[科普中國]-民用飛機

用于非軍事目的的飛機稱為民用飛機。早期，飛機并沒有軍用和民用之分。第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，為戰(zhàn)時需要而生產(chǎn)的大量飛機，僅作一些簡單的改裝就用于運輸郵件、貨物和旅客了。但是，民用飛機和軍用飛機的最大差別在于運營的經(jīng)濟性，所以民用飛機不能簡單地用軍用飛機改裝，隨著航空工業(yè)的不斷發(fā)展和被用于國民經(jīng)濟的各部門，飛機便分成了軍用和民用兩大類。
　　民用飛機分為商業(yè)飛機和通用飛機。商業(yè)飛機有國內(nèi)和國際干線客機、貨機或客貨兩用機以及國內(nèi)支線運輸機。通用飛機有公務(wù)機、農(nóng)業(yè)機、林業(yè)機、輕型多用途機、巡邏救護機、體育運動機和私人飛機等。

民用飛機作為一種運人載物的交通工具，特別強調(diào)其安全性、經(jīng)濟性和舒適性。對旅客來說，保證旅客在飛行中的生命安全是最首要的要求。
　　民用飛機可以隨時轉(zhuǎn)為軍用。海灣戰(zhàn)爭期間，美國曾動員民用飛機用于軍事運輸。預(yù)警機、加油機等軍事用途飛機也往往由民用飛機改型而成。

經(jīng)過近一個世紀(jì)的發(fā)展，民用航空運輸在速度和運力2個方面都有非常大的進步。作為民航運輸?shù)某休d者，飛機自身也經(jīng)歷了長時間發(fā)展演變和多次技術(shù)革命，不斷引入航空科學(xué)技術(shù)的最新成果，并不斷適應(yīng)世界航空運輸業(yè)發(fā)展變化的需求。1

數(shù)據(jù)顯示2010年，中國通用航空業(yè)完成通用航空作業(yè)飛行總量達到13.9萬余小時，同比增長12.9%。其中工業(yè)航空作業(yè)飛行總量約6.4萬小時，同比增長20.7%；農(nóng)業(yè)航空作業(yè)飛行總量2.8萬余小時，同比增長7.2%；其他作業(yè)飛行總量約4.8萬小時，同比增長6.9%。2011年，通用航空飛行達45.5萬小時，同比增長16.3%，其中生產(chǎn)作業(yè)飛行增長16.9%，預(yù)計2012年將同比增長10%。

隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國通用航空飛機的數(shù)量及飛行作業(yè)市場增長迅速，但與此同時，我國的通用機場數(shù)量卻沒能保持同步增長，遠遠落后于西方發(fā)達國家，并在一定程度上制約了我國民用航空事業(yè)的發(fā)展。

截至2010年底，全國共有通用機場及通用航空臨時起降場點286個，其中頒證機場及起降場點43個，未頒證機場及起降場點243個。而美國同期共有近2萬個通用航空機場，巴西有近2500多個通用航空機場，我國通用機場已遠遠落后于美國和巴西，通用機場和臨時起降點的不足限制了我國通用航空的發(fā)展。

波音747飛機是波音公司生產(chǎn)的四發(fā)（動機）遠程寬機身運輸機。是一種研制與銷售都很成功的寬機身客機。1965年8月開始研制，1969年2月原型機試飛，1970年1月首架747交付給泛美航空公司投入航線運營，開創(chuàng)了寬體客機航線服務(wù)的新紀(jì)元。它的雙層客艙及獨特外形成為最易辨認(rèn)的亞音速民航客機。當(dāng)然也很不幸的成為恐怖分子的首選破壞目標(biāo)。自波音747飛機投入運營以來，一直壟斷著大型運輸機的市場，直到A380的出現(xiàn)。在2005年11月14日，波音公司宣布將會開發(fā)747-8，駕駛艙和發(fā)動機技術(shù)與波音787基本一樣，而747-8的名稱亦因為采用波音787的技術(shù)而一樣有“8”字。波音公司宣稱新飛機的設(shè)計，將會比以前更寧靜、更環(huán)保和更具燃油效益。747-8的機身延長了，由232英尺（70.8米）增加至250.8英尺（76.4米），意味著載客量將會隨之增加，并取代A340-600成為世界上機身最長的飛機。

