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真实的中国大飞机艰辛研制历程教材

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真实的中国大飞机艰辛研制之路
（一）明白客机的制造流程
作为开篇，我想先讲述一款机型是如何制造出来了，为什么要这样造，要经历哪些阶段。所以第一篇就是 《明白客机的制造流程》。 概念性设计
飞机的概念性设计其实就是调研，当飞机制造公司有想法制造一款新客机时，都会先进行这一步。问问航空公司的需求，问问供应商的技术能否支持，同时也会将自己的一些构想推销给航空公司，看看大家的反映。这个阶段大家都可以天马行空，也可以自以为是。但是随着项目深入，大家会很仔细地研究未来需求，然后分析可行性，把飞机的大概轮廓确定下来，比如说是一架多少座级的飞机，要飞多远，用多少个引擎等。这个阶段的费用都由飞机制造商自己承担，和昂贵的开发费用比起来这个阶段的费用是九牛一毛。
但是调研阶段却非常考眼光，选错了市场，这个飞机日后的日子就不好过了。就如空客当时想着超大型飞机市场至少有500架，但是显然除了中东油霸，能支撑A380的航线太少了。调研时间可以持续几年时间，毕竟这个是为未来准备的。
当然飞机制造商那些自以为是的方案都不少，以为航空公司会喜欢结果被批得掉渣，波音就有两个现成的。
在空客开发了A340系列后，麦道又搞MD11，波音本想搞767X，也就是日后的777项目，但是大家是否想过最早的777就是一款3发加长版767？航空公司肯定不买帐。

三发版777模型



波音又觉得航空公司肯定喜欢飞得快的飞机，于是又推销音速巡航者，但是航空公司关心的是省油而不是快那么1、2小时到达目的地。这个项目当然也没有立项，不过一些成果对日后的787还是有帮助的。

音速巡航者模型，该机被设想能以0.98马赫的速度巡航
每次看到航空迷说以后应该有多快的客机出来，应该可以实现。是的，也许以后技术不存在问题，但是市场不会接受，协和、2707、音速巡航者已经很好反映这个事实。毕竟主流出行人群还是在意价格的。
A380原来也有2个A340机身拼在一起的构型，发起人正是A340的总师。但是这个方案缺陷多多，当然不可能被通过。这个阶段就是要多想各种机身截面设想，考虑各种情况。事实上军机也是如此，有些ATF方案不是也有鸭翼吗？




A380的各种机身截面设想，最后还是选择了传统的圆形截面

A380在概念阶段的设计构想，这时的构型可能多达数十种
所以商飞说调研C929，这个离立项还远，做做调研不是坏事，反正也花不了几个钱，国家更不可能在调研阶段就给钱，大家不要看到一个调研新闻就把C929等同于立项了。




C929想象图
项目启动 JDP阶段
当和航空公司聊完，知道他们的需求，并且判断这个机型有市场前景，那么就会开始立项，对外宣传项目开始，并且公布该机型的定义。例如这是架300座，双引擎客机，油耗可以达到多少等最基本的数据。而且会公布有哪些启动用户。
通常这个阶段都会有启动用户，这就是为什么要调研的原因。如747，泛美说你能做出来我就要，波音说你敢要我就敢做，这样泛美就是747的启动用户。启动用户（严格来说应该是第一批下订单的航空公司）有什么好处，当然有。抢个头彩，可以宣传自己领先业界，并且可以用低于正常的价格买到飞机。当然也存在风险的，万一这飞机没有宣传的好或者延期，那么航空公司就要承担损失。当然可以叫飞机制造商去赔，如国航买了15架77W（777-300ER），因为787延期，波音多赔了4架77W。商业世界是很现实的～ 立项时能对外公布的参数都是很初步的，只有大体的轮廓。因为这时飞机制造商还需要和供应商甚至航空公司一起完成好初步设计/联合定义阶段（JDP）。
JDP是一项非常重要的工作，将细化飞机的性能和要求，比如说引擎要达到多少推力，机身宽度需要设置一排9座还是一排10座，甚至对滑行道宽度、飞机转弯半径等都会进行设计定义。把这个工作明确了，各系统零件供应商就能知道要提供什么样的产品来满足这架飞机，是现有的还是需要额外开发（通常引擎都需要新开发）。
JDP通常需要半年到一年时间来完成，在完成这个阶段后，飞机制造公司就会公布一些信息，提供飞机一些比较详细的数据，如是否采用复合材料机身、机身具体长度宽度、航程载荷等。并且会公布时间表，什么时候首飞什么


时候交付。因为在JDP阶段，这些都是进行过评估的，当然也只是评估，会存在变数。有心人可以列一下1950年后哪些客机延迟了，看看有没有超过半数。 这时飞机的具体设计要素会被冻结，不会发生根本性变化。到了JDP阶段完成后，主设计就会冻结，只会进行一些细微的调整，这个就是A380研制时从Status 3调整到Status 10，才是我们现在看到的A380。

