《航空概論》論文

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1、《航空概論》論文之 我國(guó)民用客運(yùn)飛機(jī)發(fā)展淺析 人類(lèi)自古以來(lái)，就夢(mèng)想能像鳥(niǎo)兒一樣在空中飛翔，中國(guó)春秋時(shí)代風(fēng)箏的發(fā)明，雖然不能載人升空，但它確實(shí)可以稱(chēng)之為飛機(jī)的鼻祖。1903年，美國(guó)萊特兄弟制造出第一架依靠自身動(dòng)力進(jìn)行載人飛行的飛機(jī)，并獲得試飛成功，人類(lèi)由此步入了夢(mèng)想已久的航空時(shí)代。 一、民用客機(jī)發(fā)展史 作為二十世紀(jì)最重大的科技發(fā)明之一，飛機(jī)技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域不斷得到進(jìn)步和提升，其發(fā)展歷程也經(jīng)歷了幾個(gè)重要時(shí)代的更替和演變。 1、民用客機(jī)起步－活塞時(shí)代 1909年，第一家商業(yè)性質(zhì)的民航運(yùn)輸公司在德國(guó)成立，并實(shí)現(xiàn)安全營(yíng)運(yùn)。其他國(guó)家和地區(qū)也誕生不同類(lèi)型的航空營(yíng)運(yùn)機(jī)構(gòu)。1914年

2、，隨著第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，航空技術(shù)力量被用作戰(zhàn)爭(zhēng)武器，民航飛行被迫中止。 一戰(zhàn)結(jié)束后，軍需的銳減迫使航空工業(yè)向民用方面尋求出路。但在民用航空發(fā)展的前幾年，客運(yùn)機(jī)基本上是由戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的轟炸機(jī)改裝而成，其速度、載客量和航程都受到極大限制，航空客運(yùn)均處于虧本經(jīng)營(yíng)狀態(tài)。直到1935年道格拉斯DC-3客機(jī)的出現(xiàn)，才使這一局面得以扭轉(zhuǎn)。波音公司隨之于1938年實(shí)現(xiàn)B-307的生產(chǎn)和投運(yùn)，成為促進(jìn)客運(yùn)航空發(fā)展的中堅(jiān)力量。 在此后的發(fā)展過(guò)程中，民航客機(jī)采用了全金屬結(jié)構(gòu)，機(jī)身尺寸有效擴(kuò)大，載客量和飛行速度也有了明顯提升。1953年投運(yùn)的道格拉斯DC-7的載客人數(shù)突破了100人，最大飛行速度超過(guò)600Km/H

3、r。 2、民用客機(jī)發(fā)展－噴氣時(shí)代 二戰(zhàn)結(jié)束后，隨著戰(zhàn)時(shí)航空設(shè)施轉(zhuǎn)入民用，航空營(yíng)運(yùn)市場(chǎng)空前，而以活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的民用客機(jī)，其體積大、功率低、故障率高等缺陷，給航空的安全性、經(jīng)濟(jì)型帶來(lái)諸多不便，其飛行速度和乘坐舒適性也不能滿(mǎn)足乘客出行需要，噴氣式客機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。 1939年，世界上第一架?chē)姎怙w機(jī)試驗(yàn)機(jī)He－178在德國(guó)誕生，并成功試飛。1947年，英國(guó)哈維蘭生產(chǎn)并投運(yùn)的“彗星”號(hào)噴氣式民用客機(jī)，其速度、飛行平穩(wěn)性大大超過(guò)活塞式飛機(jī)的任何機(jī)型，航程和載客量也有極大提升空間。雖然在以后的營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，由于震顫造成多起空難，但它卻為后來(lái)的噴氣客機(jī)積累了極為重要的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。 波音707是美國(guó)波音公

4、司研制的四發(fā)遠(yuǎn)程噴氣運(yùn)輸機(jī)，上世紀(jì)50年代作為民用客機(jī)以來(lái)，直到1991年生產(chǎn)線(xiàn)關(guān)閉，統(tǒng)領(lǐng)民航客機(jī)市場(chǎng)近半個(gè)世紀(jì)，成功確立了噴氣客機(jī)的歷史地位。之后，道格拉斯DC-8噴氣客機(jī)及英法等國(guó)噴氣客機(jī)相繼問(wèn)世，民用客機(jī)全面進(jìn)入噴氣時(shí)代。 上世紀(jì)60年代，噴氣客機(jī)已經(jīng)成為中長(zhǎng)程航線(xiàn)的唯一選擇，民用噴氣客機(jī)也實(shí)現(xiàn)了幾次跨越，航行速度、飛行高度、載客量、航程、舒適性、安全性等方面均得到明顯改善。 70年代以后，波音公司相繼推出737等經(jīng)典機(jī)型，成為航空干線(xiàn)的主要機(jī)型。英法德幾個(gè)著名航空公司重組成立空中客車(chē)（AIRBUS），并于1972年成功下線(xiàn)A-300噴氣客機(jī)，之后相繼推出A320-A350等多種機(jī)型

