圖波列夫圖-144（英語：Tupolev Tu-144）是前蘇聯圖波列夫設計局研製的超音速客機，亦是世界上最先首飛的超音速民航客機。1968年12月31日圖-144原型機首次試飛，1975年12月26日開始服役。1975年3月，在莫斯科至阿拉木圖航線試運營。1975年12月正式投入前蘇聯國內貨運飛行，1977年11月開始在莫斯科－阿拉木圖的航線上載客飛行。
基本介紹
- 中文名：圖-144客機
- 外文名：Tupolev Tu-144
- 國家：前蘇聯
- 研製單位：圖波列夫設計局
- 首飛時間：1968年12月31日
- 服役時間：1975年12月26日
- 研製時間：1962年
發展歷程,研發歷史,里程碑,生產使用,主要型別,設計特點,機翼,機身,起落架,動力裝置,座艙,系統,航電設備,技術數據,使用特點,服役情況,
發展歷程
研發歷史
圖一144於1962年開始設計，圖-144是前蘇聯圖波列夫設計局設計製造的第一架超音速運輸機。為了縮短研製周期,搶先投入航線使用,圖-144原型機採用了與英法合搞的“協和”號超音速運輸機非常相近的氣動布局。圖-144採用了狹長三角形機翼和無尾的布局,4台發動機和翼下進氣道,機翼大部分無扭轉。據稱,研製過程中,曾用一架米格-21改裝狹長三角翼無尾試驗機,進行了幾十次飛行試驗。圖-144的生產型於1973年5月在巴黎博覽會上首次展出。與原型機比較,生產型的改動比較大,除了機身加長加寬以外,重新設計了機翼、起落架和發動機短艙,頭部又增加了可收放的鴨翼。估這是由於進行了大量的氣動選型和試驗的結果。
1968年12月31日首次試飛，1969年6月5日首次實現超聲速飛行(飛行速度為馬赫數1，即340m/s或1224km/h)，1970年5月26日飛行速度首次超過馬赫數2。在原型機基礎上改進的生產型圖-144參加了1973年的法國巴黎航展，但這架飛機在此次航展飛行表演中發生空中解體事故，飛機上的人員全部遇難。1975年12月圖一144首先投入蘇聯國內貨運及郵政服務，1977年11月開始在莫斯科一阿拉木圖航線上載客飛行。但1978年再次發生事故，因而於1978年6月1日停止客運飛行，只用於貨物和郵件的空運，其載客運營僅歷時半年，共完成55次航班任務。改進型圖一144D於1981年投入航線使用，但也只用於貨物和郵件的空運。後來因蘇聯民航當局認為其運行收益不佳，1984年徹底停止了航線飛行。圖一144飛機停止商用運營前，共完成了102次客運及貨運的正式航班。圖一144共製造16架，最後生產的兩架圖一144主要用於研究試驗台，包括對臭氧層的研究。儘管首次設計的超聲速客機沒有達到預期目標，不甘寂寞的圖波列夫公司在1993年法國巴黎航展上又展出了其設計的第二代超聲速運輸機圖-224的模型。
里程碑
1962年開始研製；1965年在巴黎航空博覽會上展出飛機模型；1968年12月原型機(CCCP-68001)開始試飛；1969年1月原型機第二次試飛；1970年5月首次公開亮相；1973年5月巴黎博覽會上首次展出生產型機；1975年12月投入國內貨運；1977年11月開始在莫斯科至阿拉木圖的航線上載客飛行；1978年6月停止客運飛行。
生產使用
圖波列夫設計局共製造出16架圖-144客機，計有1架原型機（編號:CCCP-68001）、1架產前Tu-144S型（CCCP-77101）、9架量產Tu-144S型（CCCP-77102-110）以及5架Tu-144D型（CCCP-77111-115）。在製造68001期間，另製造了最少1個機體，用作地面測試之用。在引擎方面，Tu-144S使用NK-144渦輪扇引擎，Tu-144D使用推力更大的RD-36-51引擎，比NK-144更省油，在超音速飛行時不需使用加力燃燒室，以及續航距離更長。
主要型別
圖一144原型機。生產1架。
