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飞设
飞机设计导论终期报告
----------2030年我国民航市场主要机型构想
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2030年我国民航市场主要机型构想
摘要:
当前,飞机因其快速便捷已成为了许多人出行的首选,民航业也正处于蓬勃发展的阶段。
本文介绍了我国民航的现状以及目前我国民航的主要机型和各种机型的性能及其优越性。
重点概述了A380和B787的性能并对上述两种机型在我国的发展前景做了详细的分析,最后在前述基础上给出了我国民航市场未来主要机型的构想。
关键词:
民航机型A380B787
1.目前我国民航市场主要机型
截至2009年6月,中国运营的1383架民用飞机中,有736架(或53%)为波音飞机(包括波音机型和麦道机型),500架(或36%)为空客飞机,147架(或11%)为其它厂家生产的飞机(按照中国民航总局对中国机队的统计方法,未包括香港和澳门)。
2.空客系列机型
首先回顾一下空客在我国的历史。
1985年,中国民航总局华东管理局引进一架A310,这是在中国大陆运营的首架空中客车飞机。
1986年中国东方航空公司订购三架A310-300。
1988年中国东方航空公司订购3架A300-600,成为这一机型的新客户。
1989年中国东方航空公司接收第一架A300-600。
1990年中国东方航空公司订购4架A300-600。
1991年中国东方航空公司订购5架A340-300,成为这一机型的新客户。
1992年中国北方航空公司(现为南航北方分公司)订购6架A300-600,成为这一机型的新客户。
1993年中国国际航空公司订购3架A340-300,成为国内首家订购该机型的航空公司;西北航空公司(现为东航西北航空公司)订购3架A300-600;西南航空公司(现为国航西南公司)订购三架A340-300,成为这一机型的新客户。
进入新世纪,空客在我国的得到了进一步的发展。
2001年空中客车A319飞机完成在西藏邦达、拉萨的试飞,在与737-700的竞争中取胜。
中国东方航空公司的一架A340-300穿越北极,成为中国大陆第一家尝试北极航路的航空公司。
全年共有19架空中客车飞机交付给中国内地、香港和澳门的航空公司。
空中客车在中国的机队数量到2001年年底扩大到167架。
2.1A320
2012年8月30日,中德双方30日在京签署《工银租赁公司与空中客车公司A320系列飞机采购协议》,订购数量50架,合同金额大约35亿美元。
截止2009年3月31日,中国大陆地区航空公司拥有A320系列飞机387架(不含湿租运营)。
A320系列飞机主要参数如下表所示:
2.2A330
截止2011年7月,中国共有174架空客A330系列飞机在运营中。
A330-200
A330-300
翼展(米)
60.3
60.3
机长(米)
59
63.6
机身直径(米)
5.64
5.64
最大机舱宽度(米)
5.28
5.28
标准两级客舱布局载客(人)
293
335
三级客舱布局载客(人)
253
293
货舱容积(立方米)
136
162.8
空机重(吨)
120.5
124.5
商载(吨)
36.4
45.9
最大起飞重量(吨)
230
212
最大油箱容量(升)
139090
97530
航程(公里)
11950
10400
动力装置
两台涡扇发动机
两台涡扇发动机
3.波音系列机型
3.1B737
波音737飞机是中国航空公司的主力机型,截至2010年2月,数量超过603架。
原有的737-200型已全部退出运营。
波音系列客机主要性能参数
波音737-300
波音737-700
波音737-800
翼展:
28.9米
翼展:
34.3米
翼展34.3米;带小翼的机型35.7米
机长:
33.4米
机长:
33.6米
机身长度39.5米
经济布局载客:
149人
标准座舱布局载客:
126-149人
客舱布局典型两级客舱布局座位数162,典型单级客舱布局座位数189
货舱容积:
30.2立方米
货舱容积:
27.3立方米
最大油箱容量:
20105升
最大油箱容量:
26035升
最大载油量26020升
最大起飞总重:
62吨
最大起飞总重:
70吨
最大起飞重量79.01吨
