晨枫谈大飞机

晨枫

原载西西河

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  宽体、窄体不是一个简单的尺度问题,这里面反映了市场定位问题。客机的宽度是客机所有指标中最重要的。机身宽度大,每排就可以多安排座位;或者相同座位数时,座位的宽度就大,就舒适。机身宽度大,可以装载的航空集装箱和散件行李就多,就可以多搞“副业”,增加盈利。机身宽度大,座位所占的面积比例就大,走廊这样的“无效面积”的比例就小,经济效益就高。这个问题可以反过来理解,如果机身窄到只能在走廊两侧一边安排一个座位的话,那座位所占面积的比例就大体是 2/3,走廊占 1/3;如果机身宽度增加到走廊两侧各三个座位的话,那座位所占面积比例就增加到 6/7,而走廊降到 1/7。更宽的宽体客机可以达到每排 10 座,当然需要双走廊,否则边上的乘客要翻越千山万水才能到走廊,就太不方便了。即便有两条走廊,座位比例还是达到 5/6,而走廊为 1/6。每排座位数多的话,达到相同载客量就不需要太长的机身,这对乘客上下飞机是很有利的。拖着行李和孩子在窄小的走廊里走三十排才到自己的座位,是很令人恼火的。如果需要走 50 排的话,非发疯不可。每排座位的分布也是有讲究的,由波音 767 的 2+3+2,有 A30 0的 2+4+2,有波音 747 的 3+4+3,有波音 777 的 2+5+2,各有各的道理,但最靠边或最靠中间的座位应该离走廊不超过一个座位,这样进出方便,所以 747 和 777 的布置并不好。但不管怎么布置,较宽的机身是不同的布置成为可能。

闪耀着复合材料光芒的 B-787 已经下线,续写波音神话

涂装完毕的 787 整装待发

  但是机身也不能随便加宽。增加机身宽度就等于增加机身截面积,就是增加迎风阻力和巡航油耗。增加机身宽度也增加机身的周长,也就是增加机身的表面积,增加摩擦阻力。增大的机身当然也增加重量。

  机身的尺寸对客机的成功非常关键。波音 707 的成功使波音 707 的机身截面在波音 727、737、757 上得到继承,即使最新的波音 737-800 也依然使用波音 707 时代定下的机身截面尺寸。A300 的机身比波音 767 更宽,刚好可以在地板下装载两个 LD3 航空集装箱,这对 A300 打败波音 767 十分关键。A300 的更宽可以在不损失机舱高度的前提下,采用圆形截面,而波音 767 就必须用椭圆形截面才能保证机舱高度,实际上增大了机身周长和摩擦阻力。A300 的机身截面被 A330/340 所继承,原因就在于 A300 的成功。大客要获得经济上的成功,必须非常仔细地选择机身截面的尺度和形状,这对今后的成功有着重要的影响。

  大客作为一个经济行为,就应该从目标市场的需求出发。大客在一开始估计以国内航线和亚太地区航线为主,用户以国内市场为主,兼顾出口市场。中国是一个很大的国家,又是一个人口众多的国家。亚太更是一个人口稠密的地区。中国或许应该像空客的起点一样,以高容量中短程宽体客机为切入点,首先发展 A330 级别的宽体中短程客机。波音 737 级的窄体客机现在在中国十分流行,但随着出行人群的增加,主要城市之间的航班必然越来越拥挤,必须向更大的宽体客机升级。中国的大客不能光看着眼下的需求,必须以未来 20 年甚至更长的时间作为设计的基础。只有在主要城市之间的干线流量解决后,才谈得到“二级城市”之间的点对点流量。而中国的几百万人口以上的城市汗牛充栋,在欧美都算得上主要城市,一旦流量上去了,根本不是波音 737 级别的客机能挡得住的。

国内一家民营公司提出的“中华之星”客机设计,载客 120-210 人

外形接近 787

  从窄体客机入手可能在技术上比从宽体客机入手的风险要小一点,但发展余地也要小一点。从窄体客机向宽体客机攀登,这就是一个坎,需要重新下决心,重新积累,重新冲击,可能最终不见得比直接从宽体入手有利。

