新世紀民航機發(fā)展趨勢與中國的規(guī)劃

民航開展趨勢與中國的規(guī)劃主要內容民機開展簡要回憶1918年維梅轟炸機1918年?？薋.7運輸機1919年法爾芒F40運輸機1919年F-13第一種全金屬旅客機1920年HP-V8旅客機1921年維克斯維農1922年維克斯維多利亞1925年波音40型1925年福特三發(fā)客機1927年洛克希德織女星1929年容克斯G-381929年肖特C級水上客機1929年多尼爾Do-X1933年波音2471935年DC-3客機1935年馬丁M130“中國飛剪〞1938年DC-4客機1943年洛克希德“星座〞1946年DC-6客機1948年“子爵〞渦槳式客機1949年德哈維蘭“彗星〞噴氣客機1953年DC-7五代噴氣客機簡況從彗星號到二強爭霸英國彗星號走在世界前列由于50年代中期的幾次事故，退出舞臺波音707、道格拉斯DC-8確立領先地位噴氣客機改變了運輸結構，地球變小了噴氣客機速度快、升限高、乘坐舒適空中客車公司后來居上噴氣干線客機的更新換代第一代，彗星、圖104、波音707、DC-8第二代，波音727、737、圖154、DC-9、三叉第三代，波音747、A300、DC-10、伊爾-86第四代，波音757、767、A310、A320、圖204第五代，波音777，MD-11、A330/340大約每十年一代，速度高亞音速、1萬米發(fā)動機和氣動設計是各代改進的關鍵第一代噴氣客機“彗星〞、“快帆〞、波音707、DC-8和圖104等采用渦輪噴氣式發(fā)動機、后掠翼大展弦比后掠翼，層流平頂翼型，大面積襟翼后緣襟翼和富勒襟翼、前緣縫翼和克魯格襟翼翼下短艙式多發(fā)動機布局，降低噪音和不利干擾活潑于50年代末，一直使用到90年代第二代噴氣客機第三代噴氣客機波音747-400性能機長：70.66米翼展：64.31米機高：19.33米最大起飛重量：395.986噸最大巡航速度：每小時985千米最大航程：13157千米最大載客量：592人短程和高密度座位布局，最大可載714人第四代噴氣客機波音757、767、A310、A320和伊爾-96、圖-204中等載客量(200人以下)和中近航程先進的高涵道比渦扇發(fā)動機超臨界機翼和翼梢小翼高展弦比，小機翼后掠角，增大機翼厚度部件通用性高，本錢和運營本錢更低為提供氣動效率還采用翼梢渦擴展器進一步減少部件干擾流場座耗油率比第一代降低了64％第五代噴氣客機波音777，MD-11、A330/A340等設計上增加載客量、提高適應性繼續(xù)探索降低油耗，提高經濟性耗油率更低、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(fā)動機加大復合材料的用量繼續(xù)提高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音速翼型。大型飛機排行表安-225600噸圖160285噸安-124405噸B-52221噸波音747395噸B-1216噸C-5B378噸波音777263噸A380560噸A340254噸彗星式客機1955年圖-104波音707DC-8波音727波音737三叉戟737-900MD-90圖154圖154747L-1011DC-10伊爾86伊爾96A300747-400A320A340A330A340A340757-300767-200777座艙777-300MD-11圖144圖144協和式協和式協和式協和與紅箭波音2707

未來民機開展方向現有飛機的不斷改進改型高速民航機〔第二代超音速客機〕超大型飛機高超音速飛機大型地效飛行器高速民航機〔二代超音速〕HSCT-1HSCT-2HSCT-3航空航天飛機X-43A高超音速驗證機X-34A高超音速驗證機X-43A驗證機B-52攜帶升空2004年3月27日下午2時B-52攜帶X-43A組合體升空試飛Pegasus與X-43A別離X-43A吸氣沖壓發(fā)動機工作太陽能飛機1978年英國人首次試飛成功太陽能飛機80年代初美國人麥克里迪取得很大成功蟬翼企鵝、太陽能挑戰(zhàn)者都很著名1981年7月7日飛越英吉利海峽成功紀錄：時間5h23m；距離260千米，54Km90年代美國研制了探路者、太陽神等型號，代表了國際最高水平用途十分廣泛：環(huán)保、飛行時間長、升限高目前太陽能飛機性能性能：翼展74.6米〔747為64米〕太陽電池62000片，15千瓦功率飛行高度3萬米重量1200千克續(xù)航時間20小時速度40千米/小時加燃料電池可飛行6個月1966年KM大型地效飛機

載重量大、高效平安、速度適中1986年蘇聯雞鷂地效飛機

起飛重量400噸2003年波音地效飛機設想波音“鵜鶘〞地效飛行器機身長110米，翼展152米，載重為1270噸?？蛇\載17輛M—1主戰(zhàn)坦克，或3000名士兵。飛行高度6米，比普通飛機節(jié)約35％燃料。安裝4臺80000馬力的渦輪螺旋槳發(fā)動機。飛行速度比艦船快得多，可達500千米/時。飛行高度能夠到達6000米。一次加油后在海面航程可達1.85萬公里。在陸地上，“鵜鶘〞的航程可達1.2萬公里。超大型客機A380-900的性能機長79.4米翼展79.8米機高24.1米空重286,000噸起飛重量590,000噸動力裝置：4臺1332千牛發(fā)動機最大航程14450千米載客量：最低481人，最高840人載重量：95噸層流控制(LaminarFlowControl)湍流減阻(TurbulentDragReduction)