最大载重航程:
2993公里
最大航程5665公里
最大燃油航程:
4175公里
航程5665千米(3,060海里)
动力装置:
两台CFM56-3涡扇发动机(最大推力:
22000磅)
动力装置:
两台CFM56-7B涡扇发动机(最大推力:
26300磅)
动力装置两台CFM56-7涡扇发动机(最大推力:
27300磅)
最高飞行高度(米)11280
最高飞行高度(米)12,500
最大巡航速度(公里/小时)831
飞行速度0.785马赫
3.2B747
2002年我国内地仅中国国际航空公司拥有16架B747。
中国南方航空公司有湿租ATLAS公司的B747货机经营深圳至美国芝加哥的货运航线。
中国货运航空公司也有湿租B747货机。
B747主要有以下机型B747-100型、B747-200型、B747-200M/C型、B747-200SR型、B747-200F型、B747-300型、B747-400型。
B747-400D型:
400型的高客容量型,客舱可载客568名,此机型是特别为日本国内航线设计。
该型机没有一般400型都有的翼梢小翼,上层客舱每侧各增加5个舷窗。
常见的B747-400的数据:
翼展:
64.4米
最大航程:
13570公里
机长:
70.7米
动力装置:
四台涡扇发动机
机高:
19.41米
可选发动机型号:
两级座舱布局载客:
524人
普惠公司4000系列
PW4062(最大推力:
63300磅)
货舱容积:
170立方米
通用电气公司CF6-80系列
CF6-80C2B5F(最大推力:
62100磅)
最大油箱容量:
216840升
罗尔斯-罗伊斯公司RB211系列RB211-524H(最大推力:
59500磅)
最大起飞总重:
362~395吨
4.我国目前民航市场分析
2002年由我国承运人运营的客运航段总数为3234个,其中2000~3000公里航段共有494个,3000~4000公里航段共有177个,大于4000公里的航段共有155个。
从绝对数量上看,中远程航段占25.54%。
2002年,以上航段的旅客运输总量为9171万人,其中2000~3000公里航段旅客运量达833万人,3000~4000公里航段旅客运量达141万人,大于4000公里的航段旅客运量达220万人(2000公里以下的航线未考虑),从旅客运输量看,中远程航段仅占13%。
从上述航段数量和承担的运量可以看出,中远程航段的市场份额还比较小。
统计数据显示,周频在70次以上的航段共有23个,这些航段中,1000公里以下航段占10个,1000~1500公里航段7个,能称得上中远程航段的仅有4条(北京—广州间航段1966公里;北京—深圳间航段2066公里),且都处于临界点。
2008年我国航空运输生产完成情况
现状小结:
应该说,目前我国的中远程客运市场较小,航班频率也不高。
中远程飞机在我国的适用航段可以归纳为两类,即航班频次较高的国内中远程航段和主要国际航段,其中4000公里以上的国际航段应用最多。
5.空客A380与波音B787
5.1A380
A380是空客正在研制生产的四发远程600座级超大型宽体客机,目前已正式投入运营。
A380是目前世界上惟一采用全机身长度双层客舱、4通道的民航客机。
A380的出现结束了波音747在大型运输机市场30年的垄断地位,该机型的投产使空中客车公司可以提供从100座级到500座级最齐全的飞机系列。
A380在研制中引入了许多新的材料、系统和工业工艺技术。
使用了创新的GLARE(玻璃纤维增强铝材料)。
材料,与传统铝材料相比,重量轻、强度高、抗疲劳特性好,维修性能和使用寿命也得到大大改善,不需要特别的加工工艺。
与其最接近的竞争对手B747-400相比,A380能够多提供约35%的座位和49%的地板空间,使其拥有更宽的座椅、可以将腿伸直的开阔空间,而且座位英里成本比当今最有效的飞机低15%。
A380是第一种百公里旅客油耗少于3升的远程飞机。
5.2B787
波音787梦想飞机是波音民用飞机集团正在研制生产中的中型双发宽体中远程运输机,是波音公司1990年启动波音777计划后14年来推出的首款全新机型。
波音787系列属于200座至300座级飞机,航程随具体型号不同可覆盖6500至16000公里。
波音强调B787的特点是大量采用复合材料,低燃料消耗、高巡航速度、高效益及舒适的客舱环境,可实现更多的点对点不经停直飞航线。
