冷戰(zhàn)超音速客機競爭

在冷戰(zhàn)時期，世界各國對于速度的追求愈演愈烈，國際社會之間的交流也趨于頻繁，為了在客機領域實現超音速運營，歐美國家和蘇聯開始在高速客機比賽中互相競賽，在當時世界上有三個項目，他們分別是美國波音的半成品波音2707，最后因為預算和官僚主義等問題下馬了，第二個是法國和英國聯合研制的協和式超音速客機，第三個則是本期武器大講堂的主角-蘇聯圖波列夫設計局的Tu-144超音速客機。

蘇聯全方位參與冷戰(zhàn)競賽

Tu-144超音速客機發(fā)展于蘇聯與歐洲競賽時期，在當時歐洲的航空市場中，英國和法國都在計劃研發(fā)超音速客機用于重振飛機制造業(yè)，這個新型的客機可以超音速飛行，將歐洲和美國之間的飛行時間縮短到數個小時，當然，除了英國、法國之外，美國的飛機制造商波音公司和洛克希德公司也上馬超音速運輸項目。

那個時候的歐洲民航客機市場基本都被美國的波音和道格拉斯占據了，所以在超音速客機研發(fā)領域，法國不愿意被美國壟斷，英國又迫切的想要加入歐洲共同市場，在這個背景下英法兩國決定進行合作開發(fā)新一代超音速客機。

英法的合作引起了另一個巨頭蘇聯的注意，蘇聯作為一個東西跨度超過10000千米的大國，研發(fā)超音速客機必然具有很大的實際意義，但是這種需求下蘇聯的領導人在早期其實并不是很著急超音速客機的研發(fā)。

畢竟當時蘇聯正在進行太空競賽和登月競賽，然而隨著英法開始合作研發(fā)超音速客機，在政治經濟和科技競賽下，蘇聯領導人認為蘇聯必須在這個領域搶先歐洲，必須得搶在歐洲之前讓本國的超音速客機升空，所以這個項目已經上升到國家競爭層面了。

為此比較擅長大型客機研制的圖波列夫設計局收到了這個任務，在1963年7月，蘇聯航空工業(yè)部正式下達了研制超聲速客機的指令，初期設計性能指標與歐洲的協和客機相近：包括可搭載121名乘客，巡航時速2.35馬赫，航程6500千米等等。

在前蘇聯進行大量資源的投入之后，圖波列夫設計局、中央流體力學研究所、中央航空動力研究以及發(fā)動機設計師庫茲涅佐夫和科爾索夫等多個部門共同研發(fā)出了這款編號為Tu-144的新型超音速客機。

最終在1968年12月31日，民航注冊號為68001的首架Tu-144原型機正式首飛成功，整整比協和客機首飛早了兩個月零兩天。

研發(fā)出來的Tu-144超音速客機設計采用了細長機身配雙三角形機翼的氣動布局，以Tu-144D型為例，整機長度為65.5 m、翼展28.8 m、高10.5m、空重85噸，機身采用了全金屬半硬殼結構。

機頭是一個細長的流線型機頭，能在高空高速飛行的時候擁有一個極好的空氣動力學特性，但是細長的機頭就意味著駕駛艙的視野會被大大的阻擋，基本上前向的目視視野就沒有了，當然在高空高速巡航的時候可以通過雷達和導航進行飛行，但是如果降落或者是起飛的時候，需要肉眼觀察地面的情況下該怎么辦呢？

設計師很巧妙的將機頭設計成可以下垂12°的設計，當起飛或者是降落不需要低阻力的流線型機頭時，將機頭下垂，露出駕駛艙前向的玻璃窗，這樣能方便飛行員觀察周邊和地面的環(huán)境，當起飛之后進入巡航飛行時再恢復原狀，以低阻力的流線型機身進行超音速巡航，可以說是一個非常巧妙的解決方案。

在駕駛艙后上部分的機身兩側，設計有可收放的一對鴨翼，其實一開始的原型機是沒有設計鴨翼的，在測試的時候發(fā)現低速性能不佳，在起降階段容易出現機頭向下降的情況。

為了讓機頭抬起保持起降的穩(wěn)定，在進行第二架圖-144優(yōu)化生產的時，就在機頭駕駛艙后方加裝了一對可伸縮的條狀小翼，這個小翼上帶有固定的雙縫前緣縫翼和可伸縮的雙縫襟翼。

