“宽”以载人

奠定一架民航客机基本设计的首要因素，是飞机机身横截面的形状和尺寸。飞机设计师在定义一架新机时，第一个要确定该机的座舱横截面。只有先把它确定下来，后面飞机的各项尺度以及载客量、航程才能有所依据。

如果仅通过增加飞机长度的方法来增大载客量，飞机机身就会被做得很长，这样的飞机不仅会遇到强度、配平等等问题，甚至连起飞降落都变得困难。因为过长的机身直接影响飞机起飞抬前轮的角度，降落的时候也很容易擦机尾。所以，窄体客机发展到一定程度，就到了极限。要进一步增大载客量，就只能在机身宽度上做文章，即改变飞机的横截面。

波音747是世界上第一种宽体客机。该机下层客舱的双通道设计已经被世界航空界所接受，并成为后续一系列宽体客机设计所参照的样板。

首创宽体机：波音747

1969年2月9日，由美国波音公司研制的世界上第一种宽体客机747首飞，一年后该机交付泛美航空公司投入运营。

该机曾是波音公司在上世纪60年代与洛克希德公司C-5竞争美国大型军用运输机项目的落败型号。原因在于C-5采用上单翼低地板设计，比采用了下单翼高地板设计的747更适合装载陆军的重型武器。最初747作为货机的设计，也源于当时包括波音公司在内的各大飞机厂商都认为，超声速飞行是未来航空客运的主流，而像747这样的大型亚声速飞机，则是从事航空货运的佳选。波音公司当时把主要资源投入2707超声速客机的研制，而747项目团队则类似于板凳队员。

然而实际情况是，超声速飞行由于经济性等原因，目前已经退出世界民用航空运输市场，在速度与成本的天平上，航空公司倒向了后者。世界民航界的普遍观点是，在保证每座公里运营成本最低的前提下，再追求速度。这一思路造就了当下高亚声速民航机一统天下的局面。而747系列飞机，则是这一理念的最佳诠释。

波音747的客舱分上下两层。设计之初也曾考虑过将两个桶状机身水平并联的方案，所幸没有采用，否则世界将会是另一个样子。在与启动用户泛美航空联合定义客舱的布置方案时，波音曾考虑让上层客舱充当咖啡厅或者休息室，而泛美则提出上舱也要安排座位。如今，747上层客舱为单走道设计，每排6座为3-3布局。而下层的客舱采用了双走道设计，每排10个座3-4-3布局。

必须指出的是，747不仅开创了宽体民航机的时代，而且也是世界上第一种双层客机和第一种装备大涵道比涡扇发动机的客机。747引入了由普惠公司研制的JT9D大涵道比涡扇发动机，是世界上第一种装机实用的大涵道比发动机。大涵道比涡扇发动机在亚声速巡航状态下经济性好于以往的小涵道比发动机或涡喷发动机，已经成为当今高亚声速民航机的“标配”。

三发宽体机：DC-10和洛克希德L1011

由美国道格拉斯飞机公司研制的3发宽体客机DC-10以及洛克希德公司研制的3发宽体机L1011“三星”是世界上第二种和第三种问世的宽体客机。它们是两家公司研制出来和波音747竞争的机型。这两种机型的首飞比747晚一年，DC-10的首飞在1970年的8月，而L1011的首飞在1970年的11月。但DC-10交付于1971年，比L1011早交付一年。

这两种机型均采用独特的3发布局，一台发动机位于垂直尾翼根部，另外两台发动机在翼下吊挂。所不同的是，DC-10的中央发动机安装在垂尾下方一个单独的发动机短舱内，而L1011的中央发动机则与飞机尾锥融为一体。