5、，成為波音的有力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。 波音公司的747系列洲際客機(jī)自從誕生以來(lái)，就一直占領(lǐng)著大型遠(yuǎn)程干線(xiàn)客機(jī)的主導(dǎo)地位，但空客A380的投運(yùn)，成為迄今為至最大的民用客機(jī)，也使波音的霸主地位遭到動(dòng)搖。這兩大機(jī)型的最大載客量均超過(guò)700人，飛行速度超過(guò)1000Km/Hr，成為遠(yuǎn)程干線(xiàn)客機(jī)的統(tǒng)治者。 3、民用客機(jī)未來(lái)－超音時(shí)代 雖然噴氣式民用客機(jī)在二戰(zhàn)后的二十多年時(shí)間取得的進(jìn)步是十分巨大的，但航空工程師們對(duì)噴氣客機(jī)的速度并不滿(mǎn)意，如果能實(shí)現(xiàn)民用客機(jī)的超音速飛行，將大大縮短長(zhǎng)途飛行時(shí)間。 1976年，英國(guó)和法國(guó)合作研制的協(xié)和超音速客機(jī)投入使用。盡管協(xié)和飛機(jī)在技術(shù)上有許多重大突破，但在商業(yè)運(yùn)營(yíng)商卻存在一系

6、列問(wèn)題。 協(xié)和飛機(jī)主要有三大缺點(diǎn)：第一，經(jīng)濟(jì)性差。協(xié)和號(hào)最大載客量只140人，但耗油量卻是波音747的2倍，經(jīng)濟(jì)艙的票價(jià)比亞音速飛機(jī)的頭等艙還貴20%。第二，航程短。協(xié)和的航程為6500千米，無(wú)法充分發(fā)揮速度優(yōu)勢(shì)。第三，噪音污染嚴(yán)重。協(xié)和式噪音水平高，以至于歐美一些國(guó)家規(guī)定，不得在大陸上空進(jìn)行超音速飛行。 鑒于以上原因，超音速民用客機(jī)的商業(yè)運(yùn)行不得不暫時(shí)擱置，但人們對(duì)其實(shí)現(xiàn)的可能性的研究卻始終沒(méi)有停頓。我們有理由相信，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，它一定會(huì)成為民用客機(jī)的主力軍。 二、民用客機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 1、國(guó)外現(xiàn)狀 目前世界最大的四家民用客機(jī)制造商分別是美國(guó)波音公司、歐洲空

7、中客車(chē)、加拿大龐巴迪公司和巴西航空工業(yè)公司。這四大民用客機(jī)制造商的市場(chǎng)份額超過(guò)全球市場(chǎng)的80%。波音和麥道公司合并后，世界干線(xiàn)飛機(jī)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)形成了美國(guó)波音公司和歐洲空客公司兩強(qiáng)相爭(zhēng)的局面，而支線(xiàn)機(jī)市場(chǎng)在2002年美德合資的仙童道尼爾公司申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)后，由三足鼎立變?yōu)辇嫲偷瞎竞桶臀骱娇展I(yè)公司雙雄爭(zhēng)霸的局面。 2、國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 中國(guó)航空客運(yùn)的高速發(fā)展源自改革開(kāi)放后經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)。1980年，運(yùn)10飛機(jī)試飛成功，為自行研制支線(xiàn)噴氣飛機(jī)創(chuàng)造了條件。運(yùn)12飛機(jī)還取得了美、英適航證，為今后民機(jī)取證積累了經(jīng)驗(yàn)。 中美合作生產(chǎn)麥道系列飛機(jī),也為國(guó)內(nèi)航空企業(yè)按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)支線(xiàn)客機(jī)積累了經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)多家航