圖一144S生產型。生產9架。在原型機的基礎上，機身加長了5.7m，增加了20個座位，機翼平面形狀、起落架和發動機短艙有所改動，機頭兩側加裝了可伸縮前翼，降落時伸出，可降低進近速度，並使飛機降落更為平穩舒適。使用NK一144F渦扇發動機。
圖一144D改進型。生產5架。1973年圖一144在法國巴黎航展上發生空難後，迫於各方面壓力，圖波列夫實驗設計局開始對圖一144進行改進，對結構進行加固，由此增加了近10000kg的重量，並改用蘇聯科列索夫設計局的發動機RD一3651來替換原來的發動機。
圖一144LL美國國家航空航天局(NASA)試驗平台。1990年NASA啟動高速研究計畫(HSR)，並採用圖-144作為HSR試驗平台進行高速商用飛機研究。基於圖一144D改裝而成的圖一144LL飛行試驗台於1996年11月29日成功首飛。該機採用圖一160戰略轟炸機使用的NK一321發動機。圖一144LL在1996～1997年飛行27次，儘管取得大量的試驗成果，但最終該項目因資金問題而終止。
設計特點
機翼
原型機的機翼基本上是雙三角形的下單翼。前緣為直的折線,機翼內段前緣後掠角約76°,外段前緣後掠角約57°。內段帶前緣錐度扭轉,而外部則無扭轉,故亞音速和超音速飛行時的升阻比較低。但在生產型飛機上已作了改進、翼展增大1.15m,採用了與“協和”號相同的錐形扭轉,整個內外段翼面向上凸起彎曲,後緣向下凹陷彎曲,因此提高了氣動效率。
機翼為多梁結構,由整體銑切的鋁合金蒙皮壁板、翼肋和大梁焊接在一起,並形成整體油箱。翼根承扭盒是鈦合金的。機翼前緣是用發動機的熱空氣防冰,並可隔熱,使熱不會傳到主要結構部分。
助力操縱面是:每側機翼後緣有4個單獨的升降副翼;方向舵分兩段,每段由2個單獨的作動筒操縱。所有的操縱面,包括每邊機翼上的四塊升降副翼和方向舵都是鈦合金材料製造的。
機身
生產型機身長65.7m,較原型機增長5.7m。流線形的頭部在起飛著陸和停放時可下垂12°,以保證良好的視界。機身和下單翼融合在一起,機身下表面較平,因而具有良好的機身升力特性和方向穩定性。不足之處是座艙地板下面不能設定行李艙或小的貨艙。
在生產型上,在駕駛艙後面靠上邊機身兩側加裝有可收放的鴨翼,以改進三角翼飛機在低速大迎角下的操縱性、穩定性和起落時飛機的配平能力,改善飛機進入跨音速時的加速性及操穩性,增大載荷和航程。採用前置鴨翼,使跨音速時的氣動阻力大為降低,使飛機能更快、更容易地通過音障,同時改善了跨音速時旅客的舒適性,降低了燃油消耗。前置操縱面展弦比較大,具有雙縫前後緣襟翼,可動的後緣襟翼可改變操縱面的翼型彎度。
機身為全金屬半硬殼結構,窗框與門框和機身側蒙皮為一整體,系鋁合金整體銑切鈑件,與隔框的連結形式為焊接。生產型舷窗數由原型的25個增至34個。旅客艙前方和左側中央有艙門，應急出口由4個增加至6個。
起落架
起落架支柱系用高強度合金鋼和鈦合金的混合結構。在原型機上,主起落架是三軸小車形,每軸有4個輪子,總共12個輪胎。收起時,轉180°向前半收入機翼內,突出部分有整流罩。在生產型上,主起落架改為雙軸小車形,8個輪胎。主起落架固定在發動機艙處,收起時轉90°向前收入進氣道中間。採用四重鋼盤剎車。
在原型機上,前起落架有2個輪胎,向後收入左右進氣道之間的整流罩內。在生產型上,前起落架向後收入機身下部。起落架艙壁有隔熱層,以防發動機熱。同時還有冷空氣通入起落架艙、以冷卻起飛後的輪胎和在飛行中散熱。
動力裝置
裝有4台庫茲涅佐夫設計局設計的雙轉子加力渦輪風扇發動機,在原型機上,4台發動機是裝在翼下中央的1個發動機艙里,方形可調截面的進氣口,進氣道約長23m。在生產型上改為2個翼下發動機艙,每個發動機艙裝2台發動機(與“協和”號相似),進氣道也用活動斜板自動調節,其中部開有輔助進氣門。
發動機短艙的80%是鈦合金材料,進氣口為鈦合金,進氣道有部分採用鋁合金。從發動機熱區到尾噴口這一段又是鈦合金。
