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空中客车A380揭秘

 茶香飘万里 2010-12-18
A380是迄今为止世界上最大的客机——以至于机场必须重新设计才能容纳它。它可以装载比其它任何商用客机都要多的乘客和货物,其设计者更声称A380的能效更高,可以有效节省燃料并且降低噪音。

A380面世
空中客车公司供图
A380面世

 

 
 

 
 

空中客车A380的出现在航空业内引起了很大反响。很多人在猜测外界是否准备好了接受如此大型的客机。在本文中,我们将探究出它究竟有多大,它能容纳多少人以及它是否会带来商业航空的革命性转变。
空中客车A380是个不折不扣的巨无霸。它的机翼长79.8米,机身全长73米,最大起飞重量超过54万公斤。

空中客车A380尺寸示意图

虽然这是迄今为止最大的客机,但这并不是世界上最大的飞机——这项殊荣属于乌克兰的An-225,北约代号“哥萨克(Cossack)”(见后文)。
与现有的客机相比,这么大的飞机可能可以多载几百名乘客。在单级客舱结构中,A380可配两层客舱(下面还有一层货舱),最多可运载840名乘客。但是,空中客车公司没有重点采用这个方案,而是设计了一种能运载555名乘客的三级客舱结构。这比起目前在载客量方面领先的波音747-400(可运载416名乘客),还是有明显的增加。
A380的舱室布局。

巨型机的巨额成本
空中客车公司在A380的研发已耗资约130亿美元。每架飞机的售价定为2.85亿美元。业内专家指出,各航空公司几乎都不是按定价的全价付款的,尤其当它们订购了大量飞机时,因此要准确计算出空中客车公司需要卖出多少架飞机才能收回研发成本是很难的。每一项新的飞机设计都将经过数十年的改进和提高,记住这一点很重要;而空中客车公司称其期待在2020年完成A380的设计。波音747客机从1970年起一直飞行至今。

 


为什么选择三级客舱结构,而不选择具有更大载客量的单级客舱结构呢?空中客车公司官方网站这么说:
A380的双通道双层客舱为长途旅客提供了全新的舒适体验。客舱是根据对目前大量实际乘客的抽样调查结果设计的,无论乘客购买哪种舱位机票,都能为其提供更大的空间、更宽敞的座椅和通道。底层客舱中的休息区、商务区、酒吧或其他设施可供乘客选用,这些都能进一步丰富A380的旅行体验。

A380的内部结构

实际上,经济舱的座椅将加宽约2.54厘米,而头等舱的座椅可以翻下去变成床。有人甚至建议在A380上配备赌场、商店、热水浴盆及双人床,使其成为一架“豪华喷气飞机”。

A380机舱实物模型:上层商务舱
空中客车公司供图
A380机舱实物模型:上层商务舱

A380机舱实物模型:上层社交区
空中客车公司供图
A380机舱实物模型:上层社交区

A380机舱实物模型:主层经济舱
空中客车公司供图
A380机舱实物模型:主层经济舱

大多数航空公司追求的是效率,而非豪华,而A380实现了这两者的结合。A380可持续飞行8,000海里(14,800公里),并且采用了大量新技术和先进的引擎提高燃油效率。
在下一部分中,我们将讨论这些效率改善情况。

迄今最大的飞机
An-225运输机(北约代号“哥萨克”)是迄今为止成功飞行的最大飞机。An-225是拥有六台引擎的庞然大物,最初是设计来运载前苏联航天飞机的,1988年进行首次试飞。该机仅制造了一架原型机,而飞机从未投入生产。尘封多年后,机翼长88米、机身长84米的哥萨克成为了一架货机。
休斯(Hughes)HK-1水上飞机(因其全木结构而被称为“云杉木鹅”),建造于1947年。其机翼长98米,机身长66.6米,一度是世界上最大的飞机。休斯水上飞机仅建造了一架真机,而且只飞行过一次。“云杉木鹅”(SpruceGoose)成为了“野心勃勃、耗资巨大、最终难逃失败噩运的工程”的代名词。
如果将A380与其他飞机就机身和机翼的平均长度进行比较,A380排在第三位,但还有好几种飞机不相上下。这些飞机包括KM里海怪物,一架运用地面效应浮在水面上的飞机(又称为“Ekranoplan”);安-124秃鹰;美军的C-5银河运输机;以及波音777-300ER


许多航空公司订购A380并不只是因为它体积庞大。新的设计必须能使它们赚取更多利润,特别是在整个航空业利润率普遍低下的环境下。A380也确实通过规模经济效应而提供了增加利润的机会。

A380
空中客车公司供图

A380的运行成本并不比波音747(体积和载客量与A380最接近的喷气机)高许多。A380上每多出一位乘客,就代表着航空公司能从中获得比小型客机更多的收入。增加的航程还有助于增加每次航班的“客运里程”。据空中客车公司称,最终结果将导致每位乘客的平均运行费用下降15%-20%。
空中客车公司还引进了许多最新技术,尽可能使A380燃油效率更高、环保性能更强。现在,劳斯莱斯公司与由通用电气及普惠联营的引擎联盟(EngineAlliance)正在开发高效引擎。