波音747-8的客機型號是747-8（Intercontinental，洲際型）在三級艙布置下載客量達467人，航程超過8000海里（15000千米），巡航速度達0.855馬赫。747-8是747-400的衍生型號，因此飛行員進行機種轉(zhuǎn)換所需時間減少，飛機某些零件更可以共用。波音747-8預(yù)計在2011年投入服務(wù)。

波音747-8貨機型號是747-8F，是747-400ERF的衍生物，載貨量達154噸（140公噸），機鼻貨艙開能向上掀開方便裝卸貨物。747-8F的載負量比747-400F高出16%，標(biāo)準(zhǔn)貨柜數(shù)量亦多出7個。747-8F預(yù)計在2011年投入服務(wù)。

截至2010年6月，波音共收到109架747-8飛機訂單，其中33架為747-8洲際飛機，76架為747-8貨機。盧森堡貨運、全日空貨航、空橋貨航、阿拉斯加航空、國泰航空、迪拜航空航天企業(yè)、阿聯(lián)酋SkyCargo航空、古根海姆和大韓航空都訂購了747-8貨機。

除了747-8型外，其他型號均已停產(chǎn)。

波音767是美國波音公司研制的雙發(fā)半寬體中遠程客機，用來代替波音707、DC-8和波音727等因老化而退出航線的200座級客機。1972年提出這項研制計劃，經(jīng)過6年的方案論證和市場調(diào)查，1978年正式開始研制，1981年9月第1架波音767試飛，1982年7月獲得聯(lián)邦航空局型號合格證，同年8月交付使用。波音767采用最先進的航空電子系統(tǒng)，先進復(fù)合材料和先進技術(shù)機翼，設(shè)計上力求保持與757有更多的共同性，研制費大約15億美元(1978年幣值)。飛機研制采取了國際合作方式，波音公司主要承擔(dān)飛機最后總裝，日本的三菱、川崎和富士重工業(yè)公司及意大利阿萊尼亞公司也參加了研制工作，日、意各承擔(dān)767研制費和制造工作量的15%。至1995年12月31日波音767共獲訂貨713架，已交付595架。主要型別有：-200，基本型，載客220人；-200ER，加大航程型；-300，比-200型機身上加長42米，載客269人；-300ER，加大航程型，標(biāo)準(zhǔn)客艙布局載客250人；300F，貨機型。以下內(nèi)容適于波音767-200型。該機裝2臺213.5千牛的通用電氣公司CF6-80A或普拉特．惠特尼集團公司JT9D-7R4D，222.4千牛CF6-80A2或JT9D-7R4E/7R4E4渦扇發(fā)動機。雙人制駕駛艙，客艙基本布局216座，全經(jīng)濟艙布局載客量290名。該機裝有自動飛行狀態(tài)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)保證飛行永遠處于最佳經(jīng)濟巡航狀態(tài)，裝有發(fā)動機數(shù)據(jù)顯示和警告系統(tǒng)，慣性坐標(biāo)系統(tǒng)，飛行管理系統(tǒng)和三余度數(shù)字式飛行控制計算機等設(shè)備。波音767-200型三方向剖面圖。尺寸數(shù)據(jù)：翼展47.57米，機長48.51米，機高15.85米，機翼面積283.30平方米，1/4弦線后掠角31.30°；客艙33.93米×4.72米×2.87米。重量數(shù)據(jù)：(裝CF6-80A發(fā)動機)空重80510千克，最商載19595千克，最大燃油重量51130千克，最大起飛重量136080干克，最大著陸重量122470千克。性能數(shù)據(jù)：(最大起飛重量)正常巡航速度M0.80，巡航高度12100米，進場速度(最大著陸重量)252千米/小時，起飛滑跑距離1798米，航程5963千米。噪聲特性：起飛噪聲87.1分貝，進場噪聲101.6分貝，側(cè)向噪聲95.4分貝 。

