航空科普:“客機王者”是如何煉成的
發布時間:2021-08-17
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公路上行駛的各種車輛來自形形色色、數量眾(zhong) 多的汽車製造商。然而,如果問你,你所乘坐的民航客機是哪家公司生產(chan) 的,答案很可能隻有兩(liang) 個(ge) ——波音(Boeing)和空中客車(Air Bus)。當然,在不遠的將來還會(hui) 有一個(ge) 新的答案——中國商飛(COMAC)。今天,我們(men) 就為(wei) 大家介紹民航客機製造業(ye) 的兩(liang) 大巨頭以及我國的新興(xing) 客機製造公司,看看一家民航客機製造公司如何從(cong) 起步到騰飛!

波音公司波音公司是由木材商人威廉·波音和美國海軍(jun) 工程師喬(qiao) 治·韋斯特維爾在美國西雅圖共同創立的。他們(men) 雖然從(cong) 事的職業(ye) 不同,但都對飛行事業(ye) 充滿熱情。於(yu) 是,二人決(jue) 心創辦一家能夠製造優(you) 秀飛機的公司。

在“一戰”期間,美國海軍(jun) 向波音公司訂購了700架水上雙翼教練機,這筆訂單奠定了波音公司在飛機製造業(ye) 的地位。在“二戰”期間,波音公司為(wei) 美軍(jun) 設計製造了B-17、B-29等轟炸機,為(wei) 戰勝法西斯做出了巨大的貢獻,同時,波音公司也從(cong) 中積累了很多飛機設計製造的經驗。

雖然設計製造軍(jun) 用飛機使波音公司收獲頗豐(feng) ,但戰爭(zheng) 一結束,波音公司就不得不縮減生產(chan) 規模,甚至大量裁員。為(wei) 了使公司可持續發展,管理層決(jue) 心將主要業(ye) 務轉向民航飛機的製造。借鑒B-29機型的成功經驗,波音公司推出了波音377,該機型是波音公司在“二戰”後生產(chan) 的一款配備活塞式發動機的遠程客機。然而,當時由民航飛機和軍(jun) 用運輸機領域的佼佼者——道格拉斯公司生產(chan) 的DC-3等型號的民航飛機一度壟斷了全球民用飛機市場。剛剛進入民航市場的波音公司很難與(yu) 其競爭(zheng) ,所以波音377並未打響第一炮。

幸運的是,航空業(ye) 當時正處在由活塞螺旋槳動力向噴氣動力升級換代的時期,波音公司因此決(jue) 定將研發重點轉向噴氣式客機,以求在新的技術領域占得先機。同一時期,波音公司為(wei) 美軍(jun) 研製了B-47、B-52等噴氣式轟炸機,在噴氣飛機的技術方麵獲得了豐(feng) 富的經驗。1954年,采用全新後掠翼、發動機吊艙設計的波音707原型客機成功首飛,性能上終於(yu) 趕超道格拉斯公司生產(chan) 的DC-8機型。之後,為(wei) 了爭(zheng) 取更大的市場份額,波音公司采取了更加靈活的飛機設計策略。按照航空公司的反饋,波音公司在波音707原型機的基礎上,通過拉長機身、增加座位、加大油箱、延長航程等方式設計出了一係列新的子型號,更好地滿足了市場需求。波音707的這些子型號一經推出便大受歡迎,這種飛機製造方案也成為(wei) 日後幫助波音公司占領市場的關(guan) 鍵策略。

波音707的載客量約為(wei) 200人,主要執飛洲際、長途幹線。而從(cong) 20世紀60年代開始,噴氣式飛機開始進入中短途航線,各家飛機製造商紛紛推出了運載量在100人左右的單通道客機機型。在中短途飛機市場,波音公司並沒有占得先機,直到其他飛機型號一一麵世後,它才推出了自己的窄體(ti) 機型——波音737。在剛剛上市時,波音737並沒有得到太多的關(guan) 注,但在後來的發展中,波音公司再次成功實施了麵向市場需求的設計策略,根據各個(ge) 航空公司的反饋推出了波音737的改進型737-200。相比於(yu) 波音737原型機,波音737-200延長了機身長度,采用了更好的空氣動力學結構,換裝了推力更大的發動機和容量更大的油箱。由此一來,波音737-200的性能大幅提升,遙遙領先對手,迅速成為(wei) 市場的寵兒(er) 。波音737係列機型的推出徹底改變了波音和道格拉斯兩(liang) 家公司的行業(ye) 地位,波音公司終於(yu) 成為(wei) 行業(ye) 領軍(jun) 者。在之後近六十年的時間裏,波音737總共發展出了“初代”“經典”“新世代”和“MAX”四代機型,以及十多種子型號,總計交付量在一萬(wan) 架以上,成為(wei) 世界上最常見的民航客機機型。

