「音爆」不解决 民航难以实现超音速飞行

「音爆」不解决 民航难以实现超音速飞行

自从15年前协和式超音速客机退役后,超音速商业飞行的各种建议一直层出不穷。下面是一些接近付诸实施的计划。

美国航空制造公司,超音速飞机制造商Boom Supersonic, Aerion Supersonic和Spike Aerospace都竞相成为第一个大幅度缩短全球飞行时间的公司,努力尽制造出速度超过音速(1马赫)的喷气客机,也就是超过在海平面音速每小时1225公里。

所有的计划的目标都是争取在2025年前把超音速客机投入定期运行。

在技术上超音速飞行十分复杂。主要挑战在于如何提供旅客能够负担得起的超音速飞行,而且同时还要降低污染,关键是消除协和式超音速客机造成的那种震耳欲聋的音爆。

像霹雳一样巨大的音爆能震裂窗户玻璃,毁坏建筑。

Boom Supersonic的创立者,公司总裁绍尔(Blake Scholl)说,”现在空间的商业创意和创业正在复苏”,该公司正计划制造一个三角翼的客机,这种客机能载55名乘客,速度可以达到2.2马赫,也就是每小时速度达到2335公里。

他说,”协和式飞机十分超前,是巨大的技术成就,但是协和飞机燃料消耗却低效的令人难以置信,因此运行成本十分昂贵。 ”

解决音爆 问题 ?

航空监管机构的态度对于超音速飞行能够复兴起着关键的作用。

今年早些时候,洛克希德马丁公司从美国航天机构国家宇航局赢得了价值2.48亿美元的合同,要制造一种低音爆的飞机作展示。这种名为X-59 QueSST的飞机使用了静音超音速技术,飞行速度将达到1.42马赫,高度达到16764米。美国宇航局说,这种飞机的噪音和关闭轿车门的声音差不多。

消除音爆的一个关键是机身结构的设计。常规的超音速喷气飞机,空气冲击波从机头到达机尾翼的时候增强,形成两次明显的音爆。

如果把飞机经过特殊设计,让冲击波离开飞机的时候不汇合在一起。这就意味着冲击波传到地面的时候仍然是分开的,那样就形成了比较柔软的闷声。

这款飞机应该在2021年底前完成制造,在2022年中期美国宇航局计划让这种飞机在美国不同城市间飞行,收集关于地面人群对超音速飞行如何反应的数据。

2025以后,这些数据将提交给美国联邦民航局(FAA)和国际民航组织(ICAO),让他们制定关于陆地上空超音速飞行的规则。

目前的规则是,民航飞机只能在水面上空进行超音速飞行。

Spike Aerospace的总裁卡奇里那(Vik Kachoria)说,”必须避免让音爆干扰地面生活的人,这样才行”。他们公司设计的S-512商务喷气式飞机能够载客12-18人,飞行速度能够达到1.6马赫。

Spike公司表示,他们的”超音速安静飞行技术”意味着他们制造的飞机能够在陆地上空作超音速飞行,但又不对地面的人构成过多干扰。

Spike公司没有透露他们如何做到这点,但是他们的飞机机身选择了机翼后略角度为55度的设计。

廉价超音速飞行?

如果解决了音爆问题,超音速飞行的成本有多贵?

协和式客机飞行的价格是普通客机头等舱的4倍。但是上述3家公司都说他们努力使超音速旅行的票价不会超过现在的商务舱机票价格。

目前从上海到洛杉矶的客机飞行时间是12小时,这个时间将来会缩短到6小时之内。

绍尔说,”飞越大西洋的往返飞行机票价格不是2万美元,更可能只有5千美元。”

他说”相比经济舱价格,这仍然十分昂贵,但是如果你能付得起靠前机舱的价格,你就能承担得起这种仅用一半时间到达目的地的(超音速)飞行。”

2017年的航空旅客人数达到了40亿,其中12%(4.8亿人)的旅客乘坐商务舱,因此这方面的市场潜力巨大。

Boom目前正在制造一种超音速单座飞机XB-1,这种进行飞行测试的飞机明年将开始飞行。

绍尔坚持说,超音速旅行并不需要许多新技术。

“可以利用现有的为其他种类飞机开发的先进技术,碳纤维构件,涡轮风扇发动机,软件最优化的气动设计。”

协和飞机使用了相对效率比较低的涡轮喷气发动机,而其后设计中的超音速飞机都使用了涡轮风扇发动机,而这种发动机已经被广泛用于商业航空中。

Boom希望其商业超音速飞机能够在2020年代中期投入运营。到目前为止只有两家航空公司签了订单,维珍航空公司已经订购了10架;日本航空公司订购了20架。

各种 超音速飞机

 

  • Aerion Supersonic的AS2商务喷气式飞机—— 载客12人,最高巡航速度4马赫。动力: 3台改装的通用电气航空公司的涡扇发动机。公司承诺在1.2马赫巡航时不会产生音爆。首次商业飞行计划在2026年进行。
  • Boom超音速客机—— 载客55人,航速2马赫。动力: 三台无补燃, 中涵道比,有可变几何截面进口和喷口的涡扇发动机,音爆比协和式安静30倍。首次商业飞行计划在2025年进行。
  • Spike Aerospace S-512超音速喷气飞机—— 载客12-18人,速度6马赫。动力:两台涡扇发动机。首次商业飞行计划在2025年进行。
  • Aerospatiale/BAC协和式飞机—— 载客92-128人,航速04马赫。运行期:1976-2003年。
  • 图波列夫Tu-144飞机—— 载客140人,航速8马赫。运行期:1977-78年。

谁能 捷足先登?