  直接上宽体在技术上风险较大,但由于大运的关系,并非不可克服。大运在具体的飞机构件上或许难于和大客直接共享,但在设计技术和制造技术上是相通的。既然大运的尺寸相对固定,大客没有理由不充分运用大运的成果,而非要另起炉灶上窄体。在大客获得成功后,发展窄体的波音737级别的客机在技术上就迎刃而解了。

  这样的话,理想大客的基本型也跃然纸上了:

  下单翼,双发,机身宽度在 A300 的 5.64 米(地板下正好可以装载两个 LD3 航空集装箱)和波音 787 的 5.74 米(更加舒适)甚至 A350 的 5.91 米之间,但不大可能达到波音 777 的 6.19 米,载客 250-300 人,航程约 5,000 海里/9,000 公里,最大起飞重量在 250-300 吨之间。

  在这个基本型的基础上,可以衍生出加长的大容量型和缩短的增程型,当然还有货运型、客货混装型和军用特种飞机(加油机、预警机、电子战机等)。增程型的最大问题将在于 ETOPS180 以上的认证,这是取得单发停车还可以继续安全飞行 180 分钟的安全认证,对跨太平洋飞行很重要。在进一步研发窄体客机后,中国的大客就成为一个体系,中国的民航客机工业也真正形成了。

  国务院的决定还规定了时间,那就是 15 年。这是一个很有意思的条款。一方面,中国的大飞工业基础还有很多空白,需要时间填补;另一方面,如果现在就开始一面创造条件一面上,15 年间很多设计要求都会不可避免地发生变动。事实上,时间拖得太长是所有大项目的大忌,因为随着时间的变化,用户必然不断提出更新的要求,造成设计的反复返工,最后弄成面多了加水,水多了加面的尴尬。理想情况是积极准备,然后一鼓作气,一举攻下。在攻下的过程中,为未来改进预留接口,甚至根据技术发展的规划,对产品的中期改进作分阶段的升级规划。但是在最初的基本产品的研发上要及早冻结,拖太长的时间,这会夜长梦多,会坏事的。鼓气一鼓就 15 年不让泄气,要鼓出小肠气的。

  但针对中国大飞空白很多的现实,15 年又是一个不得已的办法。事实上,这 15 年可以分两步走。空军的大运要求急迫,空军对风险和成本的承受能力比民航强,先从大运入手未必不是一个办法,这也是笔者一贯主张先上大运的理由。在研发大运的过程中,飞机上的各种系统的研发同步跟上,通过在大运上的实际应用,在实践中不断改进,提高性能和可靠性,为在大客上用国产设备创造条件。

  在自主研发大运的同时,大客可以同步上。把注意力首先集中在总体设计和系统集成上,而不拘泥于具体系统的开发上。通盘采用符合国际上行业标准的开放结构,采取拿来主义,将国际上先进、合用的产品为我所用。大客是民用产品,国际市场上可用的产品很多,不怕个别人捣鬼。美欧都有反垄断法,要挟供应商不得向竞争对手提供产品是违反反垄断法的,中国也有抵制的牌可以打的。如果给中国的大客有问题的产品,这对外国公司的信誉并不利,也是有法律手段可以追责任的。和国际接轨本来就是双向的。在拿来主义的天下精华一大抄的同时,国产的系统和器件积极按照国际上行业标准设计,取得经验和可靠性的记录,逐步达到和进口系统的互换。应该注意的是,大客和国产设备不是简单的进口替换,而是应该和进口产品在公平的基础上择优竞争。在一开始的扶持是可以的,但养成习惯就不行了,所以目标不能设得太低,否则永无出头之日。光靠价廉是不行的,用进口设备点缀也是不行的,必须在本质上有竞争力,有发展余力,苏联民航客机工业在使用进口设备后依然垮台就是一个先例。大客不是汽车,可以四年换一代,飞机公司没有这个能量,航空公司也没有这个胃口。

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