8、空制造公司參與了國(guó)外飛機(jī)零部件的轉(zhuǎn)包生產(chǎn),具備了按國(guó)際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)組織航空零部件生產(chǎn)的能力。同時(shí)，通過(guò)國(guó)際合作生產(chǎn)，我國(guó)民機(jī)生產(chǎn)制造技術(shù)的確也有了相當(dāng)?shù)奶岣?。但是在知識(shí)產(chǎn)權(quán)和關(guān)鍵核心技術(shù)問(wèn)題上，中國(guó)始終沒(méi)有通過(guò)市場(chǎng)在核心技術(shù)上占有主導(dǎo)地位。 值得高興的是，近年來(lái)我國(guó)在自主研發(fā)和制造民用客機(jī)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。新舟60支線(xiàn)飛機(jī)已陸續(xù)交付用戶(hù)并開(kāi)始營(yíng)運(yùn)，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)產(chǎn)民用客機(jī)的先河；2012年9月，中航商用飛機(jī)有限公司研制的ARJ21“翔鳳” 渦扇噴氣支線(xiàn)客機(jī)進(jìn)入適航取證階段。干線(xiàn)客機(jī)C919研制同樣進(jìn)展順利，可望于2016年投入營(yíng)運(yùn)。 三、民用客機(jī)分類(lèi) 民用客機(jī)可以按一下方法進(jìn)行分類(lèi)： 1、

9、按飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型分，有螺旋槳飛機(jī)和噴氣式飛機(jī)之分。螺旋槳式飛機(jī)，包括活塞螺旋槳式飛機(jī)和渦輪螺旋槳式飛機(jī)，活塞螺旋槳式，是最原始的動(dòng)力形式。它利用螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)將空氣向機(jī)后推動(dòng)，借其反作用力推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)。螺旋槳轉(zhuǎn)速愈高，則飛行速度愈快。噴氣式飛機(jī)，包括渦輪噴氣式和渦輪風(fēng)扇噴氣式飛機(jī)。這種機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度快，一般時(shí)速可達(dá)500-600英里；燃料費(fèi)用節(jié)省，裝客量大，一般可載客400-500人。 2. 按飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量分，有單發(fā)、雙發(fā)、三發(fā)、四發(fā)飛分。 3. 按飛機(jī)的飛行速度分，有亞音速飛機(jī)和超音速飛機(jī)之分，亞音速飛機(jī)又分低速飛機(jī)（飛行速度低于400公里/小時(shí)）和高亞音速飛機(jī)（飛行速度

10、馬赫數(shù)為0.8-0.9）。多數(shù)噴氣式飛機(jī)為高亞音速飛機(jī)。 4. 按飛機(jī)的航程遠(yuǎn)近分，有近程、中程、遠(yuǎn)程飛機(jī)之別。遠(yuǎn)程飛機(jī)的航程超過(guò)10000公里，可以完成中途不著陸的洲際跨洋飛行。中程飛機(jī)的航程為3000公里左右，近程飛機(jī)的航程一般小于1000公里。近程飛機(jī)一般用于支線(xiàn)，因此又稱(chēng)支線(xiàn)飛機(jī)。中、遠(yuǎn)程飛機(jī)一般用于國(guó)內(nèi)干線(xiàn)和國(guó)際航線(xiàn)，又稱(chēng)干線(xiàn)飛機(jī)。 四、民用客機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 隨著民航事業(yè)的迅速發(fā)展，乘坐飛機(jī)的人越來(lái)越多，一方面使一些繁忙航線(xiàn)的航班數(shù)量迅速增多，給空中交通管制帶來(lái)很大負(fù)擔(dān)；另一方面人們對(duì)于遠(yuǎn)程航線(xiàn)特別是越洋航線(xiàn)的飛行時(shí)間仍感偏長(zhǎng)。因此，未來(lái)的客機(jī)需要朝高速化和巨型化方向發(fā)展。

11、在高速化方面，不少專(zhuān)家對(duì)超音速客機(jī)持樂(lè)觀態(tài)度，第二代超音速客機(jī)已有若干種方案。發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的改善可能是第二代超音速客機(jī)成敗的關(guān)鍵。另外，如何降低超音速飛行的噪聲污染，也是必須面對(duì)和解決的。 另一個(gè)發(fā)展方向是超大型飛機(jī)，即載客量在600—800座的巨型干線(xiàn)客機(jī)。2007年，研制多年的超大型民用客機(jī)—空客A380投入營(yíng)運(yùn)，一時(shí)間在航空界引起巨大反響。A380是一種寬體客機(jī)，最高時(shí)速可超過(guò)1000Km，航程接近1.5萬(wàn)Km，初期載客量為555人，改進(jìn)后可提高到800人，是名副其實(shí)的“空中巨無(wú)霸”。 五、民用客機(jī)國(guó)產(chǎn)化 1、國(guó)產(chǎn)民用客機(jī)發(fā)展歷程 新中國(guó)成立后，自主設(shè)計(jì)制造民用客機(jī)的步伐從未停