题外话1：ARJ21这个项目从JDP阶段就陷入困境，内部斗争使得JDP阶段用了近3年时间，都还没确定到底用什么布局，这个我将在大飞机科普2-ARJ项目15年里面详细分析。
题外话2：很多人说商飞不争气，没看到C919比ARJ21有什么进步，这个是明显错误的。当商飞成立，各自工作职责明确后，C919的JDP时间只用了一年就完成，和其他机型的时间相同。比起ARJ混乱的三年明显走得顺。 工程发展
接下来就进入另外一个阶段——工程发展阶段，也是将飞机从图纸变成实物的重要阶段。这个阶段分三步走： 1、详细设计 2、全面试制 3、试飞取证 详细设计
这个阶段需要设计出飞机的所有部件，包括工艺生产流程都需要设计，各部门的分头行事。但是这个阶段最容易出问题，而且这个阶段就已经可以估算出飞机是否超重，超重多少。如A350在这个阶段就宣布超重了8吨，而且像


空客这种跨国企业，因为法国和德国的设计软件版本不同都造成了大麻烦，使得项目延迟。
在这个阶段，飞机制造商会时不时发布最新进展，好的坏的都需要发布，如调整项目计划，甚至宣布推迟。这个不是事先打预防针，而是项目进入细致阶段，任何一个零件出问题都可能导致项目推迟，这个你无法预计。就像747无法预计引擎出问题，导致延期；787因为机翼和后机身出问题导致延迟；A380因为软件系统不兼容导致延迟；连三菱的MRJ都因为设计问题导致延迟。尤其是当民航这种存在大量外包和跨国合作的项目，管理是非常重要的一环，但是信息一定是要对外界说明的，有两个重要作用。
1、 你需要告诉那些已经下订单的客人，我的进度如何，能否按原来的要求走，也好让客户重新修正时间。
2、 告诉那些对这飞机有兴趣的潜在客户项目情况，遇到哪些困难，同时强调这飞机有那些优势是确保的，让他们尽快下订单。
题外话3：明星靠绯闻增加曝光率，飞机制造商为了多卖飞机，任何的节点和进展都会对外公布，用于宣传，787那800架订单可是首飞前就有了。大家看习惯了军用飞机“不吹牛”，但是你又不是军机目标客户，人家只会向军方“吹牛”。看看全球大卖的F-35，洛马还不是像卖客机一样定时公布F-35的最新进度和细节，图什么？就是告诉小伙伴这飞机一切安好，快点按原计划买。 全面试制
设计完成后的部件就开始制造，或者将设计图交给供应商，由供应商来制造（如787的机翼）。这个阶段也是容易出现拖延，任何一个供应商交付拖延都会导致整个项目拖延。如果JDP阶段的工作没做好，恶果就会在这个阶段体现。单一部件的反复修改，多系统的组合测试是这个阶段最主要工作。波音空客经验丰富，对于一些风险小的项目（比如747-8），可以直接将制造好的零件组装成原型机。但是对于一些高风险项目，还是需要造额外的测试段，用于验证之前的设计是否符合要求。
比如787这款塑料飞机，波音就造了机身测试段和机翼测试段，用于验证生产工艺和强度测试，这是在之前777项目中没有的步骤。




对787机身段进行破坏测试





在787首飞前，波音已经做了一次机翼的破坏性测试




在进行波音777项目时，因为777是波音首款使用电传操作的客机，所以波音也必需进行铁鸟测试，用于验证布线
强如波音，当进入新领域，都必需按部就班，没有一步登天。该做的测试还是要做，该花的时间还是要花。为什么头一次做飞机的商飞这样做时，却引起这么大的质疑说是推迟，浪费时间？
题外话4：ARJ21没有造测试段（可能因为本身就来自MD的设计，上飞组装过），后来首飞后才发现问题。C919为了则搞全机测试段，一个个大段进行测试，终于发现复合材料机翼盒不过关，被迫更改设计用铝合金。一个是试飞后发现问题，一个是试飞前发现问题，大家觉得C919额外浪费测试段时间是否值自己判断了。
在这阶段，试飞的原型机就会出来。这架飞机是否超重或者延期很看飞机制造商的管理水平和设计能力,A380为了减重，连液压油管直径都重新设计，还取消了外侧引擎的反推。这个阶段需要尽可能减重让飞机符合原定性能目标，但近年的飞机往往都是超重+延期，在这个阶段比较难达到原定要求。 题外话5：787首批交付全日空的客机，超重9吨，这个是针对一架运营空重118吨的飞机而言，所以启动用户确实要承担一定风险。现在批次的787依然超重4吨，但后续订单依然保持重量增长。麦道最后一架客机MD11因超重


