[科普中國]-民航客機(jī)

發(fā)展歷史

第一架全金屬，具備一切現(xiàn)代民航客機(jī)（除螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)外）特點(diǎn)的商用單翼機(jī)是1930年波音公司的單發(fā)郵政機(jī)（Monomail），波音根據(jù)這架飛機(jī)的半硬殼式機(jī)身和應(yīng)力蒙皮設(shè)計(jì)，在1931年為美國陸軍航空部研制了雙發(fā)動(dòng)機(jī)轟炸機(jī)的原型機(jī)YB-9。

由于美國陸軍未將YB-9投產(chǎn)，波音與它的商業(yè)伙伴聯(lián)合航空（United Air Lines）經(jīng)過慎重考慮后，在1932年以B-9構(gòu)型為基礎(chǔ)研制了體型稍小的商用機(jī)型，這就是于1933年2月首飛的B-247。這架在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)史上翻下新篇章的飛機(jī)是架具有全金屬、應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)、全包覆式機(jī)艙、橡膠除冰靴、配平片（trim-tab）、流線型發(fā)動(dòng)機(jī)罩、自動(dòng)駕駛儀、下單翼、可收放式起落架設(shè)計(jì)特點(diǎn)的飛機(jī)，只憑一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)也能飛行和爬升。也就是說B-247是第一架“現(xiàn)代化”的民航機(jī)，之后的每一種民航機(jī)都是在模仿它的特點(diǎn)。這架飛機(jī)雖然只能乘坐10名旅客，但飛行時(shí)速比福特的三擎機(jī)快上56公里，可在24小時(shí)內(nèi)飛越美國本土，因此極富商業(yè)競爭力，廣受各家航空公司的歡迎而供不應(yīng)求。但飛機(jī)的機(jī)身較低矮，旅客在機(jī)艙內(nèi)要彎腰前進(jìn)，還得跨過突出于地板上的機(jī)翼后梁。

由于波音的生產(chǎn)線無法滿足航空公司的訂單，道格拉斯公司乘勢(shì)崛起，迅速推出后來名噪一時(shí)的全金屬、下單翼、雙發(fā)動(dòng)機(jī)、可收放式起落架DC（Douglass Commercial）系列客機(jī)。可乘坐12名旅客的DC-1首飛于1933年，只比B-247晚了五個(gè)月。DC-1的機(jī)翼翼梁在機(jī)艙地板的下方，因此艙內(nèi)地板平坦，空間較寬闊，旅客不需彎腰。1934年道格拉斯公司接著推出了機(jī)體較長，可乘坐14名旅客的DC-2；1935年則是推出了可乘坐21名旅客的DC-3。

DC-3的性能、有效載荷、堅(jiān)固性使得航空公司真正開始能從民航運(yùn)輸中賺取利潤，因此到了1940年就成為全世界航空運(yùn)輸業(yè)使用最多的飛機(jī)。DC-3是第一架能通過運(yùn)送旅客及貨物，不需政府補(bǔ)貼就能賺錢的民航機(jī)，到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，共生產(chǎn)了1萬1,000多架，是全世界到目前為止單一機(jī)型生產(chǎn)量最多的飛機(jī)，其中大多數(shù)是軍用型的C-47。

DC-3劃時(shí)代的成功，歸功于同時(shí)具備了可收放式起落架、NACA設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)罩（B-247的發(fā)動(dòng)機(jī)罩由波音自行設(shè)計(jì)）、襟翼（B-247沒有襟翼）、高效率增壓發(fā)動(dòng)機(jī)、變距螺旋槳。DC-3機(jī)翼內(nèi)有三根主梁而非常見的兩根，增加了機(jī)翼的耐用度，使得飛機(jī)結(jié)構(gòu)具有安全性損壞（fail-safe）特性，疲勞壽命很長。DC-3具備了一切鋁合金半硬殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：成形后的鋁蒙皮以鉚釘和機(jī)體、縱梁、翼肋、翼梁、加強(qiáng)條、成形條相互鉚接。現(xiàn)今最新式的C-17“環(huán)球霸王”（Globelmaster）運(yùn)輸機(jī)，翼展50.29米，最大起飛總重265噸，但機(jī)翼結(jié)構(gòu)卻和翼展28.96米，最大起飛總重11噸的DC-3基本一樣，都是三翼梁、多翼肋、應(yīng)力蒙皮的設(shè)計(jì)?？梢赃@么說：DC-3之后的飛機(jī)和DC-3之間只有細(xì)節(jié)的差異，基本設(shè)計(jì)理念沒什么不同。2

飛行特點(diǎn)對(duì)于民航飛機(jī)為何不以最大速度飛行，主要原因有以下三點(diǎn)：

第一為了經(jīng)濟(jì)性：

在巡航狀態(tài)的飛機(jī)，單位距離上消耗的燃料最少；同時(shí)根據(jù)巡航速度計(jì)算出飛機(jī)的最大航程，甚至戰(zhàn)斗機(jī)的轉(zhuǎn)場航程都是按照飛機(jī)的巡航速度計(jì)算出來的。所以巡航是一種飛機(jī)飛行之中燃料經(jīng)濟(jì)性最高的一段，它出現(xiàn)在爬升和下降之間，即在飛機(jī)接近目的地，進(jìn)入下降位置準(zhǔn)備降落的時(shí)候結(jié)束，該段通常占據(jù)了大部分的飛行時(shí)間。

