迈阿密 – 今天在航空领域,美俄联合委员会于 1996 年开始了超音速运输技术的技术交流和研究。

冷战的结束让位于美国 (NASA) 和俄罗斯 (Tupolev) 在联合航空飞行研究计划中合作的前所未有的机会。经济技术合作联合委员会由时任美国副总统戈尔和俄罗斯总理切尔诺梅尔金担任主席。

就超音速运输 (SST) 研究而言,前协和式飞机飞行员乔克·洛 (Jock Lowe) 为我们提供了冷战时代之后的背景。在一次采访中 BBC未来 关于图波列夫 SST 的文章,Lowe 说:

“到目前为止,论文是飞机越快,它就越成功。像 MiG-21 和美国 F-104 这样的战斗机已经能够以两倍音速飞行,超音速飞行似乎是一项可能的任务,但具有挑战性。”

TU-144LL 推出仪式。美俄超音速飞行试验始于俄罗斯 SST 的推出:1996 年 3 月,一架改装的俄罗斯超音速客机从茹科夫斯基机场的机库中推出,象征着美国宇航局与美国宇航局之间为期六个月的联合飞行研究计划的开始。美国工业团队和俄罗斯航空机构。照片:美国宇航局。

美国宇航局-美国 HRS 计划


当时,美国宇航局和美国商业航空业大量参与了一项高速研究 (HSR) 计划,以进一步开发超音速运输 (SST) 飞机技术。

HSR 计划的目标是重新确立美国在开发第二代 SST 飞机方面的领导地位。在俄罗斯,图波列夫的飞机设计局早在 1990 年就提议将 TU-144 SST 用作飞行试验台,以支持 NASA 的 HSR 计划。

在联合委员会的支持下,一个由 NASA 和美国工业航空专家组成的团队与图波列夫设计办公室的相应高级团队合作,开发了一系列优先飞行实验。目标是了解必须对 TU-144 进行哪些修改才能进行上述实验。

这些活动是联合研究计划中使用的 TU-144LL 超音速飞行实验室的起源。但在我们深入研究用试验台飞机进行的研究之前,我们先看看 TU-144 的初始历史。

View of the front of the Tu-144, with the distinctive retractable moustache canards deployed and drooped nose. Photo: By Christian Volpati – http://www.airlinefan.com/airline-photos/large/1800968/Aeroflot/Tupolev/Tu-144/CCCP-77110/, GFDL 1.2, //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=17114606

图波列夫 TU-144 超音速运输机


苏联航空工程师安德烈·尼古拉维奇·图波列夫 (Andrei Nicholayvich Tupolev,1888 年) 负责设计了许多俄罗斯飞机。

图波列夫以其开创性的飞机设计而闻名,担任图波列夫设计局局长,并担任 TU-144 的总设计师。 1972 年安德烈去世后,其子阿列克谢继位。与冷战期间的许多伟大技术壮举一样,政治是 TU-144 诞生的核心。

1968 年 12 月 31 日,安德烈和阿列克谢·图波列夫都出席了 Tu-144 原型机的首飞,该原型机成为世界上第一架超音速飞机。 TU-144 最初设计为用于俄罗斯航空业的超音速运输机。

1977 年 11 月 1 日,一架 TU-144 从莫斯科飞往哈萨克斯坦阿拉木图,这是它的第一次客运飞行。总共制造了 17 架 TU-144,包括原型机和 5 架 D 型。唉,由于其设计失败在 1973 年巴黎航展上引发了一场引人注目的灾难,这种类型后来被称为苏联有缺陷的康科德竞争对手。

从历史的角度来看,美俄联合委员会的技术交流之所以有趣,是因为 30 年前,正如洛威所说,“TU-144、协和飞机与波音和洛克希德的美国设计之间进行了一场国际竞赛。 。”

Tu-144。照片:美国宇航局

TU-144LL 试验台


因此,在 1996 年秋天,由美国飞机和发动机制造商组成的团队 NASA 和俄罗斯的 ANTK n.a. A. N. Tupolev 开始使用俄罗斯 TU-144 D 超音速喷气式飞机作为飞行实验室。 TU-144LL 上的六个实验以及两个地面实验收集的数据将用于开发拟议的第二代超音速客机的技术。

至于铝钛合金和钢制飞矛,用于HSR飞行计划的改装TU-144LL的规格与生产型号略有不同。 LL 的翼展为 88 英尺 7 英寸(27.0 m),总长度为 196 英尺 10 英寸(60 m)。