12、息。1958年9月，北京航空航天大學(xué)自行設(shè)計(jì)制造的我國(guó)第一架輕型運(yùn)輸機(jī)“北京一號(hào)”，在首都機(jī)場(chǎng)試飛成功，并在之后完成了北京—上海航線(xiàn)試飛。 之后經(jīng)歷了幾十年的艱難跋涉，國(guó)產(chǎn)“運(yùn)系列”民用機(jī)雖有不小進(jìn)步，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比差距甚遠(yuǎn)。回顧我國(guó)航空工業(yè)50年走過(guò)的歷程，可以用五個(gè)階段加以概括：仿制和測(cè)繪設(shè)計(jì)階段、自行研制階段、國(guó)際合作“三步走”階段、改型研制階段、自主研制新階段。 至今為止，我國(guó)已累計(jì)研制、生產(chǎn)了各類(lèi)型號(hào)的民用飛機(jī)近2000架，其中由“運(yùn)七”改進(jìn)而成的支線(xiàn)客機(jī)“新舟60”已投入使用。2008年5月，隨著中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司的掛牌，中國(guó)大飛機(jī)項(xiàng)目正式啟動(dòng)。目前中國(guó)商飛的支線(xiàn)客

13、機(jī)“翔鳳”ARJ21已成功試飛，進(jìn)入適航取證階段，C919干線(xiàn)飛機(jī)研制也進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段。 2、國(guó)產(chǎn)民用客機(jī)發(fā)展見(jiàn)解 改革開(kāi)放30多年來(lái)，我國(guó)的工業(yè)水平、科技水平和綜合國(guó)力已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是總體來(lái)講，我國(guó)的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)仍然處于國(guó)際高技術(shù)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的低端，制造國(guó)產(chǎn)民用客機(jī)所需的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)投入仍顯不足，競(jìng)爭(zhēng)力較低，與發(fā)達(dá)的國(guó)家有較大的差距。 針對(duì)目前民用客機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，結(jié)合我國(guó)航空工業(yè)實(shí)際，我們不妨得出以下發(fā)展思路： 1、對(duì)照技術(shù)特征類(lèi)型選擇合適的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑 我國(guó)的航空工業(yè)經(jīng)過(guò)50多年的磨練，在民用飛機(jī)的工藝制造、零部件生產(chǎn)、大部件的組裝以及全機(jī)最后結(jié)

14、構(gòu)的總裝等許多領(lǐng)域都比較成熟，但是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、新材料特別是復(fù)合材料技術(shù)、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)方面，仍需繼續(xù)努力。 民用客機(jī)制造技術(shù)可分為:核心技術(shù)、輔助技術(shù)及一般技術(shù)。針對(duì)核心技術(shù)要自主創(chuàng)新，使其成為我們的核心競(jìng)爭(zhēng)力。輔助技術(shù)可以尋求國(guó)際合作，一般技術(shù)的委托加工可使經(jīng)濟(jì)性得到良好體現(xiàn)。 2、走出中國(guó)特色的民用客機(jī)發(fā)展道路 加大對(duì)既有客機(jī)“翔鳳”、“新舟”系列的研制、改型、促銷(xiāo)力度，進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)化水平，走出一條具有中國(guó)特色的民用客機(jī)發(fā)展道路。借鑒加拿大龐巴迪和巴西航空工業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，避開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)鋒芒，發(fā)展特色航空。抓住國(guó)內(nèi)航空市場(chǎng)迅猛發(fā)展的機(jī)遇，為國(guó)產(chǎn)民用客機(jī)占領(lǐng)一席之地。 3、搶占技術(shù)制

15、高點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展 我國(guó)現(xiàn)階段民用客機(jī)發(fā)展方面的被動(dòng)局面，源于國(guó)外對(duì)核心技術(shù)的壟斷，這一教訓(xùn)是深刻的。所以我們?cè)诎l(fā)展大型干線(xiàn)民用客機(jī)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)著眼于對(duì)下一代機(jī)型的投入。大型民機(jī)發(fā)展計(jì)劃應(yīng)當(dāng)將超音速飛機(jī)的研發(fā)納入其中，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，通過(guò)搶占技術(shù)制高點(diǎn)，進(jìn)一步縮小與西方發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距，并為其它航空領(lǐng)域積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 [參考資料] 《民用客機(jī)百年發(fā)展歷程》 李成智 《環(huán)球時(shí)報(bào)》2003.12.17 《對(duì)中國(guó)大型運(yùn)輸機(jī)發(fā)展的思考》 潘文林 《航空檔案》2007.5 中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司網(wǎng)站 西安飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司網(wǎng)站 北京航空航天大學(xué)網(wǎng)站