航空器发展简史

航空器发展简史

  4月16日上午国产大飞机C919在上海浦东机场进行了首次高速滑行测试，此后还将进行多次高滑测试，高滑测试是首飞前的最后一关。

  这也更证实了前几天网传的民航电报消息。我们的C919现在正处于冲刺首飞的阶段了，计划5月于上海浦东机场首飞。

  航空是人类20世纪所取得的最重大的科技成就之一。在民用领域，其首先被用于交通运输。从伦敦郊区一个小城镇旁的一条简单跑道到世界最繁忙的国际空港——伦敦希思罗机场；从波音空运公司到以联合航空公司为首的“明星联盟”；从巡航速度60km/h的汉德利·佩季HP-42到马赫数2的“协和”超音速飞机，在过去的七八十年中，航空运输取得了全面、惊人发展。

  和其他运输方式相比，航空运输有很多优点。首先是快，在追求效率的今天，航空运输为人类旅行节约的时间具有无法估量的价值。其次是机动，航空不受高山、大川、海洋、沙漠的阻隔，且可根据客货源数量随时增减班次。第三是安全，据国际民航组织统计，近年来，世界民航定期航班失事率大幅度的降低，平均每亿千米死亡人数为0.04人，是其他运输方式事故死亡人数的几十分之一到几百分之一。

  1909年11月16日，飞艇发明家齐伯林创办Delag公司，中世界上第一家商业性民用航空公司。

  1919年2月，在英国和比利时之间开始了邮运航班。同年8月25日，在伦敦和巴黎之间开通了采用D.H.4A飞机的客运和货运航班。

  20世纪20年代，欧洲曾在民用客机的发展中处于领头羊。福克系列民用机也创造了不少航程纪录，还开发了三发飞机设计的新潮流。但进入20世纪30年代后，世界航空发展的优势逐步落在美国人手中，直到今天。

  1931年，波音公司以B-9轰炸机为基础开发出波音247，它被业界公认为第一种现代民航机。

  1933年及其后数年，另一美国知名飞机制造商道格拉斯公司先后推出DC-1、DC-2、DC-3等，从此开始了其与波音公司长达数十年的斗争。

  1938年，波音公司生产一种由B-17“飞行堡垒”轰炸机发展出来的机型——波音307，波音307变成全球上第一种带增压座舱的航线飞机，使旅客在飞行时可以不受气候环境的影响。同年6月37.5t的波音314“飞剪号”水上飞机试飞揭示了波音公司开发大型航线飞机设计的长远发展战略。

  第二次世界大战结束，在战争后留下的机场为战后民航快速地发展创造了条件，特别是喷气发动机的出现和应用。1950年7月29日，第一架喷气民航机“子爵”号在伦敦－巴黎航线日，第一种使用纯喷气发动机的民航机“彗星”开始在伦敦－南非航线上使用。“彗星”的巡航速度为788km/h，虽然航程短，中途需着陆加油5次，但毕竟从此揭开了喷气时代的序幕。

  1954年7月，波音公司的喷气运输机波音707的原型机“先锋”80上天。其采用了大后掠机翼，在短舱里装四台普·惠公司的JT3双转子涡轮喷气发动机。

  1955年，苏联国家民航(Aeroflot)采用了世界上第二种喷气航线“熊”改型而来的四发涡轮螺旋桨飞机——图－114，它可以220人，是20世纪60年代末宽体飞机出现之前世界最大、最重的客机。

  1955年，法国南方航空公司开发了西方第一架短程喷气飞机，半装罗·罗公司埃文发动机的“快帆”双发客机首飞，于59年5月开始飞定期客运航班，并于欧洲畅销。

  1957年，洛克希德公司“星座”机的最后一种发展型“星座客机”用登上舞台。尽管它的续航时间长达18h，可以从美国西海岸不着陆直飞欧洲，但仍不得不让位于新问世的喷气飞机，只生产了44架。它的消亡标志着活塞螺旋桨飞机时代的终结。

  1958年4月，道格拉斯公司设计的四发喷气飞机DC-8首飞，一年后向联合航空公司及达美航空公司交付第一批飞机。

  此后十年，喷气发动机性能的提高导致了航线飞机的重大改进。“康维”是英国罗·罗公司开发的第一种生产型“风扇喷气”或称涡轮风扇发动机。它于1960年开始在波音707与DC-8机上使用，后来又用于维克斯公司的VC-10机。涡轮风扇带来的高效率使飞机制造商得以加大飞机的航程。普·惠公司也很快研制了JT3D，它成为第一代涡轮风扇发动机的基本机种，为洲际型波音707与DC-8机提供了动力。

  20世纪60年代，喷气飞机成为远程航线的唯一选择后，各航空公司开始研发短程喷气飞机。

  1962年1月，德·哈维兰公司研制出的短程三发100座的DH.121“三叉戟”，65年“三叉戟”成为第一架在经营性航线飞行中自动着陆的航线飞机。

  1963年8月，英国飞机公司（BAC）推出80座的BAC-111。1965年2月道格拉斯推出类似的DC-9机。1967年，波音推出自己的短程双发喷气飞机——波音737。

  到20世纪60年代中期，随着高涵道比涡轮风扇发动机的出现，波音747于1969年上天，1970年由泛美航空公司投入纽约与伦敦之间的航线SP（SP是特别性能的意思）是当时世界上航程最长的喷气飞机。1976年4月，泛美航空公司第一次用波音747SP飞机经营纽约与东京之间不着陆航班。

