客機,亦稱“旅客機”。運載旅客進行商業飛行的民用運輸機。按航程,分為遠程、中程、短程客機;按機身寬度,分為窄體和寬體客機;按飛行速度,分為超聲速和亞聲速客機。
發展歷史
編輯研制背景
人們從鳥的飛翔和風箏的飛行中得到啟示,認為用固定機翼同樣能使比空氣重的東西飛起來。人類關于飛行的許多探索和嘗試是從模仿鳥類的飛行開始的。輕于空氣的航空器的出現,激勵著人們以更大的熱情,繼續從研究鳥類飛行著手,發明重于空氣的航空器。但關鍵問題首先是如何獲得升力;其次是解決穩定、操縱問題;最后是解決動力問題。在實現重于空氣的飛行之前,人們進行了許多探索。
研制歷程
早在19世紀初,英國科學家喬治·凱利爵士就提出了重于空氣飛行器的基本飛行原理和飛機的結構布局,被看作現代航空學誕生的標志。他在1847年設計制作了一架滑翔機,并由他的馬車夫駕駛飛行了大約450 m。應該說喬治·凱利爵士是世界上成功地把載人滑翔機飛上藍天的第一人。令人遺憾的是,凱利的研究和滑翔機飛行在當時并未引起太大的重視,因為那時人們完全沉浸在熱氣球與飛艇的熱潮中,許多權威人士對凱利的研究不屑一顧。
1896年5月6日,美國人蘭利博士制造了一-個用蒸汽機作為動力的飛機模型,飛行高度達到20 m,飛行距離達760 m。同年11月28日,他又制造了另一個動力飛行模型,飛行高度到150 m,飛行時間近3 min,這是歷史上第一次重于空氣的動力飛行器實現了穩定持續飛行,在世界航空史上具有重大意義。18世紀和19世紀末,蒸汽機和內燃機的先后出現,為航空器由滑翔機向飛機的進展創造了動力條件。
1903年12月17日,美國萊特兄弟制成了首架飛機“飛行者”1號,試飛成功,飛過260 m的距離,相對空氣的速度為48 km/h(對地速度16 km/h),留空時間59s。萊特兄弟的飛行成功,開創了動力飛行的新紀元。
“飛行者”1號在飛行
1914年爆發了第一次世界大戰,飛機首先被用于偵察。第一次世界大戰促進了航空科學技術和航空工業的發展,第一次世界大戰結束后,大量的軍用飛機閑置下來,于是人們紛紛把它們轉為民用。歐洲各國紛紛創辦航空公司,當時使用的民航機大多數由軍用飛機改裝而成。到第二次世界大戰之前,民航業已得到了很大規模的發展。
生產歷史
第一代噴氣式客機是20世紀50年代投入使用的,機型有英國的“彗星”號、法國的“快帆”美國的波音–707、道格拉斯公司的DC-8以及蘇聯圖波列夫設計局研制的圖–104等。這一代的主要特征是采用渦輪噴氣式發動機、后掠翼,與活塞式客機相比大大提高了巡航速度和客運量,使民航運營效率大為提高。從氣動設計上看,這一代飛機采用了大展弦比后掠翼,層流平頂翼型,機翼前后緣往往帶有大面積襟翼。發動機一般都安裝在機身外。為降低發動機與機翼氣流的干擾,發動機的安裝位置往往十分重要。波音–707和 DC~8采用了后來成為大型客機標準模式的翼吊發動機短艙形式。由于廣泛采用渦輪噴氣式發動機,第--代噴氣式客機油耗率高,噪聲大。其巡航速度較高,機翼升阻比特性較好。
彗星
第二代噴氣式客機是20世紀60年代投人使用的,代表機型包括美國的波音–727、波音-737和道格拉斯DC-9(MD-80系列);英國原德·哈維蘭公司的“三叉戟”;蘇聯的圖–154等。主要技術特點是采用新的翼型和低涵道比渦輪風扇發動機,降低了耗油率,提高了經濟性。在氣動設計上基本確立了懸臂式下單翼布局,注重低阻力亞聲速翼型的研究和使用,主要采用尖峰翼型;注重各部件氣動干擾,襟翼等增升裝置多采用多段式開縫翼,同時為整機減重,復合材料開始大量使用。
圖–154
第三代噴氣式客機于20世紀70年代投人使用,代表機型包括美國的波音–747、道格拉斯DC-10,洛克希德公司L-1011;歐洲空中客車公司的A300和蘇聯的伊爾–86等。第三代噴氣客機是針對世界客運量的飛速增長而研制的寬體客機。其機身直徑可達5.5~~6.6 m,是第二代以前所謂“窄體”客機的1.5倍;起飛質量最大可達300 t以上,載客量遠程可達400人以上,近程則超過600人。就外形尺寸而言,寬體客機體積比窄體客機增加不多,但翼面積和機身直徑的大幅度增加,因而載質量、載客量、載油量和航程有明顯提高。動力裝置開始采用推力更大、耗油率更低的高涵道比渦扇式發動機,噪聲和振動水平則大大下降。乘客的舒適性和航空公司的收益因此大大改善。
