波音2707

　　波音2707是美國(guó)波音公司首次開發(fā)的超音速客機(jī)計(jì)劃，也是美國(guó)歷史上至今唯一一種由美國(guó)政府直接主導(dǎo)、出資的民航客機(jī)研發(fā)項(xiàng)目。 

　　1960年代，世界卷起了超音速客機(jī)的浪潮，美國(guó)也不甘落后，由美國(guó)政府主導(dǎo)研制美國(guó)的超音速客機(jī)，與研制軍用飛機(jī)的程序相同，國(guó)家招標(biāo)、廠商競(jìng)標(biāo)、國(guó)會(huì)撥款，波音公司在競(jìng)標(biāo)中贏得合約后，波音在西雅圖開始飛機(jī)的設(shè)計(jì)工作。但至1970年代，因反對(duì)超音速客機(jī)的聲音驟起、研制時(shí)遇到技術(shù)困難、缺乏明確的市場(chǎng)需求等因素，政府最終在1971年撤銷了對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的資金投入，在2架原型機(jī)完成之前就中止了整個(gè)計(jì)劃。

　　研發(fā)背景　　

　　作為新興的超級(jí)大國(guó)，美國(guó)已經(jīng)在第一代噴氣客機(jī)之戰(zhàn)中奪取了領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，波音 707 和 DC-8 像潮水一樣灌向世界的民航市場(chǎng)，自然不會(huì)坐視歐洲和蘇聯(lián)在有關(guān)國(guó)家聲望的超音速客機(jī)之戰(zhàn)中領(lǐng)先。波音在 52 年就開始關(guān)注超音速客機(jī)的問題，58 年組織起研究小組，60 年開始，每年投入 1 百萬美元，準(zhǔn)備大干快上了。62 年英法和蘇聯(lián)都開始正式研制超音速客機(jī)時(shí)，美國(guó)聯(lián)邦航空署 FAA 也提出了自己的超音速客機(jī)計(jì)劃。敢為人先的 Juan Trippe 指令泛美航空公司在 63 年 6 月 3 日向英法意向性訂貨協(xié)和式一天之后，肯尼迪在 63 年 6 月 4 日，在科羅拉多泉新建的空軍學(xué)院畢業(yè)典禮上，指令啟動(dòng)美國(guó)的超音速客機(jī)計(jì)劃。擬議中的美國(guó)的超音速客機(jī)要更大、更快，要求達(dá)到 250-300 人的載客量和三倍音速的速度，航程不光要能夠覆蓋北大西洋航線，還要能夠覆蓋太平洋航線。NASA 對(duì)超音速客機(jī)積極研究，波音、洛克希德、道格拉斯和北美洛克韋爾都推出了自己的研制方案，通用電氣和普拉特·惠特尼也分別提出了各自的發(fā)動(dòng)機(jī)方案。　

　　洛克希德的 L-2000 方案介于協(xié)和式和圖-144 之間，只是比兩者都要大一號(hào)。L-2000 采用雙三角翼，翼下四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，布局循規(guī)蹈矩，不過因?yàn)椤懊烙⒁患摇钡木壒剩瑳]有人指責(zé)洛克希德抄襲英法。道格拉斯的方案和洛克希德的方案大同小異。　

