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143.1968年:波音747大型喷气式客机

工程学之书 马歇尔·布莱恩 1154 2021-04-06 07:33

  143.1968年:波音747大型喷气式客机

  乔·萨特(Joe Sutter,1921—)

  波音747-100客舱的实体模型,1967年3月。

  涡轮喷气发动机(1937年),“C-5超级银河”运输机(1968年)

  由波音公司(Boeing Airplane Company)制造的波音747大型喷气式客机于1968年问世,总工程师乔·萨特领导了背后的设计团队。波音747的巨大震惊了所有人,公众此前从未见过双层并配有楼梯的商用飞机。波音747还引入了宽体客机的概念:双过道,每排十座。密集的座位排列可以容纳超过600名乘客,这使波音747保持了将近40年的载客量记录。它比同时代的客机大两到三倍。

  这么巨大的客机是怎样突然冒出来的?两项工程技术的发展使波音747的出现成为了可能:性能强大的高涵道比涡轮风扇发动机(high–bypass turbofan engine)和大升力机翼。高涵道比涡轮风扇发动机具有三大优点:(1)比低涵道比涡扇发动机大得多的推力;(2)更节约燃料;(3)降噪。巨大的、可伸缩的襟翼和前缘缝翼增大了翼面面积和曲率,缩短了飞机起飞和降落的滑行距离。

  巨大的机身和高性能的发动机使波音747具备了极强的续航能力。波音747-400的机翼、机身和机尾共装有将近60000加仑(227000升)的燃料。一些型号的波音747客机的最大航程在9000英里(14500千米)以上,飞行途中不用再加油。也就是说飞机消耗1加仑燃料飞行了0.16千米,这听起来还挺糟糕的。但如果考虑飞机上有600名乘客,那么换算到每个乘客头上这一数字就变成了100英里/加仑(42千米/升),而且飞机的飞行速度达到了0.85马赫。

  波音747机身上方的隆起是怎么回事?波音747既可用作客运,又可用作货运。为了更好地利用货舱空间,货运飞机需要在飞机前方设有舱门,机鼻也需要能够抬起。这就要求驾驶舱的位置要在机身上方,而不是位于机鼻处。同时,空气动力学要求工程师在驾驶舱后方建造一个锥形结构以消除气流的影响。这一锥形结构一直延伸到机翼后方,形成了第二层客舱—―工程师对空气动力学所要求的空间进行了创造性的利用。■ 工程学之书

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