“彗星”号喷气式客机

英国德·哈维兰公司研制的客机

彗星 (Comet) 客机 是 英国 的德·哈维兰公司(deHavilland)研制的历史上第一种喷气式民航客机。英国是最早发明喷气式发动机的国家之一。 第二次世界大战 结束后,英国人将喷气技术用于民用飞机。德·哈维兰公司也获取了 德国 对后掠式机翼 空气动力学 研究资料。

概况

1946年,英国的德·哈维兰公司开始设计喷气式客机,并命名为“彗星”号。这种 民航客机 是第一种以喷气式 发动机 作为动力的民用客机,当时被认为是革命性的技术。

1949年7月27日,第一架喷气式 民航客机 ——“ 彗星 ”号 原型机 首次飞行。“ 彗星 ”号采用了当时的新技术和新材料,被认为是在飞行速度、舒适性、载客人数等方面都代表了当时最先进水平的大型喷气式 客机 。

彗星客机1952年加入 英国海外航空 ( BOAC )投入运营服务。1952年5月2日,“彗星”1型喷气式客机投入从英国伦敦飞往南非 约翰内斯堡 的航班服务时,轰动了世界,这种高速客机令飞行成为奢华享受。1952年5月,英国海外航空公司的9架“ 彗星 ”1型 客机 投入航线运营。标志着民用喷气式客机时代的到来。“ 彗星 ”号又进行改进,增加了乘客数和航程。

1953年至1954年期间,“彗星”1型 客机 接连发生了3次坠毁事故,导致彗星客机停飞。后来调查研究显示,由于“彗星”使用了增压座舱,对 客舱 加压的结构设计经验不足,长时间飞行以及频繁起降使机体反复承受增压和 减压病 而引发 金属疲劳 是发生“彗星”1型 客机 解体坠毁事故的原因。这是民航历史上首次发生因金属疲劳导致的 空难 事件。

随后四年中,德·哈维兰公司对彗星客机进行了大量试验和重新设计,制造出新的改进机型。经过加长、改型,最终推出“ 彗星 ”4型。“彗星”4型于1958年10月加入 英国海外航空 ( BOAC )投入跨大西洋航班运营服务。“彗星”4型无论是性能、容量、运营经济性均不如同年随后开始交付的 波音707 。

虽然彗星客机进行重新设计、改进,但已经造成了不安全的形象,这也影响了彗星客机的商业前景,使德·哈维兰公司经营不振,最终被霍克·西德利公司(HawkerSiddeley)合并。 彗星 客机 总共生产114架。不同型号的彗星客机载客56-109人。

彗星 客机有13架发生事故而损坏,其中大多数是因 金属疲劳 以及设计方面缺陷造成的。

特点

“彗星”号安装4台喷气式 发动机 ,后掠式机翼,速度可达788千米/小时。机身用铝制蒙皮制造,采用密封式机舱,在万米的高空飞行时平稳性和舒适性也是前所未有的。

彗星客机在速度方面的优势是当时任何使用 螺旋桨 式发动机的客机无法相比的(使用螺旋桨式发动机的DC-7客机巡航速度350英里/小时)。但是 彗星 客机 机翼后掠角度有限,巡航速度450英里/小时,巡航速度不如于1954年首飞的 波音公司 的Bash-80( 波音707 的 原型机 ,巡航速度550英里/小时)。

彗星 客机拥有4台涡轮喷气 发动机 ,安装在机翼中靠近机身的位置,这种布局来自活塞式发动机的布局经验,可以保持机翼、机身、 尾翼 的空气动力部件的简洁。早期涡轮喷气发动机的可靠性尽管比较活塞式发动机大幅度提高,但受限于当时的冶金技术,其可靠性不如后来那么高。涡轮喷气发动机高速旋转部件的故障所产生的碎片会危害飞机的结构,也会使飞机失去平衡并引发振动,这些足以使飞机发生灾难性事故。埋在机翼中的发动机使维护工作比较困难。后来被认为是失败的设计。