鴨翼可以在起降時伸出用于改善低速性能，到巡航飛行時再收入機身形成平滑的機身超音速巡航，第二架圖-144的編號為圖-144S，民航注冊號為77101，因此原型機與預生產型在外觀上是能看出區(qū)別的。

駕駛艙內部有三名機組成員，分別是2名駕駛員和1名飛行工程師組成，工程師座位位于飛行員的后方，朝向機身一側，前面有大量的儀表和控制面板。

飛行員與工程師通過機上搭載的1臺與慣性導航系統(tǒng)相聯的電子模擬計算機、中央大氣數據系統(tǒng)、自動駕駛儀、飛行零位指示器 、水平位置指示器、轉彎側滑儀、測距設備、活動地圖導航顯示器、數字經緯度讀數器、氣象雷達以及可變幾何形狀的進氣口調節(jié)控制系統(tǒng)等等調節(jié)控制飛行。這基本上就是機身的前部艙位組成了。

往后是中間艙位，中間客艙艙位有兩個廚房、兩個衣帽間以及四個盥洗室，用于執(zhí)行客運的時候乘客伙食與其他的需求，客艙可以容納150名旅客，有頭等艙和普通艙。

客艙的下方沒有設計貨倉，而是把貨倉設計在客艙后邊和發(fā)動機平行的部位，這個貨倉有半自動的裝卸貨系統(tǒng),貨艙右后側有1個大艙門，用于裝卸貨物和行李。

客艙的前方和左側中央部位都設計有艙門，一共有六個應急出口?？团搩炔康南洗坝?4個，但是開口特別小，所以在乘坐這款客機的時候觀察外部視野會比較窄。

另外Tu-144超音速客機的乘坐體驗方面并不是很好，主要是因為這款客機的研發(fā)并不是完全為了民航運輸而設計的，更多的是政治和國家競賽的產物，所以無論是座椅還是隔音都比較差。

再加上引擎需要開加力才能維持超音速，所以在超音速巡航的時候客艙內的噪音特別大，據說可以達到影響日常的交流，乘客和機組成員只能通過寫字進行溝通，甚至在飛行的時候會發(fā)生遮陽板會自動下落的問題。

在機翼設計上，Tu-144超音速客機采用的是三角下單翼的設計，底部的機身和下單翼融合在一起形成一個平面，機翼為雙三角翼結構，跟歐洲協和客機的S流線型有區(qū)別。

當時在立項之初就要求這款飛行器要達到高速戰(zhàn)機那樣的飛行性能，又要滿足客運的需要，所以圖波列夫設計局進行了大量的風洞試驗，設計了這種前緣內側后掠角78°，外側后掠角55°的適應跨聲速飛行的翼形。

后來優(yōu)化改進之后將翼型做了優(yōu)化，把內外段后掠角分別改成76°和57°，整體的翼型設計跟協和客機很像，有一部分人認為是當時人類的科技水平要達到同樣的設計目的，最終在同樣的認知和技術水平下，出來的方案幾乎都是大同小異，所以歐洲和蘇聯設計方案有點類似也很正常。

第二個觀點認為是蘇聯的間諜竊取了歐洲的圖紙，最后按照蘇聯的技術設計成這樣的方案，所以就有相似的結構，到底是哪一點目前也無法知曉。

主翼為多梁結構，由整體銑切的鋁合金蒙皮壁板、翼肋和大梁焊接在一起，內部形成整體的機翼油箱，其翼根承扭盒則是采用鈦合金材料，機翼的后緣設計有4個單獨的升降副翼。

尾翼則取消了平尾的結構，只保留垂尾方向舵，方向舵分成兩段，為了保證結構強度，這些操作面都是采用鈦合金材料制造的。

在動力系統(tǒng)上，Tu-144超音速客機原型選擇的是庫茲涅佐夫 NK-144 系列渦扇發(fā)動機，單臺推力最大172千牛，配備有加力燃燒室，在開加力之后可以滿足超音速需求，但是油耗和性能存在不少問題。

