“客机王者”是如何炼成的
时间:2022-07-06 00:36:51 来源:科普之家 作者:CNKI智慧科普聚合平台 栏目:百科 阅读:18
公路上行驶的各种车辆来自形形色色、数量众多的汽车制造商。然而,如果问你,你所乘坐的民航客机是哪家公司生产的,答案很可能只有两个——波音(Boeing)和空中客车(Air Bus)。当然,在不远的将来还会有一个新的答案——中国商飞(COMAC)。今天,我们就为大家介绍民航客机制造业的两大巨头以及我国的新兴客机制造公司,看看一家民航客机制造公司如何从起步到腾飞!
波音公司波音公司是由木材商人威廉·波音和美国海军工程师乔治·韦斯特维尔在美国西雅图共同创立的。他们虽然从事的职业不同,但都对飞行事业充满热情。于是,二人决心创办一家能够制造优秀飞机的公司。
在“一战”期间,美国海军向波音公司订购了700架水上双翼教练机,这笔订单奠定了波音公司在飞机制造业的地位。在“二战”期间,波音公司为美军设计制造了B-17、B-29等轰炸机,为战胜法西斯做出了巨大的贡献,同时,波音公司也从中积累了很多飞机设计制造的经验。
虽然设计制造军用飞机使波音公司收获颇丰,但战争一结束,波音公司就不得不缩减生产规模,甚至大量裁员。为了使公司可持续发展,管理层决心将主要业务转向民航飞机的制造。借鉴B-29机型的成功经验,波音公司推出了波音377,该机型是波音公司在“二战”后生产的一款配备活塞式发动机的远程客机。然而,当时由民航飞机和军用运输机领域的佼佼者——道格拉斯公司生产的DC-3等型号的民航飞机一度垄断了全球民用飞机市场。刚刚进入民航市场的波音公司很难与其竞争,所以波音377并未打响第一炮。
幸运的是,航空业当时正处在由活塞螺旋桨动力向喷气动力升级换代的时期,波音公司因此决定将研发重点转向喷气式客机,以求在新的技术领域占得先机。同一时期,波音公司为美军研制了B-47、B-52等喷气式轰炸机,在喷气飞机的技术方面获得了丰富的经验。1954年,采用全新后掠翼、发动机吊舱设计的波音707原型客机成功首飞,性能上终于赶超道格拉斯公司生产的DC-8机型。之后,为了争取更大的市场份额,波音公司采取了更加灵活的飞机设计策略。按照航空公司的反馈,波音公司在波音707原型机的基础上,通过拉长机身、增加座位、加大油箱、延长航程等方式设计出了一系列新的子型号,更好地满足了市场需求。波音707的这些子型号一经推出便大受欢迎,这种飞机制造方案也成为日后帮助波音公司占领市场的关键策略。
波音707的载客量约为200人,主要执飞洲际、长途干线。而从20世纪60年代开始,喷气式飞机开始进入中短途航线,各家飞机制造商纷纷推出了运载量在100人左右的单通道客机机型。在中短途飞机市场,波音公司并没有占得先机,直到其他飞机型号一一面世后,它才推出了自己的窄体机型——波音737。在刚刚上市时,波音737并没有得到太多的关注,但在后来的发展中,波音公司再次成功实施了面向市场需求的设计策略,根据各个航空公司的反馈推出了波音737的改进型737-200。相比于波音737原型机,波音737-200延长了机身长度,采用了更好的空气动力学结构,换装了推力更大的发动机和容量更大的油箱。由此一来,波音737-200的性能大幅提升,遥遥领先对手,迅速成为市场的宠儿。波音737系列机型的推出彻底改变了波音和道格拉斯两家公司的行业地位,波音公司终于成为行业领军者。在之后近六十年的时间里,波音737总共发展出了“初代”“经典”“新世代”和“MAX”四代机型,以及十多种子型号,总计交付量在一万架以上,成为世界上最常见的民航客机机型。
