五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】波音的故事(一)(完) -- 晨枫

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谢谢
家园 别太小瞧自己了,我敢说一定会。

干吗不试一试?又不费什么事,不用你重新敲字。你这可是真正的辛苦的成果,不像编故事那种,都在肚子里。

一、先在论坛里发个帖子征询意见,真诚一点,不要拍马屁的,专要挑刺的;

二、再给几个社发过去,谈一下意向,敲门问路;

三、同时恳求河友,肯定会有人有路子或者是行家,不需要走后门,只要指引一下就可以了。

家园 谢谢鼓励,说得也是哈,兴许该试试
家园 【原创】波音的故事(四)

和道格拉斯相比,波音对用户的要求有求必应,不光对驾驶舱的机械和机舱内部的装修作修改,还按用户要求缩短机身,推出波音720,适应中低流量、中短航程航线的需要。波音还特意为澳大利亚的Qantas开发了增程型,为美国的Braniff(廉价航空的先驱,现已倒闭)的南美航线开发了高原增加推力型。很快,波音707开始大量占领民航市场,成为世界民航进入喷气时代的主力军。50年代时波音707的售价为5百万美元,和售价3千万美元的“玛丽女王”号豪华邮轮相比,只需要1/10的燃油,就可以在一年内在大西洋两岸之间运送同样数量的旅客。越洋空中旅行的廉价、快捷很快取代了海上旅行,曾经是国力象征和古典机器时代之浪漫极致的豪华邮轮很快进入了历史的博物馆,被轻捷流线的喷气客机所取代。波音707取得了巨大的成功,美国总统的专机也在1963年换型为波音707。肯尼迪遇刺后,约翰逊就是在波音707的“空军一号”上宣誓就职。1971年尼克松乘坐波音707的“空军一号”到北京作历史性的访问的时候,中国大众也第一次见识了波音707。到1991年停产时,波音共生产了1009架707,其中包括用于E-3预警机等军用707和720,但不包括C-135系列的加油机和电子战飞机。

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707的空军一号,军用代号为VC-137,注意其C-137的编号,以示与C-135系列的区别

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今天已经退役的707的空军一号,其色彩图案是杰奎琳·肯尼迪请曾设计今天已经成为工业设计经典之作的可口可乐瓶子的Raymond Loewy设计的

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中国人大多是在尼克松访华乘坐空军一号时才见识707的,这应该是第一次见面的印象了吧

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以707为基础的E-3预警机,用于监视空中敌机(包括巡航导弹)和引导空战拦截

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RC-135电子侦察机,用于搜集包括雷达和通信的电子情报

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E-8联合监视和目标导引飞机(JSTAR),用于监视和引导攻击地面机动目标

在波音707之后,波音将707的机身缩短,将翼下4发改为机尾3发,研制了727,以适应中等流量的航线和中小机场较短的跑道。727在客机上首先采用的辅助动力装置(auxiliary power unit,APS),可以在地面等待期间不用开动主发动机就可以提供空调、照明,必要时,APS还可以为主发动机启动提供动力,减少对地勤支援的要求。727也首先采用三缝襟翼和全动力助力的飞行控制,改善了飞行品质。波音还将机身进一步缩短,研制了双发的737,以适应支线航线的需要。737首先采用双人机组,减低了航空公司运营成本。737采用每排3+3座位,和2+3座位的同级的DC-9、BAC-111等相比,机舱宽大、舒适,难怪成为民航客机历史上最畅销的型号,至今仍然老树新花,长盛不衰。为了降低737的离地高度以适应简陋机场旅客上下飞机的需要,波音将发动机吊舱的离地净高降低,缩短吊架的长度,以发动机短舱不对机翼造成遮挡和地面杂物不至于吸入发动机为限。波音甚至将发动机短舱的下唇压扁,以最大限度地降低机身高度。这对机翼、发动机短舱的设计提出了很高的要求,但最终为使用大直径发动机的现代大型双发客机的设计开辟了新径。相比之下,707的发动机吊舱有相当大的离地净空,发动机短舱的吊架也较长,对机翼的气动干扰较小,对气动设计的要求较低。707、727、737的机舱宽度相同,所以机舱设备有很多可以通用,货运集装箱也可以共用,大大方便了航空公司。707、727、737形成了一个完整的民航客机体系,民航客机界的王座对波音已经是伸手可及了。

