天天看點

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

國産大飛機C919已經投入商業營運,标志着大陸正式進入大型民用航空器制造領域,此前這裡曾是被美國的波音公司和歐洲聯合的空客公司壟斷的市場。從目前的新聞看C919尚未取得美國的FAA和歐洲的EASA認證,是以暫時還不會進入歐美市場。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

讨論民用航空,最重要的就是其可赢利性,說白了就是能給航空公司帶來穩定的利潤。噴氣客機除采購成本外,最重要的就是長途飛行的燃油成本,檢修維護成本等。

要想使航空公司的赢利最大化,最好就是讓飛機天天飛,一天飛兩趟(一去一回),一年裡的維修時間越短越好,這也是民機和軍機的最大差別。軍機可以非常先進,但并不一定需要天天飛。這意味着民機在對安全性零容忍前提下,是非常皮實的,簡單維護檢查後,可做到幾乎天天飛兩趟。

民機要赢利,也不是越大,航程越遠越好,固然飛機越大,載客越多,航程越遠單個乘客的價格越高,但還涉及滿座率的問題。在噴氣民用航空發展的初期,即50/60/70年代,機場少,主要集中在中心城市,燃油成本低,民用航空迅速普及,波音707和道格拉斯DC8這種四發窄體客機逐漸就不能滿足航空業井噴的需求。寬體客機就是在這個背景下進場的,所謂寬體就是兩個通道,飛機更加寬大,載客多,同時也更舒适。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

道格拉斯DC8(上)和波音707(下)

典型的寬體客機有波音747,道格拉斯DC10和洛克希德L1011。其中波音747是最成功的一款,因為它最大,四個發動機,兩層座艙(上層座艙隻占機體全長的部分),DC10和L1011要小一些,隻有三個發動機。在波音之前,民用航空的霸主是道格拉斯,但自從進入噴氣時代,這個霸主就開始易位了,因為707太成功了。而到了寬體時代,747的激進設計無疑是一場大冒險,更大更遠意味着更高的研發費用,更高的采購單價,但事實證明波音賭對了。747寬大的機體,完美比對了那個時代航空市場的發展規律,不論是遠端跨洋旅行(美國-澳洲),還是短程的高密度航班(日本國内),四發的747都完美碾壓三發的DC10。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

波音747,人類有史以來最成功的噴氣客機,美帝實力的象征。不過,這麼好的一款飛機已經停産了。

三台發動機意味着有一台發動機是放在尾部的,從噪音和舒适性的角度不如全部四台發動機都吊在機翼下面。同時三發在結構上也會增加重量,降低經濟性,并且有更高的安全隐患。L1011高發的事故率使洛克希德完全退出民機市場。道格拉斯則與麥克唐納(主産軍機,代表作是著名的空優機F15)合并成為麥道公司,DC10則演進為MD11。BTW,MD11是筆者坐過的第一架飛機。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

三發寬體客機MD11

随着民機市場逐漸被波音把持,空客(Airbus)進場。空客是歐洲幾個國家合營的公司,零件全球采購,總裝在法國的圖盧茲。其實民機的制造和現在的手機制造是很像的,設計和總裝很重要,發動機和控制是核心技術,但機身、機翼這些是可以分包出去的,比如大陸其實很早就成為麥道、波音以及空客全球供應鍊中的一員。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

C919也是全球采購的,大概來說,大陸負責生産機頭、機身和機翼。關鍵的設計和總裝也是由我們自己完成的。

空客之前,英法聯合制造的協和項目是個失敗的成功項目。協和主打一個快字,巡航速度可以達到音速的兩倍,可以讓跨大西洋商業飛行時間減半,伴随的就是油耗飙升,再疊加上70年代開始石油價格的暴漲,協和逐漸成為一款叫好不叫座的飛機。其實波音也謀劃過類似的項目,但最終是英法給整出來了,這說明歐洲在航空方面的實力是非常深厚的。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

英法聯合研制的協和式超音速客機,純從技術的角度說很先進;但耗油高,噪音大,對機場要求高,商業上是失敗的。

油價飙升再疊加上機場成為越來越多城市的标配,747這種巨型寬體客機的危機就來了,中心城市之間的人流被直達中小城市航班分流後,747這種超級巨大的機體就有點浪費了,載客量較少的雙發寬體客機開始嶄露頭角。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

波音777,世界上最大的雙發寬體客機。

波音767,及其後續的777,787就是雙發寬體客機。麥道後來也與波音合并了,波音長期以來在民機市場的唯一競争對手就是空客。在寬體機市場,空客的代表作是A300,310,330這幾款雙發寬體機。A340是一款四發遠端客機,其機身和操控系統與330是通用的,但競争不過波音747和後來的777。空客在進入21世紀後就出了個大昏招,對标747,搞了個人類曆史上最大的四發寬體客機A380,差別于747,380是真的全兩層座艙,毫無疑問的最大、最遠。但此時民用航空業已經徹底改變了,中小城市之間的直達,或者大城市之間頻繁密集的航班才是趨勢,380這種規格的飛機很難滿載,并且還要付出高昂的持有/維護成本。以大陸為例,380最适合北京-上海或北京-廣州這種高密度航線。但前者被高鐵分流,後者則是被深圳、HK分流了(或壓根沒法與北京-上海間的通勤需求相提并論)。空客對此的補救,是利用380研發出的黑科技,重新改進出了350這種相對傳統的雙發寬體客機。但感覺已經落了波音777X和787的後手。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

A380,世界上最大的客機,已停産。研發費用高達250億美元,未收回投資。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

波音B787(左)和空客A350(右)比較,可見787比350要迷你一些。

民用航空市場成熟、發達後,窄體客機才是市場的主力。目前這個市場基本上是被波音B737和空客A320瓜分的,這兩款飛機分别經曆了漫長的進化,目前的最新改型是737Max和320neo,由于波音不思進取,官僚主義嚴重,737Max出了幾次惡性事故,空客在窄體機市場有逐漸超越波音的趨勢。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

由上至下,C919,A320和B737

當然,現在又有了C919這個新玩家,這三款飛機從外形上看差異很小,并且采用相同的發動機(LEAP)。如果仔細辨識的話,C919的翼梢小翼是最不明顯的,翼梢小翼的作用是減少機翼末端湍流擾動對機翼升力的影響,設計好了,可以減少翼展(C919是35.8米,與A320相同,而B737是35.9米),增加升力,進而提升對機場的适應性和飛機的經濟性。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

從左至右:分别用于A320的LEAP-1A,B737的LEAP-1B和C919的LEAP-1C

從目前這三款飛機的性能參數看,各項名額幾乎差不多,但C919的航程是最短的(5555公裡),其他兩款都是6300多公裡,不知道是否與C919的機翼/翼梢小翼設計還有進一步提升的空間有關?

最後小結一下大飛機裡面用到的關鍵技術:

- 機身和機翼:先進的複合材料和鋁锂合金,需要很硬、柔韌性好,同時還要很輕。

- 機翼:超臨界翼型,使得機翼兼具低速時的大升力和高速時的低阻力。

- 翼梢小翼:機翼兩段的垂直小翅膀,可以改善機翼末端的渦流擾動,提高機翼升力,減少機翼尺寸。

- 大涵道比渦扇發動機:省油、經濟,可靠性高,但個頭會比較大。

- 電傳操縱和先進的飛控系統:操作飛機好學、好用。

大飛機的ABC時代:C919、B737、A320

計劃中的雙發寬體客機C929,尺寸介于B787和A350之間。