方面是因为欧美国家对苏制客机产品采取了限制性门槛政策,核心是适航证管理制度,大大减少了Tu-154客机的数量。海外市场;另一方面,也与当时全球航空制造和运输业的发展趋势有关。在同等商业载重能力下,双发飞机的燃油经济性优于三发飞机。这架飞机逐渐被市场淘汰,不仅是图波列夫设计局,还有美国的麦克唐纳道格拉斯DC-10。

苏联也意识到了这个问题,在1980年代中后期实施了较为宽松的对外经济政策。在此背景下,图波列夫设计局采用欧美适航证标准,推出了新型中程干线飞机——Tu-204。这架飞机由于其整体外观和性能与同期非常相似。波音 757 有一个两人机组、一个电传操作系统和一个新的数字驾驶舱。它散发着强烈的波音风格,因此在业界常被称为“波音757滑雪板”。

Tu-204双引擎中程干线客机

可惜的是,Tu-204客机遭遇了苏联解体。 1991年后,项目处于岌岌可危的状态,资金链断断续续。此时,国际航空运输业继续做减法,多款机型已改装成120-180座双发短程干线客机和250-400座中长型两大类产品。 - 长途干线客机。 -204在中间很尴尬,所以产销量很低。

从苏联时期图波列夫设计局在民航客机领域的研发过程来看,虽然有些项目具有很强的政治动机,但大部分时间都是以民航基本需求为出发点设计的。所采取的技术方法和实施措施虽然有时看起来过于简单,但都是在尽可能符合苏联国情的前提下,按照科学理论制定的。通俗地说,欧美飞机寿命长,飞行省油,而苏联飞机正好相反,但对于苏联人来说,他们自己的燃料便宜,飞机的经济性几乎完全可以接受(其实,它有点糟糕,不是根本区别);飞机寿命短,但价格便宜。一架欧美飞机可以购买两架甚至三架同型号的苏联飞机。短暂的生命可以用数量来弥补。