许多人认为Aerion Supersonic公司制造的超音速飞机最早被投入运营的可能性最大。

Aerion已经同洛克希德马丁公司合作,共同研发计划中的AS2超音速商务客机。洛克希德当然有丰富的高速飞机制造的经验,他们制造了诸如F-35, F-22, 和速度达3马赫的SR-71侦察机。

Aerion公司表示,他们已经为他们的超音速飞机选择了一款已有的发动机,他们目前正在同通用电气航空(GE Aviation)合作,今年晚些时候将公布这款飞机发动机。

“这是一款积累了10亿飞行小时的发动机”,Aerion的总裁巴伦支(Brian Barents)说,”这意味着它能在世界任何地方得到维修保养。”

传统的超音速飞行的设计方案都是三角翼设计,但是Aerion说这种设计会引起三角翼末端的”翼展方向气流”,引起气流波动,增加阻力。

该公司说,他们已经选择了薄机翼和水平稳定翼设计,这应该能把阻力减少20%。美国航天局已经在两倍音速的状况中测试了Aerion公司设计的翼型,证明了他们的设计可行。

巴伦支说,”它的速度很快,但是在许多方面仍然是一种常规飞机,诸如在制造技术,材料,系统方面都是如此,这样就消除了飞机的风险,不仅对研发公司如此,对客户也是如此。”

在公众关注气候变化,航空对环境影响的时代, Spike公司的卡奇里那认为,遵守目前和未来的管理规定对于超音速旅行的成败至关重要。他说,”如果你不和那些相关团体沟通,会使整个行业陷入困境。”

转载自BBC

兰德公司看衰中国大飞机

兰德公司(Rand Corporation)新出炉一份报告,这份报告的主题是中国寻求自主研制一款客机与波音(Boeing)和空中客车(Airbus)竞争。北京投入了至少70亿美元用于研制C919单通道飞机,还投入了数十亿美元用于研制更小的ARJ-21支线飞机。C919客机对应的机型是波音737和空客A320。C919和ARJ-21已经研制了数年时间,但预计这两款飞机一时半会还都无法进入商业服务阶段,不过ARJ-21至少已经进行了几次试飞。

兰德公司(Rand Corporation)新出炉一份报告,这份报告的主题是中国寻求自主研制一款客机与波音(Boeing)和空中客车(Airbus)竞争。北京投入了至少70亿美元用于研制C919单通道飞机,还投入了数十亿美元用于研制更小的ARJ-21支线飞机。C919客机对应的机型是波音737和空客A320。C919和ARJ-21已经研制了数年时间,但预计这两款飞机一时半会还都无法进入商业服务阶段,不过ARJ-21至少已经进行了几次试飞。

几十年来,北京一直把拥有生产客机的能力视为一个重要目标,这在一定程度上是为了显示中国的工业能力。上世纪70年代,中国生产了一款类似于波音707的飞机(运十),但事实很快就证明中国航空企业执飞这一机型的成本太高,该项目于1983年终止。上世纪80年代,北京继续推动飞机研制,鼓励外国飞机制造商在中国生产飞机,以便让中国管理人员和工程师能够学习外国的技术。

这类安排中最知名的是麦道公司(McDonnell-Douglas)在中国组装单通道麦道-82和麦道-83的协议。麦道并入波音,停止生产这两款飞机后,交易随之终止,但这对中国来说似乎是一次成果格外显著的学习经历:ARJ-21支线飞机与麦道-82惊人地相似,不过北京坚持说ARJ-21是利用自主技术研制的。

虽然中国已经组装出“麦道-82/83”飞机(有几架出口到美国),而且最近制造了空客飞机和种类繁多的飞机零部件,但中国的工程师们尚未掌握自主设计客机的技术。其原因在许多中国通看来并不陌生:中国企业软实力不够。

航空业最重要的软实力是在又长又广的供应链上协调成千上个零部件的生产。实践证明,即使是波音和空客,要使用它们最复杂的供应链来生产它们最新、最尖端的飞机也绝非易事。而在中国,按照兰德报告的说法,即便用30年前的老技术生产飞机也依然困难重重。当这些零部件送到工厂最后组装的时候,不匹配的问题就会暴露出来。

