空客A340是欧洲空中客车公司(AirBus)制造的四发动机远程双通道宽体客机,在空客的整个产品目录中占据了非常独特的位置。它的体型比A300更大,航程也比同期设计的A330更大,装配了四个引擎的它几乎可以飞到世界上的任何地方。
A340飞机是空客的经典设计型号之一
5 APU的经典笑谈
同时,也因A340-200和A340-300上选配的法美合资CFM发动机的动力太小,经常被航空迷们戏称为“5 APU”(5APU藏隐患,退A转B保平安?)。
APU是辅助动力单元(Auxiliary Power Unit)的缩写,在飞机上主要提供应急动力和辅助动力,常常在飞机发动机单发失效情况才启动,来保证一系机载系统组件,如环控系统引气,电源系统部分供电,液压系统RAT冲压空气涡轮等能源供应正常。
事实上,A340并不是真的装了5个APU,而是四台发动机的动力合起来和5台APU差不多。由于A340定位的是远程航线,通常执飞国际航班,所以每次起飞燃油都是装的满满的,那么飞行员在飞机起飞和爬升阶段,受到推力的限制总感觉不太舒服。
A340早期型号发动机推力确实为人诟病
近年来,随着航空公司越来越看重飞机的燃油经济性,注重航程,乘客与飞机成本的均衡,拥有4台发动机的A340已经逐渐退出历史的舞台。
那么空客为什么要建造A340系列飞机呢?让我们一起探寻下历史。
航空公司需要更经济的远程客机
在上世纪80年代左右,以德国汉莎航空为主的一些欧洲航空公司发现,在一些长距离国际航线上,使用B747飞机并不是一个很好的选择,因为通常这些航线的乘坐人数都不会特别多,大部分情况下塞不满747的庞大座舱,这样就不利于航空公司的运营和盈利。有一种说法是,747客机想要盈利,至少要坐满90%的座位,拿747-400标准三舱布局来看,那就需要坐满360人才行。
航空公司在80年代需要更经济的机型,提高效益
所以,航空公司希望能有一个更经济的远程客机,在长程航线上作为747的竞争对手,即保持747优秀的载货能力的,又不如747那么大,座位最好在250-300左右。当时,美国一些航空公司想要的波音737的竞争对手——A320飞机已经研发完成,走向市场。所以,空客将主要的目标和技术力量放在了这个对于航空而言更经济,利用率更高的客机研制中。
总的来说,在空客的调研过程中,航空公司对这款与747竞争的飞机的基本要求是一致的,载客量超过200人,最好在250-300之间;可以执飞跨太平洋的远程航线,有连接遥远地区的能力。
航空公司对发动机数量提出了不同的需求
然而,在讨论发动机的数量时,空中客车公司发现航空公司对这款新型宽体客机的发动机数量持有不同的看法。
时任空中客车公司负责战略规划的副总裁亚当·布朗在诺里斯和瓦格纳著作的《喷气式飞机历史》一书中写道:
“北美航空公司倾向于双发设计,而以新加坡航空为代表的亚洲航空公司更希望这是一台四发客机。在欧洲市场上,双发和四发的意见也有分歧。事实上,尽管在大部分情况下,四发客机的运营成本要比双发客机高,但大多数航空公司在当时还是更偏爱四发的设计。一个发动机的失效根本不会影响飞机的整体飞行,而且可以拥有更长的航线。另一方面, ETOPS(双发延程运行)要求还刚刚在起步阶段,航空公司和国际民航管理机构还在不断的探索过程中。”
这一次,空客决定满足不同航空公司的需求。空客计划运用相同的机身截面来设计两款不同发动机数量的飞机,并分别为两种不同的发动机配置型号,提高不同航线间的通用性。双发的客机主攻中程航线,同时也兼顾一些地区航线,在空客公司内部代号为TA9,四发的则执飞长程航线和超长程航线,代号为TA11。在空客的代号中,T代表双通道飞机。空中客车公司在当时预测,采用共享的技术、共享的成本策略,共享的机身设计,和共享的机载系统,将加快飞机设计和研制进程,并至少节省5亿美元开发资金。