在波音737大獲成功的同時,波音公司在大型飛機洲際飛行領域推出了另外一種曆史性的機型——波音747。波音747的設計源於(yu) 波音公司競標軍(jun) 用運輸機時使用的方案,龐大的機身賦予了它強大的載客和載貨能力,最大載客量500多人。和其他成功的機型一樣,波音747成功地迎合了當時越來越大的洲際旅行需求,極大地縮短了洲際旅行的時間,降低了遠距離航線的運營成本與(yu) 機票價(jia) 格,大大擠壓了郵輪在洲際旅行市場上的份額。波音747的輝煌在20世紀80年代到20世紀90年代達到巔峰,成為(wei) 跨洋飛行的絕對主力。

波音747使用了4台發動機,可靠性比雙發飛機更高,能夠在人跡罕至、沒有備降機場的大洋上空飛行。不過,隨著航空技術的進步,雙發飛機的可靠性也在不斷提高,並逐步獲得了航空管理部門的認可。和四發飛機相比,雙發飛機的運營成本更低。波音公司意識到雙發飛機的這一優(you) 勢後,在20世紀80年代開始了雙發幹線客機——波音777的研製。和以往一樣,波音777也十分重視航空公司的需求,開展了“Working Together(一起協作)”計劃,與(yu) 美國聯合航空、美國航空、香港國泰航空、日本航空、澳洲航空等航空公司協作,共同確定了新飛機的性能。

波音777的載客量為(wei) 300~400人。雖然載客量比波音747-400略少,但平均運輸每位乘客所消耗的燃油卻下降了約三分之一,飛機的維護成本也比波音747更低。波音777運營成本的優(you) 勢使得它成為(wei) 航空公司替代逐漸老化的波音747-400的最佳選擇。

波音公司從(cong) 誕生到壯大,它的成功不僅(jin) 是時勢造英雄,更是懂得抓住時機、傾(qing) 聽市場需求的結果。

空中客車公司歐洲各國在航空領域具備雄厚的技術實力,但“二戰”給歐洲航空業(ye) 帶來了沉重的打擊。“二戰”後,民航市場基本由美國飛機製造商壟斷,雖然法國、英國、德國的航空製造商都能獨立設計製造民航飛機,但是他們(men) 意識到,如果歐洲的公司各自為(wei) 戰就很難和波音、道格拉斯等強大的美國公司對抗,所以合作才是唯一的出路。在1965年的巴黎航展上,歐洲的航空製造商們(men) 開始商討合作發展民航飛機的計劃,以此滿足歐洲航空市場的特定需求。他們(men) 一致認為(wei) ,當時歐洲市場急需的是一種載客量在200人左右的飛機。

歐洲各國政府同樣認同在歐洲國家間開展合作的必要性,聯邦德國、法國和英國的政府決(jue) 定合作建立一家飛機製造公司,並撥款支持飛機的研發。後來,由於(yu) 在飛機發動機的選擇上出現分歧,英國政府暫時退出了合作。隨後,繼續合作的法國和聯邦德國在1970年一同正式建立了空中客車公司。在兩(liang) 個(ge) 國家的共同努力下,載客量為(wei) 300人左右的A300客機於(yu) 1972年成功試飛,不但拿到了法國等出資國的航空公司的訂單,還打入了美國航空市場,獲得了美國東(dong) 方航空的一筆23架訂單。1974年,A300執行了從(cong) 巴黎飛往倫(lun) 敦的第一班商業(ye) 航班。

在當時的歐洲,這個(ge) 規模的飛機對法國以外的其他國家來說都太大了,因此歐洲還需要一種載客量更小的飛機。於(yu) 是,空中客車公司開始了A310的研製工作。1978年,載客量為(wei) 250人的A310客機在聯邦德國的漢諾威航展上正式亮相。與(yu) 此同時,英國航空業(ye) 也經曆了一番調整。英國政府進一步認識到在當時的形式下,英國無法獨自承擔客機研發的成本,即便研製成功了也打入不了已經高手如雲(yun) 的民航市場,因此決(jue) 定重新回到歐洲合作的機製中。同樣在1978年,英國正式與(yu) 法國、聯邦德國簽約,成為(wei) 空中客車的參與(yu) 國之一,持有空中客車20%的股份。

A300和A310是空中客車公司初試牛刀的成果,雖然取得了一定的銷售額,但仍不能和波音公司等傳(chuan) 統航空巨頭平起平坐。1981年,空中客車公司開始研製A320機型,瞄準的是和波音737類似的窄體(ti) 客機市場,設計載客量在150人左右。人口密集的西歐地區有許多長度適中的航線正好適合A320來執飛。正是A320的成功奠定了空中客車公司在航空界的地位。

