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相比于各種夸張的創(chuàng)意、百花齊放的上世紀(jì)五六十年代,今天的民航業(yè)態(tài)似乎已經(jīng)是到了一個(gè)過于成熟、沒有太大創(chuàng)新的階段?,F(xiàn)在你搭乘民航飛機(jī)的流程和感受,大抵與二十甚至三十年前沒有太大不同。
但是在這種表面的穩(wěn)定之下,民航業(yè)其實(shí)正在孕育著深刻的變革。讓我們看看在過去的幾年里,民用航空業(yè)都發(fā)生了哪些變化。
01
世界民航制造業(yè)格局
正在經(jīng)歷激勵(lì)震蕩
2022 年 9 月底,被寄予厚望的中國(guó)大飛機(jī)——中國(guó)商飛 C919 單通道干線客機(jī)在歷經(jīng)了五年多的試飛取證工作后,終于獲得了中國(guó)民航總局頒發(fā)的型號(hào)合格證。預(yù)計(jì)幾天之后,C919 就將首架交付給啟動(dòng)用戶中國(guó)東方航空公司,并很快投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
這意味著中國(guó)首款完全商業(yè)化的自主品牌大型客機(jī)正式開始參與國(guó)際航空市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。
C919 的橫空出世,一舉打破了過去幾十年來穩(wěn)定的波音、空客兩強(qiáng)壟斷民航大飛機(jī)市場(chǎng)的格局。
于此同時(shí),俄羅斯航空工業(yè)再次挑戰(zhàn)民航大飛機(jī)的作品 MC-21 在經(jīng)歷了一系列的內(nèi)憂外患之后,也將于最近交付俄羅斯 Rossiya 航空。
MC-21 和 C919 都是單通道窄體客機(jī),它們將與波音的 737MAX 系列與空客的 A320neo 系列一起,爭(zhēng)搶民航業(yè)中最大的一塊蛋糕。新勢(shì)力的加入,必將對(duì)世界民航工業(yè)帶來新的動(dòng)向。
幾家歡喜幾家愁,在中國(guó)商飛這樣的挑戰(zhàn)者躊躇滿志加入競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí),另一些航空制造企業(yè)選擇退出了民機(jī)制造市場(chǎng)。
其中包括曾經(jīng)非常接近于成為民航大飛機(jī)制造商的加拿大龐巴迪公司,這家曾經(jīng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)了一系列成功的渦輪螺旋槳和噴氣式支線客機(jī),并于 21 世紀(jì)初推出了自己的百座級(jí)噴氣客機(jī) CS 系列的老牌制造商,于 2020 年 2 月完全剝離了自己的客機(jī)生產(chǎn)線,目前專注于公務(wù)機(jī)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。
龐巴迪的 CS 系列被空客購(gòu)入,改頭換面成為了空客的 A220 系列。
而比 CS 系列更早的噴氣支線客機(jī) CRJ 系列,則被日本三菱飛機(jī)公司收購(gòu)。日本三菱購(gòu)入 CRJ 的資產(chǎn),是為了完善自己的客機(jī)版圖。
但是在經(jīng)歷了一系列研發(fā)進(jìn)度滯后,財(cái)務(wù)困難,加上新冠疫情對(duì)世界航空業(yè)的打擊,2021 年底,日本三菱決定放棄已經(jīng)進(jìn)入原型機(jī)試飛階段的 SpaceJet 噴氣支線客機(jī)計(jì)劃。
至此,在花費(fèi)了近二十年時(shí)間和無數(shù)的金錢之后,日本挑戰(zhàn)大型民機(jī)制造的夢(mèng)想再次破滅。
02
客機(jī)換代悄然完成
當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2022 年 12 月 6 日晚,一架波音 747-8 型貨機(jī)從位于美國(guó)西雅圖埃弗雷特的波音生產(chǎn)線大門推出,這標(biāo)志著被譽(yù)為空中女王的傳奇波音 747 結(jié)束了它 54 年的生產(chǎn)歷史。最終交付數(shù)字停留在 1574 架。