　　波音開始時(shí)的方案也研究過無尾大后掠三角翼，但是在競(jìng)爭(zhēng) TFX（最后通用動(dòng)力勝出，推出 F-111）時(shí)，波音積累了相當(dāng)?shù)淖兒舐右淼脑O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，引起波音超音速客機(jī)研制人員的強(qiáng)烈興趣，在波音內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)中，變后掠翼勝出，公司代號(hào)波音 733。但是洛克希德和道格拉斯都用 2000 作為代號(hào)，分別為 L-2000 和 DC-2000，意喻 21 世紀(jì)的超先進(jìn)技術(shù)，波音也不甘落后，最后將波音 733 改名為波音 2707，既有 21 世紀(jì)的含義，又提醒人們波音 707 將民航推入了噴氣時(shí)代。波音 2707 的方案幾經(jīng)變更，從波音 2707-100 演變到-200，載客從 150 逐漸增加到 250，最后達(dá)到 300 人以上，發(fā)動(dòng)機(jī)從機(jī)身下集中的四發(fā)（類似 B-1 轟炸機(jī)）變到平尾下的四發(fā)，速度從 M3 降到 M2.7，航程 6,440 公里（-300 增加到 6,760 公里）。波音 2707-200 的變后掠翼可以在 20-72 度后掠角之間變化，在不犧牲超音速巡航性能的前提下，優(yōu)化低速起飛、著陸和亞音速巡航的性能。后一點(diǎn)十分重要，因?yàn)椴ㄒ粢呀?jīng)意識(shí)到噪聲和音爆的問題，小后掠角可以以較低的速度起飛、著陸，大大減低噪聲；音爆將使超音速客機(jī)在大陸上空被迫以亞音速飛行，所以亞音速將不僅僅是過渡階段，可能有相當(dāng)一部分航線將以亞音速飛行。在機(jī)翼后略到最大角度時(shí)，機(jī)翼后緣和平尾前緣重疊，形成完整的大后掠三角翼，在保持“合成”機(jī)翼的相對(duì)厚度條件下，容許機(jī)翼厚度增加，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和增加翼內(nèi)載油量，這一點(diǎn)和 F-14 非常相似。和 F-14 不同的是，波音 2707-200 的四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在尾翼下，這是一個(gè)十分獨(dú)特的設(shè)計(jì)。發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在機(jī)尾并不罕見。飛機(jī)速度增高時(shí)，氣動(dòng)升力中心不斷后移，而重心保持不變，自然形成一個(gè)低頭趨勢(shì)，需要壓平尾來恢復(fù)水平，這個(gè)動(dòng)作稱為配平。壓平尾形成的向下氣動(dòng)壓力增加了阻力，稱為配平阻力。機(jī)尾發(fā)動(dòng)機(jī)的重量形成自然的配平力矩，減少配平阻力，這是為什么 60 年代尾置發(fā)動(dòng)機(jī)布局十分流行的重要原因。尾置發(fā)動(dòng)機(jī)的另一個(gè)好處是，發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)離機(jī)艙，噪音較低。尾置發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)械故障、渦輪盤碎裂時(shí)，碎片不易傷及乘客，對(duì)安全性要求及其嚴(yán)格的客機(jī)也是一個(gè)有利因素。但是尾置發(fā)動(dòng)機(jī)一般離地較高，維修不便。波音將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在水平尾翼下，既利用了尾置發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，又避免了維修不便的問題，是一個(gè)不錯(cuò)的主意。對(duì)于波音 2707-200 這樣的變后掠翼飛機(jī)來說，固定的尾翼下的發(fā)動(dòng)機(jī)還避免了常規(guī)的翼下發(fā)動(dòng)機(jī)的麻煩，因?yàn)闄C(jī)翼后略角變化時(shí)，翼下發(fā)動(dòng)機(jī)必須同步偏轉(zhuǎn)，以保持和前進(jìn)方向一致。B-1 轟炸機(jī)那樣在翼根下密集安裝發(fā)動(dòng)機(jī)的做法對(duì)客機(jī)不合適，發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音和振動(dòng)離機(jī)艙太近，這也是波音 2707-100 演變?yōu)?200 的一個(gè)重要原因。

　　終止撥款　

　　1971年3月，盡管美國(guó)超音速客機(jī)計(jì)劃受到時(shí)任總統(tǒng)尼克松大力支持，但美國(guó)參議院否決了進(jìn)一步撥款。支持者為了延續(xù)這項(xiàng)計(jì)劃，打著“為了一架美國(guó)超音速客機(jī)的國(guó)家委員會(huì)”（National Committee for an American SST）的旗號(hào)，呼吁支持者每人捐款1美元以實(shí)現(xiàn)這個(gè)理想[11]。隨后來自各地航空愛好者的信件像雪片飛來，總共收集到近一百萬美元的捐款。而工會(huì)由于擔(dān)心越戰(zhàn)和阿波羅計(jì)劃的結(jié)束會(huì)給美國(guó)航空工業(yè)帶來新一次的蕭條并引起失業(yè)，因此也支持超音速客機(jī)計(jì)劃繼續(xù)進(jìn)行。時(shí)任美國(guó)勞工聯(lián)合會(huì)-產(chǎn)業(yè)工會(huì)聯(lián)合會(huì)主席喬治·米尼（George Meany）認(rèn)為，美國(guó)起步較晚，在發(fā)展第一代超音速客機(jī)時(shí)已失去優(yōu)勢(shì)，但美國(guó)應(yīng)該盡快準(zhǔn)備進(jìn)入第二代（1980年代至1990年代的超音速客機(jī)）的競(jìng)爭(zhēng)。 

　　盡管分歧仍然很大，美國(guó)國(guó)會(huì)仍如期于1971年5月20日正式舉行有關(guān)是否終止超音速客機(jī)計(jì)劃撥款的投票，而這是一次極具爭(zhēng)議的投票。共和黨領(lǐng)袖杰拉爾德·福特引用喬治·米尼的論點(diǎn)：如果你給予超音速客機(jī)一票，您正是在保證現(xiàn)在的13,000個(gè)職位和二線的50,000個(gè)職位，以及未來十年內(nèi)每年150,000個(gè)職位。而領(lǐng)導(dǎo)反對(duì)陣營(yíng)的薛尼·耶茨（Sidney Yates）更要求舉行一輪公民投票。最終美國(guó)國(guó)會(huì)在215票反對(duì)撥款、204票支持的情況下，決議終止超音速飛機(jī)計(jì)劃的撥款。 

　　而在波音2707超音速客機(jī)計(jì)劃結(jié)束之時(shí)，美國(guó)政府和波音公司已經(jīng)投資了超過10億美元，當(dāng)時(shí)波音2707擁有來自25家航空公司的115架訂單，協(xié)和飛機(jī)則有來自16家航空公司的74架訂單。波音正在建造的兩架原型機(jī)也無法完成，同時(shí)由于波音也失去了部分政府合約，民用航空市場(chǎng)也適逢降溫，波音公司不得不裁員60,000人以維持經(jīng)營(yíng)，因此波音2707也被輿論戲稱為“幾乎吃掉西雅圖的飛機(jī)”（The airplane that almost ate Seattle）。