客机

非军事用途的飞机

客机,亦称“旅客机”。运载旅客进行商业飞行的 民用运输机 。按航程,分为远程、中程、短程客机;按机身宽度,分为窄体和 宽体客机 ;按飞行速度,分为超 声速 和亚声速客机。

发展历史

研制背景

人们从鸟的飞翔和风筝的飞行中得到启示,认为用固定机翼同样能使比空气重的东西飞起来。人类关于飞行的许多探索和尝试是从模仿鸟类的飞行开始的。轻于空气的 航空器 的出现,激励着人们以更大的热情,继续从研究鸟类飞行着手,发明重于空气的航空器。但关键问题首先是如何获得 升力 ;其次是解决稳定、操纵问题;最后是解决动力问题。在实现重于空气的飞行之前,人们进行了许多探索。

研制历程

早在19世纪初, 英国 科学家 乔治·凯莱 就提出了重于空气飞行器的基本飞行原理和飞机的结构布局,被看作现代航空学诞生的标志。他在1847年设计制作了一架滑翔机,并由他的马车夫驾驶飞行了大约450 m。应该说乔治·凯利爵士是世界上成功地把载人滑翔机飞上蓝天的第一人。令人遗憾的是,凯利的研究和滑翔机飞行在当时并未引起太大的重视,因为那时人们完全沉浸在热气球与 飞艇 的热潮中,许多权威人士对凯利的研究不屑一顾。

1896年5月6日, 美国 人兰利博士制造了一-个用 蒸汽机 作为动力的飞机模型,飞行高度达到20 m,飞行距离达760 m。同年11月28日,他又制造了另一个动力飞行模型,飞行高度到150 m,飞行时间近3 min,这是历史上第一次重于空气的动力飞行器实现了稳定持续飞行,在世界航空史上具有重大意义。18世纪和19世纪末,蒸汽机和 内燃机 的先后出现,为 航空器 由 滑翔机 向飞机的进展创造了动力条件。

1903年12月17日, 美国 莱特兄弟 制成了首架飞机 飞行者一号 ,试飞成功,飞过260 m的距离,相对空气的速度为48 km/h(对地速度16 km/h),留空时间59s。莱特兄弟的飞行成功,开创了动力飞行的新纪元。

1914年爆发了 第一次世界大战 ,飞机首先被用于侦察。第一次世界大战促进了航空科学技术和 中国航空工业集团有限公司 的发展,第一次世界大战结束后,大量的 军用飞机 闲置下来,于是人们纷纷把它们转为民用。 欧洲 各国纷纷创办 东航浙江公司 ,当时使用的民航机大多数由军用飞机改装而成。到 第二次世界大战 之前,民航业已得到了很大规模的发展。

生产历史

第一代喷气式客机是20世纪50年代投入使用的,机型有 英国 的“彗星”号、法国的“快帆” 美国 的 波音707 、 道格拉斯飞机公司 的DC-8以及 苏联图波列夫设计局 研制的图–104等。这一代的主要特征是采用涡轮喷气式 发动机 、后掠翼,与活塞式客机相比大大提高了巡航速度和客运量,使民航运营效率大为提高。从气动设计上看,这一代飞机采用了大展弦比后掠翼, 层流 平顶翼型,机翼前后缘往往带有大面积襟翼。发动机一般都安装在机身外。为降低发动机与机翼气流的干扰,发动机的安装位置往往十分重要。波音–707和 DC~8采用了后来成为大型客机标准模式的翼吊发动机短舱形式。由于广泛采用涡轮喷气式发动机,第--代喷气式客机油耗率高,噪声大。其巡航速度较高,机翼升阻比特性较好。

第二代喷气式客机是20世纪60年代投人使用的,代表机型包括 美国 的 波音727 、 波音737 和 麦道DC-9 (MD-80系列);英国原德·哈维兰公司的“ 三叉戟客机 ”; 苏联 的图–154等。主要技术特点是采用新的翼型和低涵道比 涡轮风扇发动机 ,降低了耗油率,提高了经济性。在气动设计上基本确立了悬臂式下单翼布局,注重低阻力亚 音速 翼型的研究和使用,主要采用尖峰 翼型 ;注重各部件气动干扰,襟翼等增升装置多采用多段式开缝翼,同时为整机减重, 复合材料 开始大量使用。

