航空观察 空中客车A321neo系列飞机航程为何越加越长?(

2019-11-08 18:46:12

航空租赁和金融/杨延超

2010年,空客正式推出新一代窄体空客a320neo系列,其中a321neo子型号最大航程为3600海里。

2015年1月,空客推出了a321lr的扩展版本,增加了辅助油箱,最大航程为4000海里。

2019年6月,空客在巴黎航展上发布了超远程版本的a321xlr,继续增加油箱容量,最大航程达到4700海里,并宣布最长单通道飞机的诞生。

问题来了。空客为什么如此痴迷于延长321neo?“范围控制”?

今天让我们聊聊。

但在开门见山之前,让我们统一一下聊天的“口径”:飞机的最大航程是多少?

根据字面意思,所谓的最大航程是飞机能飞行的最长距离。例如,上海和莫斯科之间的距离约为3700海里,a321neo不能飞行,但a321lr的最大航程4000海里就足够了。例如,上海和埃及开罗之间的距离约为4500海里。a321lr不够,但a321xlr足够了。

但真的是这样吗?事实上,事情远没有那么简单。

飞机不能飞得尽可能远的原因是因为它受到“重量”和“油量”的限制。为了清楚地解释如何限制航程,有必要使用飞机的所谓“有效载荷/航程图”。

科普知识——飞机重量的概念和关系

当谈到飞机的重量时,我们会听到许多概念,例如飞机的最大起飞重量、飞机的操作空重、飞机的最大零油重等等。他们的关系大致如下:

Mew(制造商空载重量):指飞机本身的重量,包括机身、发动机、系统和其他必要的系统设备。

Oew(操作空载重量):mew+机组人员和必要的机舱设备(如厕所、厨房等)。);

Zfw(零燃料重量):oew+有效载荷(所谓的有效载荷是指飞机上所有能增加收入的东西,如乘客、行李和货物邮件)。zfw也可以理解为加油前飞机的重量。需要zfw的原因是,根据飞机结构强度的要求,每架飞机都有最大零油重量(mzfw,最大zfw)限制。

拖车:ZFW+燃料。丝束有时被称为毛重。出于安全原因,每架飞机也有最大起飞重量(mtow,maximum tow)限制。

在介绍飞机基本性能参数的飞机制造商手册(空客称之为交流手册,波音称之为acap手册)中,包括了一张机载航次图,以说明机载和飞机航次之间的关系。例如,下图显示了acap手册中波音737-8飞机的飞行图(这里我们选择了737-8,因为波音给出的飞行图比空客给出的更详细和说明性):

在上图中,X轴代表距离范围,Y轴代表OEW(操作空重)+有效载荷,相当于零油重。在专栏的右上角是我们前面提到的“塔”。

照片中最引人注目的是那些对角线。它们是什么意思?

Tow = oew+工业负荷+燃料。所以如果tow是确定的,工业负荷越大,燃料越少,反之亦然。飞机携带的油越多,它必须飞得越远。因此,在规定的牵引条件下,业务负荷与飞机航程之间存在负相关,图中的斜线表示不同牵引条件下业务负荷与737-8飞机航程之间的变化关系。

然后,让我们看看图中的a-b红色水平线。其相应的Y轴位置是737-8飞机的mzfw(最大零油重)极限,65,952公斤,约66吨。根据波音acap手册,737-8的oew是45吨(当然,这正是波音所说的,飞机的实际oew总是超过45吨,这并没有首先显示),工业负荷= mzfw-oew = 66-45 = 21吨,也就是说,737-8飞机最重要的负荷是21吨。

图中的红线从a点延伸到b点(2500海里对应x轴),这意味着737-8在满载情况下可以飞行2500海里(最大21吨)。不错。

红线经过b点后,为什么不继续往前走,而是往下走?因为它在b点达到了飞机的最大起飞重量(mtow)极限,Mtow=mzfw+燃油,你还想增加燃油和航程吗?是的,减少工作量!图中用红线b-c表示。

从点B到点C,zfw从145,400磅下降到大约135,000磅(Y轴),几乎减少了10,000磅(4.5吨)的工业负荷,为4.5吨燃料腾出空间,从而允许飞机再飞行1,000海里(X轴),这意味着737-8飞机的平均燃料消耗为4.5吨/1,000海里。这表明图表中对角线的斜率越大(或者越陡),飞机的燃油经济性就越差!

