越洋机型争霸史
2018-05-14韩铖熹
韩铖熹
今天,跨越大洋的飞行已经司空见惯,每天都有各式各样的飞机纵横在从东京到悉尼、从新加坡到洛杉矶或是距离更远的越洋航线上。稍加注意就会发现,执飞这些航线的飞机,除了波音747、空客A380以及今天数量已经不多的A340是采用四发布局外,其余的飞机型号都是双发布局。当然,这样的格局其实是发展了半个世纪才形成的,这其中的故事跌宕起伏。
三发飞机黯然出局
在莱特兄弟发明飞机十几年后,人们就开始了飞越大西洋的尝试。1919年5月15日,美国海军少校吕德驾驶一架水上飞机尝试横越大西洋,他用了将近44小时从纽约州罗卡威飞抵葡萄牙里斯本。同年6月16日,英国飞行员约翰·威廉·阿考克和领航员阿瑟·布朗两人驾驶飞机飞行了16小时12分钟,从纽芬兰岛的圣约翰飞抵爱尔兰的克利夫登,首次成功不间断飞越大西洋。航空先驱们以惊人的勇气完成了一次又一次壮举,激发了一代人的航空热情,促进了航空业的蓬勃发展。
二战之后,民航业开始蓬勃发展。1946年1月,泛美航空使用道格拉斯DC-4客机执飞纽约到伦敦的定期航线,单程需要17小时40分钟。同年6月投入市场的洛克希德“星座”客机,进一步将这一时间缩短到15小时15分钟。当时,活塞发动机的故障率较高,为保证飞行安全,FAA在1953年颁布条例:若无其批准,双发或三发飞机飞行的航线,必须满足一个条件——一旦出現发动机故障,60分钟内可以到达最近的备降机场。DC-4和“星座”两款客机都装有四台活塞式发动机,因此才能在越洋航线上占据一席之地。那时,双发或三发飞机,只能贴着大陆边沿飞行,“望洋”兴叹。
随着喷气时代的到来,涡喷发动机良好的安全性使得FAA在1964年取消了对三发飞机的“60分钟限制”,允许其执飞跨大西洋航线。麦道公司1971年推出三发布局的DC-10客机,洛克希德公司1972年推出三发布局的L-1011“三星”客机,因为比四发飞机运营成本低,三发飞机一时间受到航空公司的欢迎。
然而,三发飞机之间的竞争却异常惨烈,DC-10客机因运营及维修成本更低,逐渐占据了上风,最终让“心灰意冷”的洛克希德从商用飞机领域离场。好景不长,DC-10因为一系列空难也一蹶不振:1974年,土耳其航空981号班机因机尾货舱门设计缺陷导致爆炸性失压,切断了液压管路,致使飞机坠毁,机上346人全部遇难。1979年,美国航空191号班机起飞后因发动机脱落坠毁,机上271人全部遇难。1979年,美国西方航空2605号班机错误地降落在一条封闭的跑道上,造成73人遇难。这些事故的原因各异,最终导致DC-10迅速被市场淘汰,麦道后来也被波音合并。现在的天空中已经看不到多少三发飞机的身影了。
双发飞机崭露头角
随着三发飞机的衰落,双发飞机开始在越洋航线上崭露头角。
在油价攀升的大环境下,空客从1974年开始向客户交付全新设计的双发客机——A300。这款飞机首次装备了高涵道比涡扇发动机。为打开市场,空客提出了“90分钟改航时间”的概念,进一步拓宽了双发飞机的航线范围。
经过验证,该理念得到了国际民航组织(ICAO)的认同。1983年,ICAO和FAA认为,设计良好的双发飞机进行洲际飞行、跨洋飞行是很安全的,双发延程运行(ETOPS)就此产生。ETOPS的主要指标是,当双发飞机的某一台发动机发生故障失效时,在备降之前可利用另一台发动机继续飞行的最长时间。ETOPS指标越高,飞机能飞的航线就越容易规划,通常可以少烧油、少走弯路,节省航空公司的成本和乘客的时间。
1985年,FAA批准了新的ETOPS条例,将ETOPS限制时间由60分钟延长到120分钟。这个时长已经足够让双发飞机横跨大西洋。此后,航空公司终于可以用波音757、767或是空客A300、A310等双发飞机执飞跨大西洋航线甚至更远的越洋航线。接下来的故事就是双发飞机和四发飞机之间的对抗了。