圖-144發動機單台最大推力為13000kg,加力推力為17500kg;生產型飛機用發動機的加力推力已提高到20000kg。僅在高溫條件下起飛,或在超音速巡航飛行時才使用加力。
圖-144原型的載油量為70000kg,生產型已增至80000kg。在機身尾錐內有1個平衡油箱,以平衡飛機重心的移動。在後機身右側有一根粗的外部輸油管與主油箱相連。
座艙
駕駛艙乘員由3人組成(2名駕駛員和1名飛行工程師)。駕駛員靠背座椅全部可調。座艙基本布置乘坐140名旅客,有3個客艙。前客艙為頭等艙,有11個座位,基本上每排3座,前兩排之間有桌台。中間艙為普通艙,通過一個活動隔板與前客艙分隔開,有30個座位,共6排,每排5座,3座布置設在中央過道的左側。後客艙也是普通艙,有15排座位,基本上每排5座,但最後幾排因機身寬度變窄,每排只能布置4座,總共乘坐90人。頭等艙排距通常為1020mm,普通艙排距為870mm。座艙布置可任意改變。飛機上共有2個廚房、2個衣帽間和4個盥洗室(前艙和中艙各1個,後艙2個),2個廚房布置在客艙前部和中部,客艙前部和中部各有1個衣帽間。客艙後邊和發動機平行的部位是1個大型貨艙,艙內有半自動的裝卸貨系統,貨艙右後側有1個大艙門。
系統
飛機有四套獨立的液壓系統,同時工作,用來操縱舵面,但其中任何兩套提供的動力就能完全滿足所有飛行狀態下的要求。設有增壓系統和空調系統。
航電設備
1台與慣性導航系統相聯的電子模擬計算機;中央大氣數據系統;自動駕駛儀;飛行零位指示器;水平位置指示器;轉彎側滑儀;測距設備;一台活動地圖導航顯示器;數字經緯度讀數器;氣象雷達以及可變幾何形狀的進氣口調節控制系統。
常規飛行中約有百分之九十時間是自動控制的。
技術數據
乘員（駕駛艙內）：3人（飛行員、副駕駛、飛行工程師）
載客量：140人
長度：65.70米
翼展：28.80米
高度：12.55米
機翼面積：506.35平方米
空重：99,200千克
最大起飛重量：207,000千克
動力系統：4 ×RD-36-51加力發動機
加力推力：4 ×240千牛
最大飛行速度：2.35馬赫（2,500千米/小時）
實用升限：20,000米
航程：6,500千米
爬升率：50米/秒
翼載荷：410.96千克/平方米
推重比：0.47
使用特點
圖一144是世界上最先飛行的超聲速民航客機，在著陸時採用減速傘減速。圖一144運用了當時最先進的導航系統和電子計算機技術，但其噪聲非常大，在飛機內就像經歷風洞試驗一樣，另外其經濟性較差，且服役期間事故頻發。
1973年6月3日，在法國巴黎航展上，“協和”飛機與圖一144一一世界僅有的兩種超聲速客機一一同台進行飛行表演。圖一144進行最後一次通場後在爬升過程中，突然轉為猛烈的俯衝，隨後飛機在空中解體，機上6名機組人員、地面8人遇難，隨機的圖一144主任設計師弗拉基米爾·連傑羅夫也一同遇難。
1978年5月23日，一架改進型的圖一144D進行測試，地面起動點火過程中，燃油管路破裂，飛機起飛後，由於燃油大量泄漏，在3000m高度出現火警，飛機緊急折返，4台發動機先後有3台停車，駕駛艙也充滿煙霧，駕駛員冷靜應對，在一塊平地上以機腹接地成功迫降。8名乘員中有兩名飛行工程師遇難。
服役情況
Tu-144S型客機於1975年12月26日起開始服役，提供貨運及郵政服務，來往莫斯科與現哈薩克首都阿拉木圖之間。至1977年11月始提供載客服務，但在1978年5月23日的空難發生後，俄羅斯國際航空（Aeroflot）於6月1日把圖-144退出客運行列，其載客服務只歷時半年，以及共完成55次航班。
圖-144在退出客運後，貨運服務沒有終止，俄航使用新型的Tu-144D型飛機，配備更省油的RD-36-51引擎，其航線可以更長，可來往莫斯科與哈巴羅夫斯克之間。在飛機脫離商用服務以前，共完成了102次客運及貨運的正式航班。