导致达不到原计划航程和油耗，新加坡航空直接取消了订单，而达美则推翻整个机队的规划，重新去买777。虽然改进型MD11-ER已经达到之前预期，但是最终还是没后续订单，波音和麦道的命运差别真大。
通常全机组装后半年左右就会进行试飞。ARJ21整机组装后用了1年才首飞，首飞后就进入取证阶段。 试飞取证
如果是波音，首飞后就按照FAA的规定进入取证阶段。一些新型的客机，如777和787，FAA没有相关条款，波音和FAA会共同针对这些新机型定制条款。在这里就需要说明一下为什么一些国家的机型取证也很快，比如巴西工业或者加拿大庞巴迪，因为他们都和美国签有双边协议，该协议中FAA承认该国的航空协议达到FAA的安全标准。那么他们只需要获得本国的安全认证，就可以自动获得FAA认证。
关于ARJ21和C919的认证，我不打算在这篇文章里面说明。不过要获得这个双边认证，并不只是考核商飞，还是对整个民航系统的考核，包括你的验证方式是否符合要求，要做的并不只是实验本身，而是要怎样组织起来做这个实验，并且确保是正确的方式。而且需要多次试验验证数据的准确，大家都上过中学，应该不难理解，中学物理第一个实验课摆锤，都要求测试3次取平均值。所以当ARJ21在2010年、2011年、2013年都在做同一个结冰试验，那么你应该不难理解为什么了。这个情况同样在下一篇文章再讲述。




不得不说美国就是牛，玩航空几十年，很多验证手段都很完善。ARJ21等自然结冰要看天。而在美国，人家有专用机库，F-22、787都在里面模拟自然结冰，外面是夏天，里面依然可以是零下40度。数据随时分析，不需要等返回基地再分析

787在这个机库做自然结冰测试，不用等天，想做就做



交付培训
很多人会以为，交付完制造商就完事，剩下就是做售后卖零件和维修。其实是错的，在交付前，飞机制造商还有很多工作要做，要对飞机对机场的适应能力做出评估，给出机场这种飞机的运营指引，包括装卸货程序等。还有是要培训航空公司，而且这个培训可以说是终生的，当发现问题后，都需要额外增加相应的培训。比如说正副驾驶所负责的管理范围，这些都必需由飞机制造商给出明确的手册并进行培训。当然航空公司可能会根据自己的使用经验重新整理出一套该机型的培训程序。空客A340-300的飞行手册，对机场滑行道转弯宽度都有明确要求，根据这个手册，飞行员可以了解哪些滑行道不满足转弯要求




所以商飞建立三个中心，其中售后中心就是针对这个培训机制。确保航空公司都懂得正确使用飞机。
题外话6：不要小看培训。以前西飞和上飞之争，上飞老说西飞不是按民航规则走，其中一条就是对配套这块西飞不重视。比如说老运7-200在民航也有飞，但是对航空公司支持比较少，当时连快速检查单都没有，遇到故障飞行员只能靠经验来判断出什么问题。所以当飞行员听不懂起落架英语报警声音时，你可以简单认为飞行员素质低，但是往深层次想，确实和西飞在这方面缺乏培训，缺乏和航空公司的互动有关。



生产优化
客机作为一个商业项目，管理和成本控制非常重要。在这阶段，需要优化生产线，提升效率。这里不得不说移动生产线，这个虽然不是波音提出，但是波音应用得最广泛。以往生产飞机是完成一个工序才移动到下一个工位，当使用移动生产线后，让每一个工位的时间变得固定（防止工人偷懒），变相提高了生产效率，在耗费同样的工资和能源下，提高了产量，从而降低了生产成本。像777这样的客机，波音在2013年月产量8.3架。
同时还需要进行设计优化，前期批次超重的问题，都需要在后续批次中解决。结构重量比较麻烦，但是可以通过更换材料或更改设计解决。比如波音777-200ER，通过将机身地板梁换成更轻的铝锂合金减重。到2005年后的777-200ER，机身地板梁就更换为复合材料。A380当时承诺是满客飞行15000公里，但是早期最大起飞重量的为560吨，满足不了这要求。直到交付4年后，将最大起飞重量提升到575吨才能实现，阿联酋航空用这个版本的A380飞迪拜到洛杉矶的航班。
当C919传出超重信息，大家都以为天要塌下来，但是看看客观发展，飞机的持续改进就是这样。你的几百架订单，每个批次都在改进，往往后续批次才是最完美的。对军用飞机，很多人都很理解，例如F-35前批次没有达到的作战能力，在后续批次达到；J20有A状态，等WS15才是真正状态。其实这个规律对民航客机也是适用的。 后续改进
大家会看到飞机有后续编号，比如说A330-300，A330-200，777-300，777-300ER，其实现在的飞机都会考虑形成一个系列去适应细分市场，区别往往是座位数量和航程，座位多点航程短点或者相反。有些是为了某些特殊要求而改装，比如说777-200LR，就是针对超远航程进行加装油箱，并且强化机体。所以对于一款客机而言，最重要的是机身宽度和机翼选型，这两个参数改动就基本是一款新飞机了。
改进型等同于机体优化，因为一款机型生命周期可能达30年之久，期间通过不段改进来提高性能。比如说A330-200，一开始只有12500公里航程，但是为了抢一部分777-200ER的市场，2012年批次的A330-200增加了起飞重量，航程也相应提升到13300公里。再如777，一开始这是一款瞄准14000公里级别的远程客机，但是在1995年投入使用时，引擎推力还达不到要求，所以波音一开始将基本型定位在9600公里的A市场，可以跨大西洋飞行（就是国航那