TU-144LL 的典型起飞重量为 440,000 磅(200,000 千克),可装载 224,800 磅(102,000 千克)燃料。如果用作客机,TU-144LL 可以搭载 140 名乘客,航程为 3,508 海里(4,040 英里/6,500 公里),以最大速度巡航。

该类型由当时新的库兹涅佐夫 NK-321 涡扇发动机提供动力,全加力燃烧室的推力超过 55,000 磅。

The Tupolev Tu-144LL supersonic flying laboratory showed off its sleek lines in a low-level pass over the Zhukovsky Air Development Center near Moscow, Russia, on a 1998 research flight. Photo: By Jim Ross – NASA Dryden Flight Research Center, Public Domain, //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2122130

高速研究飞行


作为美国宇航局 HSR 计划的一部分,一个美国航空航天团队与图波列夫签订了使用改装 TU-144 D 运输机进行超音速实验的合同。所有试飞都将在俄罗斯莫斯科郊外的茹科夫斯基航空发展中心的 Tuvolep 设施中进行。

TU-144LL 项目的美国研究人员团队由波音公司领导,并得到麦克唐纳道格拉斯公司、罗克韦尔公司、普惠公司和通用电气公司的帮助,此外还有驾驶舱合作伙伴霍尼韦尔,以及 70 多个主要分包商。

在该计划的第一阶段,TU-144LL 在两年内轻松完成了 27 次研究飞行。据美国宇航局称,“这架飞机的优雅和美丽掩盖了图波列夫为研究飞行重新启动它所需的大量努力。”

然而,接下来的工作并不容易。能够测量实验所需的近 800 个参数的仪器系统的开发、实施和运行具有重大的困难。美国实验者和飞机本身之间的六千英里距离并没有使仪器任务变得更容易。

尽管面临这些挑战,试飞还是成功进行,研究人员将全尺寸超音速飞机飞行数据与风洞模型、计算机辅助技术和其他飞行测试的结果进行了比较。

此外,美国飞行员在 1998 年 9 月完成的三次亚音速和超音速评估飞行强调了美国对飞行计划的参与。

两名 NASA 飞行员,弗吉尼亚州汉普顿兰利研究中心的罗伯特·里弗斯和加利福尼亚州爱德华兹德莱顿飞行研究中心的戈登·富勒顿,获得了一架真正具有历史意义的飞机的操作经验现在是先进技术的更新试验台。

TU-144 Flight Engineer Panel. Photo: Gerol at German Wikipedia.(Original text: Oliver Gerber) – Self-photographed, CC BY-SA 2.0 de, //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3940654

计划结果和成功


早在 1998 年 3 月,联合委员会就已将该计划认定为“美国和俄罗斯政府与企业合作开发先进技术的典范”。

根据 NASA 的说法,来自实验的推进、空气动力学、结构加热、结构声学、地面效应、操纵质量和操作环境数据“热切地融入了该项目的信息数据库中”。

因此,TU-144LL 计划被认为是美国 HSR 计划和联合委员会的成功之举。在总共进行的 27 次飞行中,7 次飞行和两次地面实验产生了确凿的飞行数据,增强了美国和俄罗斯航空工程师可获得的超音速飞行信息。

进行的飞行测试实验的规格可以在 美国宇航局的情况说明书.

Tu-144 with distinctive droop nose at the MAKS-2007 exhibition. Photo: Zimin.V.G. assumed (based on copyright claims). Own work assumed (based on copyright claims)., Public Domain, //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2636086

美国 HRS 计划结束


冷战结束后,俄罗斯联邦经济仍因共产主义崩溃后俄罗斯的政治变化而严重低迷,这削弱了其在 HRS 研发方面的全球地位。

最后,在 1999 年春季又进行了四次数据收集飞行之后,美国高铁计划的取消标志着美俄联合研究项目的结束。根据 NASA 的说法,该计划的终止主要是因为经济上可行的 SST 无法“设想到足以进一步证明美国工业承诺的合理性”。

在完成联合 HRS 计划的所有计划目标后,TU-144LL 飞机被置于闲置状态,后来被降级到在茹科夫斯基国际机场 (ZIA) 举行的 MAKS 国际航展上展出。


特色图片:1997 年,图波列夫 Tu-144LL 超音速飞行实验室从俄罗斯莫斯科附近的茹科夫斯基航空发展中心起飞,机头下垂,鸭翼伸展。照片:美国宇航局。文章来源/转载摘录: 美国宇航局.gov, 过去的项目:TU-144LL 飞行实验室; 高速研究——Tu-144LL A 超音速飞行实验室 FS-1996-09-18-LaRC 1996 年 9 月; BBC未来; theaviationgeeksclub.com.