當(dāng)然，這個(gè)再細(xì)化具點(diǎn)解釋是，當(dāng)飛行速度增加，馬赫數(shù)增大到0.6左右時(shí)，空氣開始展現(xiàn)它的壓縮性能，即阻力開始增大；當(dāng)飛行速度增加到跨音速區(qū)時(shí)，即馬赫數(shù)處在0.8-1.2之間，開始產(chǎn)生激波，繼而產(chǎn)生波阻。波阻在該區(qū)間內(nèi)可能消耗發(fā)動(dòng)機(jī)近乎動(dòng)力的四分之三，在相同飛行距離里，跨音速飛行時(shí)間稍短，但其所耗燃油至少會(huì)增加1.5倍，所以民航飛機(jī)飛得快意義不是很大。

第二為了舒適性：

在飛行中，隨著飛行速度的提高，機(jī)身會(huì)劇烈的搖晃，從而令客艙的座位產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，而且發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲會(huì)大于平常你所搭乘飛機(jī)所產(chǎn)生的噪聲，這與身體心理都是極不舒服的。

第三為了安全性以及飛機(jī)的使用壽命：

民航飛機(jī)加速飛行甚至接近最大的設(shè)計(jì)速度時(shí)是沒有問題的，但這會(huì)造成飛機(jī)各系統(tǒng)的負(fù)載變大，會(huì)降低各系統(tǒng)部件的壽命。3

民航客機(jī)之最一、世界上最快的民航客機(jī)：

目前世界上大型民航飛機(jī)的飛行速度為800千米/小時(shí)至1000千米/小時(shí)，在高亞音速范圍之內(nèi)。如果想飛的更快的話就必須突破音障的考驗(yàn)。那么，飛機(jī)的結(jié)構(gòu)、外形、蒙皮材料等都要隨之改變。

那么我們民航飛機(jī)有沒有超音速飛行的呢？答案是肯定的。世界上最快的民航飛機(jī)—“協(xié)和”號(hào)在1976年正式投入運(yùn)營，成為了世界上唯一種超音速客機(jī)。

“協(xié)和”號(hào)重約175噸，載客100名。在16000米—18000米的高空，可以超音速2倍的速度來飛行，從倫敦到紐約只需要三個(gè)多小時(shí)。由于其飛行速度比地球自轉(zhuǎn)還要快，所以如果您乘坐“協(xié)和”號(hào)向西飛行，可以追趕太陽，感受到“日不落”的奇景。不過因?yàn)槌杀镜仍蛟摍C(jī)型已經(jīng)退役。

二、世界上載客最多的民航客機(jī)：

當(dāng)我們想形容一件東西很大的時(shí)候，一個(gè)詞總閃現(xiàn)在我們眼前—“巨無霸”。是的，我們空中“巨無霸”A380正是目前世界上載客最多的民航客機(jī)。

A380最多可載客840名，航程可達(dá)1.48萬公里。起落架輪子更是有22個(gè)之多。超大的機(jī)身可以配置多種豪華娛樂場所。很多A380上設(shè)立了健身房、浴室、餐廳、酒吧等娛樂場所為旅客的飛行增添的樂趣。

2002年1月，A380的第一組機(jī)翼開始建造； 2005年1月18日首架A380在空客廠房中誕生；2005年4月27日，首架A380試飛成功。A380的投入服務(wù)也打破了波音747飛機(jī)在遠(yuǎn)程超大型寬體客機(jī)市場上30年的壟斷地位。

三、世界上航程最遠(yuǎn)的民航客機(jī)：

如果說選出目前世界上航程最遠(yuǎn)的民航客機(jī)的話，無疑是波音777-200LR了。777-300LR于2006年2月正式投入服務(wù)。波音公司將其命名為“環(huán)球客機(jī)”，從名字我們便能明白其超遠(yuǎn)的航程是多么突出了。

2005年11月10日一架777-200LR客機(jī)從香港國際機(jī)場起飛，途徑太平洋，穿過美國，橫跨大西洋抵達(dá)倫敦，全程約21601公里，打破了商用客機(jī)不?？空鹃L途飛行的紀(jì)錄。4