在波音737大获成功的同时,波音公司在大型飞机洲际飞行领域推出了另外一种历史性的机型——波音747。波音747的设计源于波音公司竞标军用运输机时使用的方案,庞大的机身赋予了它强大的载客和载货能力,最大载客量500多人。和其他成功的机型一样,波音747成功地迎合了当时越来越大的洲际旅行需求,极大地缩短了洲际旅行的时间,降低了远距离航线的运营成本与机票价格,大大挤压了邮轮在洲际旅行市场上的份额。波音747的辉煌在20世纪80年代到20世纪90年代达到巅峰,成为跨洋飞行的绝对主力。
波音747使用了4台发动机,可靠性比双发飞机更高,能够在人迹罕至、没有备降机场的大洋上空飞行。不过,随着航空技术的进步,双发飞机的可靠性也在不断提高,并逐步获得了航空管理部门的认可。和四发飞机相比,双发飞机的运营成本更低。波音公司意识到双发飞机的这一优势后,在20世纪80年代开始了双发干线客机——波音777的研制。和以往一样,波音777也十分重视航空公司的需求,开展了“Working Together(一起协作)”计划,与美国联合航空、美国航空、香港国泰航空、日本航空、澳洲航空等航空公司协作,共同确定了新飞机的性能。
波音777的载客量为300~400人。虽然载客量比波音747-400略少,但平均运输每位乘客所消耗的燃油却下降了约三分之一,飞机的维护成本也比波音747更低。波音777运营成本的优势使得它成为航空公司替代逐渐老化的波音747-400的最佳选择。
波音公司从诞生到壮大,它的成功不仅是时势造英雄,更是懂得抓住时机、倾听市场需求的结果。
空中客车公司欧洲各国在航空领域具备雄厚的技术实力,但“二战”给欧洲航空业带来了沉重的打击。“二战”后,民航市场基本由美国飞机制造商垄断,虽然法国、英国、德国的航空制造商都能独立设计制造民航飞机,但是他们意识到,如果欧洲的公司各自为战就很难和波音、道格拉斯等强大的美国公司对抗,所以合作才是唯一的出路。在1965年的巴黎航展上,欧洲的航空制造商们开始商讨合作发展民航飞机的计划,以此满足欧洲航空市场的特定需求。他们一致认为,当时欧洲市场急需的是一种载客量在200人左右的飞机。
欧洲各国政府同样认同在欧洲国家间开展合作的必要性,联邦德国、法国和英国的政府决定合作建立一家飞机制造公司,并拨款支持飞机的研发。后来,由于在飞机发动机的选择上出现分歧,英国政府暂时退出了合作。随后,继续合作的法国和联邦德国在1970年一同正式建立了空中客车公司。在两个国家的共同努力下,载客量为300人左右的A300客机于1972年成功试飞,不但拿到了法国等出资国的航空公司的订单,还打入了美国航空市场,获得了美国东方航空的一笔23架订单。1974年,A300执行了从巴黎飞往伦敦的第一班商业航班。
在当时的欧洲,这个规模的飞机对法国以外的其他国家来说都太大了,因此欧洲还需要一种载客量更小的飞机。于是,空中客车公司开始了A310的研制工作。1978年,载客量为250人的A310客机在联邦德国的汉诺威航展上正式亮相。与此同时,英国航空业也经历了一番调整。英国政府进一步认识到在当时的形式下,英国无法独自承担客机研发的成本,即便研制成功了也打入不了已经高手如云的民航市场,因此决定重新回到欧洲合作的机制中。同样在1978年,英国正式与法国、联邦德国签约,成为空中客车的参与国之一,持有空中客车20%的股份。
A300和A310是空中客车公司初试牛刀的成果,虽然取得了一定的销售额,但仍不能和波音公司等传统航空巨头平起平坐。1981年,空中客车公司开始研制A320机型,瞄准的是和波音737类似的窄体客机市场,设计载客量在150人左右。人口密集的西欧地区有许多长度适中的航线正好适合A320来执飞。正是A320的成功奠定了空中客车公司在航空界的地位。