DC-10系列飞机的发动机大多选用了GE公司的CF6系列，只有DC-10-40选用了普惠公司的JT9D，L1011飞机选用了罗罗公司的涡扇发动机RB211。

这两种3发客机是被设计用来与波音747竞争的机型，它拥有与波音747相似的航程，可以进行越洋飞行。在它们被设计出来的年代，美国FAA等适航当局的法规是不允许双发飞机进行越洋飞行的。因此，越洋航线只能由707、DC-8等多发飞机执飞。然而随着JT9D和CF6等第一代大涵道比涡扇发动机的问世，DC-10这样量级的飞机不再需要4台发动机了。为了和波音实现差异化竞争，也为了绕过法规的限制，道格拉斯和洛克希德纷纷推出了自己的3发宽体机。

人算不如天算，就在这两型宽体机问世后没几年，由于发动机可靠性的不断提升，欧美适航当局放宽了双发飞机延程飞行时间限制，双发飞机也可以进行越洋飞行了。此后出现的波音767、空客A330等大型双发飞机，由于经济性方面的优势而大行其道。3发的DC-10和L1011成为了从4发越洋时代到双发越洋时代之间的过渡产品。DC-10生产了446架就告停产，而L1011受到747与DC-10的双重排挤，仅生产了250架就停产了，洛克希德公司没有收回研制成本，并且彻底退出了民航机市场的竞争。它们与波音747系列近1500架的产量并且其最新型号至今仍在生产的辉煌纪录相比，高下立判。

由DC-10为蓝本设计制造的KC-10A空中加油机，是目前世界上最大的空中加油机。

大双发鼻祖：空客A300/310

A300是欧洲空客公司的开山之作。该机是世界上第一种双发宽体客机，虽然A300是作为中短程宽体客机来定义的，但它的出现。却开启了未来大双发远程客机研制的大幕。该机于1972年首飞，1974年交付使用。

空客在A300飞机上率先采用了一些新技术，A300是第一种采用翼梢装置的大型客机，该机在翼尖上安装了上下对称的翼梢端板，用来减小诱导阻力。这一技术后来逐渐进化成现代的、形态各异的翼梢小翼并被广泛应用在各型民机上，到A320系列成为翼梢帆片，到A330/340系列发展成真正的翼梢小翼。

在翼型设计方面，空客在A300B及以后的系列中采用了当时最新技术——超临界机翼，采用该翼型的机翼上表面平坦，前缘较圆钝，下表面曲率较大，到了后部有个明显的上凹。这种设计可以降低高马赫数下的飞机阻力，一方面提升飞机的最大巡航马赫数，另一方面降低飞机的耗油量。作为一种提高亚声速客机效率的方法，超临界翼型在此后的大型客机上大行其道。

A300的姊妹篇——A310首先引入了电子飞行仪表，并且采用双人制驾驶舱。A310采用6台阴极射线管（CRT）分别显示飞行、导航信息以及发动机性能参数和系统信息。与现代客机常见的主飞行显示器和导航显示器不同的是，A310的电子飞行仪表其实是把机械式指引地平仪和水平状态指示器变成了荧光屏图形的方式来体现。被称作电子指引地平仪（EADI）和电子水平状态指示器（EHSI），这是现代电子飞行仪表的鼻祖。

对于空客今后发展真正具有战略性意义的设计是A300确定了5.28米的机舱最大宽度和正圆形的机身截面形状。实践证明，A300确立的这一机身截面形状尺寸非常成功，既满足了上层客舱乘客区域的舒适性，同时也保证了在腹舱容纳两排LD3型集装箱，可谓客货兼顾。因此，A300系列客机的载货能力更强，这也是为什么许多A300在服役后期被改做货机的原因。

A300的机身截面被空客沿用了40余年。其后的A330/340系列飞机仍然采用了这一截面。以事后诸葛亮的角度来看，空客在设计A300截面时不仅考虑到型号的系列化发展，更考虑到了空客后续产品的迭代发展。

准宽体双发飞机：波音767

波音767是美国波音公司为了与A300/310竞争而研制的一种准宽体双发客机。该机1981年9月首飞，1982年9月交付使用。该机是波音客机中第一种采用两人驾驶体制的客机，驾驶舱设备与757相通。该机采用了一系列在当时比较先进的技术，特别是其双发延程飞行能力。1989年3月，美国联邦航空局批准了767飞机180分钟延程飞行资格。这样一来，波音767就执飞跨太平洋的航线。