波音777是美國波音公司研制的雙發(fā)寬體客機。1990年10月29日正式起1994年6月12日第1架波音777首次試飛，1995年4月19日獲得歐洲聯(lián)合適航證和美國聯(lián)邦航空局型號合格證，1995年5月30日獲準(zhǔn)180分鐘雙發(fā)延程飛行，1995年5月17日首架交付用戶美國聯(lián)合航空。波音公司與日本三菱、川崎和富士重工業(yè)株式會社簽定了風(fēng)險分擔(dān)伙伴協(xié)議，日方承擔(dān)777結(jié)構(gòu)工作的20%。波音777在大小和航程上介于B767-300和B747-400之間，具有座艙布局靈活、航程范圍大和不同型號能滿足不斷變化的市場需求的特點。在設(shè)計初期。波音公司和一些航空公司進行了廣泛深入的討論以確定和開發(fā)新飛機的結(jié)構(gòu)布局、這些航空公司包括：美國聯(lián)合航空公司、全日空航空公司、英國航空公司、日本航空公司和香港國泰航空公司，它們在航線結(jié)構(gòu)客流量和服務(wù)頻率方面全方位地代表了各航空公司現(xiàn)有的營運水平。這些航空公司的參與保證了產(chǎn)品最大限度地滿足全世界航空公司的需要。波音777停在跑道上．其最明顯的識別標(biāo)志之一就是它的三軸六輪主起落架系統(tǒng)和兩個前輪，這種結(jié)構(gòu)既有效地分散了路面載荷又使飛機有不超過三個起落架支柱。波音777駕駛艙采用了最新技術(shù)的平面液晶顯示系統(tǒng)、數(shù)字駕駛艙技術(shù)。保留了駕駛盤而沒有采用側(cè)向操縱桿。波音777的數(shù)字駕駛艙技術(shù)已經(jīng)在波音757、波音767和波音747-400飛機上得以驗證、許多過上由駕駛員手動的操縱硯在都可自動完成，減少了駕駛員的工作負荷。靈活的電傳操縱系統(tǒng)具有駕駛員友好界面，既降低重量，又比傳統(tǒng)的機械操縱減少了維護了作量。另外，駕駛艙無論從外部還是從內(nèi)部來看，飛控系統(tǒng)都是標(biāo)準(zhǔn)的，不同點在于飛行控制都是電子操縱的，這在波音商用飛機上還是首次。波音777完成了航空史上最復(fù)雜的飛行試驗項目，一共有10架波音777參加了其中的飛行試驗。 波音777是世界上最大的雙發(fā)噴氣飛機。采用三級客艙布局，可載客301至368名。性能：2臺發(fā)動機，巡航高度11000米，最大飛行速度830千米/小時。

麥道11是麥克唐納·道格拉斯公司針對90年代世界民機市場需要推出的先進中/遠端三發(fā)大型寬體客機，以取代麥道10。1985年7月開始研制，1986年12月30日麥道公司正式宣布上馬MD11計畫。麥道11是在麥道10-30基礎(chǔ)上研制的。與麥道10-30相比，其改進是：安裝上下翼梢傾斜小翼，減小后掠角，采用整體配平油箱，加長尾翼，采用先進的雙人機組全數(shù)位式駕駛艙。麥道11航程增加27%，載客量提高，復(fù)合材料的應(yīng)用是麥道11設(shè)計的特色，有20多個結(jié)構(gòu)部件使用復(fù)合材料，從生產(chǎn)的第14架飛機起采用鋁-鋰合金地板梁，由于該型飛機訂單數(shù)較少，曾一度使研制生產(chǎn)工作減緩甚至停滯，1990年11月8日，取得適航證，同年12月7日投入航線運營。但該型號飛機并未達到設(shè)計要求的航程，1993年后出廠的該型號飛機均進行了不同程度的性能改進，包括改變飛機總重、改進發(fā)動機性能、空氣動力性等。由于1997年波音公司兼并麥道公司，麥道11與波音產(chǎn)品系列發(fā)生沖突，在2000年停產(chǎn)，各型號總交付量約200架。