A320飞机创造性地采用了以电传飞控方式为主的飞机设计理念,飞机的飞行计算机会对驾驶员通过电子控制操纵杆发出的控制命令进行评估,确认安全后再驱动飞机的相关机械部件进行相应的动作。这种创新设计一方面更好地保障了飞机的飞行安全,另一方面也降低了飞行员的体能消耗,因为飞行员的操作动作不用再费力地施加到机械系统上,而是由液压系统代为完成。除了电传飞控系统外,A320系列飞机还采用了大量电子化、自动化的新技术,使得飞机的操控更加便捷,油耗量也比竞争对手波音737低了50%左右。航空界本来对燃油成本就十分敏感,而当时世界刚刚经历了石油危机,因此油耗量更成了各家航空公司首要衡量的指标。油耗量较低的A320上市后便大受欢迎。凭借A320的成功,空中客车公司在民航界站稳了脚跟,一跃成为可与波音公司抗衡的航空巨头。
此后,为了竞争适合洲际飞行的宽体机市场,空中客车公司开始进行双通道大型客机的研发。当时,空中客车公司有2台发动机的A330和4台发动机的A340两种设计方案。为了节约研制成本,也能更好地适应不同的需求,两种机型共用了大量的部件和技术,还从A320系列飞机上移植了电传飞控系统。这样的思路增强了各机型的通用性,降低了飞机维护的时间和资金。更重要的是,由于空中客车公司不同机型的飞机控制方式类似,因此以往执飞A320系列飞机的飞行员只需经过短期的培训,就能胜任A330和A340的驾驶工作,为航空公司节约了人力成本。A330和A340推出后同样收到了良好的市场反应,自此空中客车公司在单通道窄体客机市场和双通道宽体客机市场都有产品能与波音公司分庭抗礼了。
中国商用飞机公司随着我国民航事业的蓬勃发展,各航空公司的机队规模不断扩大,我国已经成为国际主要的民用飞机市场之一。然而,由于我国在很长一段时间内没有自己的大型民航客机制造企业,所以我们需要的客机全部依赖进口。
实际上,我们国家也曾经进行过喷气式大型客机的研制工作。1970年,“运-10”项目启动,代号为708工程,工程师们希望研制一种对标波音707的飞机,使用4台发动机、最多可以搭载179名乘客。经过10年的研发,运-10的样机在1980年首飞,后续试制的样机也曾在试验过程中飞临我国的多个城市。然而,由于技术相对落后、故障率和运营成本过高,运-10项目最终不得不终止。
2007年,我国决定重启大飞机项目,组建了中国商用飞机有限责任公司(以下简称中国商飞),专门负责商用民航客机的研制工作。2008年5月,中国商飞在上海正式成立。公司成立后,除了开始大型窄体客机C919的研制工作外,还推出了支线客机ARJ21。这种载客量在70~90人的客机可以执飞一些中小客流的航线,或由一些中小航空公司使用。2008年11月,ARJ21客机成功首飞。2014年,经过数年的测试飞行后,中国商飞证实了ARJ21功能的完备性和可靠性,飞机开始交付商业客户。目前,已有47架ARJ21客机进入我国各个航空公司的机队,ARJ21客机也成为我国首款成功实现商业运营的喷气式民航客机。
与ARJ21相比,中国商飞的另一机型——C919更令人瞩目。虽然ARJ21取得了很大的成功,但这种支线客机仍然不在“大飞机”之列。中国人的大飞机梦,还要靠和波音737、A320系列飞机载客量相当的C919型客机来实现。在中国商飞和全国各有关研制单位的共同努力下,C919客机于2015年11月总装下线,2017年5月5日成功首飞。
C919的载客量在150人左右,采用了大量新技术,在经济性和载客量方面相比同类机型具有明显的优势,已经获得了国内外航空公司300多架的订单。目前,C919还处在正式投入运营前的取证测试阶段,相信很快大家就能坐上由C919执飞的航班了!
除了C919,中俄联合研制的双通道宽体客机——C929也已经提上日程。在中国航空研发实力和民航市场需求日益增强的背景下,中国商飞也将有望在未来成长为国际主要民航制造商之一。
了解了如波音与空中客车这样的客机巨头以及中国商飞这样的新兴飞机制造公司,你有没有发现真正推动这些公司腾飞的不是别的,正是技术和经营上的不断创新。只有创新才能使一个公司走向强大、跨越世纪。
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