767最大的特点在于其客舱截面。与空客的圆形截面不同，波音客机一向惯于采用椭圆或鸡蛋形的机舱截面。767采用了椭圆形截面，机身最大宽度5.03米，客舱宽度只有4.7米。客舱内虽然也有两条走道，但是座椅一排只有7个，呈2-3-2布局。比单通道宽体飞机仅多一个。少于A300的8座，更少于747的10座。因此，该机只能称作准宽体飞机。而且由于767的椭圆形机身截面，导致该机腹舱较窄，就只能容纳小号的LD2集装箱，载货能力并不突出。

在波音公司内部的产品系列里，该机被定义为衔接757和777之间的一种飞机。但在国际市场上，该机逐渐被后出现的A330和777所取代。767的累计订单超过了1000架，其军用型号被改装成空中预警机的E-767和空中加油机KC-767。

一成一败：空客A330/340

A330/340是空客公司采用系列化发展策略研制的一对姊妹机型。它们采用完全相同的机翼和机身，A330采用大双发布局，而A340考虑到越洋航线飞行的需要，配备了4台较小的发动机。事实证明，大双发布局的A330获得了成功，而A340则已经停产。A330和A340有着完全通用的驾驶舱，并且沿用了空客自A320开创的电传操纵和玻璃座舱概念。

从A320系列开始，空客全面引入了玻璃座舱概念。驾驶舱仪表板的主要部分被6台边长18.4厘米方形彩色CRT显示器占据。显示器也进化成能够综合显示大量信息的主飞行显示器和导航显示器。显示器的排列形式成为现代客机的经典形式。主飞行显示器和导航显示器位于仪表板左右两名飞行员的正前方。两台系统显示器则以上下叠放的形式位于仪表板正中。主飞行显示器的显示格式和信息已经大大完善。

另外，从A320开始电传操纵系统被引入民航客机。A320成为世界上第一种采用电传操纵系统的客机。从直观角度看，A320及以后的空客飞机驾驶舱内，看不到传统的驾驶盘。取而代之的是分别位于驾驶舱两侧的驾驶杆。飞行员通过驾驶杆发出的操纵指令，不是直接传递给各控制面，而是发送给飞行控制计算机，飞控计算机综合大气数据计算机和航向姿态系统的数据经过判断后，再输出控制信号给液压做动器驱动各操纵面。有了计算机的介入，飞行员可以更加安全地操纵飞机，避免因为人为失误而使飞机陷入危险状态。另一方面，计算机可以放宽飞机的静稳定度，缩小平尾的尺寸，起到减少配平阻力的作用。总之，民航客机采用了电传操纵，飞行变得更为安全和高效。A330/340的航电设备继承了A320系列的特点。

在A330/340系列上，空客一方面继续采用超临界翼型，另一方面增大了机翼的后掠角和展弦比。A330/340还采用了变弯度机翼技术，机翼可以根据速度自动调整襟翼偏转以获得最大升阻比，这是该技术第一次在民航机上采用。A330/340的机翼在进行上述改良后，升阻比较上一代的A300系列提升40%左右。

A330/340沿用了A300开创的5.28米的机舱最大宽度和正圆形的机身截面形状。由于航空发动机技术的进步，目前西方适航当局对双发飞机的延程飞行限制越来越宽，四发飞机的优势越来越不明显。而且采用双发的A330比4发的A340经济性更强，因此A330至今仍在生产，产量已过千架，而A340则在生产了377架之后于2011年停产。

最大的双发客机：波音777

波音777于1994年6月首飞，1995年5月首架777交付美国联合航空公司。波音公司最初是考虑到填补767和747之间的市场空隙而研制的777。设计之初还曾考虑过3发构型，幸好没有采用，否则世界上将少了一种经典的双发宽体客机。