  1972年10月，空中客车工业集团的新型中短程宽体客机A300首飞，起初销量不好。

  20世纪80年代初，波音公司两种新双发飞机——双通道的波音767飞机和单通道和波音757飞机分别于1982年和1983年投入到正常的使用中。到20世纪70年代末A300销售上升，1983年空客推出第二个产品A310。

  1988年，空客公司为满足当时对新型150座飞机的需求设计的A320投入到正常的使用中。A320是世界上最先采用数字式电传飞行操纵和先进的“玻璃驾驶舱”的飞机。

  1989年，波音公司推出第二代波音747机，即双人机组的波音747－400机。

  1993年，空客推出了两种大运力的空客飞机：远程四发的A340机和双发中程、大运力的A330机，并投入使用。

  进入20世纪90年代，波音公司的实力逐渐增强，它不仅扩展了原有的波音7系列，而且推出了技术上更先进的波音777双发客机，它还在1997年兼并了麦道公司，最终胜利终结了长达80年与道格拉斯·麦道公司飞机的竞争。

  现代客机大体上分为干线客机和支线客机。干线客机一般是指客座数大于100、满载航程大于3000km以上的大型客机。

  下面按“五代说”的分类对各代客机的特点进行简要的描述：20世纪50年代，开始投入航线为代表的客机是第一代喷气式干线飞机。其特点是采用涡轮喷气发动机和使用带后掠角的机翼，从而大幅度的提升了飞机的巡航速度和客运量。

  20世纪60年代开始投入航线，英国的“三叉戟”，苏联的图－154等为代表的一批飞机被认为是第二代干线飞机。其特点是装低涵道比涡轮风扇式喷气发动机，降低油耗，提高中近程运营的经济性。

  20世纪70年代开始投入到正常的使用中的以美国的波音747、DC-10、L-1011，欧洲的A300B，苏联的伊尔－86等为代表的宽机身飞机被认为是第三代干线客机。其特点是采用高涵道比大推力涡轮风扇发动机和双通道客舱的宽体机身，载客量为300——500人。

  80年代开始投入航线等为代表飞机被认为是第四代干线客机。其技术特点是除了采用改进的高涵道比涡轮风扇发动机使油耗改善5%以上以外，还通过改进超临界翼型、减小机翼后掠角、加大机翼展弦比、增大机翼相对百度等措施以改善飞机的巡航气动效率，并采用新的铝合金材料以减轻结构的重量，而这些措施降低了使用成本，提高了运营效率。20世纪90年代，以美国的波音777、欧洲的A330/A340及俄罗斯的图－

  为代表的第五代干线客机陆续投入到正常的使用中。这一代飞机采用宽体机身以增加载客量刑机翼在上一代飞机的基础上进一步加大展弦比或加装翼梢小翼来提高巡航效率；在动力装置上采用推力大、耗油低、停车率低、排气污染少、噪声低的涵道比高达7~9的先进高涵道比涡轮风扇发动机；在机体结构上广泛采用轻型材料，加大复合材料用量，这大幅度的降低了飞机的结构重量；客舱布局宽敞舒适；驾驶舱仍采用在第四代飞机上已普遍的使用的双人制驾驶舱，使用电传操纵系统控制所有操纵面，用先进的液晶平板显示器代替第四代飞机上的阴极射线管显示器，所有主要的飞行、导航及发动机信息数据都显示在6块大型屏幕上，非常大程度上减轻了飞行员的工作负担。空中客车公司的A-330型飞机

  支线人以下、航行于中心城市与小城市（镇）或小城市与小城市之间的飞机。从20世纪60年代至今，一般认为支线客机已发展了三代。20世纪70年代末以前投入航运的支线客机称为第一代，以美国的DC-3、康维尔440，荷兰的F.27、F28，英国的BAe.748、肖特330，加拿大的DHC-6,DHC-7等为代表。这些支线客机是为满足初期的航空支线运输的急需面发展的，大部分的中小型涡轮螺旋桨式运输机，有的则是从航空支线上淘汰下来的活塞式运输机。

  肖特330型支线年代开始投入航线使用的支线客机被称为第二代，以美国的“湾流”G-1C，英国的肖特360和ATP,加拿大的DHC-8等为代表。其技术特点是在设计规范全部采用适航标准；在气动外形上虽然仍沿用大展弦比、大相对厚度、梯形直机翼，但把原来的低速层流翼型改成高升力、超临界、后加载等先进翼型，在结构上采用新材料，的把复合材料的用量从5%提高到10%；在动力装置方面，换装第二代小型涡轮螺旋桨发动机和噪声小效率高的螺旋桨，使飞机的耗油下降10%~30%，加上维护性能改善，估计可使直接成本比第一代飞机下降10%；在机载航电设备方面有非常大的改进，30座以上的飞机都采用了先进的电子显示系统，并安装气象雷达。机载航电设备的改进大幅度的提升了第二代的安全性与可靠性。

  20世纪90年代进入航线的支线客机被称为第三代支线客机。这一代飞机的主要特征是在第二代飞机的基础上把机身拉长或缩短，以满足多种座数的需求；在机翼上采用低阻翼尖或翼梢小翼；结构上大量采用铝合金等先进材料，复合材料用量达到近20%；在动力装置上采用功重比（发动机功率与其重力之比）比第二代支线飞机更高和耗油率进一步下降的涡轮螺旋桨发动机和高速螺旋桨，以提高巡航速度和改善经济性，有的则换装涡轮风扇发动机或发展新的涡轮风扇式支线飞机以提高巡航速度；第三代涡轮风扇支线飞机的耗油率比第二代涡轮风扇式支线%以上；第三代支线飞机的航电设备进一步改善，可在Ⅳ类气象条件下进场着陆。

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