后來升級優(yōu)化之后，換成了Kolesov RD-36-51無后燃氣渦輪噴氣發(fā)動機，單臺能輸出240 kN的推力，這款引擎效率更高更省油，不需要加力燃燒室就能提供超音速巡航，能大大提升Tu-144超音速客機的航程。

后來的試驗圖-144LL版本中，還換成了更加強大的NK-321引擎，這款引擎是Tu-160超音速戰(zhàn)略轟炸機上使用的引擎，能帶來更加強大動力性能。

Tu-144超音速客機使用四臺引擎，安裝在翼根處地采用80%鈦合金材料制成的發(fā)動機艙內，每個發(fā)動機艙中分別裝2臺發(fā)動機，進氣道位于機腹下方。

進氣口同樣采用鈦合金制成，但是進氣道部分有一部分是鋁合金，這樣設計既可以保證超音速巡航時的結構強度又能適當降低成本，在進氣口處有活動斜板，可以根據速度和迎角需要采用半自動調節(jié)進氣，跟協和客機使用全電腦自動控制還是差了一個維度。

這套動力系統(tǒng)可以讓Tu-144超音速客機實現2.35馬赫的極限速度，根據不同的型號機上的燃油可以提供提供的航程，早期使用庫茲涅佐夫NK-144系列渦扇發(fā)動機開加力巡航的時候，僅有2920 km的續(xù)航里程，在后續(xù)的圖-144LL版本使用NK-321引擎，已經可以實現6500 km的航程，最大實用升限為18,000m，完全達到預期的設計需求。

在起落架設計上，Tu-144超音速客機選擇前三點式起落架，前起落架為雙輪結構，可以在起飛之后向前收入機身內部，主起落架為八輪為一組的雙軸小車形，支撐采用高強度合金鋼和鈦合金的混合結構，用四重鋼盤剎車。

安裝在發(fā)動機艙部位，在起飛之后轉90°向前收入進氣道中間，跟歐洲的協和客機將起落架直接收在機腹中有所區(qū)別，這種收納方式后來也被用在了Tu-160戰(zhàn)略轟炸機上。

Tu-144超音速客機在降落的時候進場速度非?？欤诩友b鴨翼之后依然達到了315-335 公里/小時。

當然，類似設計的歐洲協和客機也遇到類似的問題，協和客機的方案是在引擎噴口處加裝反推擋板，在降落的時候打開實現反推。

蘇聯的Tu-144 沒有設計反推裝置，起落架剎車系統(tǒng)和襟翼無法滿足正常降落，所以設計師在機尾安裝了民航飛機中罕見地減速傘協助減速，這種方案很不利于商業(yè)運行，所以Tu-144是世界上最后一款采用減速傘減速的客機。

在Tu-144超音速客機在1975年12月 26日正式投入客貨運使用，主要在莫斯科和阿拉木圖之間進行郵件和貨運，真正進行客運是在1977年11月，當時的經濟艙單程票價是82盧布，這個價格是非常低的，相對于協和客機高昂的票價來說，只能算是面子工程虧本運營。

并且乘坐體驗非常差，而在1978年5月23日的一次全新型號試飛中，注冊號77111的新飛機上燃油突然大量泄漏引起2臺引擎停車，飛行員發(fā)現后緊急迫降在雅格耶夫斯克野外造成8名機組成員中兩名隨行工程師喪生。

空難發(fā)生后，俄羅斯國際航空于同年6月1日把圖-144退出客運行列，結束了僅僅歷時半年的客運生涯，在這段時間中一共完成55次航班，載客總數僅有3284人。

Tu-144超音速客機可以說是世界第一款超音速客機，整體的技術需求水平超過了前蘇聯當時航空工業(yè)的水平大概10至15年，甚至是完全脫離市場實際需求的國家競賽特殊環(huán)境下催生出來的早產兒，在退出客運之后計劃改裝軍事用途也未能實現，最終只能保留當做科研測試，包括后來蘇聯解體之后美國也參與進行了試飛試驗，但是也未能拯救其服役生涯。

Tu-144超音速客機一共生產了16架，除了墜毀的和測試的，目前有6架被完整保存在俄羅斯境內，境外唯一一架則坐落在德國辛斯海姆技術博物館中，巧的是旁邊就是當時歐洲的協和客機，這兩架超音速客機一起，以起飛向上的姿態(tài)一起訴說著曾經的輝煌歷史。