“超级大白鲸”:从造出来到用起来
2020-08-02刘思静
刘思静
在空客众多的机型中,最萌的当属“大白鲸”系列运输机。这一系列运输机最初是以A300-600飞机为基础改型研制而来。一开始,新机型被命名为A300-600ST,ST代表Super Transporter,意为“超级运输机”,但后来由于飞机的外形太过抢眼,“大白鲸”(Beluga)的名字流传开来,并最终得到了空客官方的认可。
2020年1月,以A330为基础研发的第二代“超级大白鲸”(Beluga XL,官方名称为A330-700L)投入使用后,拥有“鲸鱼笑脸”涂装的这架飞机已经成为了当之无愧的“网红”飞机。根据计划,到2023年年底共6架“超级大白鲸”将完全替代现有的“大白鲸”,成为空客工业系统的重要组成部分,支持空客未来的飞机产能提升。
“大白鲸”的诞生
空客对于超大型运输机的需求从公司成立之初就已经存在。作为举全欧洲之力成立的公司,空客需要运输机来解决分散在欧洲各国生产的大部件运输问题。在公司成立的最初两年里,由于飞机产量有限,空客主要采取陆路运输的方式运送大部件,但是这种运输方式成本高、效率低。
为此,空客在1972年购买了4架波音377飞机,并计划将其改造成运输机。如此一来,空客就可以用空运的方式将分布在西班牙、英国等地生产的机翼、机身等运至图卢兹进行总装。空客将这4架运输机命名为“超级彩虹鱼”。“超级彩虹鱼”为空客服务了20多年,至今在图卢兹工厂仍然停放着一架已经退役的“超级彩虹鱼”,这也是空客工厂里唯一的波音痕迹。
随着公司的发展,空客开始有了研制真正属于自己的超大型运输机的想法。1991年,空客正式将想法落地。当时,空客公司两个非常重要的成员——法国宇航集团和德国戴姆勒-奔驰宇航为此合资成立了一家公司,负责开发这款新型运输机。这款运输机的研制基础便是空客研发的第一款双发宽体客机——A300。一开始,新机型被命名为A300-600ST,后来由于外形的缘故,被业界亲切地称为“大白鲸”。
1992年9月,A300-600ST一号机开始制造,1993年1月完成总装,1994年9月完成首飞。在经过335个小时的试飞测试之后,空客A300-600ST在1995年10月获得认证,“大白鲸”正式投入使用。在一号机投入使用后,空客又以大约每年一架的速度连续生产了4架“大白鲸”运输机,最后一架在2000年投入使用。目前,这5架“大白鲸”运输机承担了空客部分机型的大部件运输任务。
“超级大白鲸”的“混合结构”
第一架“大白鲸”投入使用至今已有20多年。在此期间,随着全球商用航空市场的蓬勃发展,空客飞机的订单量和产能都实现了质的飞越。因此,现有的5架“大白鲸”运输机已经难以满足运输需求。
“大白鲸”是在A300基础上改装而来,受到当时技术条件的限制,这款运输机“先天不足”。首先是航程不足,只能在欧洲境内进行部件的运输,执行其他区域的运输时需要频繁经停。其次,“大白鲸”的“体格”也逐渐难以适应超大型部件的运输。尤其是随着A350XWB等机型的诞生,“大白鲸”在一些部件的运输中更显得“力不从心”。于是,空客决定研制一款更大型的运输机。
此时的空客已经与当初新成立时完全不同,公司已经拥有了多款宽体客机,究竟选择哪款宽体客机为基础研制更大型的运输机,成为了摆在空客管理层面前的一个问题。
有专家建议以A380为平台进行改装,这样一来既解决了航程的问题,也解决了超大型部件的运输问题。但最终这一提议未被采用,空客认为,A330是新一代大型运输机最合适的选择。之所以作出这一决定,空客是有多重考虑的。
首先,新一代运输机与上一代“大白鲸”在技术上应有传承性。A330本身就是用来替代A300与波音767竞争的机型,两者之间在技术上的传承性不言而喻。当然,A340也是一个选择,但四发飞机的经济性较差,再加上新一代运输机主要用于欧盟内部转运部件,对航程和载重没有特别高的要求。相比之下,用A330来改装要比用A340经济得多。
其次,从经济性的角度来看,A330也是最好的选择。“超级巨无霸”A380虽然“体格”够大,但是生产成本太高,A350虽然在技术上很先进,但市场保有量与A330相比还有很大差距。A330作为空客最热销的一款宽体客机,市场保有量大,且未来20年内还会有改进型号生产,因此用A330来改装新一代运输机,可以大大降低生产成本和维护成本。
第三,从实用性的角度来看,用A330进行改装已经完全能够满足至少未来20年的需求。短期来看,空客暂时不会推出比A380更大型的商用飞机,也不会有比A350碳纤维机翼更长的机翼,由A330改装的运输机能够满足运输A380机身和两副A350机翼的装载要求。
为了体现机型的延续性,新一代运输机被空客命名为“超级大白鲸”(Beluga XL)。如今,新一代“超级大白鲸”是一款“混合结构”的飞机,它的前机身设计源自空客A330-200F货机,后部则来自空客A330-300。应载重要求,空客A330-200F的前起落架结构与普通A330-200飞机略有不同,起落架与机身的连接点更低,前部机体结构也有所加强。