第三代喷气式客机于20世纪70年代投人使用,代表机型包括 美国 的 波音747 、 麦道DC-10 , 洛克希德·马丁公司 洛歇L-1011 ; 空中客车公司 的A300和 苏联 的 伊尔-86 等。第三代喷气客机是针对世界客运量的飞速增长而研制的 宽体客机 。其机身直径可达5.5~~6.6 m,是第二代以前所谓“窄体”客机的1.5倍;起飞质量最大可达300 t以上,载客量远程可达400人以上,近程则超过600人。就外形尺寸而言, 宽体客机 体积比 单通道飞机 增加不多,但翼面积和机身直径的大幅度增加,因而载质量、载客量、载油量和航程有明显提高。动力装置采用了推力更大、耗油率更低的高涵道比涡扇式发动机,噪声和振动水平显著降低。现代民航客机主流配置为高涵道比涡扇发动机(涵道比8-10:1),其工作原理为外涵道低温气流与核心机高温燃气混合排放,同时具备提升推进效率与降低噪声的效果。乘客的舒适性和 东航浙江公司 的收益因此大大改善。

第四代喷气式客机属于半宽体客机,强调的是进一步改善经济性。在发动机上采用了更先进的高涵道比 涡轮风扇发动机 ,耗油率又有降低。由于 发动机性能 的提高,发动机安装台数普遍改为两台,不像过去的几代采用三台或四台。在气动设计上,除了精心设计机翼形状.襟翼装置外,最大的特点是采用了新的“超临界”翼型。所谓超临界机翼是一种上表面比较平坦,下表面鼓起,后缘部分有下弯的机翼。其巡航速度有所提高,升阻比特性优于“尖峰” 翼型 。此外,安装翼尖小翼是第四代客机的特征之一,其主要作用为减少飞行过程中的空气阻力。同时,随着技术的进步,采用了先进的电子系统包括电传操纵系统,改善了驾驶特性。

第五代喷气式客机于20世纪90年代投入使用,主要型号有 美国 波音777 、 麦道MD-11 、 欧洲 空中客车A330 、 空中客车A340 和 俄罗斯 的图–96等。这一代飞机在设计上除增加载客量、提高适应性外,继续探索降低油耗,提高经济性。采用的技术措施有:安装耗油率更低、排污更小、噪声更低、涵道比更高、推力更大、维护性更好的 涡轮风扇发动机 ;加大 复合材料 的用量;进一步加大展弦比或加装翼梢小翼提高气动效率,采用超临界翼型或高效亚 音速 翼型。

分类

按飞行速度

超声速客机

飞行速度超过声速的 客机 。超声速客机要长时间做超声速飞行,因而对飞机的 发动机 、形状、 结构材料 提出了很高要求。飞机外形呈细长 流线型 ,机翼为大后掠 三角翼飞机 。使用 涡轮喷气发动机 。 结构材料 要考虑耐热材料。超声速客机油耗大,造价高,超声速飞行时会产生 声爆 ,噪声危害增加。

世界上只有 苏联 研制的“图-144”和 英法海底隧道 联合研制的协和式两种超声速客机投入生产,仅“协和”式进入商业运行,28年后退役。由于经济效益差、噪声不符合要求限制了发展。一些航空制造业强国仍继续研制新一代的超声速 客机 。

“协和”是原英国飞机公司(现并入英国航宇公司)和法国航宇公司联合研制的四发远程超 音速 客机。1956-1961年期间,英、法两国分别单独进行超声速客机的初步研究。1961年两国决定合作,平均分摊研制费用。1962年11月,两国政府经过协商,签订共同研制两架 原型机 的合同,正式命名飞机为“协和”。2000年7月25日, 法国航空 的一架“协和”客机在从 巴黎夏尔·戴高乐机场 起飞后随即起火爆炸,造成机毁人亡。英、 法国航空 于2003年4月共同做出让“协和” 客机 退役的决定。法国航空公司的“协和”客机于2003年5月31日全部退役,英国航空公司的“协和”客机于2003年10月24日全部退役。