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Braniff的波音727,正好美国建国两百周年,这是“76年精神号”的特别涂装

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波音727,这是波音历史上唯一的三发客机

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波音737-300,所谓的“古典”737之一。737开创了在支线客机上用翼下吊挂发动机的布局,现在为越来越多的较大的支线客机所采用

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波音737-700,这是“新一代”737,和60年代时的“古典”737已经是貌合神离了

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737也开始用于军用,这是澳大利亚的737预警机

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以737为基础的多用途海上巡逻机,将取代P-3巡逻机

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737的发动机吊舱

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对比707的发动机吊舱

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家园 先抢头花
家园 差一点点,板凳:)
家园 【原创】波音的故事(五)

进入60年代,喷气时代让位于超音速时代,战斗机没有双二(二倍音速、二万米升限)免谈,民航客机也开始向超音速蠢蠢欲动,协和式、图144和美国的超音速客机(SST计划)就是这个时代的产物。波音也不能免俗,一头扎进了SST。与此同时,美国空军推出了一个雄心勃勃的新机研制计划,包括变后掠翼战斗机(详见《双蛇记》和《疯狂的少校》)、变后掠翼轰炸机(最终导致B-1轰炸机)、巨型运输机。波音、道格拉斯和洛克希德竟标巨型运输机研制计划(C-X),最后洛克希德获胜,研制了C-5“银河”式运输机。落选的波音在失望之余,希望用竟标C-X的技术研制一种波音747巨型货机。波音的想法是这样的:超音速客机最终将载运旅客周游世界,但货运还是要靠亚音速的巨型运输机。在超音速客机技术还没有成熟之前,巨型客机还有机会靠大大降低的人-公里成本将喷气旅行推上一个新的台阶。历史将证明,这是一个歪打正着的临门劲射。

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C-5之巨大由此可见,18轮大卡车可以一口吞下

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C-5前后直通型装卸方式成为后来军用运输机效法的榜样

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协和式超音速客机,超音速客运时代硕果仅存的产物

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协和式和英国皇家空军的“红箭”飞行表演队一起表演

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被戏称为“协和斯基”的图-144正在试飞,伴随的米格21在观察试飞情况

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图-144和协和式两者的相像是因为大体相同的技术条件和大体相同的技术要求最终会导致大体相同的结果,说苏联抄袭,那是对苏联技术人员的侮蔑了

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图-144特有的折叠式前翼

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波音2707-200超音速客机全尺寸模型

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波音2707还考虑过变后掠翼方案,包括这个奇怪的发动机吊挂在“后翼”下的方案,机翼后掠时,近似于类似协和式的无尾三角翼布局

由于油耗和噪音等原因,超音速客机的热潮像五分钟热度,来得猛去得快。图144只经过短暂的航线运行就撤出了航班服务,美国的SST计划的口气比力气大(三倍音速,200座以上的容量),最终嘎然而止,只有协和式惨淡经营了30年。但60年代民航客运流量急剧增长,预计涨势将持续到至少70年代,当时的波音707一级的客机已经不能适应需要,即使加长707也很快就将不能满足需要。传奇式的泛美总裁Juan Trippe看到这个机会,联系到波音正在启动的波音747计划,大胆地向波音建议将747改成大容量远程客机,用747的空前的低票价、高运能、大航程抢占正在迅速扩展的越洋民航市场,并当场拍下5.5亿定金,订购20架747。这是当时历史上最大的一笔客机采购。但Juan Trippe也不是一盏省油的灯,拍下5.5亿,要求波音在三年内交货。这就是说,波音要在完成设计、新总装厂的筹建、试飞和FAA验证。这是史无前例的,不管是航空公司还是飞机公司,至今没有人超过这个疯狂的举动。泛美的对手们无法坐视泛美的疯狂,蜂拥表达订购747的意向,747还没有问世,就已经成为一个销售上极大的成功。

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曾经是“代表”美国航空公司(flag carrier)的泛美航空公司的创始人和总裁Juan Trippe,泛美倒台后,美国就没有单一的可以代表国家的航空公司了

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Juan Trippe是航空界的先驱了,林伯(Charles Lindbergh)的著名的跨越大西洋的单飞就是他促成的,左为林伯

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又是他们俩

但是,牛皮不是吹的,波音必须拿出真家伙来,否则热空气吹出来的气球,毕竟只是气球。波音承受住空前的压力,以比波音707更大的疯狂,将公司的命运押在波音747上。

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家园 【原创】波音的故事(六)