10架老777）。等满足推力的引擎出来，再推出200ER，这型就是原来指标中的777。波音取巧了，好处是可以按时交付。当然只能飞9600公里的777其实性能并不占优，比A330-300成本高，所以只卖出了几十架，大家还是需要正常版本的777-200ER。
到了2005年有了GE90-115B这个神器，777的大改版777-200LR和777-300ER就出来了，可以说777-300ER是最完美的777，也是至今波音最赚钱的飞机。
所以当一架飞机投入使用后，其改进型的快速跟进是必需的。相信C919出来后，C918、C920、C921都会快速成型，形成系列。










刚刚下线的C919客机
至此，一架飞机从调研到生命周期的改进流程就清晰了。选对市场，谨慎的JDP工作，务实的工程阶段，持续的后续改进和人员培训，优化管理和成本控制，都是一架民航客机成功的关键。 关于商飞的评价
很多航空迷会说，我是帮商飞说话。其实写这个系列文章目的是要让大家更了解民航，了解其规则。在很多人看来，指责商飞都是停留在延期，超重，国产化率这些话题。而我要说明的事，这些方面商飞只是个跟随者，而且这些做法是整个业界普遍存在情况，而不是商飞独有。而商飞真正没做好的那些，因为大家都不了解民航，所以反而没人能指出商飞真正的问题所在。那么我就来告诉大家，商飞哪些没做好，哪些才是真正需要指责的。我可不是说商飞什么都是对，什么都无条件支持。



国产率
对商飞大家说就是造壳子，其他都是进口。民航客机为什么要全球化，连波音都必须走这条路，因为可以降低成本，你什么都自己做还是买货架现货来的快和省时间？这个不应该是商飞的错。
商飞真正做得不好的是和供应商的沟通。在全球采购的模式下，飞机制造商需要和零件供应商保持密切联系，任何的改动都需要互相通知。波音这个部门有4000人，各系统都有独立团队跟进。从之前资料看，2005年ARJ项目时，商飞这个部门人数不到50人，这样势必会影响供应商跟进，没有足够的人手和制定合理的机制，很容易就给供应商拖延。到现在不知道商飞这个部门发展情况如何，这个是商飞一个弱点。 项目延迟
对商飞的延迟，这个口水最多。但是这个也是最无益的，有人说这个是商飞吹牛皮，没做好就公布时间，为什么要定期公布时间，完成JDP必须公布时间，公布完后出现技术延迟就老实解决，而不是带着问题去造假。这个不是商飞的错。
商飞真正做不好是混乱的项目管理。在ARJ21阶段，本来是各有所有长的两个单位通力合作就好。但是却成为各有各意见，要不大家都管，要不大家都不管。就这样的混乱，让外国供应商都觉得这个项目已经不受中国重视。商飞成立后，明确了商飞和中航各院关系，所有C919在JDP阶段走得顺。 超重
很多人又把超重作为指责商飞的口水。上面说过民航客机后续批次可以把超重问题解决，而且目前的客机都是按照这个步骤做的，这个不应该是商飞的错。
商飞真正做的不好的是落后的工艺生产水平。上飞的底子大家知道，在做ARJ21时，还是抱着MD82的那套落后工艺在做机身，事实上西飞早已经有更先进的工艺。技术底子薄是商飞最致命伤，在ARJ项目个缺陷表露无遗，用这种方式生产飞机，超重和生产成本高，使得飞机成本攀升。很多人认为中国人工便宜，其实对客机生产而言，工时才是最直接的统计。举个例子，天津的A320总装线，刚运行时，因为对工艺不熟悉，某零件在德国生产需要3小时，在天津是30－50小时，直接导致这个零件成本攀升，最后直接从德国运过来更划算。商飞独立后，如何提升自身的水平，这个是让人担心的。也是商飞弱点。



生产管理及效率
这个很多人没提到，但是我要提出。项目管理能力是客机制造商软实力体现，在这方面商飞路还很长。在生产效率方面，波音是做得很好的。说商飞官僚我信（波音官僚是在管理层不影响波音生产的效率），但是我更担心这个会影响到生产层面。如何合理优化生产线，单位时间内能生产更多的客机从而降低成本，国内的飞机制造商在产能方面都是比较弱，对应过百架有交付期限的订单，产能上不去可能流失更多订单，也让后续改进型受阻，这个才是项目的大损失。商飞必须正视这个问题。
（二）ARJ21项目15年得失
ARJ项目之前中国的大客机情况
在说ARJ项目前，大家都会清楚知道中国并不只一次向客机领域发起挑战。运-10是第一次尝试，在这之后还有ATFA（与麦道合作）、UHB（与波音合作）、MPC-75（与德国合作）、AE-100（与空客合作）、NRJ（西飞自主研制）等项目。但是种种原因先后都失败了，但是对于日后ARJ乃至商飞的成立，这些尝试却是有深远影响。 ATFA——让上飞在运-10下马后，学习组装MD82和MD90，也为ARJ21日后的设计和建造带来深远的影响，无论是正面还是负面。 MPC-75——让西飞开了眼界，也是让中国第一次系统的学习到民航机的设计要求，知道应该从哪里入手设计民航客机，也培养出一批技术设计人才，包括ARJ21总设计师吴光辉。之后这些资料和人才都归到了上飞，商飞手中。
AE-100——个人认为这个事件让让中国看清楚了以“技术合作”为诱惑，最终沦为打下手负责制造不是造客机的出路。这个深深影响了ACAC为何要坚持按波音路子走。