波音 747 是世界上第一種寬體客機(jī),埃弗雷特生產(chǎn)線是為了這種巨型四發(fā)客機(jī)專門建造的,它的占地面積與整個(gè)故宮相近,是世界上最大的單體建筑之一。
波音 747 并不會(huì)感到孤獨(dú),差不多一年前,它的挑戰(zhàn)者,空中客車的超級(jí)巨無霸客機(jī) A380 的生產(chǎn)線也在完成了第 254 架之后停止了運(yùn)行。
A380 也是一種四發(fā)巨型客機(jī),它和波音 747 的漸行漸遠(yuǎn),標(biāo)志著民航史上四發(fā)噴氣客機(jī)時(shí)代的謝幕。在寬體客機(jī)領(lǐng)域,雙發(fā)、稍小,但是更經(jīng)濟(jì)的空客 A350 和波音 787 系列已經(jīng)成為全球乘客洲際旅行時(shí)最常搭乘的機(jī)型。
在數(shù)量更龐大的窄體客機(jī)領(lǐng)域,陪伴了一代人的波音 737NG 和空客 A320ceo 系列都在不久前完成了最后一架的交付。
雖然這些經(jīng)典機(jī)型依然是目前機(jī)場(chǎng)里最常見的飛機(jī),但隨著它們的接班人波音 737MAX 和空客 A320neo 系列的快速生產(chǎn)交付,大家會(huì)越來越多體驗(yàn)這些新一代客機(jī)。
需要指出的是,波音 737MAX 系列目前尚未獲得我國(guó)民航部門的復(fù)飛許可,但在世界其他地方,它已經(jīng)恢復(fù)了正常的商業(yè)運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)交付工作。
如果不是瞪大眼睛豎起耳朵,你可能并不會(huì)注意到自己搭乘的是新一代機(jī)型,因?yàn)椴还苁峭庥^還是客艙內(nèi)部,這一代客機(jī)跟上一代的差別并不大。
外觀上的最大差異是發(fā)動(dòng)機(jī)更換成了更大涵道比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),直觀來說就是直徑更大了。這些更大直徑的發(fā)動(dòng)機(jī)最顯著的特點(diǎn)就是比上一代普遍節(jié)油 10%-15%。更低的油耗意味著更低的運(yùn)營(yíng)成本和更少的二氧化碳排放。
除此之外,新一代發(fā)動(dòng)機(jī)普遍降低了噪音水平,這也是為什么你需要豎起耳朵判斷自己乘坐的是不是新一代客機(jī)的原因。
我國(guó)的 C919 客機(jī)同樣采用了與波音 737MAX 和空客 A320neo 同級(jí)別的大涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),因此也是新一代客機(jī)的重要機(jī)型。
03
節(jié)能減排
世界民航業(yè)的重大挑戰(zhàn)
隨著全球氣候變化造成的災(zāi)難發(fā)生頻率越來越高,碳排放、碳中和、碳達(dá)峰,這些字眼越來越多的出現(xiàn)在我們的日常生活中。
如今,世界民航運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)生的碳排放約占全球人類活動(dòng)產(chǎn)生碳排放的 2.1%,占全球交通運(yùn)輸產(chǎn)生碳排放的 12%。雖然從比例上看并不大,但是平均到每架飛機(jī)、每個(gè)航班、每個(gè)航空旅客,民航業(yè)又是不折不扣的碳排放大戶。
目前,很多航空公司和航空制造企業(yè)都提出了野心勃勃的在未來一二十年實(shí)現(xiàn)碳中和的宏偉目標(biāo)。如果還是用改進(jìn)現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī),十年研發(fā)一代,每代油耗減少 10% 左右的步伐,碳中和的目標(biāo)無異于癡人說夢(mèng)。