2004年4月,随着全日空确认订购50架波音787飞机,该项目正式启动。
波音787于2006年开始生产,在2007年进行首飞和测试,并在2008年获得认证、交货并开始投入运营。
2005年中国民航方面与波音签署了购买60架波音787梦想飞机签订框架协议。
波音787机型特点:
在三级客舱布局下,波音787-8和波音787-9梦想飞机可载客217至257人,航程分别可达15700公里(8500海里)和15400公里(8300海里)。
波音787系列飞机的另一成员———波音787-300,在两级客舱布局下,预计载客289人,航程范围可达6500公里(3500海里)。
波音787将实现中型飞机尺寸与大型飞机航程的完美结合。
波音787的另一个重要特色是前所未有的燃油效率,因此具有更出色的环保性能。
与其他任何同级别飞机相比,波音787可以节省20%的燃油,且排放相当。
波音787的飞行速度达到0.85马赫,可以同当今最快的宽体飞机相媲美。
波音787更可使航空公司的盈利货运能力提高约45%。
波音公司在研制B787上使用了“音速巡航者”所提出的技术以及机体设计,并决定在787的主体结构(包括机翼和机身)上大量采用先进的复合材料,目前这种加固塑料主要用来制造网球拍、钓竿、单车、F1赛车等,载客多达300人的波音787客机将是用复合材料制成的最大物体。
2008年推出的B787梦幻客机,将是首架由“碳纤维强化混合胶”制造机身和机翼的大型客机,属于航空发展史上的一大突破,重量比例将达到空前的50%,此前这个比例只有20%。
用碳纤维强化混合胶制造的机身,既经济又符合舒适实用的原则:
首先它的重量比其他金属原料如铝要轻,相对可以节省飞行时间和省油,所需的组建部件也比传统飞机要少。
其次,因为机身较轻,在调控机舱气温、湿度时都能更得心应手,相对来说乘客的感觉也会更加舒适。
6.结论
6.1从机型数据分析
从机型数据分析从机型来看,两种机型分属两个不同的机型范围,按照FAA的进近速度划分,两种机型同属于E类飞机,按照飞机尺寸划分,波音B787-300属于IV类,B787-800属于V类,而空客A380则属于VI类。
显然,波音B787比空中客车A380对机场的要求要低,最明显的结果就是波音B787型飞机可以在更多的机场运行。
这就为新航线的开辟和航空公司的灵活运营带来了便利。
根据中国民用航空总局的安排,首都机场、上海浦东机场、广州新白云机场2008年前,都将充分满足A380客机的起降要求。
为应对恶劣天气和机场突发故障,民航还安排了9座A380备降机场。
飞首都机场可以备降天津、太原和呼和浩特机场;飞浦东机场可以备降虹桥、南京禄口、杭州萧山机场;飞广州可以备降武汉、桂林、深圳机场。
目前,天津滨海国际、太原武宿等机场正在进行改扩建工程,以满足A380的起降要求。
仅天津滨海国际机场改扩建工程的费用就多达25.69亿人民币。
在中国,这种建设通常是由政府和机场当局进行投资,从表面上看,公司不会为机场的建设投入大量的资金,但是这样一来使得航空公司只能在现有条件下运营航班,不能够自主发展,最明显的就是A380在国内的主降场只有三个,且都分布在东南沿海城市。
在世界范围内,到2010年,可供A380起降的机场主要分布在东南亚、欧洲和北美(主要是美国),这自然就会限制A380在中国的运营和航线拓展。
6.2从研发理念分析
两种机型的研发理念截然不同,结合中国民航中远程旅客运输现状,就是经济和人口分布的不均衡决定了城市对航线未来相当长时间内在我国航线网络仍占重要地位,轮辐式航线网络在国内客运市场的主要应用前景以内馈式为主,而这种国内城市间对航刚好是波音B787-300适用的航段。
再到国际航线上,我国国际航线的主要目的地是欧洲和北美,这些地区目前都有能供空客A380起降的机场,所以从目前的现状来看,该机型有一定的运营空间,但是随着中国经济的发展,中西部民航运输所占的比重将越来越大,加之西部人口的不均匀分布,使得未来中西部民航运输的发展前景更加广阔。
可以预见,到那时,由中西部干线机场始发的中远程国际航线将越来越多,而受机场条件限制,航空公司将无法使用A380来执行这些远程航线。
根据空中客车公司提供的数据,到2010年,中国可供A380起降的机场仍然只有北京首都、上海浦东和广州新白云机场,没有在中西部地区扩建可供A380起降的机场。