上海的MD-82组装线

MPC-75项目的构想，这个计划流产，但是影响了福克F-100客机 在文中会涉及很多单位，大家有必要清楚了解这些单位的来历和称呼，尤其理解之间的


关系才能明白ARJ21到底是怎样出来的，了解这些历史是必要的。
AVIC-1——中航一集团，这个不用多说了，林左鸣也算是ARJ21之父。
ACAC——中航商用飞机有限公司，中航商飞，股东有中国航空工业第一集团公司、上海航空工业集团、西安飞机制造厂、原西安飞机设计所、原上海飞机设计所。是属于中航一集团的公司，ARJ21严格来说是属于中航一集团的项目。算是中国商飞的前身。
FAI——中国航空工业第一集团公司第一飞机设计研究院及其上海分院。2003年6月，西安603所与上海640所实行“东西整合”，上飞和西飞之争下的产物。
在当时大飞机有三争，“干支之争” “对外合作与自主研制之争”和“东西之争”，当时没有谁敢说自己的路子就是对的。正是ACAC本身的不足，导致需要成立FAI，又因为FAI和ACAC工程部的对立，最终导致了ARJ21坎坷命运，一切都从AE100项目说起。 中国为什么要造ARJ
当AE100项目之后，中国就已经意识帮人打下手学造客机是不可行的。中国有当时有两家企业具备造大飞机的条件，一个是上飞，一个是西飞。但是应该造什么客机上飞和西飞有分歧，西飞在尝试NRJ项目失败后，索性将自己从MPC-75项目学到知识用到运-7上，创造了现在的新舟60支线客机。在2000年时候，当时国家预期到2010年时候国内支线客机需求会有900架，决定上马支线客机。这样以地方政府为背景开始争夺这个项目，最后ARJ项目落户上海，ACAC也顺理成章的成立了。

AE100，空客就是想做一款A320的缩小版本用于支线市场。由空客设计，中国生产。这个项目流产后，空客生产了A318，就是AE100衍生来的
题外话1：我不想评论为什么ARJ项目落户上海，毕竟这个是政府的最后决定。按技术力量来说，上飞确实不如西飞，中航也希望西飞能成为中国西雅图。但是民航客机投产要考虑的很多因素，波音也曾经考虑为能更好的影响华盛顿决策，将公司厂房搬到东岸去（研发747那时）。
无论如何，ARJ21项目正式启动，ACAC的思路很清晰。ACAC明确表示：我们不谈技术合作，我们的原则非常明确，作为ARJ21-700飞机的主制造商，我们需要的是“风险合作伙伴”，我们需要享受与其他飞机制造商同等的商业地位，自己设计自己按要求找供应商，供应商只是提供符合要求的产品。
这个也得到了中航AVIC-1的认同，当时的民机部部长汪亚卫指出，大量选择美欧知名厂商成为主要系统供应商，最主要目的就是拿到国际适航证，将中国的商用飞机卖到国际市场，ARJ21-700飞机取得国际权威适航证的意义已经超越了项目本身的意义。比如说之后选