先進復(fù)合材料誕生于20世紀(jì)60年代末，20世紀(jì)70年代初即應(yīng)用于飛機結(jié)構(gòu)，40年來先進復(fù)合材料在飛機結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用已經(jīng)取得了飛速的發(fā)展，在航空工業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，被廣泛應(yīng)用于民用飛機的各類結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料具有比強度和比剛度高，力學(xué)性能可設(shè)計等優(yōu)點，是大型民用飛機理想的結(jié)構(gòu)材料，可以實現(xiàn)飛機結(jié)構(gòu)減重20%-30%。復(fù)合材料優(yōu)異的抗疲勞性能和耐腐蝕性能不僅可以提高飛機結(jié)構(gòu)的使用壽命、降低飛機的維護費用，而且可以增加艙內(nèi)壓力和空氣濕度，提高乘客的舒適度。復(fù)合材料工藝技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)民用飛機大部件的整體設(shè)計與整體制造提供了可能，使得飛機結(jié)構(gòu)零部件的數(shù)量大大減少，提高了飛機的生產(chǎn)效率和可靠性。目前采用復(fù)合材料取代金屬和非金屬等常規(guī)材料制造結(jié)構(gòu)件已經(jīng)成為世界民機制造業(yè)的主流趨勢，這對中國自主研制的大型民用飛機的市場競爭力提出了嚴(yán)峻的考驗。2

復(fù)合材料呈多層次結(jié)構(gòu)，其復(fù)雜程度遠高于金屬材料，大型結(jié)構(gòu)件的整體成型和集成制造使得問題更加復(fù)雜化，因此其在大型民用飛機上的應(yīng)用歷經(jīng)坎坷。波音B757和波音B767中復(fù)合材料占總質(zhì)量的4%；波音B777和空客A340中復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升到11%和14%；對于空客A380，復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%；對于代表當(dāng)今世界民用飛機制造技術(shù)最高水平的波音B787和空客A350，復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達50%和52%?？梢哉f，先進復(fù)合材料質(zhì)量占飛機結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的多少，在某種程度上已經(jīng)成為評價該飛機技術(shù)先進程度和市場競爭力的重要指標(biāo)。2

鳥撞是指飛機等飛行器與天空中飛行的鳥類相撞造成的飛行事故。在撞擊過程中，由于鳥體減速而產(chǎn)生的巨大壓力遠遠超過鳥體組織的極限強度，致使鳥體破裂成碎片，甚至發(fā)生流變，因而鳥撞也稱之為軟體碰撞。鳥撞是一種突發(fā)性和多發(fā)性的飛行事故，一旦發(fā)生，往往會造成災(zāi)難，直接威脅到空勤人員及旅客的生命安全，造成重大的經(jīng)濟損失，輕則導(dǎo)致飛機結(jié)構(gòu)部件的損傷，重則引發(fā)機毀人亡的災(zāi)難性事故。3

研究鳥撞問題的最終目的是提高飛機的抗鳥撞能力。提高結(jié)構(gòu)抗鳥撞能力的關(guān)鍵在于吸能結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計，當(dāng)沖擊能量一定時，吸能結(jié)構(gòu)的使用可有效降低沖擊載荷的幅值并增大脈沖寬度，以減小結(jié)構(gòu)的沖擊損傷、提高結(jié)構(gòu)的抗鳥撞能力。出于這個原因，吸能材料被廣泛地用于抗鳥撞結(jié)構(gòu)設(shè)計。多胞結(jié)構(gòu)材料（蜂窩、泡沫等）在壓縮過程相對密度小，剛度低，壓縮變形能力強，這些特性使其具有優(yōu)異的吸能性能和很高的吸能效率，是理想的飛機結(jié)構(gòu)材料。以多胞結(jié)構(gòu)材料為芯層的夾芯結(jié)構(gòu)在抗鳥撞設(shè)計中一直備受關(guān)注。3