波音最初是将747按货机设计的,所以机首球锥是一个可以整体向上掀起的艏门。用作客机时,当然就简化成固定的机首球锥了。为了保持货舱的畅通和完整,驾驶舱特意移到“二层楼”,形成波音747特有的“驼背”形状。这样,原本为方便装货的宽大的机舱,可以容纳每排3+4+3座位,其双走廊成为所谓“宽机身”客机的标志。

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泛美的波音747的客舱,其双走廊成为宽机身客机的标志

波音在设计中,最大的问题来自发动机。如果用波音707或B-52上用的涡喷发动机,747至少需要8台发动机,系统的复杂性和油耗都受不了。Juan Trippe对C-5上用的通用电气TF39大流量比涡扇发动机的低油耗、大推力非常感兴趣,波音原也打算用TF39,但通用电气正忙于将TF39和C-5整合,没有多余的精力来为波音作必要的修改,所以普拉特·惠特尼乘虚而入,奉上JT-9D,同属高流量比、大推力的涡扇发动机。波音也就囫囵吞下。问题在于JT-9D是全新的发动机,直到747样机制成还没有试飞过,最终给747计划带来了极大的风险,波音为此几乎砸锅,不过这是后话。

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JT-9D发动机,今天有比这更大的发动机,但是在60年代初,这是绝对巨无霸级的了

747的尺寸空前巨大,在当时的民航客机中,尺寸连接近的都没有。机舱宽度几乎是707的两倍,在高空加压状态时,机舱内的空气就有一吨重!747对世界各地的机场跑道和登机设施带来很多问题,这些问题在今天A380问世时又来了一遍。但对波音来说,最大的问题是生产设施,波音在Renton的工厂不够大,于是在华盛顿州的Everett另建了一个世界最大的飞机总装厂。即使不算Everett后来为767和777的生产扩建的部分,Everett的厂房体积至今仍然是世界最大,35米高,近40万平方米占地面积。沿厂房绕一圈相当于穿越75个美式橄榄球场!但是Everett的厂房建设速度还是赶不及747计划疯狂的进度,第一架747是在没有封顶的厂房里完成的。

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波音Everett工厂鸟瞰,一定要和旁边停放的747相比较,否则难以体会其巨大

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厂房内部

在5万波音人疯狂地赶工16个月之后,第一架波音747在68年9月30日成功地下线了(roll out),但是JT-9D发动机还没有试飞,波音不敢将747首飞,一直到69年2月才进行了第一次首飞。在波音首席试飞员Jack Waddel的操纵下,日后被人们称作珍宝机(jumbo jet,英文意思是巨无霸飞机,而不是中文中“珍宝”所表征的精巧的意思)的波音747凌空跃起,满载着波音和航空公司的希望,飞入西雅图的蓝天。

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波音747下线时的盛况,机头两侧已经画满有意订购的航空公司的标志

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波音747正在试飞

但是,问题接踵而来,最大的问题还是发动机。在10个月的试飞中,发动机故障87次,更换发动机55台。这显然是不可接受的。在普拉特·惠特尼作了大量昂贵的修改后,波音747终于在69年12月通过FAA验证。

发动机问题初步解决了,其它问题并没有远去。波音为747计划灌进了7亿5千万的巨资,公司已经倾家荡产了,但波音747的航程比预计的短了7%,加上其它种种初期设计和质量问题,泛美威胁要在每架747上扣押5百万美元的付款,直到所有问题全部解决。经过艰苦的谈判,泛美最后同意将扣押金减到2百万。更糟的是,70年代初,波音遇上了财政上的严重困难。NASA的阿波罗登月计划开始收尾,波音的一大财源断流了。波音的“主力”客机计划SST因为野心过大和环保上的限制,其拨款被国会中止,也只有下马。747计划严重超支,初期的问题又使航空公司的大宗订单姗姗来迟。70年代初,美国经济被越南战争严重拖累,陷入一场经济衰退,波音曾经连续18个月没有卖出去一架飞机。73年的石油危机更是对民航业和所有经济领域是一个重大打击。波音眼看就要撑不下去了,仅在71年初到72年下半年之间,波音就一气裁员60%以上。西雅图地区风声鹤唳,人人自危,更有好事者在通往西雅图的高速公路上竖起标志:“最后一个离开西雅图的人,请把电灯关掉”。