亚声速客机

最大平飞速度 小于 音速 的飞机。通常说飞行速度低于400千米/时的为低速飞机,M=0.8~0.9的为高 亚音速飞机 。20世纪50年代以前,飞机采用活塞式 螺旋桨 发动机 ,多为亚音速飞机。50年代初, 涡轮螺旋桨发动机 问世,由于其性能明显提高, 涡轮螺旋桨飞机 的飞行速度可达800千米/时左右,且具有耗油率低、经济性好等优点,被广泛用作旅客机、 战略运输机 和 反潜机 等。现代民用飞机和 军用运输机 、 预警机 、教练机中,多数为亚音速飞机或高亚音速飞机,如 美国 的C-5A、 苏联 的安-124军用运输机等。

按航程远近

远程客机

航程超过8000千米以上,用于 洲际酒店集团 或跨洋飞行的 客机 。储油量大,导航设备完善,生活保障齐全,载客在200人以上,有两台以上的 发动机 ,在有一台或两台发动机失效的情况下,剩余的发动机仍可使飞机继续飞行到安全地点降落。 如 波音747 、波音747-200B、DC-10-30、 伊尔-62 、DC-8-63、 波音707 等。

中程客机

航程在3000~5000千米的客机。多用于洲内或国内的干线运输飞行。一般载客量为150 ~300人,有完善的仪表和导航设备。在 民用运输机 中这类飞机的数量最多,承载的 运输量 最大,飞行速度在800千米/时左右。 如L-1011三星号、 波音727 、图-154、 三叉戟 1E、三叉戟2E、三叉戟超级3B、空中客车A-300等。

短程客机

航程在3000千米以下的 客机 。大多用于支线或距离较短的干线飞行,载客量通常在120人以下,有较好的起落性能,可以在中小型机场起降。约半数的此类飞机使用 涡轮螺旋桨飞机 ,其余为装用 涡轮风扇发动机 的飞机。飞行速度在600 ~800千米/时范围内。 如 波音737 、 麦道DC-9 、 BAC1-11客机 、 图-134 等。

按机身宽度

宽体客机

机舱直径在3.75米以上, 客舱 内设两条通道(宽度55厘米),每排座位数在7个以上的飞机。是大型客机通行的设计布局。20世纪70年代为适应急剧增长的客运量,提高运行效率,减少机场拥堵,出现了宽体客机。每排座位数由以前的最多6个,增加到7~10个,使载客量大为增加。在飞机长度增加不多的情况下,载运量增加50%以上。使 枢纽机场 的吞吐量增大,繁忙航线上的航班密度降低。 例如:A300 - B、 空中客车A310 、 空中客车A340 、 波音747 、 波音767 、IL-86、 洛歇L-1011 、DC- 10、MD -11等。

窄体客机

单通道飞机 机舱直径在3.75米以下, 客舱 内只有一条通道,每排座位数在6个以下的 民用运输机 。大多数中小型 客机 都是窄体飞机。 例如: 空中客车A320 、 B707 、 波音727 、 波音737 、 B757 、F100、DC8、 DC9 、MD-80series、MD90、L-62、雅克-42等。

按服务的航线性质

干线客机

干线飞机用于 国际航线 或国内航空运输枢纽之间的民用运输机。干线的客流量大,飞行距离长,干线飞机使用载客150人以上的中,远程飞机。 如 美国 的 波音777 、波音737NG( 波音737-600 /700/800/900/900ER)、 欧洲 空中客车公司 的 空中客车A330 / 空中客车A340 、 俄罗斯 的 图-204 以及 伊尔-96 、 空中客车公司 A380 等。

支线客机

支线飞机用于沟通中、小城市之间或这些城市和航空枢纽之间的航线的飞机。通常采用载客100人以下的短程飞机。 如DC-3、康维尔440, 荷兰 的 F-27 、F.28、 英国 的 BAe 748 、 肖特330 、 加拿大 的 DHC -6、DHC-7, 苏联 的 安-24 、雅克-40、 日本 的YS-11、 西班牙 的C-212等机型为代表。