第四代噴氣式客機屬于半寬體客機,強調的是進一步改善經濟性。在發動機上采用了更先進的高涵道比渦扇發動機,耗油率又有降低。由于發動機性能的提高,發動機安裝臺數普遍改為兩臺,不像過去的幾代采用三臺或四臺。在氣動設計上,除了精心設計機翼形狀.襟翼裝置外,最大的特點是采用了新的“超臨界”翼型。所謂超臨界機翼是一種上表面比較平坦,下表面鼓起,后緣部分有下彎的機翼。其巡航速度有所提高,升阻比特性優于“尖峰”翼型。另外,安裝翼梢不翼也成了新型第四代客機的特點。同時,隨著技術的進步,采用了先進的電子系統包括電傳操縱系統,改善了駕駛特性。
第五代噴氣式客機于20世紀90年代投入使用,主要型號有美國波音-777、麥道MD-11、歐洲A330、A340 和俄羅斯的圖–96等。這一代飛機在設計上除增加載客量、提高適應性外,繼續探索降低油耗,提高經濟性。采用的技術措施有:安裝耗油率更低、排污更小、噪聲更低、涵道比更高、推力更大、維護性更好的渦扇發動機;加大復合材料的用量;進一步加大展弦比或加裝翼梢小翼提高氣動效率,采用超臨界翼型或高效亞聲速翼型。
分類
編輯按飛行速度
超聲速客機
飛行速度超過聲速的客機。超聲速客機要長時間做超聲速飛行,因而對飛機的發動機、形狀、結構材料提出了很高要求。飛機外形呈細長流線型,機翼為大后掠三角翼。使用渦輪噴氣發動機。結構材料要考慮耐熱材料。超聲速客機油耗大,造價高,超聲速飛行時會產生聲爆,噪聲危害增加。
世界上只有蘇聯研制的“圖-144”和英法聯合研制的協和式兩種超聲速客機投入生產,僅“協和”式進入商業運行,28年后退役。由于經濟效益差、噪聲不符合要求限制了發展。一些航空制造業強國仍繼續研制新一代的超聲速客機。
圖-144
“協和”是原英國飛機公司(現并入英國航宇公司)和法國航宇公司聯合研制的四發遠程超聲速客機。1956-1961年期間,英、法兩國分別單獨進行超聲速客機的初步研究。1961年兩國決定合作,平均分攤研制費用。1962年11月,兩國政府經過協商,簽訂共同研制兩架原型機的合同,正式命名飛機為“協和”。2000年7月25日,法航的一架“協和”客機在從巴黎戴高樂機場起飛后隨即起火爆炸,造成機毀人亡。英、法國航空公司于2003年4月共同做出讓“協和”客機退役的決定。法國航空公司的“協和”客機于2003年5月31日全部退役,英國航空公司的“協和”客機于2003年10月24日全部退役。
“協和”飛機
亞聲速客機
最大平飛速度小于音速的飛機。通常說飛行速度低于400千米/時的為低速飛機,M=0.8~0.9的為高亞音速飛機。20世紀50年代以前,飛機采用活塞式螺旋槳發動機,多為亞音速飛機。50年代初,渦輪螺旋槳發動機問世,由于其性能明顯提高,渦輪螺旋槳飛機的飛行速度可達800千米/時左右,且具有耗油率低、經濟性好等優點,被廣泛用作旅客機、運輸機和反潛機等?,F代民用飛機和軍用運輸機、預警機、教練機中,多數為亞音速飛機或高亞音速飛機,如美國的C-5A、蘇聯的安-124軍用運輸機等。
按航程遠近
遠程客機
航程超過8000千米以上,用于洲際或跨洋飛行的客機。儲油量大,導航設備完善,生活保障齊全,載客在200人以上,有兩臺以上的發動機,在有一臺或兩臺發動機失效的情況下,剩余的發動機仍可使飛機繼續飛行到安全地點降落。如波音747-100、波音747-200B、DC-10-30、伊爾-62、DC-8-63、波音707等。
中程客機
航程在3000~5000千米的客機。多用于洲內或國內的干線運輸飛行。一般載客量為150 ~300人,有完善的儀表和導航設備。在商用飛機中這類飛機的數量最多,承載的運輸量最大,飛行速度在800千米/時左右。如L-1011三星號、波音727-200、圖-154、三叉戟1E、三叉戟2E、三叉戟超級3B、空中客車A-300等。
短程客機
航程在3000千米以下的客機。大多用于支線或距離較短的干線飛行,載客量通常在120人以下,有較好的起落性能,可以在中小型機場起降。約半數的此類飛機使用渦輪螺旋槳飛機,其余為裝用渦輪風扇發動機的飛機。飛行速度在600 ~800千米/時范圍內。如波音737-200、DC9、BAC-111、圖-134等。
按機身寬度
寬體客機
機艙直徑在3.75米以上,客艙內設兩條通道(寬度55厘米),每排座位數在7個以上的飛機。是大型客機通行的設計布局。20世紀70年代為適應急劇增長的客運量,提高運行效率,減少機場擁堵,出現了寬體客機。每排座位數由以前的最多6個,增加到7~10個,使載客量大為增加。在飛機長度增加不多的情況下,載運量增加50%以上。使樞紐機場的吞吐量增大,繁忙航線上的航班密度降低。例如:A300 - B、A310、A340、B747、B767、IL-86、L-1011、DC- 10、MD -11等。