用于民機抗鳥撞設(shè)計的材料從曾經(jīng)的金屬鋁合金材料向各種先進復(fù)合材料轉(zhuǎn)變，尤其是最新誕生的FML復(fù)合材料將會在未來的抗鳥撞設(shè)計中發(fā)揮其巨大的優(yōu)勢。由于良好的吸能效果，各種蜂窩、泡沫金屬結(jié)構(gòu)也在飛行器結(jié)構(gòu)中大量使用，由先進復(fù)合材料和蜂窩、泡沫等吸能結(jié)構(gòu)所制成的夾芯結(jié)構(gòu)將會更多地應(yīng)用于民機機翼、尾翼的抗鳥撞設(shè)計。3

2017年5月11日下午，2017（第八屆）民用飛機工業(yè)國際論壇在上海順利閉幕，此次論壇由中國航空學(xué)會主辦，為期兩天，吸引了來自國內(nèi)外近200位飛機整機、飛機部件的設(shè)計制造單位的領(lǐng)導(dǎo)和專家參會。

5日，C919在上海浦東機場成功首飛，振奮了億萬國人的心，也讓越來越多的人開始關(guān)注中國民用航空的發(fā)展，在論壇舉辦期間，空中客車中國公司首席運營官馬福朗、波音民用飛機集團中國運營和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁張仁爀等紛紛對此表示了祝賀。

工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司副司長楊拴昌用了“蓬勃發(fā)展”四個字來形容當(dāng)前民用航空工業(yè)的發(fā)展，他指出，目前我國航空工業(yè)是按照“主制造商+供應(yīng)商”的發(fā)展模式來運作，堅持創(chuàng)新驅(qū)動和中國適航，走一條自主研制、國際合作、國際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)路線，符合我國當(dāng)前實際，也是國際上大型飛機甚至是所有其他大型復(fù)雜系統(tǒng)裝備領(lǐng)域通用的發(fā)展模式，我們的供應(yīng)商面向全球，供應(yīng)鏈也是全球化的。

中國商用飛機有限責(zé)任公司副總經(jīng)理史堅忠認(rèn)為，中國民用航空產(chǎn)業(yè)是一項很大的系統(tǒng)工程，產(chǎn)業(yè)覆蓋面很廣，當(dāng)前國家提出轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，特別是在高端制造業(yè)方面，對大飛機提出了特別的要求，民用飛機產(chǎn)業(yè)不僅帶動了上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還將在未來促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，蘭德公司有這種說法，中國國家戰(zhàn)略把發(fā)展大飛機作為轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、促進未來發(fā)展重大戰(zhàn)略舉措之一。

史堅忠指出，未來20年中國民航將會成為全球增長最快的市場。中國商飛公司發(fā)布的《2016-2035年民用飛機市場預(yù)測年報》顯示，未來20年，根據(jù)中國GDP年均增長速度預(yù)測，機隊年均增長率為5.5%，旅客周轉(zhuǎn)量年均增長率為6.1%，預(yù)計中國將交付6865架客機。至2035年，中國機隊規(guī)模將達到8139架，中國的旅客周轉(zhuǎn)量將達到2.7萬億公里，占全球的16.8%。

據(jù)悉，民用飛機工業(yè)國際論壇是以民用飛機工業(yè)技術(shù)交流為核心、以產(chǎn)業(yè)發(fā)展為動力、以服務(wù)民用飛機工業(yè)為目的展開的技術(shù)交流、信息分享、市場合作的平臺。在此次論壇現(xiàn)場，來自國內(nèi)外民機制造企業(yè)、高校、科研院所的專業(yè)人士，圍繞中外民機制造企業(yè)的國際合作開展、民機產(chǎn)業(yè)與飛機適航取證工作、商用飛機先進技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景、智能化設(shè)備在飛機制造與裝配中的使用等話題，展開了深入的交流和探討。4