随着世界民航的发展,由我国始发的国际航线条数将越来越多,覆盖的范围也将越来越大,而在2010年以前可供A380起降的机场主要分布在西欧和美国,这样也势必会影响到以A380为主力远程运输机的航空公司的新航线的开辟。
波音B787-800刚好弥补了以上的不足,根据波音B787的研发理念,波音B787客机可以实现越洋航线的不经停直航,结合其0.85马赫的巡航速度,这样便可以节省航程中消耗的时间,也可以减少经停过程中多余的燃油消耗,降低了航空公司的运营成本,也使航空公司可以将飞机投入更多的航线运营。
6.3从航空公司运营成本分析
航空公司对一种机型的运营成本主要包括引进机型成本、运营成本和维护成本。
6.3.1.引进成本
这一部分成本主要包括购置新机型的费用和飞行机组改装培训的费用。
两种机型的购买价格分别是波音B787的1.2亿美元和空客A380的2.8亿美元。
航空公司在引进一种全新的机型用于航线运输时,一般首次引进5架左右,按照A380的目录标价,首次引进成本应该在10至14亿美元,而相对于波音,这个成本只有5至6亿美元,较低的购入成本可以适应更多的中型规模的航空公司。
飞行机组改装培训的费用:
空客A380沿袭了其优势,就是通用性,空客A380的驾驶舱沿用了空客家族的典型配置,使得驾驶A380和空中客车生产的其他民航飞机并没有什么明显的不同,因此飞行员只要经过不到两周的培训就能完全适应。
这样一来飞行员在进行新机型改装时所投入的成本要低于波音公司,时间也会更短,有利于新机型更早的投入运营,为航空公司节约了成本。
6.3.2.运营成本
随着世界燃油价格的不断上涨,两家飞机制造公司在新机型的研发上也更加注意提高航空油料的使用效率。
空客公司表示A380是第一种百公里旅客油耗少于3升的远程飞机,而且座位英里成本比当今最有效的波音B747-400低15%,相当一辆小型汽车的耗油量。
而A380F货机的成本则要降低20%以上。
波音公司表示因为使用了占飞机总重50%以上的复合材料,波音B787比目前的波音B767和空客A330节省20%的燃油,且排放相当,波音787更可使航空公司的盈利货运能力提高约45%。
波音B787较空客A380具有的优势主要表现在:
在机型上有多种衍生型号,可以适应不同航线航程和旅客数目;在研发理念上更接近中国民航的发展现状和未来趋势;在引进成本上较低,适合中小规模的航空公司购买并形成规模机队;在维护成本上也较现有机型要低。
当然空中客车A380也有其优势所在。
首先在单机旅客运力上有无可匹敌的优势,在飞行员改装成本上也较其他机型要低,且时间更短。
两种机型分别属于两个不同的市场范围,所以航空公司可以同时选择这两种机型进行航线运输,以此为代表的是中国南方航空公司,分别购买了5架空客A380和10架波音B787-800型客机。
以空客A380运营干线枢纽机场的高客流量航线,用波音B787运营较低客流量的城际点对点航线将成为航空公司的最佳选择。
7.收获与建议
通过这短短的十几次课的学习,我了解了飞机设计的主要过程以及飞机设计过程中需要注意的一些方面,这些也给我的其他课程的学习带来了一些启示。
当然,我的最大收获便是对飞机的各个方面有了更深入的了解,同时也知道了一些关于民航以及军用机的知识。
总的来说,拓宽了我的知识面。
建议如下:
(1)在课堂上可以多介绍一些前沿的飞机技术以及新型的机型和理念,让我们了解到最先进、最前沿的知识。
(2)建议可以适当的增加一些现场课,让我们有一个整体直观的感受,更有利于我们的学习和思考,也更能激发我们的学习热情。
参考文献
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(一)[J].空运商务,2009,总259期
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(一)[J].空运商务,2007,(22)
[3]张序,宋磊.空客A380与波音B787在中国民航市场前景的分析
(二)[J].空运商务,2007,(23)
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[10陈林.我国航空运输业排放治理现状及政策建议[J].空运商务,2012(7)
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