当红线到达c点时,为什么又转了一圈,变得更陡了?

红线是从B到c。事实上,我们一直在用“商业负载”换“燃料”,但飞机的油箱不是无限的。737-8只能容纳20,730公斤的石油,或大约21吨的石油。所以在c点,我们达到了飞机的最大燃油极限!这时,你还是想飞,油箱已经满了,你只能通过用力降低操作载荷来减轻飞机的重量,所以c-d红线的斜率明显增加了!

完成abcd红线后,让我们弄清楚飞机制造商说飞机的最大航程是如何来的。

科普知识-制造商的飞机配置标准规则

飞机的客舱布局有很大的灵活性。不同的客舱号码配置、座位大小、过道宽度、卫生间号码、厨房大小、船员休息区等。将影响飞机的配置和性能参数,如座位号、商务负荷和航程。这导致了这样一个事实,即如果没有统一的标准规则集,飞机的配置可以变化,并且要比较的两架飞机的性能(例如单位客人成本)也缺乏可比性,更不用说两家飞机制造商之间的产品比较了。

结果,在20世纪90年代,波音公司制定了一套iac规则(集成飞机配置规则集),该规则集就客舱数量分配、座位大小/间距/重量、每位乘客的标准重量+行李、过道宽度、卫生间数量、机组人员和空间、燃油政策等达成了标准协议。在不同的航行任务下。

基于这套iac规则,波音公司的产品管理部门可以测量每架飞机(包括竞争对手的飞机)的配置和性能参数,并通过产品推广手册向公众发布,从而允许不同类型飞机之间的可比性。

然而,随着民用航空业的发展以及民用飞机产品和技术(如飞机座椅)的不断迭代进步,这一iac规则逐渐与实际市场分离。因此,2015年,在波音公司诞生20年后,它重新建立了一套bsr规则。与iac规则相比的一些重要变化包括:根据iac规则,每名乘客+行李的重量标准增加了15磅(6.8公斤),飞机的两室座位比例被同意提高可比性等。

标准规则的变化对飞机构型和性能参数有明显的影响。

iac/bsr定律的建立大大提高了飞机构型和性能参数的一致性和可比性,但不可能完全解决这个问题。一方面,iac/bsr规则毕竟是由波音从制造商的角度和立场制定的,其利益带有偏见和局限性。其次,更重要的是,空客和其他飞机制造商也有自己的规则,更不用说航空公司也有自己的飞机配置评估标准。因此,仍然很难比较两架飞机的性能,以避免“同舟共济”的尴尬。

根据波音公司的产品手册,737-8在典型的两室布局中有162个座位。至于每位乘客的重量,根据波音公司的内部bsr规则,每位乘客+行李的重量标准是215磅/97公斤。97×162=15,714千克≈15.7吨。

正如我们前面提到的,根据波音公司的acap手册,737-8的原始产量是45吨,45+15.7=60.7吨!

我们在商业航次图的Y轴上找到了60.7吨的点。画一条水平线,这是上图中的黄色ef线。其中f点是c-d红线的交点,相应航次(x轴)的距离约为3500海里。

波音官员称737-8的最大航程为3550海里!你看,差不多。

好了,在理解了专业航行图之后,让我们回到这篇文章的主要特点——a321 neo。

同样,让我们先从a321neo的商务旅行图中走出来(见下文,它是否比波音的原始得多):

图中这些彩色线条是不同构型a321neo飞机的重量和燃料限制。其中:

粉色线条,代表89吨mtow a321neo;

浅绿线代表93.5吨a321neo在mtow。

咖啡生产线代表93.5吨mtow和a321neo有动作(辅助油箱);

深蓝色线代表97吨mtow和a321lr有两个动作(辅助油箱);

橙色线代表a321lr97吨mtow和3 act(辅助油箱);