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这就使那个著名的标牌:“最后一个离开西雅图的人,请把电灯关掉”

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家园 辛苦了!可读性极强。
家园 【原创】波音的故事(七)

波音开始大规模的分散化,将业务从航空空间和军工向民用领域扩散。计算机培训、工程计算、集成制造系统、警察保密话音通信、沙漠作物灌溉系统、联邦政府房屋管理、城市轻轨、海水淡化、风力发电,什么都做。与此同时,波音还是努力推销飞机,参加NASA的“旅行者”(Mariner,也译为“漫游者”、“先驱者”)探空器计划。经过双管齐下的努力,和70年代后期经济复苏的拉动,波音终于挺过了难关,迎来了80-90年代波音的黄金时期。

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泛美的波音747-100,说不定这就是最早的20架之一

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暮色中正在降落的747-400,注意翼尖上翘起的小翼,这是-400的特征

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747的最后型号-400ER

波音747经过初期的-100型,发展到-200、-300、-400型,到目前为止的总产量已经接近1400架,超过了F-15战斗机的总产量!波音747的巨大的容量、超长的航程、较高的巡航速度(比707更快),很快成为民航界的“身份”的象征,成为各国航空公司中不可争议的旗舰,用于高流量或需要“为国争光”的航线。小一点的航空公司即使旅客流量不足以支撑747的使用,也采用客货混和型747(747 Combi),既赢得了面子,又可用来载运一些货物,贴补一点运营费用,一举两得。

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通用电气在从C-5“银河”式运输机项目上空出手来之后,还是将TF39发展成CF6系列发动机,用到747的后续机型和以后的波音和空客的宽体客机上

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英国的罗尔斯·罗伊斯公司也将原先用于洛克希德L-1011“三星”宽体散发客机上的RB211用到747上,以后进一步发展成今天的Trent系列发动机,广泛用于波音和空客的宽体客机

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波音747的尺寸和载重量使它成为载运航天飞机的理想平台

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载着挑战者号航天飞机的波音747正在着陆

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NASA的747正在把降落在加利福尼亚的挑战者号航天飞机运回佛罗里达去

有意思的是,尽管波音747最初是为了满足货运要求而设计的,但波音747-100中没有一架是按货机订货的,直到-200才有专用的货机。随着多年的服役和更新型飞机的投运,很多“古典”747已经退出客运,而因其宽大的客舱而改装成货机,在蓝天上找回了第二春。专用的747货机都有向上掀开的球锥艏门,改装的货机就一般改用特别加宽加大的侧门了。货机地板经过特别的加强,地面上的滑轮可以帮助航空集装箱的装卸。

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747专用货机的首门

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Lufthansa的747货机正在一口“吞”下货物

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Cargolux的747货机被波音用于航展,展示其装载能力

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暮色中打开的侧货门

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747货机的侧门正开着

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从这个角度看,很容易体会747粗壮的腰身

在747首飞35年后,波音仍试图发挥余热,将747进一步改进,以对抗来自A380的威胁。波音首先将747-400改进成-400ER,比-400增加航程762公里,增加载重6800公斤或相应的座位数,但应者寥寥,只有澳大利亚Qantas订货6架-400ER,法航和大韩航空订货15架-400ERF货机。波音本来还几次三番、雄心勃勃地要推出-500、-600、-400X等加长、增程型,但是几番鼓声之后,没有下订单的,现在也没有声气了。747的宽大的机身到今天依然是最大的卖点,发动机可以很容易地更换成更先进的型号,但在777、787已经尾随空客采用超临界翼型时,747的基本机翼设计实在是过时了,限制其基本性能的进一步提高,要用新技术更新的话则工作量太大。如果不出意料,在最后25架UPS的-400F货机交货之后,747将成为历史,但这是怎样一段传奇式的历史啊!

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提议中的747“先进型”(747 Advanced),像不像一条飞行中的大鲸鱼?