為了實(shí)現(xiàn)航空的碳中和,一種新型燃油正逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),這就是可持續(xù)航空燃油(Sustainable Aviation Fuel,簡(jiǎn)稱 SAF)。
這種燃油,不論外觀還是物理和化學(xué)性質(zhì),都與現(xiàn)在被普遍使用的航空煤油非常接近。目前,包括我國(guó)的多家航空公司在內(nèi),很多航司已經(jīng)用 SAF 進(jìn)行了試飛,飛機(jī)的飛行性能正常。
不過,這種燃油是不會(huì)產(chǎn)生碳排放的,這是因?yàn)?,碳排放?jì)算的是化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放,SAF 來自于非化石燃料,是用廢棄食用油、廢棄農(nóng)產(chǎn)品和類似垃圾經(jīng)過提練合成而來。通俗的說法是,SAF 是用地溝油生產(chǎn)來的。
可用于生產(chǎn)生物航空煤油的生物油脂原料。圖片來源:中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院
這些原料,是現(xiàn)在的植物經(jīng)過光合作用,用大氣中的二氧化碳和太陽(yáng)能合成出來的,所以使用 SAF 并不會(huì)增加大氣中的二氧化碳含量。
目前,SAF 的生產(chǎn)規(guī)模還比較有限,成本也要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的航空煤油,但相信隨著越來越多的航空企業(yè)加入,隨著產(chǎn)能的提升,SAF 的價(jià)格將逐步減低到合理的水平,成為航空業(yè)碳中和實(shí)現(xiàn)的主要助推器。
04
全新航空器
正從科幻飛入現(xiàn)實(shí)
可持續(xù)航空燃油解決的是現(xiàn)有的渦輪航空發(fā)動(dòng)機(jī)的減排問題。
從上世紀(jì)三十年代英國(guó)和德國(guó)的航空工程師制造出第一批渦輪噴氣航空發(fā)動(dòng)機(jī)到今天,這些發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)經(jīng)歷了近百年的持續(xù)改進(jìn),成為了助力人類飛翔的最重要?jiǎng)恿碓?。但從熱力學(xué)到材料學(xué),航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸遇到了瓶頸,全新的航空動(dòng)力呼之欲出。
民航巨頭空中客車正在布局一個(gè)龐大的未來航空動(dòng)力新景象,用于輕小型航空器的純電動(dòng)方案、用于中輕型航空器的混合動(dòng)力方案、用于大型航空器的氫動(dòng)力方案,空客正在于奧迪、西門子等其他行業(yè)巨頭一起,為 2050 年的天空提供全套的解決方案。
2022 年 6 月,空客中國(guó)研發(fā)中心在蘇州落戶,這個(gè)研發(fā)中心的重點(diǎn)就是圍繞氫能,試圖解決從制造到儲(chǔ)存運(yùn)輸和使用全產(chǎn)業(yè)的各種技術(shù)問題。動(dòng)力方案的顛覆必將帶來航空器整體布局的全新變化,自上世紀(jì)六十年代至今沒有重大變化的飛機(jī)外形即將迎來改變。
這種改變,已經(jīng)發(fā)生在了一些也許不能被稱之為“飛機(jī)”的民用航空器上。這就是近幾年如火如荼的 eVTOL——電動(dòng)垂直起降飛行器。
也許有些 eVTOL 看起來就像是大號(hào)的消費(fèi)級(jí)無人機(jī),但是這種航空技術(shù)和人工智能結(jié)合的產(chǎn)物,已經(jīng)從某種程度上改變了人們與航空的關(guān)系。除了 Joby、Volocopter、億航等新興企業(yè),包括波音、空客和中國(guó)商飛在內(nèi)的眾多傳統(tǒng)航空企業(yè),也加入了 eVTOL 研發(fā)的大潮。無人化、智能化、與城市地面交通的無縫銜接,eVTOL 將開拓出民航業(yè)的新邊界。
作者:魯坦
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