關於渦槳飛機誤解太深了

對於絕大多數並不瞭解航空動力的旅客來說,在情感上傾向於認為螺旋槳飛機較為“原始”,進而對乘坐體驗、乘坐安全產生懷疑。甚至有不少旅客在計劃出行時,看到航班是“螺旋槳飛機”,他們寧願改選乘坐鐵路出行。

細探究竟,這樣的歧視源於以下舊有觀念;而航空技術發展至今,這樣的舊有掛念早已被顛覆——

1.現在螺旋槳發動機,早已不是活塞結構

大部分旅客對於航空發動機技術並不瞭解,認為螺旋槳動力是飛機最“原始”的動力形式,檔次“低”,螺旋槳客機和噴氣式客機比起來,就像拖拉機和小汽車的區別。

↑ T-56渦槳發動機剖面展示

但實際上,現代客機的螺旋槳發動機,早就不是二戰前普遍的活塞式結構,而是和現代的主流噴氣式發動機一樣,都是以高速旋轉的壓氣機、渦輪等部件作為核心;兩者實際上是相同歷史時期的產物,甚至共用核心結構設計的情況都不罕見。

2.現在的渦槳飛機,體驗早已升級

在我國民航發展初期,我國航線上分佈較廣泛的螺旋槳客機,由於機型的基礎設計年代較早等原因,旅客普遍感覺客艙內飾粗糙、舒適性差。特別是由於噪聲和振動上的抑制裝置不足,使很多旅客對螺旋槳飛機的乘坐體驗留下了糟糕的印象。

而這種糟糕的體驗透過親友閒談等方式不斷擴散,反過來加強了多數人“螺旋槳飛機就是落後”的觀念。

關於渦槳飛機誤解太深了

賽峰正在研發的開式轉子發動機是一類超高轉速的對轉螺旋槳發動機。其油耗指標相對目前主流的CFM56系列發動機,可以降低30%以上。雖然這樣的情況在過去一段歷史時期內確實存在,但眼下的渦槳客機早已“脫胎換骨”。隨著航空技術的進步,渦槳客機的座艙噪聲和振動早已被更先進的設計、材料、製造工藝而抑制、降低。

在上世紀8、90年代,羅羅等發動機廠商試圖把渦槳發動機和渦扇噴氣發動機的優點結合起來,研發出了前後兩副螺旋槳高速對轉的開式轉子發動機,油耗接近渦槳,速度能接近渦扇。但由於槳葉的轉速遠高於傳統渦槳等原因,噪聲極其驚人,無望透過適航認證,紛紛夭折。但眼下,雖然各國紛紛制定、實施了更加嚴格的排氣汙染指標、噪聲分貝指標,但隨著航空技術在槳葉噪聲抑制上的進步,開式轉子發動機正在悄然復甦,紛紛成為各大航空發動機廠商寄予厚望的下一個藍海領域。

當下的渦槳飛機已經顛覆歷史 起降能力強,經濟性高

從發動機設計製造技術上講,渦槳發動機和渦扇發動機只是不同技術方向上的產物,並不代表著落後。雖然在推進原理上,螺旋槳使得飛機的實用飛行速度較低;但另一方面,它在較低的速度下、特別是從靜止狀態開始加速時,推進效率要遠高於渦扇發動機。

關於渦槳飛機誤解太深了

關於渦槳飛機誤解太深了

作為全球最先進的運輸機之一,A400M使用了TP-400發動機。這款為A400M定製的渦槳發動機僅論設計、材料、工藝上的先程序度其實遠超現在絕大多數現役型號的噴氣式發動機。

這使得裝配渦槳發動機的飛機在兩個方面有顯著的優勢:

1.起降能力特別好

相比使用渦扇動力的飛機,渦槳飛機能夠在長度要短得多、路面質量也差得多的機場跑道上起降。

對於地理地況複雜的地區來說,這意味著新建機場的徵地面積更少,建築成本更低,而且選址的靈活性也可以更高。特別是很多複雜的山區,機場甚至要在山間削峰填谷來開闢,對於這樣的機場來說,飛機需要的跑道長度短就具有決定性的優勢。

2。巡航經濟性佳

渦槳飛機在以相對較低的速度進行巡航時,油耗相較渦扇飛機要低很多,油耗成本普遍比渦扇飛機低15%~20%。這樣的優勢在中短途,譬如800公里以下、1至2小時的航程上尤其明顯。

在民航運輸中,客機要實現較為經濟的油耗,需要爬升到足夠的高度、並加速到較高的速度,保持長時間巡航狀態。在進行中短途飛行時,渦扇飛機的經濟巡航高度和速度都更大,不可避免要花較長的時間進行加速和爬升,而巡航狀態開始後沒多久就又要減速下降……這使得渦扇飛機在執行中短途飛行時,油耗較大,很不經濟。而渦槳客機由於巡航速度較低,正好在這種航線中揚長避短。

同時,在較短航程的航線中,渦槳飛機的執行時間較渦扇飛機來說,並沒有明顯的劣勢,這使得航司在飛行時間這一成本上不用支出更多……

簡而言之,在執行中短途航線時,渦槳飛機能以幾乎同樣的時間、更低的油耗成本,達成與渦扇飛機一樣的運營效果,這顯然能受惠於航司和旅客。

3.螺旋槳類動力前景廣闊

關於渦槳飛機誤解太深了

↑ 當代最具科幻感的飛機也使用了螺旋槳類動力

如前所述,當下的螺旋槳動力系統早已不同往日,是區分於渦扇動力的“航空發動機科技樹”的重要分支。

譬如,作為現階段看起來最為科幻的飛機型別之一,以V-22為代表的傾轉旋翼機,之所以能實現垂直起降能力,就是依靠螺旋槳、旋翼在低速巡航狀態下的高效運轉;此外,從科研難度上來說,V-22使用的T-406發動機,設計製造難度同樣超過現役多數噴氣式發動機。

但非常遺憾的是,在渦槳客機的市場推廣上,極少能見到對航空動力發展的針對性科普。而事實上,作為全球地理地況最複雜多樣的國家之一,我國對於渦槳飛機的需求相當大。

市場廣闊,只待突破 飛到高鐵無法到達的地方

渦槳動力在起降和油耗上的優勢,使得它相當適合我國民航運輸網的進一步擴充套件細化。

從氣候和地理環境上看,我國廣闊的領土中有非常高比例的面積,要麼地形特別複雜,譬如雲貴地區;要麼嚴重缺水,譬如西北地區。而這兩類地區,實際上都非常不利於公路/鐵路這樣的陸運交通方式,但非常適合發展低成本的支線航空體系。

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↑ 高鐵無法到達的地方都是渦槳支線客機可以挖掘的潛在市場

以多山的貴州地區為例:雖然近年來高速公路和高鐵的建設成果極大的改善了當地的交通狀況,但建設高鐵的高成本顯然無法普及到每一箇中小型城市,甚至山谷裡的鄉鎮地區;而西北地區,由於地廣人稀,長途陸運交通不僅成本高,而且耗時漫長、旅行體驗糟糕。

在這樣的客觀條件下,起降要求低、執行成本低的渦槳客機能夠極大滿足當地旅客的出行需求,若能合理利用空域資源,高效規劃航線,渦槳客機能獲得很大的優勢。

而對於渦槳客機而言,要突破在中國市場上的困局,便必須同時滿足以下兩點:在產品力上,渦槳客機生產商必須著力提高旅客乘坐的舒適性,將振動和噪聲控制到與同級別噴氣式客機相當的水平,甚至更好,以便造就更好的市場口碑。

轉自看航空

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