窄體客機
窄體飛機機艙直徑在3.75米以下,客艙內只有一條通道,每排座位數在6個以下的民用運輸機。大多數中小型客機都是窄體飛機。例如:A320、B707、B727、B737、B757、F100、DC8、DC9、MD-80series、MD90、L-62、雅克-42等。
按服務的航線性質
干線客機
干線飛機用于國際航線或國內航空運輸樞紐之間的民用運輸機。干線的客流量大,飛行距離長,干線飛機使用載客150人以上的中,遠程飛機。如美國的波音777、波音737NG(波音737-600/700/800/900/900ER)、歐洲空客的A330/A340、俄羅斯的圖-204以及伊爾-96、空客公司A380 等。
支線客機
支線飛機用于溝通中、小城市之間或這些城市和航空樞紐之間的航線的飛機。通常采用載客100人以下的短程飛機。如DC-3、康維爾440,荷蘭的F.27、F.28、英國的 BAe748、肖特330、加拿大的 DHC -6、DHC-7,蘇聯的安-24、雅克-40、日本的YS-11、西班牙的C-212等機型為代表。
重大事件
編輯印度客機墜毀之謎
1985年6月23日凌晨,印度航空182號航班,在愛爾蘭以南的大西洋上空墜機,一架載有307名乘客的波音747從加拿大多倫多機場起飛,飛往印度孟買。早晨7點14分(格林尼治時間)時,在地面監控系統中,這個巨大的身影從雷達屏幕上消失得無影無蹤。不久,飛機墜毀的噩耗傳來。搜索人員在愛爾蘭附近的海面上找到了這架飛機的殘骸,機上307名乘客和22名機組成員無一生還。
查基達里撞機事件
1996年12月12日 沙特阿拉伯航空763號航班與哈薩克斯坦航空1907號航班在印度北部查基達里相撞,這是世界上最嚴重的空中撞機事故。沙特阿拉伯航空公司運營的波音747飛機從德里飛往達蘭,而哈薩克斯坦航空公司的伊留申II-76飛機從奇姆肯特飛往英迪拉機場,相撞時造成前者312人死亡,后者造成37人死亡。 沙特阿拉伯航空運營的波音747由德里起飛前往達蘭,哈薩克斯坦航空的伊爾II-76由奇姆肯特起飛前往英迪拉機場,兩架飛機在途中相撞,致使前一架飛機312人、后一架飛機37人全部遇難。 遇難人數共349人,墜機事件發生在伊留申飛機被允許下降到15,000英尺之后,但隨后下降到14,500英尺,而747則向相反的方向上升。當空中交通管制員警告兩架飛機之間的距離時,為時已晚。 事故發生前,哈航飛機獲準下降到15000英尺,但飛機卻下降至14500英尺以下,此時沙特航空的飛機正在反方向攀升。當空中交通管制員提醒兩架飛機異常接近時,為時已晚。
馬航MH370事件
2014年7月17日,載有298人的MH17航班從阿姆斯特丹飛往吉隆坡。機上共有283名乘客,這些乘客分別來自荷蘭、馬來西亞、澳大利亞、印尼等11個國家,其中大部分乘客來自荷蘭。馬來西亞當地時間晚上21時20分,客機在飛行約170分鐘后,于烏克蘭東部邊境處最后一次向塔臺傳回數據。22時15分,馬來西亞航空在社交媒體上表示,與MH17失聯,該航班最后已知地點是在烏克蘭境內。23時43分,烏克蘭內政部長的顧問在他的社交媒體頁面上稱,飛機飛行在1萬米高空中時被導彈擊中。次日凌晨12時30分,馬來西亞航空公司對航班MH17發布官方聲明。隨后,時任馬來西亞總理納吉布召開新聞發布會稱,MH17航班在墜毀前未發出求救信號,如果最后證實飛機確系被擊落,肇事者則必須受到嚴懲。19日,馬來西亞航空公司發媒體聲明,公布了MH17航班乘客的最終人數和國籍。20日,馬航宣布MH17作為航班號碼從此封存,退出使用。
“3?21”東航MU5735航空器飛行事故
2022年3月21日,東方航空云南有限公司波音737-800型B-1791號機,執行MU5735昆明至廣州航班,飛機于北京時間13:16從昆明長水機場21號跑道起飛,13:27上升至巡航高度8900米,14:17沿A599航路進入廣州管制區,14:20:55廣州區域管制雷達出現“偏離指令高度”告警,飛機脫離巡航高度,管制員隨即呼叫機組,但未收到任何回復。14:21:40雷達最后一次記錄的飛機信息為:標準氣壓高度3380米,地速1010千米/小時,航向117度。隨后,雷達信號消失。最終墜毀在廣西壯族自治區梧州市藤縣埌南鎮莫埌村附近。飛機撞地后解體,機上123名旅客、9名機組成員全部遇難。
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