關(guān)于業(yè)載航程圖的一切:C919與窄體機(jī)遠(yuǎn)程化

終于!隨著C919取得型號合格證,商飛也發(fā)布了《C919飛機(jī)特性用于機(jī)場計劃手冊》。在這份簡稱為ACAP的文件中,你可以看到飛機(jī)詳細(xì)的外形尺寸、業(yè)載航程性能、起飛降落性能、機(jī)場地面服務(wù)要求等各項詳細(xì)數(shù)據(jù)。注意,ACAP中的數(shù)據(jù)并不能用于實際簽派,但是其作為制造商提供的紙面數(shù)據(jù),為我們提供了一窺飛機(jī)潛力的基礎(chǔ)。
C919的ACAP基本上像素級復(fù)刻了波音和空客的內(nèi)容與格式,為我們的解讀提供了方便的同時,相信也為融入國際市場做好了準(zhǔn)備。今天,我們將借此機(jī)會介紹業(yè)載航程圖的判讀方法,并帶來C919和737-8和A320neo兩位老對手的數(shù)據(jù)對比

首先,一個好消息——919的最大起飛重量比之前外界預(yù)測的又增加了!相對網(wǎng)傳的72.5噸(標(biāo)準(zhǔn))或77.5噸(延程),分別增加到了75.5噸或79.3噸,后者終于追平了A320neo。
飛機(jī)制造商在網(wǎng)站上列出的航程往往只是一個定值,但是其背后的計算規(guī)則卻千差萬別,往往不可直接比較。為了具體分析不同機(jī)型的業(yè)載航程性能,我們就需要用到業(yè)載航程圖。

如圖,橫軸為凈空航程,縱軸業(yè)載,綠色的區(qū)域就是飛機(jī)性能可以滿足的部分。在包線的水平部分,飛機(jī)可以達(dá)到其最大業(yè)載,增大航程只需加油,此時業(yè)載由結(jié)構(gòu)業(yè)載(最大零油重量MZFW和運(yùn)營空重OEW之間的差值)限制。在第一拐點時,飛機(jī)達(dá)到最大起飛重量MTOW,此時繼續(xù)加油就需要卸下部分業(yè)載,這就是俗稱的“減載增程”。在第一到第二拐點之間,飛機(jī)一直保持在最大起飛重量,可用航程由于業(yè)載到燃油的置換而得到顯著提升,直到油箱加滿。此時繼續(xù)卸下業(yè)載仍可以使飛機(jī)變輕減少油耗而提升航程,但是效果相對不明顯。
那么三家的業(yè)載航程圖都是什么樣的呢



此外,注意到商飛已經(jīng)注明了任務(wù)規(guī)則(余油計算標(biāo)準(zhǔn)),波音標(biāo)注的是“典型任務(wù)規(guī)則”(一般能反映真實環(huán)境),空客未注明。
因為MTOW越大機(jī)場收走的起降費(fèi)用就越多,所以每種機(jī)型都有“殘血版”供短途航司選用(波音沒有列出72噸版本的737-8的數(shù)據(jù))。在這里我們只比較各自的最高M(jìn)TOW選型的數(shù)據(jù)
可以看出,商飛的任務(wù)規(guī)則是根據(jù)15噸商載得出的,倘若在737-8和A320neo上分別應(yīng)用這個標(biāo)準(zhǔn),得出的數(shù)據(jù)大約是3600和3400海里,相比919的3011海里仍有不小的優(yōu)勢,但是我們不妨繼續(xù)拉出上一代A320ceo

可見二者的水平是相當(dāng)?shù)摹?紤]到我國A320ceo的保有量巨大,且大城市大多集中在東部地區(qū),航班平均距離短,C919的航程已經(jīng)足以勝任絕大部分國內(nèi)航線并替換掉A320ceo,不僅省油,還省了起降費(fèi)。
而737和320系列更長的航程則賦予了國際客戶更多的玩法:


這無疑涉及了一個時下熱門的話題——窄體客機(jī)的遠(yuǎn)程化。
空客之心人盡皆知,我們先拉出更大更重的A321NEO:

目前幾家跨大西洋航司均在A321neo上采用了較為寬松的布局,實際座位數(shù)和大部分A320/B738相當(dāng)甚至更少。如果繼續(xù)按照15噸業(yè)載計算,A321LR的凈空航程已經(jīng)達(dá)到了4200海里
繼續(xù)拉出A321LR標(biāo)榜送走的老大哥757:

所以321LR真的替換掉757了嗎?
答案是,On the lower end, yes!
但是757作為天生就重得多的型號,在高密度布局下仍可以甩開后輩一兩條街。不過最大的問題在于,757吃了燃油容積的虧,剛過4000海里就達(dá)到了載油量極限,這也是757設(shè)計時作為中短程飛機(jī)帶來的弊病。如果生產(chǎn)周期能夠得到延長,想必757能獲得屬于它的副油箱吧(實際上在C-32上已經(jīng)實現(xiàn)了)
我們再來看看這個一直不被看好的,88.5噸的737-9:

有心的讀者肯定已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了,這張圖相當(dāng)“畸形”——第一拐點離第二拐點太近了,88.5噸的MTOW幾乎用不上。而一二拐點之間的區(qū)域,正是大部分遠(yuǎn)程寬體客機(jī)工作的區(qū)域。長久以來,包括我們在內(nèi)的許多人都認(rèn)為737無法發(fā)展出像A321LR/XLR一樣的遠(yuǎn)程型號是因為短腿限制了發(fā)動機(jī)直徑(推力)和起飛性能,進(jìn)而限制MTOW空間,但實際上的情況是,真正限制737的版圖的因素是燃油容積!對于一個機(jī)型來說,這無疑是略有“可惜”的
那么有沒有燃油容積不那么受限制的737呢?
有!
Ladies and gentalmen, 讓我們隆重介紹——BBJ MAX 9!

此時,15噸業(yè)載下(ZFW=62.5T)的航程已經(jīng)可以和A321LR直接扳手腕了!而且,由于前面提到的任務(wù)規(guī)則問題,可能實際上還具有不少的優(yōu)勢!歷史上,波音曾經(jīng)開發(fā)過基于BBJ的高燃油容量客機(jī)型737-700ER,但是僅僅賣出去了兩架,原因也許是因為過于超前、容量過低,而且副油箱勢必占用737本就可憐的腹艙空間,影響其在一般任務(wù)下的貨運(yùn)表現(xiàn)。但是,在目前A321LR/XLR來勢洶洶之勢下,波音也許會推出下放BBJ油箱容積的737-9/-10延程型號。這些更大的子型號提供了更大的腹艙空間和MTOW,在松散布局下,載客量也幾乎和321系列相當(dāng)。
(737-10和A321XLR因為沒有取證,具體數(shù)據(jù)暫不明確)
說到這個話題上,我們就不得不提起另一個有趣的指標(biāo)——結(jié)構(gòu)空重
737實現(xiàn)這樣的成績,僅用了90噸左右的MTOW,相對321系列的97或者101噸,有著10噸的優(yōu)勢,而這樣的成績很大一部分要?dú)w功于737更低的結(jié)構(gòu)空重——“短腿”,作為一個利害并存的特征,放到今天依然能打,更小的機(jī)身橫截面也帶來了更輕的機(jī)身重量和更小的風(fēng)阻。
視線再次回到C919上。根據(jù)商飛的數(shù)據(jù),C919結(jié)構(gòu)空重約為45噸,和737-8相當(dāng),優(yōu)于A320neo。但是得益于復(fù)合材料的使用,919在擁有737重量的同時還獲得了A320的乘坐舒適性(以及增加油量的空間?。?,以及最新一代機(jī)型的氣動表現(xiàn)。這些因素共同決定著,C919將是一個非常優(yōu)秀的遠(yuǎn)程窄體客機(jī)平臺。作為近年來的新興(或者是自遠(yuǎn)程客機(jī)寬體化以以來的復(fù)興)市場,目前市場上依然沒有一款成熟的遠(yuǎn)程窄體客機(jī)產(chǎn)品。期待在919投入運(yùn)營后,商飛能夠改良出擁有更大MTOW和燃油容積的型號,成為這個市場的破局者!