国外窄体干线客机发展概况

□ 孙洪钊 陈 黎

国外窄体干线客机发展概况

□ 孙洪钊 陈 黎

5月5日，C919大型客机成功首飞，标志着萦绕中华民族百年的“大飞机梦”终于取得了历史突破。C919大型客机是我国首款完全按照适航标准和主流市场标准研制、拥有完全自主知识产权的单通道干线飞机。大飞机是国之重器、现代工业皇冠，首飞成功意味着C919大型客机项目取得阶段胜利，也彰显着中国工业实力的突飞猛进。从C919首飞成功的振奋中，我们也将目标转向世界，看看其他单通道干线客机的发展。

干线客机的分类

根据客座数、航程和执飞航线的不同，现代民航运输机可分为支线客机和干线客机两大类。其中支线客机是指典型客舱布局下的客座数低于100、满载航程不超过3000千米、航行于中心城市与中小城市或中小城市之间的客货运输机；干线客机则是客座数大于100、满载航程超过3000千米的大型客货运输机。与支线客机相比，干线客机是现代民用航空运输市场的主体，目前全球民航运输业90%以上的客货周转量都是由干线客机完成。

干线客机根据航程的不同，又可分为中远程干线客机（满载航程超过6000千米）和中短程干线客机（满载航程低于6000千米）两类，前者主要用于需要飞越多个国家/地区的国际航线，后者则主要用于地区性国际航线和各国国内航线。与此同时，干线客机根据机身客舱的宽度和舱内人员通道的数量，又可以分为宽体（双通道）干线客机和窄体（单通道）干线客机两类。而从世界民机研制国家多年来推出的干线客机产品来看，除了波音757（为中远程窄体干线客机）、空客A300（为中短程宽体干线客机）等少数机型外，宽体客机大多为中远程飞机，窄体客机则大多为中短程飞机。

在世界干线客机、乃至整个民机市场上，中短程窄体干线客机（以下均称窄体干线客机）一直是最受客户欢迎、市场需求/销售量最大的一种，并且这种态势将会在今后长期保持下去。例如，根据美国波音公司2015年6月11日发布的年度《当前市场展望》报告，在今后20年内（2015～2034年）世界民用航空市场对对窄体干线、宽体干线和支线客机的需求分别为26370、8830和2490架，其中窄体干线客机所占比例接近70%。由于这样的原因，窄体干线客机长期受到世界主要民机研制厂商的高度重视，除了多年来垄断这一民机细分市场的波音737系列和空客A320系列飞机外，近年来部分力图在世界干线客机市场“分一杯羹”的民机研制厂商，在其干线客机产品研发和市场开拓中，也纷纷选中窄体干线客机作为切入点和突破口。例如，俄罗斯伊尔库特公司的MS-21、加拿大庞巴迪宇航集团的C系列和中国商飞公司的C919均为这一级别的飞机。

国外窄体干线客机典型产品

对于世界中短程窄体干线客机市场来说，多年来一直被波音737、空客A320飞机所垄断，为了今后能继续保持自身的竞争优势，这两种老牌窄体干线客机还各自推出了最新改型：波音737MAX和A320NEO。

波音737系列飞机。波音737系列飞机堪称世界航空史上最成功、最畅销的民航客机产品，自1967年12月开始交付使用以来，该机产量已经超过9365架（截至2017年2月），并且仍有超过4430架的订单等待交付。

到目前为止波音737已经发展了3代共9种型号：第一代737-100/200、第二代737-300/400/500和第三代737-600/700/800/900。其中的737-600/700/800/900在继承原有737飞机特点的基础上，融入大量新技术（包括换装新型机载系统、改进客舱和驾驶舱设计）改型发展而成，被称为新一代737（737NG）。在737NG系列飞机中，737-700为标准型，可载客126～149人；737-600为缩短型，可载客110～132人；737-800是在737-700基础上发展的加长型，用于取代737-400，可载客162～189人；737-900则在737-800的基础上进一步加长，用于同185座的空客A321竞争。

为了最大程度地保持与传统737（第一、二代737）飞机之间的通用性，737NG可以使用同样的跑道、停机坪、登机门等，同时还具有相同的零部件、地面支持及地面维护设备。而在波音737 NG内部的4种机型之间，则具有98%的机械零部件通用性和100%的发动机通用性，从而有效降低了航空公司的运营成本。此外，波音公司还计划将波音737后继机同波音787共享技术资源，采用相同驾驶舱、机翼和发动机，但不同机身宽度的两种平台。

值得指出的是，经过大幅技术改进的737NG系列飞机，无论从结构上还是从性能上看，与传统B737相比均已有跨代的提高，完全可以视作一种基于20世纪90年代技术研制的新一代先进客机。其中最引人注目的是，737NG采用了全新设计的机翼、尾翼和增升装置，飞机的巡航高度和速度也得到了提升，若严格按照传统的技术标准，737NG将很难被列入B737系列家族中；只不过为了充分利用737系列飞机多年来在客户中建立起来的良好声誉，737NG才依然沿用了737的编号。