重大事件

印度客机坠毁之谜

1985年6月23日凌晨,印度航空182号航班,在 爱尔兰 以南的 大西洋 上空坠机,一架载有307名乘客的 波音747 从 多伦多 机场起飞,飞往印度孟买。早晨7点14分( 格林威治 时间)时,在地面监控系统中,这个巨大的身影从雷达屏幕上消失得无影无踪。不久,飞机坠毁的噩耗传来。搜索人员在爱尔兰附近的海面上找到了这架飞机的残骸,机上307名乘客和22名机组成员无一生还。

查基达里撞机事件

1996年12月12日 沙特阿拉伯航空 763号航班与 哈萨克斯坦航空 1907号航班在 印度 北部查基达里相撞,这是世界上最严重的空中撞机事故。 沙特阿拉伯航空 运营的 波音747 从 德里 飞往 宰赫兰 ,而 哈萨克斯坦 航空公司的伊留申II-76飞机从 奇姆肯特 飞往英迪拉机场,相撞时造成前者312人死亡,后者造成37人死亡。 沙特阿拉伯航空运营的 波音747 由德里起飞前往达兰,哈萨克斯坦航空的伊尔II-76由奇姆肯特起飞前往英迪拉机场,两架飞机在途中相撞,致使前一架飞机312人、后一架飞机37人全部遇难。 遇难人数共349人,坠机事件发生在伊留申飞机被允许下降到15,000英尺之后,但随后下降到14,500英尺,而747则向相反的方向上升。当空中交通管制员警告两架飞机之间的距离时,为时已晚。 事故发生前,哈航飞机获准下降到15000英尺,但飞机却下降至14500英尺以下,此时 沙特阿拉伯航空 的飞机正在反方向攀升。当空中交通管制员提醒两架飞机异常接近时,为时已晚。

马航MH370事件

2014年7月17日,载有298人的 7·17马航MH17客机坠毁事件 从阿姆斯特丹飞往 吉隆坡 。机上共有283名乘客,这些乘客分别来自 荷兰 、 马来西亚 、 澳大利亚 、 印度尼西亚 等11个国家,其中大部分乘客来自荷兰。马来西亚当地时间晚上21时20分, 客机 在飞行约170分钟后,于 乌克兰 东部边境处最后一次向塔台传回数据。22时15分, 马来西亚航空公司 在社交媒体上表示,与MH17失联,该航班最后已知地点是在乌克兰境内。23时43分,乌克兰内政部长的顾问在他的社交媒体页面上称,飞机飞行在1万米高空中时被 导弹 击中。次日凌晨12时30分, 马来西亚航空公司 对航班MH17发布官方声明。随后,时任 马来西亚 总理 纳吉布 召开新闻发布会称, 7·17马航MH17客机坠毁事件 在坠毁前未发出求救信号,如果最后证实飞机确系被击落,肇事者则必须受到严惩。19日,马来西亚航空公司发媒体声明,公布了MH17航班乘客的最终人数和国籍。20日, 马航 宣布MH17作为航班号码从此封存,退出使用。

“3•21”东航MU5735航空器飞行事故

2022年3月21日, 东方航空云南有限公司 波音737-800 型B-1791号机,执行MU5735 昆明市 至 广州市 航班,飞机于北京时间13:16从 昆明长水国际机场 21号跑道起飞,13:27上升至巡航高度8900米,14:17沿A599航路进入广州管制区,14:20:55广州区域管制雷达出现“偏离指令高度”告警,飞机脱离巡航高度,管制员随即呼叫机组,但未收到任何回复。14:21:40雷达最后一次记录的飞机信息为:标准气压高度3380米,地速1010千米/小时,航向117度。随后,雷达信号消失。最终坠毁在 广西壮族自治区 梧州市 藤县 埌南镇 莫 村附近。飞机撞地后解体,机上123名旅客、9名机组成员全部遇难。

参考资料

  1. 亚音速飞机(subsonic aircraft) 央广网 2023-11-17
  2. 历史上的今天 | 印度航空182号航班神秘坠机 贵州网络广播电视台 2023-11-16
  3. 盘点:全球十大最严重“空难” 中国日报网 2023-11-20
  4. 马航MH17空难五周年:4人被控谋杀,真相到底是什么? 央视网 2023-11-15
  5. 关于“3•21”东航MU5735航空器飞行事故调查初步报告的情况通报 中国政府网 2023-11-20