巨无霸的波音747代表了美国的工业技术,代表了美国的生活方式,代表了美国傲视世界的霸气,简直就是美国在蓝天的象征。美国空军在87年订购了两架747-200,用以替换在肯尼迪时代投入使用的波音707“空军一号”。有意思的是,美国空军舍弃已经投入航班服务的最新的747-400不用,而是选中已经过时的-200,保留随机工程师和机载无线电员(总统的通信系统另有专人、专用设备),可能是对电子系统在核大战的极端情况下的可靠性不放心。作为“空军一号”的747-200在机头锥上加装了空中加油装置,特别携载了超乎寻常的数量的机油,通过不断的空中加油,可以连续在空中飞行达7天之久,以应付核大战的极端情况。顺便说一句,“空军一号”有两个含义,一个是无线电呼号,不管总统坐什么飞机(直升机除外,总统的直升机的呼号为“海军陆战队一号”),这架飞机就是“空军一号”。所以克林顿到阿肯色去时坐的DC-9和到波斯尼亚去时坐的C-17也曾做过“空军一号”。“空军一号”的另一个含义是飞机的名字,这就只有用作总统专机的过去的波音707和现在的747用这个名字了。新“空军一号”本来准备在里根任期后期启用,但种种技术原因使工期严重拖延,使老布什成为新“空军一号”的第一个主人。

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747的空军一号,军用编号VC-25

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从老布什开始,这已经成为新的“空军一号”,虽美国总统周游世界

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911的时候,小布什就是乘坐这架“空军一号”,躲到巴克斯维尔空军基地

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911之后,“空军一号”也不再独自游逛了,经常有美国空军的战斗机护航

波音747作为美国的象征也不尽是好事,有一段时间,波音747成为恐怖分子袭击的首选目标。恐怖分子的攻击,尤其是88年12月21日苏格兰洛克比空难中损失的波音747,是泛美最终走向倒闭的重要因素。

波音747无疑将波音推上了航空工业的王座。波音的王座不是天上掉下来的,不是别人放在金托盘上捧上来的,这里面有机遇、眼光和冒险,更有艰辛、挫折和失误,但最终还是靠不折不挠地一颗汗珠摔八瓣地实干。很长时间内,波音在民航工业的王座上傲视四方,即使崛起的空客已经在多年内赶上甚至超过波音的销售量,波音的王座依然没有动摇,直到来自空客的A380的挑战的出现,但这是另外一个故事了。

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家园 花,月底就要坐747-400回趟家了,期待中...
家园 花,晨老大的东西看着就是过瘾。

运载航天飞机的那架747的尾翼和通常不一样,航天飞机尾巴也包上了,我知道和气动有关,晨老大能不能再深讲讲。

家园 谢谢夸奖

兄说得不错,这些变化确实是出于气动原因。

747背上背这么个大家伙,本来的单垂尾被遮挡得差不多了,必须改成像现在这样的双垂尾,恢复方向安定性。

航天飞机的尾巴加了一个锥形罩子,是为了减小阻力。试想,没有这个罩子的话,航天飞机尾后会在前飞的时候形成强大的低压湍流区,这样,前后方向上的压力差就形成巨大的阻力。这就使为什么民航飞机的尾巴都是渐渐地收到一个尖尖的道理:避免形成尾后的低压区。航天飞机后面的这个罩子就和飞机的尖尾巴一个道理。这个原理用的地方很多。现代炮弹有一种枣核弹,尾巴就使这样收尖的,所以炮弹看起来像枣核一样。另外一个办法就是在尾巴后面少量喷气,正好把低压区补起来,减少阻力,而不是真正起到推进的作用。这就是所谓的底排弹(base bleed)。往早里算,轮船水线下的尖尾巴也是这个道理。

家园 晨枫兄的波音故事真精彩,可是别忙着关门收尾啊

就我有限的了解,波音还有很多精华故事有待发掘。

比如,波音早年那个姓王的华裔工程师,后来怎么样了

747是波音当然的巅峰杰作,号称6000万件零件完美的空中组合。但是747之后,波音好象上演了一出返朴归真的戏。波音757是支线飞机,而且其细长的机身还是很特别的。

767和777虽然恢复了宽体客机的设计,但是从载人数和航程来看都没有超出747,反而从747的4发动机减少到双发动机。可能是有节约燃油的功能吧。

看空中客车的A380计划,这个世界还是需要大飞机的。波音从747打开局面开始,应该有足够的时间把空客甩开更远,但是767和777都没有从747的台阶上更上层楼,直到目前传说的787。

另外,波音和麦道的合并也是一出大戏。

期待晨枫兄的续波音故事。

家园 多谢好文,颇有收获
家园 实在是精彩!

那么,下一篇该聊些啥了?

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