目前波音公司正在实施新型737 MAX飞机项目，该系列飞机将拥有三种型号：737MAX-7、737MAX-8和737MAX-9，分别基于737-700、800和900ER（即当前波音737销量最好的三个型号）研发。与先前的737系列飞机相比，737MAX将换装新型LEAP发动机，重新设计尾锥并采用“先进技术”翼梢小翼，以达到提升经济性环保性的目的。

空客A320系列飞机。欧洲空客公司为了与波音737等飞机竞争而专门推出A320系列飞机，该机在设计中秉承“以新制胜”的方针，大量采用了侧向驾驶杆、电传操纵系统（是世界上第一种采用电传操纵系统的亚音速民用运输机）、主动操纵面、先进结构材料（复合材料和新型铝合金）等技术。

A320飞机采用了通用设计，包括4种机型A318/A319/A320/ A321。其中，A320是该系列的基本型（包括A320-100和A320-200两个子型号），A321是在A320基础上发展的加长型（也为A320系列中最大的型号，可载客185人），A319是在A320基础上缩短机身、加大航程的改型（可载客124人），A318是在A319基础上进一步缩短机身、改善起降性能的改型（可载客107人）。

A318/A319/A320/A321均采用相同的驾驶舱和操作程序，拥有一种机型飞行执照的飞行员就可驾驶全部4个型别的飞机，从而有效降低了飞行员的培训成本，并提高了航空公司的运营灵活性。此外，系列内部各型别之间系统和部件的通用性不仅方便了飞机的维护，同时也大大降低了维护保障成本。

目前空客公司正在研发A320飞机的最新改进型A320NEO，该系列飞机主要包括三种型号：A319NEO、A320NEO和A321NEO。与先前的A320飞机相比，A320NEO主要改进之处在于换装了推力更大、效率更高的新型发动机，使其油耗降低15%，操作费用减少8%，噪声和氮氧化物排放量也明显缩减；此外，A320NEO飞机加装了全新设计的翼端帆，机内行李箱空间和空气过滤系统也有所改善，以提高客舱内乘客的舒适度。

窄体干线客机未来发展

翼身融合体飞机。由于传统“圆筒形机身+机翼”布局的民机在增大载客量、提高升阻比、改善经济性/环保性等方面进一步提升的空间已经非常有限，因此今后民机要想在上述性能领域取得新的突破，只能借助于全新气动布局的应用。在世界各国多年来推出的各种创新性气动布局中，翼身融合体布局（BWB）具有高度的集成特性，采用这种布局的飞机与同量级传统布局飞机相比，具有更轻的结构重量、更大的有效载荷空间、更高的升阻比和更低的燃油消耗率，同时在安全性、环境友好性（低噪声、低排放）和提高制造效率等方面也拥有较大的优势，因而是最具应用前景的一种非常规布局。美国波音公司对翼身融合体布局技术开展了多年的研究，目前已经从概念研究转入到试验阶段，并制造出多架X-48试验机进行验证试飞；与此同时，欧盟在该领域的研究也取得了很大进展，并提出了一体化翼身飞机设计方案。根据近期国外媒体的报道，波音和空客公司在其未来的全新一代干线客机研制中，将很可能会采用翼身融合体技术。

混合动力飞机。要使今后的民机更加高效、节能、环保，各种新能源航空发动机必不可少，混合动力装置（纯电动力+常规涡轮发动机）则是其中非常具有应用前景的一种。采用这种动力装置的飞机在最耗油的起飞和爬升阶段，通过电池放电，利用混合动力来推进飞机以降低油耗；而在巡航飞行阶段，涡轮发动机转为正常的经济模式，在驱动飞机飞行的同时为电池充电。根据评估，混合动力飞机的油耗可降至传统飞机的50%甚至30%，同时有害气体的排放大幅减少，飞行和起降时的噪声也将显著降低。目前美国、欧洲和俄罗斯都在积极从事这类飞机的探索研究，例如波音公司正在实施一项名为“亚声速超绿色研究”（Sugar）的混合动力支线客机研究计划，空客公司也在研究一种70～80座级的混合动力支线客机。随着混合动力飞机技术的成熟，该技术将会逐步向更大型飞机推广，并且有望在窄体干线客机上得到应用。

超声速客机。今后，随着社会经济的发展和民众生活水平的提高，人们对空中旅行舒适性的要求将越来越高，其中包括尽量缩短长途飞行时间以避免由此引起的厌倦疲劳，这个问题只能通过提高飞机速度、实现超声速甚至高超声速飞行来决，因此超声速客机有广阔的市场前景。上世纪90年代中期起，美国、欧洲、俄罗斯、日本等纷纷提出各自的超声速、甚至高超声速客机方案。从发达国家近年在相关领域的动向来看，其在发展新型超声速客机的过程中，大体上均是本着“先小后大、先慢后快、先近后远、先易后难”的原则，从技术难度和复杂程度相对较低、较小较慢的超声速公务机入手（超声速商业飞行所涉及到的声爆、噪声控制等问题，在较小型飞机上解决起来相对更为容易），然后逐步提高技术门槛，增大飞机尺寸重量和飞行速度，最终向大型超声速客机、高超声速客机甚至空天飞机迈进。（中国商飞公司）