有溝槽減阻和橫向小肋減阻溝槽減阻是沿機翼外表弦向開一系列有規(guī)那么的V形溝槽，深度十萬分之一到幾百萬分之一毫米橫向小肋是在機翼外表按氣流方向安裝1條或幾條小翼片，是一種大渦破碎裝置。它可設計成機翼形狀，高度約為邊界層厚度的80％左右。這種小肋可以打碎邊界層內的大渦結構，使流動變得規(guī)那么，從而到達減阻目的。氣動／推進一體化設計(Airframe／PropulsionIntegratedDesign)任務適應機翼(Mission-AdaptiveWing)

能夠根據飛行條件的變化改變彎度或幾何形狀的機翼，又稱任務適應性機翼，又稱自適應機翼。機翼內裝有傳感器和操縱機構。機翼中間局部是不動的，前后緣能夠連續(xù)偏轉，從而到達柔性在改變彎度的目的。試驗結果說明，飛行速度、航程、盤旋能力和無抖振可用升力都有較大提高。任務適應機翼還能提高機動能力、控制機動載荷、控制陣風減緩。能提高飛行升限、改善飛行品質、協調上下速性能的矛盾。新型超高涵道比渦扇發(fā)動機。仍探索三高：高涵道比、高壓縮比和高渦輪前溫度。通過選擇適宜的轉子和靜子葉片數的比例、轉子與靜子軸向間距以及葉尖速度等來降低風扇葉片噪聲。寬弦無凸臺大直徑風扇的應用，使噴流速度降低，因而使噴流噪聲降低；采用消聲噴管，在發(fā)動機短艙上采用衰減聲波的吸音材料、利用多瓣式混合器進行內、外涵道混合排氣等手段，也可以降低噴流噪聲。在風扇材料方面，那么可以采用復合材料等新型材料，既能夠降低噪聲，又能降低耗油率。吸氣超燃沖壓發(fā)動機〔Scramjet〕自適應結構(Self-AdaptiveStructure)低雷諾數機理研究與實驗

大飛行器的雷諾數很高，一般為10E7量級。自然界生物飛行雷諾數很小，如鳥和昆蟲，可小到數千數百甚至數十。這樣小的雷諾數意味著粘性大、邊界層厚、環(huán)量小，相當于升力系數很低，機翼理論完全無效。必須探索非線性、非定常氣動力學。生物飛行機理用于飛行器，可研制出微/納級飛行器，亦可探索大型飛機氣動效率提高以及經濟性改善。

五

中國民機開展規(guī)劃運5、運7、運8、運11、運12均屬于小型或中型運輸機；后改進或新研制星舟-60，ARJ21合作生產ERJ-145支線客機；80年代研制出運10，后下馬；目前正在論證干線客機工程。運-5運-7-100Y-7-200星舟-60運-8中型運輸機運-8運-9模型運-10運-10運-11運-12運-12中巴ERJ-145〔2003〕中巴ERJ-145〔2003首飛〕ARJ21〔2000年立項〕ARJ21渦扇支線客機2000年批準立項80座，可擴展到100座，美國GE發(fā)動機2005年首飛，2006年投入運營中國民機開展的假設干問題1982年趙紫陽指出：“關于國內航線使用民用飛機，由國內自己制造要作為國策定下來。〞胡耀邦在1984年指出：“這種事〔指民用飛機〕必須狠狠抓。如果80年代仍然上不去沖不破就太不象話了。〞1984年11月23日，在李鵬主持的關于加速開展國產民用飛機問題會議的紀要中指出：“加速開展國產民用飛機問題，是到了該解決的時候了。我們這樣大的國家，不能只靠買國外飛機搞民航。開展國產民用飛機是要花錢的，但非干不可。〞關于運10下馬的原因20世紀80年代后期干線支線之爭仿制自制之爭波音麥道之爭市場問題之爭〔面向國際還是國內〕起點上下之爭MD80與MD90〔麥道大員：我們選擇與上海合作的目的就是要搞垮中國的運10〕。?財富?雜志聲稱：“因為上海搞過運10，我們才與上海合作，如果不打倒運10，美國飛機就不好打進中國。〞

20世紀90年代航空騰飛方案三步走戰(zhàn)略：MD82/90、合作支線、自行研制中韓合作、中新合作、中法新合作第一步前期到1995年根本完成，第二步艱難AE100方案：1996年簽約，1998年中止原因：空客亞洲公司無權代表空客簽約，100座市場前景不好，空客無力搞中國在兩條戰(zhàn)線上損失數十億，外電評論，九六年那筆大宗訂貨救活了瀕臨破產的Airbus公司。Airbus緩過氣來卻將AE100工程搞垮。

不確定的21世紀初1993年5月21日，朱镕基表示：“中國政府將集中財力、物力優(yōu)先開展民用航空，把民用航空放在僅次于鐵路的地位。〞2002年李鵬參加北航50周年校慶說：“我感到遺憾的就是，我們中國現在還不能制造大型的客機。〞2003年溫家寶視察北航時指出：2003年底，干線飛機論證工作開始。下面的意見仍然不能統(tǒng)一，未來不確定。大致規(guī)劃一那么有趣的報道在2003年9月的“21世紀航空和中國經濟〞頂峰論壇的論壇上，一邊是中國業(yè)界人士和專家在呼吁中國開展自己的民機工業(yè)，另一邊是波音、空客、GE這樣的國際航空業(yè)巨頭竭力推銷自己的最新產品，同時鼓吹自己和中國的合作是多么的愉快和成功?！仓袊嗄陥蟆持袊娇展I(yè)第一集團公司總經理劉高倬顯然有些沖動。他說，一個國家沒有自己的民機工業(yè)，就不能算民航強國。這句話所指，顯然是國家“要在20年內由民航大國變成民航強國〞的戰(zhàn)略藍圖?！拔覀円矅L試了國