“超级大白鲸”比上一代“大白鲸”长了6米,机身直径达到惊人的8.8米,可以一次性運输一件A350-1000的前段机身或一对A350-1000机翼或A380的巨型尾翼,甚至可以塞下A330的机身。同时,飞机的载荷也比上一代“大白鲸”提升了6吨,达到53吨。
在飞机背鳍与垂直尾翼连接处、垂直尾翼底部、水平尾翼等部位,“超级大白鲸”都较“大白鲸”进行了升级。垂尾前缘翼根过度面由此前的三角形再增加一个折角,相当于将垂尾直接延伸至货舱北部顶端,这样可以降低因货舱造成的气动损失。垂直尾翼底部、水平尾翼中央增加了长约1米的延伸盒,作为货舱尾部的收敛过渡,水平尾翼两侧像小翼一样的辅助鳍也加高了1米。这些气动外形的改变都将增加“超级大白鲸”的飞行稳定性。
此外,“超级大白鲸”的总装也很特殊,并非是单纯地先组装机体下的甲板结构,再将巨大的货舱放上去那么简单。空客在进行“大白鲸”的总装时,要先将传统的A330中央机身段与机翼组装完成后,再与一件没有上半圆机体结构的尾部段组装,之后再组装机头部分与切除机身中段的上半圆蒙皮,最后再安装巨大的货舱。
2020年1月,“超级大白鲸”正式投入使用,此外还有4架“超级大白鲸”正在生产中。根据计划,从2021年开始,“超级大白鲸”将逐步替代现有的“大白鲸”运输机,到2023年底将有6架“超级大白鲸”投入使用,组成空客新的超级运输机机队。
“大胖墩”的高效运输
新一代“超级大白鲸”的货舱宽度比“大白鲸”宽了近1米,因此在运输过程中更加“得心应手”。
例如,过去空客在总装A330和A340时,用“大白鲸”一次可以运输一对机翼。但到A350的生产时,由于飞机机翼更大,受制于货仓宽度的限制,“大白鲸”一次就只能运输一个机翼,而“超级大白鲸”一次能运输一对翼,大大提高了大部件运输的效率。
从航程来看,“超级大白鲸”投入使用提高了空客分布在全球产业基地生产的部件的运输效率。目前,“大白鲸”从法国、德国、西班牙和英国的工厂运输部件到图卢兹和汉堡的商用飞机总装线,以及位于西班牙塞维利亚的A400M总装线。在欧洲的运输网络中,距离最远的是土耳其安卡拉,空客在这里有生产A400M部件的工厂。
而在空客的全球供应链上,例如在中国和美国的转包生产商所生产的部件就不能采用空运了,因为这些厂家离欧洲太远,已经超出了“大白鲸”的航程。例如目前在中国的哈飞,空客也在生产A320和A350的尾翼部件,大部分是走中欧列车的,也有一部分走海路运输。与此对应,开设在中国天津和美国莫比尔的A320总装线上所需的部件,也是从欧洲通过货轮走海路运输,无法采用空运抵达。随着“超级大白鲸”的投入使用,未来空客在欧洲以外的部件运输将多一个选择。
除了运输机本身之外,货物装卸平台也是决定运输效率的关键因素。目前,为了提高“大白鲸”的使用效率,空客专门搭建了全新的货物装卸平台。2019年,这一全新的装卸平台正式投入使用,这也是空客目前运输网络中唯一的双机位装卸设施。
在这一全新的装卸平台下,空客可以一次为两架“大白鲸”装卸货物,而以前的设施一次只能服务一架“大白鲸”。全新的装卸平台将“大白鲸”运输机的前部完全封闭,并专门改造了机库门,以适应机身形状,这样一来,即便在恶劣天气下也不会影响“大白鲸”装卸物资。例如,过去当风速大于25节时,“大白鲸”运输机就不能在露天进行装卸了,如今即便在42节的风速下,“大白鲸”运输机依然可以进行部件的装卸。
而且,两个新的装卸平台都配备有自动装卸系统。该系统可以在卸货的同时准备下一批需要运输的物资,提高运转效率。在新的装卸平台下,“大白鲸”在1小时20分钟内就可以完成卸货并做好再次起飞的准备,并且飞机在装卸货物的同时还可以加油;而过去在露天作业时,完成同样的准备需要2小时30分钟。未来,空客还将在10个生产基地建设类似的装卸平台。
另外,“大白鲸”在机场进行牵引时也与普通飞机不同。普通飞机的拖车是在机头下、前起落架的前方“拉”着飞机,而“大白鲸”的机鼻很低,以至于无法以传统的方式进行牵引。因此,“大白鲸”在牵引时,拖车是在机身下面的,牵引杆则装在前起落架的后侧,“推”着飞机前进。
总之,无论是“大白鲸”还是“超级大白鲸”,都已经不仅仅是一款单纯的运输机,而是衡量空客商用飞机业务发展的标尺。在全球經济一体化的大背景下,对于生产基地遍布全球的空客来说,确实需要“超级大白鲸”这样的运输机。
目前,5架“大白鲸”运输机的航线涉及的城市包括:法国南特、莫尔特、图卢兹、圣纳泽尔、德国汉堡、布莱梅、英国布劳顿、西班牙赫塔菲等。在新冠肺炎疫情发生前,每周运输的航班在85~100架次之间。未来,随着疫情在全球范围内得以控制,空客商用飞机生产逐步恢复,我们将看到“大白鲸”两兄弟共同翱翔天空的场景。