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如何评价空中客车公司的 A340 系列飞机?

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这样说,空客开发A340,也只是顺应当时的客户需求与技术限制。
在空客开发A340的1980年代,航空公司需要的远距离干线客机是这样的:
- 续航能力要能与波音747一样,但是不需要太大。
- 需要有四台发动机。
- 需要有接近747的机腹载货能力。
在1980年代,航空公司发现,一些长距离航线的客量,并不能支持747,无法载满747的情况并非罕见,这样不利于航空公司减低运营成本与取得盈利(有种说法是,747要在运营中盈利,需要载满95%的乘客,如果按照747-400标准三等级的412人计算,就需要载392人才有可能盈利)。而当时,其他的飞机,例如DC-10、L-1011等,虽然大小合适,但是续航距离也没能与747相比(最远也只有一万公里左右,比起747-200的超过12,000公里还是差了一截)。基本上,300座级的远程客机,在1980年代可以说是个市场空白。
此外,那个时候,ETOPS(双发延程飞行)也只是开始了数年,除了航空公司仍在积累运营经验,当时的发动机选择也并不太多:最大推力的发动机达到了接近六万磅的水平,但用两台这样的发动机来推动远程的干线客机,也只能达到二百多人的水平,例如波音767,而且,当时ETOPS只达到120分钟,虽然能满足横越北大西洋的需要,但是其他地方,例如太平洋,“死角”仍是太多,飞机仍然需要大距离绕道来确保两小时内有备降机场,运营上仍不能达到最佳经济效益,有些时候,甚至就是不能飞行(考虑了北太平洋上空的强劲西风,可能会影响备降需要的时间)。
所以空客开发好像A340这样的低容量远程干线客机时,就有需要规避ETOPS所带来的限制。这个情况也不是空客独有:麦道开发MD-11,也是从DC-10改良而来,本身也有三台发动机。
这些因素就造就了A340的出现。其实,空客为了进一步减少运营成本,甚至与IAE开发Super Ducted Fan发动机,希望用特高涵道比,而且特别设计通过减速齿轮推动风扇的发动机,来进一步减少燃料消耗,但是由于技术问题,减速齿轮的生产工艺未能过关,在可靠性上无法满足远程飞行的需要,结果空客只能转而使用CFM56系列的发动机,而其最终型号CFM56-5C4,起飞推力34,000磅。
就涵道比来说,CFM56系列也只有5:1左右,与当时的涡轮风扇发动机相若,比起IAE的Super Ducted Fan设计要少一大截(可达到10:1),但当时技术限制就是如此。而另一方面,以同等技术水平来说,较低推力的发动机,燃料消耗也会比高推力的要低一点,空客A340的初期型号,在巡航时的燃料消耗,也只有747的七成左右,令每座位的运营成本不会超过747,所以初期(1990年代初)A340仍是受欢迎的机种。
不过到了1994年后,情况就开始出现变化。因为当时,波音777面世,使用了八万磅级的发动机,爬升能力占上了上风,更快达到巡航高度,意味着爬升需要的燃料更少,再加上能达到更高高度,也进一步减少燃料消耗,于是777能快速取得大量订单,A340风光不再,订单越来越少。
这当中还有一个重要因素,是ETOPS的进展。在1990年代中,主要的大型发动机已经取得ETOPS-180,意味着全球有95%的地方可以用双发飞机飞越,为双发远程飞机的市场扫除了大部分障碍。其实,空客也在当中尝到了甜头:与A340同期开发的姐妹机型A330,得益于七万磅级的发动机,在1990年代的销售节节上升,成为了波音767甚至部分777机型的有力对手。
至于说,为何空客还要进一步开发A345与A346,这主要是因为当时,空客未有能与747竞争的机型(A380首飞是2005年的事情),而另外,波音也正在为777开发增长型号,但是那个级别的飞机所需要的十万磅级发动机,只有通用的GE90,本身就是独家为777提供动力的,而同期,空客没有类似的发动机选择(他们可以找的只有罗罗,而罗罗的Trent系列,是以“一个型号为一种飞机优化”的理念设计,九万磅级的Trent 890系列只用在777-200ER/-300),唯一的选择,就是魔改A340,配用Trent 500来进行竞争。由于发动机推力水平上升,加上机翼重新设计,改进了爬升能力,因此一度受到航空公司的青睐。
至于说能真正与777/777X竞争,并正式取代A340的A350XWB,已经是2015年后出现的机型了。。。可以这样说,四发飞机在空客的“主流飞机市场”,历史使命已经完成,只有好像A380这样的超大型飞机,才会有使用四发的需要。
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为什么我们总是说,四发飞机比起双发飞机要多烧油?
一个次要的原因是,多了发动机,当中由于损耗而浪费掉的燃料无可避免地要多,不过,更重要的原因是与发动机的可靠性与飞行安全有关。
任何发动机都有出故障的可能,而多发动机飞机需要确保起飞时,就算有一台发动机故障也能安全起飞(以现代的发动机来说,只要技术类近,一台发动机故障的概率都是一样的,与飞机装了多少台发动机无关)。对四发飞机来说,坏了一台,还有三台,所以“最低安全推力需求”就以三台计算,换句话说,有33%的“多余推力”。而双发飞机呢,坏了一台,就只有一台推动飞机,而它就需要支持整架飞机安全起飞,所以“多余推力”就是100%。
于是,假设飞机重量相等,全部发动机正常运作,又假设机翼产生升力的性能一样,双发飞机会有更多的多余推力进行爬升,意味着双发飞机能更快达到巡航高度,而且初始的巡航高度也会更高,花费在爬升与巡航需要的燃料自然更少。
而从航管角度而言,为了提高航道的利用率,通常会让爬升较快的飞机,优先使用较高高度的航道,这个因素会进一步减低双发飞机的燃料消耗。当然,也会有这样的一个情况:一架777在爬升中,进展很快,但是前面有一架747,因为载得重而爬升缓慢,于是航管会指示777暂缓爬升。。。
但无论如何,双发飞机在爬升性能上的优势,除了直接少用油,也确实会提高航空交通的效率,这也会进一步减低燃料消耗,以目前发动机技术,与大型双发飞机运营的成熟程度,A340之类的飞机,退出航空交通的历史舞台,也只是时间的问题。


IP属地:湖南1楼2020-03-25 00:28回复
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    IP属地:湖南2楼2020-03-25 00:29
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