A320飛機創造性地采用了以電傳(chuan) 飛控方式為(wei) 主的飛機設計理念,飛機的飛行計算機會(hui) 對駕駛員通過電子控製操縱杆發出的控製命令進行評估,確認安全後再驅動飛機的相關(guan) 機械部件進行相應的動作。這種創新設計一方麵更好地保障了飛機的飛行安全,另一方麵也降低了飛行員的體(ti) 能消耗,因為(wei) 飛行員的操作動作不用再費力地施加到機械係統上,而是由液壓係統代為(wei) 完成。除了電傳(chuan) 飛控係統外,A320係列飛機還采用了大量電子化、自動化的新技術,使得飛機的操控更加便捷,油耗量也比競爭(zheng) 對手波音737低了50%左右。航空界本來對燃油成本就十分敏感,而當時世界剛剛經曆了石油危機,因此油耗量更成了各家航空公司首要衡量的指標。油耗量較低的A320上市後便大受歡迎。憑借A320的成功,空中客車公司在民航界站穩了腳跟,一躍成為(wei) 可與(yu) 波音公司抗衡的航空巨頭。

此後,為(wei) 了競爭(zheng) 適合洲際飛行的寬體(ti) 機市場,空中客車公司開始進行雙通道大型客機的研發。當時,空中客車公司有2台發動機的A330和4台發動機的A340兩(liang) 種設計方案。為(wei) 了節約研製成本,也能更好地適應不同的需求,兩(liang) 種機型共用了大量的部件和技術,還從(cong) A320係列飛機上移植了電傳(chuan) 飛控係統。這樣的思路增強了各機型的通用性,降低了飛機維護的時間和資金。更重要的是,由於(yu) 空中客車公司不同機型的飛機控製方式類似,因此以往執飛A320係列飛機的飛行員隻需經過短期的培訓,就能勝任A330和A340的駕駛工作,為(wei) 航空公司節約了人力成本。A330和A340推出後同樣收到了良好的市場反應,自此空中客車公司在單通道窄體(ti) 客機市場和雙通道寬體(ti) 客機市場都有產(chan) 品能與(yu) 波音公司分庭抗禮了。

中國商用飛機公司隨著我國民航事業(ye) 的蓬勃發展,各航空公司的機隊規模不斷擴大,我國已經成為(wei) 國際主要的民用飛機市場之一。然而,由於(yu) 我國在很長一段時間內(nei) 沒有自己的大型民航客機製造企業(ye) ,所以我們(men) 需要的客機全部依賴進口。

實際上,我們(men) 國家也曾經進行過噴氣式大型客機的研製工作。1970年,“運-10”項目啟動,代號為(wei) 708工程,工程師們(men) 希望研製一種對標波音707的飛機,使用4台發動機、最多可以搭載179名乘客。經過10年的研發,運-10的樣機在1980年首飛,後續試製的樣機也曾在試驗過程中飛臨(lin) 我國的多個(ge) 城市。然而,由於(yu) 技術相對落後、故障率和運營成本過高,運-10項目最終不得不終止。

2007年,我國決(jue) 定重啟大飛機項目,組建了中國商用飛機有限責任公司(以下簡稱中國商飛),專(zhuan) 門負責商用民航客機的研製工作。2008年5月,中國商飛在上海正式成立。公司成立後,除了開始大型窄體(ti) 客機C919的研製工作外,還推出了支線客機ARJ21。這種載客量在70~90人的客機可以執飛一些中小客流的航線,或由一些中小航空公司使用。2008年11月,ARJ21客機成功首飛。2014年,經過數年的測試飛行後,中國商飛證實了ARJ21功能的完備性和可靠性,飛機開始交付商業(ye) 客戶。目前,已有47架ARJ21客機進入我國各個(ge) 航空公司的機隊,ARJ21客機也成為(wei) 我國首款成功實現商業(ye) 運營的噴氣式民航客機。

與(yu) ARJ21相比,中國商飛的另一機型——C919更令人矚目。雖然ARJ21取得了很大的成功,但這種支線客機仍然不在“大飛機”之列。中國人的大飛機夢,還要靠和波音737、A320係列飛機載客量相當的C919型客機來實現。在中國商飛和全國各有關(guan) 研製單位的共同努力下,C919客機於(yu) 2015年11月總裝下線,2017年5月5日成功首飛。

C919的載客量在150人左右,采用了大量新技術,在經濟性和載客量方麵相比同類機型具有明顯的優(you) 勢,已經獲得了國內(nei) 外航空公司300多架的訂單。目前,C919還處在正式投入運營前的取證測試階段,相信很快大家就能坐上由C919執飛的航班了!

除了C919,中俄聯合研製的雙通道寬體(ti) 客機——C929也已經提上日程。在中國航空研發實力和民航市場需求日益增強的背景下,中國商飛也將有望在未來成長為(wei) 國際主要民航製造商之一。

了解了如波音與(yu) 空中客車這樣的客機巨頭以及中國商飛這樣的新興(xing) 飛機製造公司,你有沒有發現真正推動這些公司騰飛的不是別的,正是技術和經營上的不斷創新。隻有創新才能使一個(ge) 公司走向強大、跨越世紀。


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