機(jī)型舉例波音747波音747是美國波音公司研制的四發(fā)寬機(jī)遠(yuǎn)程客機(jī)，是世界上最大的民航客機(jī)。1965年8月波音公司開始研制一種載客500人的大型寬機(jī)身客機(jī)，以滿足60年代末民航旅客增加的需要。1968年9月30日第一架波音747出廠，截止1992年3月31日，各型波音747共獲定貨1168架。波音747的巡航高度為13700米，最大載油量134噸，商載90噸，最大馬赫0.88M，航程13000KM，它在世界上被各國國際航空公司廣泛運(yùn)營在跨洋航線上。波音747自從1969年第一次投入飛行以來，已經(jīng)成為飛機(jī)中的大哥大：它擁有的龐大機(jī)身、四臺(tái)馬力強(qiáng)勁的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、更遠(yuǎn)的飛行距離和載客量是其它商業(yè)飛機(jī)無法比擬的，即使在今天，也是依然如此。

波音757波音757飛機(jī)是波音家族的新成員，是最經(jīng)濟(jì)的中遠(yuǎn)程雙發(fā)客機(jī)。1982年開始交付給航空公司使用。波音757是在波音727的基礎(chǔ)上采用新機(jī)翼和先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，修改了機(jī)身外形發(fā)展而行成的。在1000千米航段上比波音727-100省油10%。它主要的機(jī)型有757-200、757-300，巡航高度為12700米，載油34噸，商載26噸，航程可達(dá)7000公里，最大馬赫0.86M。雖然它比B737飛機(jī)的“個(gè)頭”大,但它可以使用和波音737一樣的機(jī)場進(jìn)行起降，飛行性能十分良好

波音777波音777是波音公司研制的雙發(fā)動(dòng)機(jī)渦扇遠(yuǎn)程運(yùn)輸機(jī)，也是世界上最大的雙發(fā)客機(jī)1995年開始投入使用。它擁有比波音747更好的飛行性能?？梢蕴峁?80個(gè)客座，最大巡航高度15000米。航程可達(dá)14000公里，最大商載55噸。它是介于747和767之間的機(jī)型，它有兩種系列型號(hào)：777-200和777-300。波音777從設(shè)計(jì)到出廠，沒有使用一張紙，被譽(yù)為“無紙?jiān)O(shè)計(jì)”。它的先進(jìn)的駕駛艙管理功能使廣大飛行員對(duì)它無不向往。

波音767飛機(jī)波音767是美國波音公司研制的雙發(fā)動(dòng)機(jī)半寬機(jī)身中遠(yuǎn)程客機(jī)，用來代替波音707、DC—8和波音727等因老化而退出航線的200座級(jí)客機(jī)。1972年提出設(shè)計(jì)計(jì)劃，經(jīng)過六年論證1978年開始研制，1980年原型機(jī)出廠，1982年開始交付使用。波音767是一種雙通道客艙、雙發(fā)、廣泛用于橫跨大西洋的機(jī)型，它的巡航高度為12000米，載油量51噸，可以提供260個(gè)客座，最大馬赫0.86M。它分為六種系列型號(hào)：767-200、767-200增程型、767-300、767-300增程型、767-300貨機(jī)、767-400增程型。

波音737-700波音737-700飛機(jī)項(xiàng)目于1993年11月啟動(dòng)，第一架737-700飛機(jī)于1997年12月交付，737-700飛機(jī)與600，700，800和900共屬于新一代737飛機(jī)，新一代737在傳統(tǒng)型737的基礎(chǔ)上通過提高可靠性，簡易化設(shè)計(jì)以及降低運(yùn)營與維護(hù)成本使航空公司受益，從而間接給旅客帶來好處。737-700飛機(jī)與737-300座級(jí)相當(dāng)，但具有機(jī)翼大、航程遠(yuǎn)、速度快的特點(diǎn)。通過加大機(jī)翼、增加油箱容積以及提高燃油效率，737-700的設(shè)計(jì)航程達(dá)到了6110公里，經(jīng)濟(jì)巡航速度提高到853公里/小時(shí)。由于裝載了新型CFM56-7型發(fā)動(dòng)機(jī),飛機(jī)的噪聲更小。通過對(duì)737-700內(nèi)部重新設(shè)計(jì)，使客艙更寬敞，行李空間更大

波音737-300波音737-300是美國的波音公司生產(chǎn)的中短程客機(jī)，該飛機(jī)項(xiàng)目于1981年3月啟動(dòng)，1984年11月首架737-300飛機(jī)交付給用戶。737-300飛機(jī)借鑒了757與767飛機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，采用了推力更大、更為先進(jìn)的M56-3型發(fā)動(dòng)機(jī)，與傳統(tǒng)的737-200機(jī)型相比適航性能與節(jié)油性能都有了明顯的提高。737-300飛機(jī)共生產(chǎn)了1113架，約占737系列飛機(jī)的三分之一，僅次于737-200的1114架,是最成功的衍生機(jī)型之一。波音737-300飛機(jī)的最大座位數(shù)為149座（排距30英寸，約為76cm），全長33.40米，翼展28.88米，客艙內(nèi)部寬度為3.53米，設(shè)計(jì)航程4180公里，經(jīng)濟(jì)巡航速度785公里/小時(shí)，全長33.40米，翼展28.88米，客艙內(nèi)部寬度為3.53米。每架737-300的飛機(jī)的售價(jià)在3000萬美元以上，融資租賃的月租金也要30余萬美金。