波音公司在777上运用了许多当时先进的技术，比如该机是世界上第一种采用计算机辅助设计出来的民航机。所有设计工作实现了无纸化。777还是波音公司第一种采用电传操纵技术的客机，但777仍然保留了传统的盘式操纵系统。许多钟情于波音飞机的飞行员认为，777的传统驾驶盘比空客飞机高科技的小摇杆相比保留了更多驾驶飞机的感觉。

更重要的一点，波音公司在777上第一次采用了圆形截面机身设计。而在此之前的波音客机，截面不是鸡蛋形、椭圆形就是8字形，还从没采用过圆形。波音吸取了767的经验教训之后，在777上也首次采用了外径达6.19米、客舱直径达5.86米、正圆形的机身截面。这一截面不仅超过了竞争机型A330/340，甚至接近了A380和波音747，是目前双发宽体机中最大的。波音公司2005年来华展示其777-200LR飞机时，还在该机客舱的内壁镶嵌了一圈空客A330/340系列客舱截面，以显示777的客舱比空客飞机的要宽。

777的发动机个头也很大，777-200LR和300ER所装用的GE90-115B发动机，是目前世界上体积和推力最大的航空发动机。这种发动机其最大推力达到了115000磅，换算成公制近50吨！

巨无霸客机：空客A380

空客A380是世界上最大的客机，该机在三级客舱布局下的载客量达到555人。该机采用双层双通道4发常规布局。A380的上层客舱是与机身等长的，而且也为双走道设计。

1994年，空客公司对外宣布了它的超大型客机计划——A3XX。该机的设计理念基于空客对未来世界空中运输格局的判断。空客认为，合理的航线布局应该呈现“枢纽-辐射”式的形态。即旅客先乘坐中小型客机从各地汇聚到大型的枢纽机场，再从枢纽机场转乘A380或747这样的超大型客机飞到目的地附近的枢纽机场，然后再转乘中小型客机前往最终的目的地。为了缓解枢纽机场的航线拥堵情况，研制大载客量的超大型客机势在必行。

如何保证载客555人的巨无霸能够在世界主要机场现有的跑道上起降并且和机场设施兼容，是空客面临的一个挑战。美国联邦航空局给出了具体的规定，客机的长宽尺度不能超过一个边长为80米的盒形空间。

为了满足这些苛刻的条件，空客在A380的机翼设计上做足了文章。首先，为起到减阻增升的效果，空客将在A320获得专利的翼梢帆片移植过来，最终将A380的翼展控制在79.75米。为了在远程飞行的效率和起降性能方面进行折中，A380机翼采用了33.5度的1/4弦线后掠角，超过了777。因此该机最大巡航马赫数比A330/340系列提升0.03，从此前的0.86达到0.89，而最大飞行马赫数达到0.96，进一步逼近了亚声速客机飞行速度的极限。也许是增升系统设计良好的缘故，该机翼在低速状态下表现也十分良好，A380可以像其他中型客机那样在普通跑道上起降。从航展飞行表演的效果上看，A380起飞后即可进行大梯度的爬升，在较低空速下也具有灵活的操纵性能。

A380的航电系统与前辈相比，一个最大的特点就是人机交互性增强。飞行员可以在功能控制与显示组件上，采用移动光标的方式和系统进行对话，这种方式比以往单纯通过数字键盘的方式要简洁得多。

A380的机身截面呈椭圆形，机身最大宽度7.14米，上层客舱宽5.8米，几乎和777的客舱宽度一样，一排8个座位呈2-4-2布置。A380下层客舱宽度达到了6.54米，超过747的6.08米，是目前世界上最宽的客舱。下层客舱一排10座呈3-4-3布置。截止到2013年8月，A380已经生产了108架。

