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时间:2020-04-30 10:43来源:航空制造网 作者:中国航空
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  “大飞机”是个使用频度很高的词汇,中国的“大飞机”更是被国人关注、世人瞩目。经常有人和我探讨,究竟什么是大飞机,大飞机为什么这么重要、这么难。这些问题本身就很重要,也很难回答,业内人士看法也并不一致。过去两年里,我曾以大飞机和C919为题,应邀给一些学校和机构做过几场科普,算是略略有一点学习与思考。

  4月13日,来自乌克兰的世界最大飞机安-225飞机,抵达中国天津,前来运输防疫医疗器械与用品。次日,这架载运700万个口罩、数十万件防护服及护目镜、呼吸机等物资的飞机,经由阿拉木图,平安降落在租用方波兰的华沙弗里德里克·肖邦机场。数天来,围绕安-225的这次飞行,大飞机的热议再度升温。

  在过去积累的基础上,通过再学习、再思考,以及与友人的讨论,我整理出这份万字长文,试图回答大飞机的所指、大飞机的发展、谁是巨无霸、大飞机之难以及大飞机的未来等六个问题。

  (本文里,对飞机取狭义概念,专指固定翼航空器,不涉及旋翼类航空器和航天器;由于无人机的特殊性,其分类另有界定,也不涉及。)





以上照片取自“民航事儿”

  (1)“大飞机”的所指

  “大飞机”虽然被关注,媒体和各界对这个词汇的使用也很多,但“大飞机”并无严格定义,也没有所谓的标准。按其本义,“大飞机”是大型飞机的简称,特定情况下又专指一项工程,如中国的大飞机专项。

  从莱特兄弟发明飞机以来,经历110余年的发展,飞机成了对人类社会影响最为深刻,且不可或缺的机械类工业产品之一。作为一种空中交通工具和现代军事装备,其任务能力与性能越来越强,越来越多样化。当飞机用于军事用途时,出现了战斗机、轰炸机、战斗轰炸机、攻击机、侦察机、预警指挥机、空中加油机、电子战飞机等林林总总的品种,各自所追求的性能有了很大差异。

  对于绝大部分民用飞机和军用运输机来说,其使命是以适当成本快捷运送人员与物资,故而也可以合称为“运输类飞机”。表征“运输类飞机”性能的最本质指标是“载重量”,即飞机升空载运的全部有用载荷;对于民用,又可称“商业载荷(商载)”。但是,直接用这两个概念来表征一架运输类飞机的能力,有一定的约束和不便,比如携带燃油的多少与执飞任务性质及其航程相关,客机里的座椅与服务设施难以归入有效载荷,但却是必不可少的升空载重物等等。综合权衡,以最大起飞重量(MTOW,Maximum take-off weight)作为衡量运输类飞机性能的主要指标更为合理可行;而把以最小的空重,去实现尽可能大的载重量(商载)的方法与实践,归入飞机水平评价的范畴。

  衡量运输类飞机是否足够“大”,更为直接的是尺寸维度,常用机身长、翼展和机高这三个数据来表征。还有一种方法,是把这三个数据连乘,得到一个“能包住飞机的最小长方体”,称之为“最理想机库”,用以表示飞机的大小。用几何尺寸来界定大飞机,虽然直观,但有时因使命与机型不同,造成相互之间缺乏可比性,也并不能反映本质的性能特征。还有人提出用货舱容积来评判,据此,最大的飞机是拥有1840立方米的波音747-BCF,即Boeing Converted Freighter,改装型货机,也被称“梦幻运输机”(见下图)。而安-225仅为1300立方米。但这种方法,也有很大局限,容积大未必载重能力一定强,而是出于特殊使命要求,如747-BCF就是专为运输787大部件而改装的;还有些飞机并无传统的筒形货舱,如后面说到的双体飞机,也就没有比较的基础。

  网络图片



  综合上面的分析,确定大飞机的依据应以MTOW为主,辅以几何尺寸。按照这一认知,运输类飞机的主要发展路径是,在满足适当的速度要求的同时,实现大型化,持续提升MTOW。而对于客机,则直接以座位数(座级)来衡量,这样更为简明,能更直观地反映客机的使命任务。百年来客机的发展在很大程度上正是不断提升座级的大型化进程,前提是确保安全性和经济性,并努力实现舒适与绿色。

  (2)“大飞机”的发展

  早期的飞机,很小,运载能力有限。1914年,飞机被首次用于定期商业客运,首个民航航班在美国佛罗里达州圣彼得斯堡与坦帕之间开辟,执飞机型为宾鲁伊斯14型两座飞机,只能运送一名乘客。1919年德国设计师、企业家容克斯研制生产的F-13飞机作为世界首架全金属民航客机问世,可载2名机组人员和4位乘客。1921年英国维克斯公司的世界第一种专门运送兵员的军用运输机服役,可运载12人。用如今的眼光看,这些初始的运输类飞机都很小。
 
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