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图-154,苏联天空最耀眼的星(科普.原创)

已有 2326 次阅读 2020-12-11 17:24 |系统分类:科普集锦

严晴晴 沈海军 

20201028日,唯一一架仍在运营的图-154飞机执行了雅库特-新西伯利亚的航班飞行任务。这是该型客机完成的最后一次定期航班任务。

因无法满足俄政府制定的适航条例规定,这架曾经最受欢迎的苏制飞机要在民航领域谢幕了。今后,能够使用图-154的仅为俄罗斯内务部、联邦安全局和国防部等政府机构。

一个传奇的开启

尽管从今天的眼光来看,图-154已经大大落伍;但曾经,这款飞机在航空史上光芒四射。

-154是三发中远程客机,翼展37.55米、机长47.90米,载客量150~180人,空重55300千克,最大起飞重量100000千克,最大巡航速度950千米每小时,最大燃油航程6500千米。在上上代飞机中,图-154的速度出类拔萃,其高速甚至造成了飞行员的困难——此前,飞行员都习惯以较低的速度起降,而为了驾驶这款飞机,他们需要养成新习惯。

图-154是图波列夫设计局在喷气式客机研制迈出的重要一步,之前的图波列夫客机都是轰炸机的衍生产品。如图-104和图-124是图-16轰炸机的后代;把图-124的发动机从翼根移到尾部,又诞生了图-134客机;图-114涡桨发动机客机则是图-95“熊”远程战略轰炸机的衍生物。图-154则是第一种从头开始研制的苏联喷气式客机。

图-154的历史可以追溯到20世纪60年代初。当时的苏联民航提出研制一种先进喷气式客机,以同时取代安-10、伊尔-18和图-104。也就是说,新客机要同时具备这三种客机的所有优点——安-10优异的简易跑道起降能力、伊尔-18无与伦比的燃油效率以及图-104的高速。由于安-10、伊尔-18和图-104这三种客机来自不同的设计局,苏联民航的维修部门因此遇到了严重的后勤难题,因为这三种运营中的客机经常会面临缺乏备件的窘境。

1965年8月,苏联部长会议批准图波列夫设计局正式启动图-154客机项目,用以代替苏联民航的图-104、伊尔-18等客机。

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图-154

一个不灭的荣光

作为第一种完全由苏联自行研制的喷气式客机,有关图-154的设计问题对当时的图波列夫设计局是一个严峻的挑战:需要把几种客机的优点都集中于新设计中;同时,还要有所改进。

设计师先后考虑了多种布局,在项目早期就提出了图-104D尾部三发布局,该布局十分有先见之明,却被否决了。此后,设计师又研究了双翼下发动机吊舱+垂尾根部第三台发动机舱的布局以及在后机身两侧成对并列安装四台发动机的布局,但都未能通过。兜兜转转之后,图波列夫设计局最终仍决定采用最初设想的尾部三发布局。

-154安装有三台库兹涅佐夫NK-8涡扇发动机,其中,二号发动机安装在机尾内部,一号和三号发动机分列机尾两侧。这种布局可以使发动机进气道远离地面,免受机场常出现的积雪、沙尘等恶劣环境的影响;但是,需要弥补翼根传力路线遭到的破坏,而不得不使结构重量增加。在早期,因为石油价格很低,所以“高油耗”是一个不值得一提的缺点。

1968年初,图-154的地面滑行试验在莫斯科附近的茹科夫斯基工厂进行;196810月图-154原型机首飞成功。经过12架次试飞后,图-15419711月开始进入认证阶段。在试飞的过程中,飞机的襟翼控制系统进行了修改,发动机也进行了调整,并改善了在偏远机场的维护性能,同时,客舱布局也有所更改。此时的图-154在所有性能指标上都达到或超出了预期。

1968年首飞、1971年用于民航飞行后,图-154曾经一度承载了地广人稀的苏联一半的航空旅客运输量。图-154结合了当时很多最先进的技术,大大提高了飞机的适应能力。其机翼面积达180平方米,远高于波音-727145平方米,使该机能在更高的12千米高度巡航,从而降低了燃油消耗,实现了更远的航程。较高的推重比使图-154具有出色的起飞性能,能够从短至1500米的跑道上起飞,并且具有良好的高温、高原性能,适合在高海拔机场操作。图-154的结构稳固,3个加大号转向起落架收藏于机翼和T-型尾翼之内。其安装的14个大型低压轮胎使它能在一般大型民航客机不能使用的不平整的积雪跑道上起降,从而能够飞往俄罗斯寒冷多雪的北极地区和西伯利亚地区的机场。

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图-154 驾驶舱

-154的客舱设计灵活,地板上的座位轨道可根据需要快速更改座椅密度;在高密度布置下,客舱可放置一排6张座椅,中间为单通道。后排座椅可以很容易地被插入式衣柜取代,用于放置旅客的冬季大衣。

对于习惯波音客机的乘客来说,图-154的机舱似乎比较狭窄。这是因为机舱截面内部呈椭圆形和天花板比一般西方研发的客机低。图-154客舱门也比西方同类机型的小;而且,客舱顶行李架的位置亦十分有限。

