即将过去的2014对于空中客车来说,可谓成绩斐然。7月范堡罗航展上,推出A330neo;9月,首架A320neo在图卢兹顺利完成首飞;10月,A350XWB顺利获得欧洲航空安全局的型号合格证,首架交付指日可待。
两款neo——A320neo和A330neo是在空客现有机型的基础上改进而来,虽然换装了新发动机,但并非全新机型;而A350XWB则是空客全新设计和制造的一款飞机。空客在产品战略上将“持续改进”与“推陈出新”并举的作法,开创并引领了目前航空制造业稳健而又不乏创新的主流趋势,无论对空客还是其他制造商而言,如何平衡好传承与创新、渐进与革命之间的关系将是未来一段时间内面对的主要议题之一。
“无奈之举”带来无限惊喜
A320neo是A320新发动机选项(New Engine Option)的简称,其主要改进体现在换装新型高效发动机、装配鲨鳍小翼,以及能够提供更多座位数的优化客舱,其单座燃油消耗相比现款A320能够降低20%。
进入21世纪,民航运输业的发展带动了对新飞机的需求,与此同时,很多航空公司,特别是美国的航空公司开始进入窄体机更新换代期。随着油价的飙升,燃油成本占航空公司运营成本的比例不断攀升,达到40%左右。市场对于具有更高燃油效率的飞机的需求不断增长。
当航空业内还在猜测空客、波音两大航空制造巨头谁会第一个推出全新一代单通道飞机的时候,2011年12月,空客推出了A320neo。没有适时推出全新机型似乎有些出乎意料,细想来却也在情理之中。作为民航业的主力机型,单通道飞机市场需求大,机队更新快,而设计、制造一款全新的飞机往往需要几年甚至十几年时间,市场对于一款全新飞机的耐性往往决定了竞争的成败。从投资回报率的角度考虑,在现有成熟机型的基础上推出改进机型,不失为一种稳中求胜的策略。A320neo可以说是面对市场的一种“无奈之举”。前有A380耗费了大量资金,后有还处于设计阶段的A350XWB。如果可以通过改进来来获得15%以上燃油效率的提高,听上去似乎比推出全新机型风险更低。不过最初,空客也是捏了一把汗的。
NEO,虽然不是NEW,但也要有创新之处才行。A320neo所有改进中当属发动机最为明显,因为它的尺寸实在“硕大”。其中普惠生产的PW1100G-JM发动机的风扇直径达到81英寸(2米),涵道比12.5;CFM国际LEAP-1A发动机的风扇直径为78英寸,涵道比则为11。因为推力和进气量与燃气速度(从发动机后部喷出气流的速度)的乘积成正比,在推力一定的情况下,上述发动机风扇直径的提升大幅增加了发动机的进气量,从而使消耗的燃气速度得到降低,也就是说发动机燃烧室对于燃油的需求下降,从而降低燃油消耗。
除了发动机,鲨鳍小翼是A320neo效率提升的又一主要贡献者。它可以部分阻断由于机翼上下表面压差而在翼尖处形成的上绕气流,使旋涡减弱,从而减小阻力。据悉,鲨鳍小翼能够帮助A320飞机降低4%的燃油消耗,增加100海里(185千米)航程,或者在同等航程情况下增加业载450千克。
在这个日新月异的时代,“变”永远都要比“不变”更显眼,但A320neo却让“不变”同样闪耀出了光芒。最小的改动换来最大效率提升的理念获得了市场认可,A320neo推出后不满3年就获得了创纪录的3 272架确认订单,一举成为民航史上销量增长最快的机型。
给继承者掌声
有了A320neo的成功开拓改进风潮,A330neo的推出似乎只是时间问题。因为包括达美、亚航在内的许多空客客户此前就曾表示,强烈建议空客为其目前最成功的宽体飞机系列换装新发动机以提高效率。
同A320neo一样,A330neo最明显的变化就是换装新发动机。罗罗生产的新型遄达7000发动机成为A330neo的唯一动力,该发动机是基于波音787所使用的遄达1000发动机的基础上改进而来。遄达 7000还将借鉴A350XWB飞机上安装的遄达XWB发动机的新技术,并融入遄达 700在现款A330上2 800万小时的飞行经验。
另外A330neo还进行了诸多气动性能改进,包括对上部机腹整流罩的优化,1号缝翼的优化等,其中最主要的莫过于安装和A350XWB类似的融合式翼梢小翼。该翼梢小翼由复合材料制成,相比现款A330的小翼,它和大翼完全融为一体。A330neo的翼展由之前的60.3米增加到64米,有效提高了飞机的升阻比,减小了阻力。
A330neo很好地继承了空客飞机家族一直保持的高度通用性。其机身部件与现款A330保持95%的通用性,而且A330neo与现款A330拥有相同的型别等级,飞行员只需半天培训便可从现款A330转到A330neo,而且无需全动飞行模拟机的介入。
市场同样给了A330neo掌声,范堡罗航展上,这款还停留在图纸上的飞机成为了航展绝对的明星。在787、A350XWB等新的宽体飞机机型不断推出之际,为什么改进型的A330neo还会受到市场欢迎?稳定性是其中重要因素之一。在新机型推出后不断出现问题的时候,人们自然希望能够在成熟、稳定性好的机型上进行改进的机型。当然,市场在增长,新机型交付量跟不上,航空公司总不能眼睁睁看着客人被别人拉走,因此,交付周期短是成就A330neo的一大因素。
新设计,创立新的代表作
与A320neo和A330neo不同,A350XWB是从一张白纸发展起来的全新飞机,它身上的各个地方都是崭新的。复合材料,钛和新一代铝合金被广泛应用于A350XWB,其中占据机体53%重量的复合材料相较于传统铝合金可以有效降低飞机的重量,降低油耗,还能够大幅减少针对腐蚀和疲劳相关的维护检查需求。所有这些新型材料的广泛使用使A350XWB整体机身疲劳和耐腐蚀性维护工作减少60%。
4块复合材料面板组装至碳纤维框架构成了A350XWB的机身,这种建造技术允许空客工程师们依据机身不同部位分布的不同应力和载荷情况来定制每个面板复合材料的层数和厚度,从而减小重量。凭借这些新技术的应用和罗罗最高效的遄达XWB发动机,A350XWB相比同级别飞机能够降低25%的油耗。
A350XWB后缘襟翼的流向部署(stream-wise)是诸多创新性增升装置的代表。在传统的后掠机翼喷气飞机上,外侧襟翼延展时通常与气流方向存在着一个夹角,而不是在一条直线上。但在A350XWB宽体飞机上,外侧襟翼的部署则是顺着航行方向,与气流方向在一条直线上,这样A350XWB能够获得更好的爬升效率并有效提升其低速性能,同时也降低了由于空气动力所产生的噪音。
航空制造业历来被人们看作工业金字塔的塔尖,唯有创新才可谋发展。同时航空业一直将安全视作第一要务,飞机可靠性的重要意义不言而喻。如何在制定产品战略时处理好传承与创新、渐进与革命的关系,看来空中客车业已深喑其道。
责任编辑:武瑾媛