波音2707超音速客机

波音2707（Boeing 2707）是美国首次开发的超音速客机计划。在获得政府合约的情况下，波音公司在西雅图开始飞机的设计工作。但因成本提高，且缺乏明确的市场需求，在1971年2架原型建造之前就中止整个计划。

研发背景

作为新兴的超级大国，美国已经在第一代喷气客机之战中夺取了领导权，波音 707 和 DC-8 像潮水一样灌向世界的民航市场，自然不会坐视欧洲和苏联在有关国家声望的超音速客机之战中领先。波音在 52 年就开始关注超音速客机的问题，58 年组织起研究小组，60 年开始，每年投入 1 百万美元，准备大干快上了。62 年英法和苏联都开始正式研制超音速客机时，美国联邦航空署 FAA 也提出了自己的超音速客机计划。敢为人先的 Juan Trippe 指令泛美航空公司在 63 年 6 月 3 日向英法意向性订货协和式一天之后，肯尼迪在 63 年 6 月 4 日，在科罗拉多泉新建的空军学院毕业典礼上，指令启动美国的超音速客机计划。拟议中的美国的超音速客机要更大、更快，要求达到 250-300 人的载客量和三倍音速的速度，航程不光要能够覆盖北大西洋航线，还要能够覆盖太平洋航线。NASA 对超音速客机积极研究，波音、洛克希德、道格拉斯和北美洛克韦尔都推出了自己的研制方案，通用电气和普拉特·惠特尼也分别提出了各自的发动机方案。

洛克希德的 L-2000 方案介于协和式和图-144 之间，只是比两者都要大一号。L-2000 采用双三角翼，翼下四台发动机，布局循规蹈矩，不过因为“美英一家”的缘故，没有人指责洛克希德抄袭英法。道格拉斯的方案和洛克希德的方案大同小异。

波音开始时的方案也研究过无尾大后掠三角翼，但是在竞争 TFX（最后通用动力胜出，推出 F-111）时，波音积累了相当的变后掠翼的设计经验，引起波音超音速客机研制人员的强烈兴趣，在波音内部的竞争中，变后掠翼胜出，公司代号波音 733。但是洛克希德和道格拉斯都用 2000 作为代号，分别为 L-2000 和 DC-2000，意喻 21 世纪的超先进技术，波音也不甘落后，最后将波音 733 改名为波音 2707，既有 21 世纪的含义，又提醒人们波音 707 将民航推入了喷气时代。波音 2707 的方案几经变更，从波音 2707-100 演变到-200，载客从 150 逐渐增加到 250，最后达到 300 人以上，发动机从机身下集中的四发（类似 B-1 轰炸机）变到平尾下的四发，速度从 M3 降到 M2.7，航程 6,440 公里（-300 增加到 6,760 公里）。波音 2707-200 的变后掠翼可以在 20-72 度后掠角之间变化，在不牺牲超音速巡航性能的前提下，优化低速起飞、着陆和亚音速巡航的性能。后一点十分重要，因为波音已经意识到噪声和音爆的问题，小后掠角可以以较低的速度起飞、着陆，大大减低噪声；音爆将使超音速客机在大陆上空被迫以亚音速飞行，所以亚音速将不仅仅是过渡阶段，可能有相当一部分航线将以亚音速飞行。在机翼后略到最大角度时，机翼后缘和平尾前缘重叠，形成完整的大后掠三角翼，在保持“合成”机翼的相对厚度条件下，容许机翼厚度增加，简化结构设计和增加翼内载油量，这一点和 F-14 非常相似。和 F-14 不同的是，波音 2707-200 的四台发动机安装在尾翼下，这是一个十分独特的设计。发动机安装在机尾并不罕见。飞机速度增高时，气动升力中心不断后移，而重心保持不变，自然形成一个低头趋势，需要压平尾来恢复水平，这个动作称为配平。压平尾形成的向下气动压力增加了阻力，称为配平阻力。机尾发动机的重量形成自然的配平力矩，减少配平阻力，这是为什么 60 年代尾置发动机布局十分流行的重要原因。尾置发动机的另一个好处是，发动机远离机舱，噪音较低。尾置发动机在机械故障、涡轮盘碎裂时，碎片不易伤及乘客，对安全性要求及其严格的客机也是一个有利因素。但是尾置发动机一般离地较高，维修不便。波音将发动机安装在水平尾翼下，既利用了尾置发动机的优点，又避免了维修不便的问题，是一个不错的主意。对于波音 2707-200 这样的变后掠翼飞机来说，固定的尾翼下的发动机还避免了常规的翼下发动机的麻烦，因为机翼后略角变化时，翼下发动机必须同步偏转，以保持和前进方向一致。B-1 轰炸机那样在翼根下密集安装发动机的做法对客机不合适，发动机的噪音和振动离机舱太近，这也是波音 2707-100 演变为-200 的一个重要原因。