从声速巡航者到梦想飞机：波音787

波音787客机2009年12月首飞，2011年9月交付日本全日空航空公司。787是波音公司进入21世纪后的新一代客机。该机的定义经历了一番曲折。在世纪之交，空客提出了A380客机研制计划，目的是以大取胜。而波音则提出了“声速巡航者”方案。“声速巡航者”是一种造型前卫的飞机，可以以接近声速的速度进行远程飞行。然而2001年的“9·11”事件导致世界航空业全面不景气，各国航空公司纷纷捂紧了钱袋子。波音的“声速巡航者”应者寥寥。当然最重要的因素还在于，“声速巡航者”的造型过于超前，而速度又没有快到另航空公司为之心动的地步。最终，波音停止了“声速巡航者”的研发，转而研制外形更接地气的7E7飞机。

7E7采用双发双通道常规布局，融合了许多最新的航空科技，被波音称作是“梦想飞机”，最终被定名为787型。波音认为，未来世界航空运输业的格局是二级城市之间进行点对点的直飞。这要求飞机的航程要足够的远且载客量适中。因此，787飞机被定义成一种载客量200～300人左右的双发客机。

波音公司在787上采用了高度综合的航电系统，不仅完全实现了玻璃化驾驶舱，显示器的尺寸进一步放大，而且升级为多功能拼接屏式。包括飞行数据、导航、发动机信息及机组告警系统等信息可以在屏幕上自由切换。继777之后，787成为波音第二种采用电传操纵系统的客机，但驾驶舱中仍然保留着传统的盘式操纵系统。

787还采用了全电设计，以电力系统取代了以往许多需要引气或者液压动力的系统。比如787采用了电刹车系统，座舱增压也采用了电动增压机取代发动机引气。减少了功率的损失，提高了效率。

787最为引人瞩目的特点是其先进的气动外形和大量采用的航空复合材料。787的机头更为尖锐，风挡玻璃告别了以往民航机所惯用的6块平板式，以简洁大气的4块圆弧式取而代之。风挡制造难度大为提升，但换来了宽阔的驾驶舱视野。该机机翼在目前主流的超临界翼型的基础上进行了大量优化设计，尤其是后缘襟翼设计简洁，取代了747等上一代民航机复杂且重量庞大的后退开缝式襟翼。787复合材料的用量是目前现役民航客机上最大的。复合材料具有坚固且重量轻的优点，因此在保证强度不变的前提下，787的舷窗可以开出更大的尺寸，而客舱的增压可以更高，使高空飞行的旅客更为舒适。

787同时也是一型在首飞之前销量就超越盈亏平衡点的客机，因此已经被认为是波音在商业领域的巨大成功。

再度出发：空客A350XWB

2013年6月14日，空客新一代双发宽体客机A350XWB首飞。这是一型两度对外宣布项目启动的飞机。原因在于空客两次为该机定义了机身的横截面。A350的后缀XWB的意思是，更宽的机身。

也许是空客对于具有40多年历史的5.28米的圆形截面太过爱不释手，导致了A350项目一开始的饱受诟病。当空客于2005年第一次宣布展开A350研制计划时，仍然沿用了A300系列和A330系列的正圆5.28米宽的机舱截面，但航空公司并不买账。

A350计划一出即遭到包括国际租赁金融公司、通用电气金融航空服务公司、新加坡航空等民航企业的批评。业界认为，纵然采用了新机翼和发动机，但没有全新设计的机身截面，A350就不能被认为是新一代的飞机，更无法与787竞争。

空客听取了客户的建议，一年之后拿出了新的方案——A350XWB。新机采用座舱宽度达5.59米的圆形截面。这个宽度比787还要大出10厘米，但仍比777小27厘米。由于采用了更宽的机身，A350XWB可以比较从容地采用1排9座（经济舱）布局，经济舱座椅为3-3-3配置。

就在A350XWB首飞三天之后，第50届巴黎航展开幕，A350XWB的首架原形机在航展第5天飞临了布尔歇机场上空进行了飞行表演。空客公司在航展现场展示了该机的驾驶舱全尺寸模型，外界可以零距离地接触到该机的航电设备。

截至2013年8月底A350XWB获得世界各地33家客户的682架确认订单。首架A350XWB宽体飞机预计将于2014年下半年交付使用。