在第一架A380客机MSN001上安装劳斯莱斯特仑特(Trent)900引擎
空中客车公司供图
在第一架A380客机MSN001上安装劳斯莱斯特仑特(Trent)900引擎(2004年9月)

轻质材料的使用有助于减轻飞机重量,而全面风洞测试则使A380获得了最佳的气动外型。特殊的减震器将引擎产生的噪音减少到其他大型喷气机的一半左右。
A380的主要部件以碳纤维为材料,这是一种既坚固又轻便的材料,但是价格比较昂贵。飞机整个结构中约25%是用碳纤维增强塑料(CFRP)制造的。工程师们采用了不同的工艺来制造A380各种形状的部件。大而平的部件由树脂浸渍碳纤维带在压力釜中通过一台由电脑控制的铺带机加工而成。弯曲的部件是将碳纤维增强塑料进行干定型,然后用树脂浸渍而成。有的部件是由大块碳纤维通过电脑控制的工业缝纫机缝合而成。

国际争端
A380的到来不仅仅关乎空中客车公司与波音公司的竞争。空中客车公司这款巨型喷气机的面市使美国贸易官员与欧盟陷入对立之中。核心问题是世界贸易组织(WTO)的一些条约限制了政府对国际型产业的资助。空中客车公司自成立以来就一直获得欧洲国家的低息或零利息贷款,其中有些贷款完全不用偿还。业内人士声称A380是史上资助金额最大的飞机,波音公司称欧盟国家的各政府为空中客车公司提供了1500万美元的资助。但也有反驳称波音公司获得了美国政府的资助。



下图将空中客车A380与波音747-400(波音747系列中最新、最畅销的客机)进行了比较。本图根据A380的基本配置制成,不过空中客车公司还计划推出几种不同的机型,包括A380F货机。联邦快递公司已经订购了10架A380F,将于2008年交付。

空中客车A380与波音747-400
空中客车公司(左图)和Chris Sloan供图
空中客车A380图示(左图)与波音747-400


空中客车A380*
波音747-400*
尺寸
机翼
79.8米 64.4米
全长
73.0米 70.7米
高度
24.1米 19.4米
重量:空载重量
277,000公斤 181,000公斤
重量:最大起飞重量
560,000公斤 397,000公斤
载客量/布局
机组人员
2 2
乘客(三级客舱配置)
555 416
座位布局
双层双通道 单层双通道
其他
航程
8,000海里(14,800公里) 7,284海里(13,491公里)
实用升限
13,100米 12,497米
最高巡航速度
0.88马赫(299米/秒) 0.79马赫(260米/秒)
长途巡航速度
0.85马赫(289米/秒) 0.76马赫(252米/秒)
发动装置
4台劳斯莱斯特仑特900涡轮风扇引擎(起飞时推力为31,751公斤;起飞后推力为36,287公斤[参考])
4台引擎联盟GP7200涡轮风扇引擎(推力约为37,194公斤)
4台普惠PW4056涡轮风扇引擎(推力为25,401公斤[参考])
*资料来源: Airbus.com;Boeing.com;Airliners.net

A380的组装生产就给空中客车公司带来了许多难题。公司没有足够大的单个生产设施能制造整架飞机。不同部件在欧洲各地完成制造:
  • 机翼:威尔士Broughton
  • 机身:德国Hamburg
  • 尾翼:德国Stade
  • 方向舵:西班牙Puerto Real
  • 机头:法国Saint Nazaire
  • 机身与驾驶舱组件:法国Meaulte
  • 水平尾翼:西班牙Getafe
  • 最后组装:法国Toulouse
  • 机舱安装及上漆:德国Hamburg

其他部件在全球各地制造,其中一部分在美国制造。大部分最大的部件都通过驳船运送。

空中客车公司英国Broughton工厂与Mostyn港之间Dee-Dee河船上运载的A380机翼
空中客车公司供图
空中客车公司英国Broughton工厂与Mostyn港之间
Dee-Dee河船上运载的A380机翼

在加龙河上运载的A380机身元件,河船正在穿越法国波尔多的皮埃尔桥。
空中客车公司供图
在加龙河上运载的A380机身元件,
河船正在穿越法国波尔多的皮埃尔桥。

尾翼组件是唯一能空运的主要部件(使用AirbusBeluga)。大型卡车护送队将部件从法国Langon运送到Toulouse。为了容纳这些巨大的部件,必须建造一整套基础设施,包括能对部件进行“滚装装卸”的特制河船和海船、专用港口设施以及拓宽型道路。

法国Pauillac水上中转站上的A380机身前端和中部
空中客车公司供图
法国Pauillac水上中转站上的A380机身前端和中部

关于制造流程的更多详细内容(包括图片),请查看下列链接:

空中客车公司担心飞行员可能需要全面训练才能驾驶这么大的飞机,这样将增加航空公司的实际成本。带着这种想法,空中客车公司改进了电传操纵技术以减少飞行员的工作量;为了保持高能见度、确保A380上所有设备与飞行员习惯驾驶的其他喷气式客机更相近,公司将驾驶舱设置在两层客舱的中间。通过安装在机腹上的照相机,飞行员可以检查机轮的位置。控制系统与空中客车公司其他机型的相似,这样就将A380飞行员所需的额外训练降到了最少。


20世纪90年代初,空中客车公司开始研究如何开发载客量超过500人次的喷气机,以直接抗衡波音747。但直到1994年才开始工程和设计工作,当时飞机被称为A3XX。空中客车公司开始设想的是一种宽体双尾翼设计,但后来用双层设计取而代之。最后,飞机被命名为A380,并没有按照空中客车公司其他飞机常用的数字顺序命名:由于该飞机双层客舱的横截面呈“8”字形,因此选择了“8”。

MSN001进入系统装配站(2004年6月)
空中客车公司供图
MSN001进入系统装配站(2004年6月)

2000年,A380迎来了第一批订单,空中客车公司开始铺设用于生产这架大型飞机的基础设施,包括位于法国、威尔士、德国、西班牙及英国的大型飞机库和工厂。

MSN001进入系统装配站
空中客车公司供图

MSN001进入系统装配站
空中客车公司供图

MSN001进入系统装配站
空中客车公司供图

MSN001进入系统装配站
空中客车公司供图

2002年,A380工程工作人员超过了6000人。制造后期工作快完成时,销量也提高了。到2005年初,已有14家航空公司订购了154架A380客机。
2005年1月18日,第一架完工的A380揭开了面纱。2005年4月27日,它进行了试飞。2006年春季,新加坡航空公司开设A380定期航班。而仅用作货机的A380F将于2008年投入使用。
由于其前所未有的体积和载客量,A380引发了许多值得思考的重要问题。它能在哪里着陆?什么样的机场可以应付800个人同时上下一架飞机?航空公司真的能售出那么多张机票,使每一架A380都满座吗?

A380对现有的机场提出了挑战
空中客车公司供图
A380对现有的机场提出了挑战

确实,并不是每一个机场都能应付庞大的A380,但是问题并不是出在飞机跑道上。大量测试表明,A380的重量不会对跑道施加过重的压力。事实上,与其他大型喷气机相比,A380使用了更多起落轮,这样,每个机轮实际向跑道施加的重力比其他飞机的要轻。大多数主跑道都有足够的长度供飞机起飞与降落,虽然有的跑道不够宽(A380的引擎可能会有点挂到跑道边缘)。必须拓宽滑行道才能容纳这么大的飞机。

而最大的问题是机场候机楼的空间。大部分机场候机楼都没有足够的空间停A380。为了使这么多乘客上下飞机更加方便,空中客车公司设置了两个入口通道。因此,需要在每个候机楼设置两条通道。只有少数机场有这种配备。即使机场本身的设计可以容纳大型飞机,对机场后勤人员来说,对这么多人进行检票、行李托运和安检也是一项极其艰巨的任务。A380用于国际航班,那么毫无疑问,这些乘客的海关和移民检查队伍将会排得非常长。如果由于天气或调度的问题,两架或更多A380飞机同时到达某个下机口,机场预计全部旅客下机并找到行李将花近一天的时间。波音747刚投入使用时也遇到了相似的问题。

空中客车公司称,它所关注的是连接伦敦、香港等国际枢纽城市,并不想覆盖每一个主要机场。在日本的短途旅行中,也能发现A380的身影。这个岛国稠密的人口意味着即使是较短的旅程一般也能满座。

有些机构和人士——特别是波音公司(原因很明显)以及环境组织和航空业专家——质疑A380是否真如空中客车公司所宣称的能实现低成本高效率。空中客车的效率必须以满载为前提。这架大型飞机上即使只有一些空位,也将削减航空公司的利润率并影响飞机的每乘客平均排放量。

波音公司走自己的路
波音公司并未与空中客车公司比谁的飞机更大,而是将关注重心转移到效率上,以此应对公司面临的严峻挑战。波音公司认为主要枢纽城市的机场使用巨型飞机可能对旅客造成不便,也会为航空公司增加经济负担。为各种机场提供更多航班,同时减少每次航班的平均载客量,才是航空公司和乘客真正需要的。为此,波音公司开发出了波音787(先前称为波音7E7)。这是一架中型飞机,载客量约为250人次。据波音公司称,该飞机大约一半的部件将用轻质材料制成,加上更新的引擎和气动学应用,波音787将成为最节省燃油的飞机之一。此外,波音787的巡航速度能达到0.85马赫,也不需要对机场进行任何改造。根据波音公司计划,787将于2008年首次亮相。

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