择GE引擎，作为回报，GE公司帮助ACAC与美国FAA建立了联系。在经过911的打击后，整个民航市场萧条，当时几乎没什么新机型开发计划。当国外供应商知道ARJ项目，非常愿意参加。
2006年5月，FAA在上海设立办事处，美国记者在记者招待会上提问：ARJ21-700飞机是卖到中国市场的飞机，为什么FAA要到中国来为它颁证？FAA的主管回答说：“原因在于，ARJ21飞机上有美国人的利益。你知道吗，19家系统供应商里有三分之二是美国的供应商，他们的利益体现在占机体价格40%的机载系统里面。”
题外话2：大家看到FAA主管的回答，应该可以理解ACAC的思路，同时也解答了国产化率问题。民航和军机不同，民航有太多的条条框框，对飞机有，对飞机的零部件同样有，而且这些规定还是竞争对手设定的。你想自己的飞机能卖，要不就取代美国成为霸主，让全球都认同中国制定的规则（CAAC），但是这个几十年都未必能实现。那么剩下的就是利益捆绑，让这些供应商参与进来，让他们帮你说话，毕竟900架的市场预期也足够可以这些供应商看到利润。苏霍伊的SSJ100有很多欧洲供应商，所以SSJ100也顺利的拿到了欧洲的适航证。
所以ACAC要招供应商并不难。2003年，12家系统供应商全部选定之后，100多人的供应商队伍与中国的工程技术人员组成了联合工作团队，来共同定义ARJ21-700飞机上所有的系统与设备。他们的工作范围涉及工程、计划、采购、适航、技术保障、制造、质量、产品支援、IT等多个专业。
从2000到2010年，黄金10年的发展谁也没估计到中国进步神速，让原来预估的支线客机航线变成了干线客机航线，加上高铁的发展让ARJ预计市场消失，这个是后话了。 ARJ磨难开始，艰难的项目JDP阶段
在我看来，ARJ项目有3个节点出现严重延迟。这里先说JDP阶段，如果看过大飞机科普1的就知道JDP阶段的作用。在说ARJ项目前，说一下我个人经历。我曾经是个项目经理，就是合同上的乙方。在做项目时候，甲方给钱，他们提出要求，我根据他的要求实现方案。但是最怕需求不明确，造成拖延，可能会很悲剧。尤其遇到一个有点主见但是又不是最后定案的人。当需求不明确就会影响到整个项目进程，所以“干死那些甲方”是每个项目经理的夙愿。回头说ARJ21在JDP项目遇到的问题。
从ARJ21项目立项看，ACAC是上飞为主导。上飞希望像波音、空客那样思维模式造飞机，自己做设计，产品供应商提供。但是上飞底子确实很差。现成的经验就是组装MD82来的，所以希望ARJ21以MD82为基础。但是ACAC里面参与实际建造的西飞更倾向于737这样的翼挂布局。ARJ21从设计上已经开始有争议，其实两家取长补短是最好的事，中航也是这么想的，所以最后为了解决争执，在2003年成立FAI，本是想通过联合设计方式去解决争执，但是最终又演变成FAI和ACAC工程部之间的争执。
在这里，我个人不想评价到底谁对，但是造成的混乱却是事实。在ARJ与供应商进行联合定义工作（JDP）时，本来业界普遍只需要用半年到一年时间完成，但是ARJ21项目却用了两年零八个月的时间，而且最终还是ACAC在2005年强制终止JDP阶段，因为这个过程极度混乱，从来没有一架飞机经历过这么多的更改。正如我提到的，如果甲方需求不明确，那么下面的供应商就会无所适从，进而影响到后面进度。
题外话3：一山不能容二虎，一架飞机由两个人主导肯定不会有好下场。大家记得日本二战的赤诚和加贺航母吗？平贺让和藤本不二雄两位大神互相改设计，终究造成了三甲板的10炮台的奇葩设计。而在波音747的开发过程，波音也内部也有太多官僚，当2707项目（波音超音速客机）下马后，高层认为乔萨特太年轻，又想安置2707那些经验更好的总师，于是中途给747项目加一个总师。结果乔萨特一赌气，项目只有一人做，要不我走，要不我做。波音高层不敢赌，最终让乔萨特来完成747。





波音2707超音速客机，政府拨款立项。按乔萨特的说法，波音最有前途的人去玩2707，被公司遗忘的人才会玩747
ARJ21项目在JDP阶段，近3年时间都没有完成确是铁一样的事实，也是ARJ项目往后混乱的开始。在这之后，ARJ项目已经不被外界看好，因为当时中国政府所保护的支线客机市场已经开放给ERJ这些机型，供应商也怀疑ARJ项目是否已经失去了政府支持。而事实上FAI已经考虑另起炉灶，重新设计一架飞机，和当年NRJ项目相同，2+2座位，翼吊布局方案。外面已经有太多的传言说项目延迟或者不保。





西飞设想中的ARJ，是类似今天ERJ175一样的布局，2+2机身，翼吊发动机。也就是当年西飞自主的NRJ项目方案
ACAC是非常希望能按时交付，面对外界不利传闻，ACAC终于要给出时间表。2004年10月19日，ACAC正式向外界宣布：“ARJ21-700飞机首飞时间改为2007年7月30日；完成合格审定试飞时间改为2008年5月31日；首架飞架交付客户的时间推迟到2008年8月15日。”
个人点评：民航客机公布项目时间表是在JDP完成后，根据项目评估后才会发布的。但在2004年10月19日，实际上ACAC连和供应商进行联合定义工作（JDP）都还没完成，供应商连自己需要提供的产品要求都没确定。ACAC是想借公布时间表逼FAI就范还是想稳住外国供应商，我们不得而知。也正因为这个时间表，成为了日后商飞“吹牛皮”的话柄。 ARJ的工程阶段，总体而言没大拖延
FAI与ACAC在设计上的争论越来越突出，ARJ项目的混乱终于让老大看不过眼。AVIC-1成立评审组，FAI也借此机会将自己的翼吊方案提出来让审评组判断。以顾诵芬院士为组长的专家评审组否定了FAI的这个方案，非常明确地表示：目前，ARJ21-700飞机没有重大的颠覆性问题，看不出有改为翼吊布局、或将机身缩小为4排座等做出重大方案性改动的必要。时任AVIC-1副总经理、主管发动机项目的林左鸣，在那次会上也非常坚决地对黄强表示：关键时刻，大局为重！时任FAI院长的黄强终于下决心放弃翼吊的设计方案。直到2005年9月，西飞最终让步，让西飞的设计主力参与ARJ21项目。同年底，黄强调离了AVIC-1。可以说这时的ARJ21才正式开始设计定型、落实和供应商设备。
明确工作后，ARJ21项目在2005年9月进入工程阶段，2007年1月总装下线，到2008年12月首飞，其实只3年多的时间就让ARJ21从图纸变成实物首飞，这个时间是可以的。但是不可否认的是这个阶段充分体现了上飞的落后，很多生产理念，生产工艺都是西飞的帮


