协和飞机为何飞得这么快？

协和式飞机是有史以来飞行速度最快的商用飞机，但它的速度也伴随着高昂的价格。

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协和式客机创下了从纽约到伦敦的飞行时间2小时52分59秒的纪录。超音速飞机可以以超过音速两倍的速度飞行。但这架飞机到底有多快，又是什么让它如此之快呢？

这架喷气式飞机于 1976 年至 2003 年间飞行，起飞速度为 250 英里/小时（402 公里/小时），平均巡航速度为 1,350 英里/小时（2,173 公里/小时）。相比之下，波音 737-700（当今最常见的飞机型号）的起飞速度为 173 英里/小时（278 公里） /h），巡航速度为 514 英里/小时（828 公里/小时）。

航空学兼职助理教授托尼·法里纳表示，为了实现高速，协和式飞机工程师需要设计一种既能处理起飞和着陆等低速情况，又能处理超音速巡航的飞机佛罗里达州安柏瑞德航空大学工程系教授在一封电子邮件中告诉《生活科学》。

法里纳说：“为高效超音速性能而设计的机翼通常很难提供低速起飞和着陆时所需的升力。”法里纳说，为了减少阻力，超音速机翼通常更薄，后掠角更大，而标准机翼更厚，更容易提供升力。

华盛顿特区史密森尼国家航空航天博物馆的航空馆馆长鲍勃·范德林登 (Bob van der Linden) 表示，提供升力尤为重要，因为飞机飞得越快，受到的阻力就越大。飞机受到更多反对升力的力。

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法里纳说，协和飞机工程师解决这个问题的一种方法是设计一架机身光滑的飞机，包括狭窄的客舱和加长的尾锥。范德林登说，工程师还使用了三角翼，这是一种通常为战斗机保留的机翼轮廓。

“三角翼具有非常好的高速特性，以及非常好的低速特性，”他告诉《生活科学》。

这种三角形机翼设计可以减少飞机的阻力，但它确实引入了一个有趣的设计怪癖。由于飞机的机身形状，协和式喷气式飞机在着陆时需要比传统的商用客机在空中的角度更高。范德林登说，这使得飞行员很难看清他们要去的地方。

“他们实际上必须设计一种方法让鼻子（机械地）下降，”他说。 “在业内，我们称之为‘下垂束光筒’。”

法里纳说，如今设计的超音速飞机正在利用 20 世纪 60 年代设计协和式飞机时无法使用的技术来规避这个问题。

“目前正在开发中的Boom Supersonic XB-1飞机使用增强视觉系统（摄像头和屏幕）来避免机头下垂，”法里纳说。

除了拥有时尚的设计之外，协和飞机还由四台涡轮喷气发动机提供动力，这些发动机分别产生18.7吨的推力，每小时燃烧近 7,000 加仑（26,000 升）的航空燃油。相比之下，波音 737-800 每小时使用850 加仑（3,200 升）喷气燃料。

范德林登说，协和式飞机还使用一种称为加力燃烧室的装置增加了发动机产生的推力。

“加力燃烧室实际上用在战斗机或超高速轰炸机上，它的作用只是将原始燃料倒入排气火焰中，”他说。 “它推动飞机更快地前进，但你的燃油消耗率却非常高。”

范德林登说，最终，协和式飞机的燃油成本导致其商业失败。其他事件，包括 2000 年致命的法航 4590 航班空难，使情况变得更糟。

“这是一架华丽的飞机，”范德林登说。 “但要保持这么快，你需要大量的动力。动力意味着大量的燃料，而大量的燃料意味着更高的价格。”