主题：【原创】比声音还快（一）（完） -- 晨枫

作为新兴的超级大国，美国已经在第一代喷气客机之战中夺取了领导权，波音707和DC-8像潮水一样灌向世界的民航市场，自然不会坐视欧洲和苏联在有关国家声望的超音速客机之战中领先。波音在52年就开始关注超音速客机的问题，58年组织起研究小组，60年开始，每年投入1百万美元，准备大干快上了。62年英法和苏联都开始正式研制超音速客机时，美国联邦航空署FAA也提出了自己的超音速客机计划。敢为人先的Juan Trippe指令泛美航空公司在63年6月3日向英法意向性订货协和式一天之后，肯尼迪在63年6月4日，在科罗拉多泉新建的空军学院毕业典礼上，指令启动美国的超音速客机计划。拟议中的美国的超音速客机要更大、更快，要求达到250-300人的载客量和三倍音速的速度，航程不光要能够覆盖北大西洋航线，还要能够覆盖太平洋航线。NASA对超音速客机积极研究，波音、洛克希德、道格拉斯和北美洛克韦尔都推出了自己的研制方案，通用电气和普拉特·惠特尼也分别提出了各自的发动机方案。

NASA测试过的几种超音速客机模型

北美洛克韦尔基于B-70轰炸机的经验，研制了这个超音速客机的方案

洛克希德的L-2000方案介于协和式和图-144之间，只是比两者都要大一号。L-2000采用双三角翼，翼下四台发动机，布局循规蹈矩，不过因为“美英一家”的缘故，没有人指责洛克希德抄袭英法。道格拉斯的方案和洛克希德的方案大同小异

洛克希德的L-2000模型

洛克希德L-2000三视图

洛克希德研究过变后掠翼和固定的大三角翼方案

洛克希德最后采用简单的双三角翼布局

L-2000的双三角翼延伸到接近机头的地方

L-2000的后期方案机翼后缘还略带前掠

洛克希德想像的机场的情景，比同在登机楼的波音707一级的亚音速客机长了几乎50%

L-2000也进入了全尺寸模型阶段

洛克希德的公关没有闲着，将全尺寸模型当模特表演台了，值得注意的是L-2000的机窗，比饭碗大不了多少

波音开始时的方案也研究过无尾大后掠三角翼，但是在竞争TFX（最后通用动力胜出，推出F-111）时，波音积累了相当的变后掠翼的设计经验，引起波音超音速客机研制人员的强烈兴趣，在波音内部的竞争中，变后掠翼胜出，公司代号波音733。但是洛克希德和道格拉斯都用2000作为代号，分别为L-2000和DC-2000，意喻21世纪的超先进技术，波音也不甘落后，最后将波音733改名为波音2707，既有21世纪的含义，又提醒人们波音707将民航推入了喷气时代。波音2707的方案几经变更，从波音2707-100演变到-200，载客从150逐渐增加到250，最后达到300人以上，发动机从机身下集中的四发（类似B-1轰炸机）变到平尾下的四发，速度从M3降到M2.7，航程6440公里（-300增加到6760公里）。波音2707-200的变后掠翼可以在20-72度后掠角之间变化，在不牺牲超音速巡航性能的前提下，优化低速起飞、着陆和亚音速巡航的性能。后一点十分重要，因为波音已经意识到噪声和音爆的问题，小后掠角可以以较低的速度起飞、着陆，大大减低噪声；音爆将使超音速客机在大陆上空被迫以亚音速飞行，所以亚音速将不仅仅是过渡阶段，可能有相当一部分航线将以亚音速飞行。在机翼后略到最大角度时，机翼后缘和平尾前缘重叠，形成完整的大后掠三角翼，在保持“合成”机翼的相对厚度条件下，容许机翼厚度增加，简化结构设计和增加翼内载油量，这一点和F-14非常相似。和F-14不同的是，波音2707-200的四台发动机安装在尾翼下，这是一个十分独特的设计。发动机安装在机尾并不罕见。飞机速度增高时，气动升力中心不断后移，而重心保持不变，自然形成一个低头趋势，需要压平尾来恢复水平，这个动作称为配平。压平尾形成的向下气动压力增加了阻力，称为配平阻力。机尾发动机的重量形成自然的配平力矩，减少配平阻力，这是为什么60年代尾置发动机布局十分流行的重要原因。尾置发动机的另一个好处是，发动机远离机舱，噪音较低。尾置发动机在机械故障、涡轮盘碎裂时，碎片不易伤及乘客，对安全性要求及其严格的客机也是一个有利因素。但是尾置发动机一般离地较高，维修不便。波音将发动机安装在水平尾翼下，既利用了尾置发动机的优点，又避免了维修不便的问题，是一个不错的主意。对于波音2707-200这样的变后掠翼飞机来说，固定的尾翼下的发动机还避免了常规的翼下发动机的麻烦，因为机翼后略角变化时，翼下发动机必须同步偏转，以保持和前进方向一致。B-1轰炸机那样在翼根下密集安装发动机的做法对客机不合适，发动机的噪音和振动离机舱太近，这也是波音2707-100演变为-200的一个重要原因。

波音的超音速客机方案一直在改来改去，这是几个早期方案

变后掠翼的波音2707-100，发动机像B-1轰炸机一样在靠近机身的下面

变后掠翼的波音2707-200，发动机移到平尾下去了

波音2707-200的全尺寸模型

波音2707-200的尺寸很大，座位将为横列7座，采用2+3+2布局，有两条走廊

波音2707-200的三视图

波音2707-200的布局也几经变化，这时加上了鸭翼，以改进气动控制

为了满足面积律的要求，机身有一定的“蜂腰”，所以座位布置前后不同

为了改善起落时的视界，波音2707-200的机头锥可以分两截下垂，这样既容许下垂角度增加，又不至于触地，但是机械复杂程度大大提高，样子也是怪怪的

看看这幅尊容，选美比赛可能是上不了榜了

泛美涂装的波音2702-200

别一看美国空军的标志，就以为这是运送美国小兵的，没那么好的事。60年代末的时候，正好“空军一号”要更换的时候，当时动过念头，用波音2707来接替波音707的“空军一号”

由于机身太长，变后掠翼的气动特性变化太大，需要很多的控制面开控制飞行，L-2000只有16个气动控制面需要控制，波音2707-200竟然有59个！既增加了重量，也是飞行控制大大复杂化