助下改进完善的。这个说多都是泪，上飞应该是国内这么多厂商里面技术底子最薄弱的。而且前期JDP的混乱其实在这阶段也体现了出来，并且留下了暗病，只是还没首飞，这些问题都没有暴露出来。
但是无论如何，从2002年4月立项到2008年12月首飞，排除了底子薄弱问题，真正造成延迟应该就是JDP阶段，这个延迟时间应该有2年。而对于ARJ21来说，更大的拖延在试飞后才出现，也是本文的重点。

在工程阶段，ARJ项目的拖延主要来自供应商交付，但是时间也不多。估计为推迟半年，主要是飞行软件问题

飞机制造公司设计，通过风险共享找供应商模式，波音第一次玩也亏大。对更没经验而言的ACAC，出现供应商产品延迟是必然的学费















真正拖延的开始，商飞的学费
先来看看飞机首飞到投入运营有哪些阶段标志。 获得型号核查书（TIA），这个是开始认证飞行标志，代表你的飞机已经调试好，可以按民航局制定的适航证调理开始验证测试；



适航验证飞行，按照飞行大纲完成所有科目；
补充测试，对于一些新机型，需要进行项目补充测试； 最终合格审定会议（TCB），就是对之前的测试进行总结分析评估，讨论该机型是否符合要求；
型号合格证（TC），有了这个证，代表飞机型号验证通过，同时会获得单机适航证； 单机适航证（AC），每一架出厂的飞机都有这个证，表示这一架飞机可以安全运营。 ACAC当年预计首飞后不到一年就完成审核试飞，首飞后一年交付用户。好吧，这个时间制定实在太乱来，尤其是ARJ21在立项时候就明确以过FAA为标准的。难道把这个忘记了？那么来说一下ARJ21首飞后遇到的问题。在ARJ首飞后，发生了很多大事。
1、商飞成立，原来是中航的ARJ项目，变成了新公司商飞的项目，ARJ21从中航变成商飞。
2、到2008年，原先所想的900架支线客机市场被大量的干线客机代替，干线客机以737级别为主。150座客机成为中国最需求的机型，也促使了C919项目的启动。
3、为了和美国FAA达成双边认证，ARJ21项目作为了双边认证的载体。通过这个型号的审核，FAA去评估CAAC的能力。
此时的商飞，全心去造更有市场前景的C919，而ARJ21的市场没有预期好，ARJ项目真正的麻烦终于开始了。首先，第一个恶果就是2009年进行压力测试时候不过关。这是在首飞前减重阶段时，FAI更换了材料导致的。除此之外的麻烦事还有很多，比如供应商提供的配件与飞机的兼容问题等。按往常，客机首飞后很快就会进入到取证飞行阶段。但是ARJ在前期实在积累了很多问题，不解决好是无法开始取证的。这个就是ARJ21项目第二个长时间延迟的节点。
我找到一篇2011年当时分析ARJ21项目的原因，那时还是写着2013年交付，但是这篇文章很好的分析了ARJ21项目存在的种种不足，基本就是上面提到的内容。http://www.doc88.com/p-369144789548.html

而里面说从商飞提供的一个时间表，在获得了型号核查书后，T+1月可以完成适航证飞行，T+3月完成FAA补充地面测试，T+6月获得适航证AC，交付客人，这个显然过于乐观
题外话4：做项目，在项目交付前都要进行测试，所谓的debug。比如一款网游，在开