不难发现,mtow越大,或动作越多,限制线就越远。换句话说,有两种方法可以增加飞机的航程:增加mtow+油箱。

例如,橙色线比深蓝色线超出(范围)400海里,因为有一个行为;。

另一个例子是图中的点F比点E多250海里,主要是因为浅绿色线比粉色线多4.5吨毫托。

从这一点不难看出,就延伸效果而言,燃料箱比添加mtow更有效。因此,空客a321neo系列的扩展主要是通过拼命增加act。

a321lr在原来的a321neo上增加了三个动作,增加了大约7吨的油箱容量。

A321xlr是一个rct,其容量相当于直接安装在行李厢中的4个acts。与此同时,前货舱可以安装一个自动驾驶仪,可增加16,000升(约13吨)的新油箱容量。

让我们回到a321lr的商务旅行图。A321lr标准在两厢布局中有185个座位,空客的(乘客+行李)重量标准为95公斤,185×95=17,575公斤。我们在图中画了一条红色水平线,代表17.5吨的贸易负载,它与c点最外面的橙色线(a321lr有三个动作)相交,相应的距离(x轴)为4000海里,这基本上与空客正式声明的a321lr的最大范围一致。

感觉非常简单吗?或者,你可能会想,空客(或波音)宣布的官方最大航程是否可靠?

德国汉莎航空公司是空客320neo的初始用户。看看他们给出的a320/321neo飞机的结构和性能参数。

A321neo只有4200公里的航程??这比空客的官方数据(6600公里)糟糕得多。

所有日本航空公司都是波音787的启动用户。他们787-9的航程为10,130公里,几乎与波音公司官方的14,000公里航程相同。

为什么飞机的实际航程总是短于制造商给出的“最大航程”?

首先,oem喜欢根据最大mtow和顶部装备的燃油箱容量给出飞机的航程,但是航空公司实际购买的飞机不一定是最大mtow的升级版本,act辅助燃油箱不一定是顶部装备的,以便为货舱留出空间。Mtow是不同的,act在数量上是不同的,基本上说,有两个平面,并且范围可以是相当不同的。

其次,即使飞机的构型和构型相同,飞机制造商的飞机航程计算方法也存在“问题”,有些假设过于理想化。例如:

科普知识——燃料政策

飞机携带的燃料主要用于航线的全程飞行,但同时必须满足滑行、交替、空中等待和应对恶劣天气、偏航等特殊条件。也就是说,飞机油箱中的燃料不仅包括航程燃料,还包括滑行燃料、不可预测的燃料(响应于航线上不利的天气条件、特殊情况,例如偏航)、备用燃料,最后是储备燃料。

从经济角度来看,备用燃料是一种负担,最好少用一些。然而,从安全的角度来看,备用燃料应该超过需要,以防万一。因此,世界各地的适航当局综合考虑了经济和安全因素,并制定了燃油政策,规定了飞机应该使用多少备用燃油。

例如,欧洲航空安全局规定,不可预测的燃料(也称为紧急燃料)至少是航程燃料的5%,不得低于在目的地机场上空飞行1500英尺5分钟所需的燃料。它还规定,最终燃料储备不得低于在机场上方450米(1500英尺)高度以等待速度飞行30分钟所需的燃料。

各适航当局的燃油政策不一致。例如,中国民航局要求不可预测的燃料不应少于航次燃料的10%。

不同的航空公司将实施不同的燃油政策。Easa和faa都允许合格的航空公司申请较低的燃油政策。

可以看出,“自吹自擂”的飞机制造商在产品手册中掺入了大量的水。至于水量,我认为根据实际情况对上述假设作出一些修正,以估计飞机的实际航程能力,并对制造商公布的数据作出20%的折扣是很正常的。

根据这个“折扣率”,a321lr的实际航程几乎是3200海里,而a321 lr应该超过3700海里。

嗯,在谈了半天云山雾罩之后,我们还没有正式回答一开始“空客为什么如此痴迷于增加321neo”的问题...我们晚点再谈。

北京快三 新2网址 加拿大28 500万彩票网 江苏快三投注