兰德还就中国飞机项目对下游产业的影响提出了几点有趣的思考。中国政府希望对国有企业进行改革,并优先发展服务业而非重工业,但这与中国传统的工业政策发生了冲突。

从逻辑上讲,最有可能购买国产飞机的应当是中国国有航空公司。有迹象表明,政府已经向它们施压,要求它们购买。然而对这两款国产飞机,国有航空公司还是唯恐避之不及。兰德援引一位消息人士的话称,一位航空公司高管在谈话中将国产支线飞机称作“笨飞机”,另一位高管则质疑小型支线飞机在中国是否有利用价值。

国有航空公司在许多方面都可以作为国企改革的样本。一些国有航空公司已经在海外上市,管理日趋专业化,成本结构和客户服务不断完善,而且航空公司属于服务业。所以,如果中国政府想推进国企改革,那么可以推断这就是他们想要实现的目标。

相比之下,研制C919和ARJ-21的中国商用飞机有限责任公司(Commercial Aircraft Corporation of China Ltd., 简称:中国商飞公司)绝对是一家拥有政治资源、廉价资本和垄断地位的老式国有企业。现在的问题是,航空公司如果被迫与“未改革”的国企合作,可能再度被拖下水。

C919和ARJ-21的研发基于很早以前的西方技术,所以燃油效率很值得怀疑,飞机的维护成本和可靠性也一样。人们是否愿意乘坐这样的飞机,航空公司心里没底。在消费者可以自由选择的汽车市场,由于国外品牌在质量和安全性能方面声誉良好,仍然在中国占据主导地位。

如果中国政府改革国有企业的态度是认真的,就应该允许那些已经做出重大内部改进的国有航空公司试着从商业角度出发来决定购买哪些飞机。要是为了飞机项目的成功而强迫航空公司就范,就会破坏国企改革。

这只会让高铁项目冲击下的航空公司雪上加霜。中国利用据称是自主研发的技术建设的高速铁路网络,是中国政府最成功的交通运输相关产业政策。享有国家资源的铁路运营商铺设了长达几千公里的高速铁路,而上面行驶的高铁给航空公司造成了竞争压力。国有航空公司对一款并不划算的本土飞机缺少兴趣,一方面也是因为面临高铁的激烈竞争。

也许中国政府真的知道自己在干什么,也许有朝一日,中国商飞公司真的能与空客和波音一争高下。假以充足的时间和资金,中国商飞公司或许能够做到这一点。但正如兰德报告所指出的,实现这个目标不是无代价的,事实上,可能与中国政府承诺的促增长措施背道而驰。

转载:http://cn.wsj.com/gb/20140411/opn081043.asp

民用大飞机项目公司股东

民用大飞机项目公司股东由国资委、中航集团、上海市政府、宝钢、中铝组成。民营企业恐怕很难参与进来。一是资本难有如此庞大,二是风险大,耗不起哈!

  大飞机经国务院批准已经有一年了,大飞机项目公司据传也要在3月份人大召开前成立。民用大飞机项目公司的股东如何分配也在吸引大家的眼球。目前关于股东的分配传闻如下:

      国家将由国资委代表,以现金出资成为第一大股东。航空工业要表现国家意志哈,和当年空客一样,由政府埋单,强烈支持。

     中国一航和中航二集团作为国内航空工业的主要力量,将主要以现有的航空制造业资产出资,不足部分以现金补足。中国航空业必将整合,在一航林总经理的这篇文章里已经很清晰地讲解了他的思路。中国一航和中航二集团将合并为中国航空工业集团,整合旗下的所有资源,是中国大飞机项目的希望所在。

     上海市政府可能以上海市产业投资平台——国盛集团的名义以现金出资约50亿元,而且民用大飞机的基地有望落户上海临港产业区。

      宝钢集团和中铝集团也会少量参股。宝钢作为材料供应商肯定希望参股,以在将来供应商的竞争中占据有利地位。中铝也一样,飞机上使用铝可达40%以上,和宝钢一样的目的。

      民营企业恐怕很难参与进来。一是资本难有如此庞大,二是风险大,耗不起哈!

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空客A320A330与中国大飞机



中国大型飞机定义,是指起飞总重量超过一百吨的运输类飞机和一百五十座以上的干线客机。

A320系列是欧洲空中客车工业公司研制的双发中短程150座级(单通道)客机。包括A318、A319、A320及A321四种客机。A320-200为150座,A321-100为186座,A319为124座,A318为107座。

A330-200为293座,A330-300为33座。A330-200型1.72亿美元,A330-300型1.91亿美元。

如此两个系列的飞机完全覆盖中国大飞机战略的市场。当中国大飞机出来的时候你是会坐国产飞机还是更加成熟更加可靠、安全的A320、A330呢?航空公司会如何地选择呢?

再看下空中客车飞机系列超大型客机A380-800。载客555人,是我们目标的三倍多。

中国大飞机的机会在那里?
参考文章:欧美波音空客垄断世界大大型飞机市场

中国近年来的飞机订单-有感于174亿美元的160架空客

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