尽管1947年首飞的 波音公司 B-47轰炸机 已经采用了后来普遍的翼下吊挂 发动机 布局,1949年首飞的 彗星 客机 完全没有借鉴,据说因为彗星客机的设计师认为翼下吊挂发动机是“丑陋的 吊舱 发动机”。

型号

民用型

“彗星”1型使用于1949-1954年,由于 空难 事故,导致停航。

“彗星”2型启用于1953年8月,有更大的机翼,和更多燃油量。

“彗星”3型类似于“彗星”2型。

“彗星”4型“彗星”-3的改进型号,也是最大的彗星客机。

“ 彗星 ”5型类似 波音707 和 道格拉斯DC-8 ,但未能打开销路。

军用型

启用于1967年,共生产了49架。

英国皇家空军 的“猎迷”反潜巡逻机(Nimrod)是以 彗星 客机 为基础研制的,“猎迷” 原型机 是1964年 英国宇航公司 利用两架没有 售出 的“彗星”4型客机改装而成。

技术数据

翼展 :35米

长度:34米

高度:8.7米

发动机 :4台Rolls-RoyceAvonMk524; 推力 10,500lbf(46.8kN)

最大起飞重量 :69235 千克

最大航程:6074公里

事件

1954年1月10日,一架 英国海外航空 ( BOAC )的“彗星”1型客机(航班编号781号)从 罗马 起飞飞往目的地英国伦敦。飞机起飞后26分钟,机身在空中解体,坠入 地中海 。机上所有乘客和机组人员全部遇难。这次事故震惊了全世界, 英国 成立了专门的调查组调查事故。该型机停飞两个月。由英国海外航空公司总裁保证不会出事后时隔不久,另一架彗星客机也发生了同样的空中解体事故,坠毁在 意大利 那不勒斯 附近海中。在一年的时间里,有3架 彗星 客机 在空中解体坠毁。

“彗星”号 空难 事件的调查,一方面由 女王陛下政府 组织打捞失事的“彗星”号残骸和遇难者的尸体进行研究。检查发现,死者肺部有因气体膨胀而引起的破裂伤痕,说明机内气压突然减小,使人肺内气体急骤膨胀而破裂。打捞出来的飞机残骸中,在飞机 舷窗 发现有裂痕。这个事实支持了尸检得出的结论。另一方面的调查由德·哈维兰公司主持,对正在生产和已经停飞的“彗星”号客机逐个进行严格的检查,并将一架飞机放在水槽中进行试验,对水反复加压,加大流速,模拟飞机在空中高速飞行时受到各种影响。这项实验进行了9000多个小时,发现 飞机蒙皮 发生了裂痕,与失事飞机残骸上的裂痕一样。最后得出的结论是:“ 彗星 ”号飞行中由于机体上金属部件 产生裂纹 并扩展而造成了解体事故。产生这种裂纹的原因是由于高空飞行的“彗星” 客机 使用增压座舱,长时间飞行频繁起降使机体反复的承受增压和 减压病 引发飞机铝制蒙皮的 金属疲劳 。

“彗星”号 空难 事件原因是当时对于金属疲劳并没有多少认识,飞机设计并没有相应的对策,使机体上产生裂纹并扩展。对事故的调查让航空界开始重视对于压力反复变化对飞机结构影响和研究金属疲劳问题,为后来飞机研制解决金属疲劳问题打下了基础。例如 彗星 客机最初采用方形 舷窗 ,使用加压 客舱 的客机多次起降,在方形舷窗拐角处会出现金属疲劳导致的裂隙。后来 客机 舷窗采用圆形或设计有很大的圆角,是为了减小 应力集中 ,提高 金属疲劳 强度。德·哈维兰公司在研制彗星客机的过程中低估了制造比以往飞得更高、更快的客机所遇到的技术问题。在试验中虽然有相当大的安全余度,把飞机结构在机身所承受压力增加到 正常值 两倍的情况下试验以确保在实际使用中是安全的,但 空难 证明是远远不够的。

“ 彗星 ”号客机的教训使各国航空界对飞机的安全性有了更为慎重的看法。

参考资料