经典机型之间的对抗
空客A340曾经创造了两项记录:它曾是世界上最长的商用飞机,长达75.3米的机身让它获得了“法式长棍”的昵称。它还曾是世界上航程最远的商用飞机,满载航程达到16000公里。历史上最长的不经停商业航线“新加坡-纽瓦克”,长达16600公里,就是由新加坡航空全商务舱布置的A340-500创造的,全程需要18小时45分钟。
A340还有个亲兄弟A330,它们在设计之初就采用相同的机身截面,共用一条生产线,85%的零部件可以通用,驾驶舱、机翼、尾翼、起落架等都是相同的,只是在机身长度和发动机数量上有所区别。空客的这一思路创新,给竞争对手波音造成了很大的压力,一下子多出两款飞机来抢占250到500座级的市场。
为此,波音在1990年启动了767-X计划,也就是后来的波音777。这是一次豪赌,波音投入了50亿美元的研发资金,一旦失败,将濒临破产。
波音在设计之初就和潜在客户进行了充分交流,了解并尽可能满足客户的需求,这为777日后的畅销打下了基础。另一方面,波音说服FAA在飞机交付之日就批准ETOPS-180,免去了对飞机积累ETOPS-120运营经验的要求,这被称为Early ETOPS(提前ETOPS授权)。虽然欧洲联合航空局(JAA)表示异议,并对欧洲本土的航空公司运营波音777进行限制,但搭载两台GE90涡扇发动机的波音777,还是以先进的技术获得全球航空公司的青睐。
对航空公司而言,Early ETOPS-180使得其航班可以覆盖全球95%的地区,而且飞机买来就能“无限制地飞”,再加上双发飞机的油耗和维护成本更低,使得空客A340的市场被波音777挤压得越来越小。A340作为四发飞机的重要代表,有些生不逢时,碰上了发动机推力增加、可靠性提升的大环境,最终被时代的大浪淹没,于2011年停产。
放眼全球,截至2017年12月,全球仍在服役的A340仅剩176架。中国东方航空的A340飞机悉数退役之后,用来补位的正是波音777-300ER。曾经由A340-500保持的航程纪录,后来也被777-200LR打破,刷新到17445公里。
未来去向何方
在空客和波音的市场竞争中,曾经有过一次泾渭分明的博弈。空客认为,航空业要充分发挥枢纽机场的作用,大力发展转运网络,这就需要有大载客量的飞机承担枢纽机场之间的运输任务。在这一思路的指引下,空客耗费巨资研制了A380这款目前世界上最大的商用客机。波音因为手中已经有747这样的上一代巨无霸飞机,因此采用与空客不同的思路,押宝在点对点的飞行上,用787来延续777双发越洋飞行的辉煌。经过一段时间的检验,目前是波音的选择更胜一筹。
为此,空客及时调整战略,投入110亿欧元研制A350客机。首架A350于2015年交付卡塔尔航空投入商业运营。欧洲航空安全局(EASA)给A350系列的首个成员A350-900授予Beyond ETOPS-180(超过180分钟延程运行)资格。这意味着A350的用户能够以双发飞机中最高效、最可靠的方式执飞跨洋远程和超远程直飞航线,特别是南半球城市间的航线。有了A350的支撑,新加坡航空也计划于今年10月使用A350-900ULR重启那条长达16600公里的新加坡-纽瓦克航线。
A350的横空出世又让竞争对手坐不住了,波音推出777X以应对空客的挑战,并计划于2020年交付首架机。A350和777X的正面交锋,必将在航空史上留下精彩的故事。
但随着涡扇发动机的尺寸越来越大,其性能已逼近物理极限,这可能将是双发越洋飞行几十年辉煌的顶峰。放眼未来,空域资源紧张、主要航线拥挤、机场承载能力饱和、油价起伏不定,都是影响机队配置策略的不确定因素,可能某一天,挂载四台发动机的巨无霸飞机又会流行起来。未来,尚未可知。