航程的定位不同导致A340和A330的不同发动机数量
A340和A330设计过程中运用了协同共享技术
在设计过程中,空客践行了他们的共享策略,在整个产品线中应用了同样的技术,例如将A320飞机革命性的电传飞控技术同时运用到了这两个型号飞机的研制中。总的来说,A330和A340两种机型有很大的共同性,有85%的零部件可以互相通用。除了机身长度不一样外,驾驶舱布局与结构、机翼布局与结构、升降舵、垂尾、安定面都完全相同。
空客在A330和A340的设计过程中采用了很多相同的技术
值得一提的是,空中客车公司曾在研发过程中试制了一种可变弧度机翼。它会根据飞行的阶段和高度而改变形状,以维持飞机最佳气动外形,减小飞行过程的阻力。在技术 告中,空客指出这将减少大约2%的燃料消耗,但最终,空客并没有运用在实际的生产中,因为空客认为所带来的燃油减少效益并不能匹配其开发的成本。
这里还有一个小故事。空客最初想将代号TA11的四发客机称为A330,而较小的飞机称为A340,但在与航空公司的讨论过程中,航空公司不明白为什么名字里有数字4的飞机A340没有四个引擎。所以,空客又一次做出了妥协,交换了两个型号飞机的代号。
成功进入市场
空客公司于1987年开始开放A330和A340的订单,最初有10家不同的航空公司订购了130多架飞机。其中89份订单是A340,这也表明空客对A340飞机的市场需求定位是正确的。
麦道MD-11航程缺点让新加坡航空转向A340
1987年下半年,竞争对手的失败也让A340炙手可热起来,麦克唐纳道格拉斯公司的MD-11无法满足客户新加坡航空公司的要求。当时,新加坡航空想要一架能够在逆风条件下从新加坡直飞法国巴黎的飞机,而这是MD-11无法做到的。因此,新加坡取消了20架飞机的订单,转而购买A340飞机。
A340杀手出现——波音777和ETOPS
然而,空客A340在远程航空市场的统治地位只维持了不到10年,就被B777打破。
90年代末,波音公司成功的将波音777推向市场。777在航程能力和载客能力两方面都拥有A340的所有优势,但重量却比A340更轻,而且更关键的是只使用两个发动机。使用崭新技术的两个发动机的推力也大,能在爬升阶段能够更快的达到巡航高度。这几方面加起来,使777在燃油经济上远超A340。
波音777及其长程型在长程航空市场完败了A340
还有一个重要因素,就是ETOPS要求(双发延程运行)的持续发展和发动机技术的不断进步。ETOPS的目的是保证飞机在执飞跨洋航线时,在确定的航线上,在标准大气条件下一台发动机不工作时,仍能以的巡航速度在规定时间内飞抵到最近的备降机场。在1990年代中期,主要的发动机都已经取得ETOPS-180分钟(意味着双发客机的航线上任何一点都可以在单发失效的时候,在不超过180分钟内达到最近机场进行紧急着陆),这为双发远程飞机的市场扫清了障碍。
实际上,空客也在发动机技术的发展当中尝到了甜头:与A340同期开发的姐妹机型A330,得益于其七万磅级推力的发动机,在90年代的销售量也节节上升,成为了波音767甚至部分777机型的有力对手。
2005年一年,波音777的订单有144架,而空客A340只有15架。这也让空客公司不得不重新对其设计进行定位,因为A340的四发设计已经过时。
2011年11月10日,空客公司宣布停止A340宽体客机的生产线,而这已决定距离A340的首飞(1991年)仅过去了20年。当然,A380持续时间显然会变得更短,空客已公布在2021年停止A380的生产线。
对于任何一款商用飞机,是否适应时代的需求是维持其生命力的关键。
先于时代,则成于时代;落于时代,则败于时代,这也许就是A340的宿命。
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