苏联在20世纪60年代中期开始起草通用航空适航条例,并在1967年颁布了NLGS-1适航条例。图-154是第一款按照该条例进行研制和认证的客机。19717月,图-154开始投入客运飞行后,逐渐成为苏联民航使用数量最多的客机。1980年,图波列夫设计局推出了最新改进型图-154M,并于198412月交付苏联民航使用。

从任何方面看,图-154都是最成功、也是最普及的苏联客机,在持续40多年的生产中,共被制造了1000多架。1970~1998年,该型飞机在古比雪夫飞机制造厂批量组装;直到2013年,仍在萨马拉飞机制造厂小批量生产。从试飞到最后一次定期航班任务,前后经历了半个多世纪,其他飞机鲜有如此长寿。完成最后一个民航航班的图-154客机就是于1992年在萨马拉完成组装的。该机自2002年以来,共执飞了737个航班,飞行了27.5万小时,运送了16万名乘客、1.2万吨以上的货物和52吨邮件。由于图-154在结构和性能上如此优秀,以至于西方的同代飞机早就退出市场了,而它还继续工作了几十年。

直到2008~2009年经济危机前,图-154还在运送大批乘客。俄罗斯几乎所有的大型航空公司都有图-154,就连不少电影都是关于它的,譬如198011月上映的苏联电影《机组乘务员》。俄罗斯民航专家古萨罗夫说:“图-154维护成本低廉,残余价值为零,只要加油就能飞。”

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图154 客舱

一个时代的落幕

2008~2009年爆发经济危机后,航空煤油价格一路飙升。飞机运营成本的大头是航油、维修费用、航材消耗和飞行员工资。图-154的耗油量是每小时5吨,而同档次的波音737和空客A320的耗油量约为每小时3吨。尽管图-154的采购价格很低,飞行时数也不高,低廉的购买价格和退役飞机贡献的大量备件在经济上也仍无法抵消该机的高油耗。

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《机组乘务员》电影海报

加之用现代眼光看来相对糟糕的防错设计、运营成本更高的三人制驾驶舱、贴近机身的发动机造成的噪音、落后的航电和自动系统、低自动化等,也注定了图-154的颓势。

20世纪90年代,西方客机都有完善的防错设计,互相不能通用,可以从根本上预防类似插头插错的低级失误。从技术上来说,做到这一点并不存在设计和制造上的难度,关键要看制造商是否具备这种意识。令人遗憾的是,图154在设计和制造上就缺乏这种机制。为了避免因为此类失误导致严重的灾难,俄国人想出的办法是,将不同的插头刷成不同的颜色。按照他们的想法,只要不是色盲,理应插对插头。

除了防错机制以外,最麻烦的地方就是图-154的检修只能用仪表,较为落后。当时,美国的波音和欧洲的空客飞机已经普遍采用电脑检测。对于类似接错插头这种重大的故障隐患,只要在起飞前进行电脑测试,就可以发现;而图-154只能依靠仪表检测。插头之类的错误,单纯依靠仪表是看不出来的。所以,即便起飞前,机组已经检查了所有仪表,最后仍然可能酿成惨剧。

在飞机的维护修理和航材消耗的补充方面,俄罗斯厂商的服务也远远落后于欧美厂商。俄罗斯人总是懒洋洋的,所以图154的售后服务一直很差,使得很多飞机得不到很好的保养和维修,因此,图-154在运营成本上明显缺乏竞争力。

压倒图-154的最后一根稻草是公众对该机的接受程度。虽然飞机本身没有大的设计缺陷;但由于俄罗斯恶劣的气候、低素质的维修以及机组人为的失误,导致图-154的安全记录十分糟糕,红旗歌舞团的惨案至今印刻人心。

《商业周刊》曾列出“全球最危险客机”的榜单,其中,图-154排名在波音737-JT8D、空客A310、麦道DC-9和波音727之后,位居第五。而前4款飞机已陆续停飞,或只在部分落后国家服役。

20世纪六七十年代初,图-154曾是最安静、最快和动力最强的民用飞机;而今,已经有更多乘坐更舒适、更安静、飞行速度更快的飞机供人们选择。

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图154空难现场

与之相对应的是,和图-154几乎诞生在同一时代的波音737型客机,在全世界范围内的中、短途航线上依然被大量使用。这是因为,直到今天,波音737还在不断进行技术改进,从最初的“经典一代”波音737,到20世纪90年代研发的“新世代”波音737,再到波音737MAX,这款经典机型一直在应用最新的民航技术,从未落后于时代。反观图-154,在20世纪80年代设计出改型图-154-M后,就再也没有大的改进出现。在完成俄罗斯国防部最后的订单后,更是于2013年黯然停产;而且,由于噪声超标,图-154不能执行去往一些欧洲国家的航班。我国在2002年从民航机队中全面淘汰了这个机型。俄罗斯的载旗航空公司——俄罗斯航空(机身上可以涂装俄罗斯国旗)也于2009年宣布淘汰图-154

随着图-154的离去,整整一个时代落下帷幕。俄罗斯航空网总编说:-154曾是主力客运机型。在苏联时期飞行极为频繁。因此,很难找到一个生活在苏联时代却没有坐过图-154的人。如今,若是还有人想回忆图-154,可以去新西伯利亚航空和宇宙航行博物馆,作为馆藏飞机的它将在那里静静诉说往日的辉煌。

---《百科知识》约稿



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