发人员内部测试后，就会小范围的内测，然后进行公测，最后才正式上线运营。波音空客经验好，基本上首飞后不久就获得TIA开始取证飞行。但是ARJ21忙于应付各种问题，从2008年11月首飞到2012年2月，3年多的时间飞行了1800多小时，但是都还没获得TIA。这1800小时就是商飞的学费。付出3年时间代价。
这段时间ARJ21都在忙于各种试验解决机体问题，当然同时也对外宣布取得各种成果（当然很多确实是中国首次的试验）。但是无论如何难，ARJ21经过了3年多的调试后，终于要开始取证了。 认识飞机的各种证
大家老说适航证，其实一架飞机要获得的证非常多。从设计到零部件都要各种的证，十来个之多。最主要的是：
型号合格证（英文名称：type certificate）
当民用航空产品的型号设计符合相应适航标准中的适用要求，符合适航当局规定的专用条件或具有适航当局认可的等效安全水平，其持续适航文件已获得批准，在运行中没有不安全的特征或特性时，由适航当局向申请人颁发的证明性证件，TC。在中国其实这个就是适航证。
生产许可证（英文名称：production certificate） 在适航当局审查了申请人的质量控制资料、组织机构和生产设施后，认为申请人已经建立并能够保持一个合格的质量控制系统，能够确保所生产的每一产品均能符合型号合格证的设计要求，由适航当局向申请人颁发的证明其生产能力的证件。 型号认可证（英文名称：validation of type certificate） 对于进口的民用航空产品，在适航当局按其规定审查后，确认该产品满足飞入国的有关适航要求，由飞入国适航当局对该产品的型号合格证持有人颁发的证件。 适航证（英文名称：airworthiness certificate）
由适航当局根据民用航空器产品和零件合格审定的规定对民用航空器颁发的证明该航空器处于安全可用状态的证件，AC。
适航证是进入其它国家国门的门票，所以最被看重。其中FAA，EASA是最被认知。很多国家直接将其作为自己的适航条例（其实中国也一样）。大家以为FAA就管飞机审核，其实FAA管辖的范围不只是对民航客机，而是对整个民航相关的，包括航空公司运营，机场运作，零件生产，维护，空域管理，都属于期监管范围。就连军方，如果与民航安全相关，也可以通过政府协调解决。比如发生军机撞民航客机事故，FAA根据调查报告发现军机航线或飞行方式影响民航飞行安全，那么就会要求军方作出修改。
适航证根据航空器材也有不同。比如运输类航空器级别不同，有多部法规。针对30座以上的机型，FAA是FAR-25这部法规，而在中国对应的就是CCAR25。大家以为适航证是针对机型，其实适航证是针对每一架飞机的。每一架飞机，都有单独颁发的适航证。 同时FAA也为政治服务。98年巴基斯坦与美国交恶，FAA便以巴基斯坦航空的747-200、747-300维护不标准为理由（事实美国本身就有大量这样的机型），拒绝巴基斯坦航空客机飞入美国领空。到了911后，为了感谢巴基斯坦提供基地。FAA就取消了这个禁令。EASA说普京的伊尔-96不安全，不给普京飞过欧洲，普京说我断你天然气。然后就没事了。。。。 题外话5：适航证是航空大国的行业壁垒。FAA的条款，波音帮忙制定。同时欧洲的EASA，也是空客帮忙制定。但是商飞，是否能帮助中国的民航局制定自己的CAAR呢？我们通常只看商飞不如空客和波音，但是没看到人家软实力。他们国家可以自行订制适航证，但是中国民航局适航证就是照抄FAA，还不具备自己“议价”能力。所以大家在纠结商飞机型能否能卖出去时，先关注下自己软实力达到美国，欧洲水平没？ 双边认证协定



很多人会说，为什么巴西，加拿大，取证这么简单。首飞一年半就可以取得FAA认证，中国ARJ却搞这么久。大家有没留意，波音的飞机，获得FAA就能自动获得EASA。同样，庞巴迪或者巴西宇航获得了本国的适航证，就可以自动获得FAA认证。因为国与国之间签订了双边认证协定。有了这个协定，是“自己人”，FAA承认你的认证满足FAA要求，自然速度快。
怎样才能获得这个认证，简单，你的影响力上去了，或者是美国的“自己人”，人家就可以给你搞这个认证。但是这个认证不只是针对一款飞机，而是评估你整个民航系统，从飞机制造，零部件制造，民航认证流程及方式，法律法规都有考察。所以要获得这个认证，ARJ21就是载体，而FAA就在旁边看，看你中国民航局CAAC是怎样给ARJ21这飞机评估，颁发国内适航证的。大家要明确，FAA要评估的可不只是ARJ这一款飞机，而是中国整个民航系统。中国和美国其实已经签署了有限的适航证双边协定，但是只针对CAAR23规定的航空器，也就是运-12这种轻型机，可以出口到美国。但是全面的适航证双边协定就有难度。说白了，这个是国家与国家的角力。美国和俄罗斯在这方面根本就尿不到一块，而中国和美国玩这个，关系很微妙。
个人观点：适航证其实也是个行业壁垒武器。如果签发了这个双边认证，等于对中国商飞开放了美国市场。虽然还可以在其它方面卡中国，但是准入证是开出来了。美国人会否顺利让中国签这个很难说。尤其现在ARJ的订单并没有让美国供应商利益大到无法抗拒。美国也很精，反正ARJ21的审核没完成，就不开始进行C919的审核。这个是让人担心的地方，毕竟C919 737MAX A320NEO可是同时出来打擂台的。
但是只要中美签署了这个协议，C919就可以像庞巴迪那样，自己取得国内适航证就自动获得FAA。一款飞机只要不出现问题，首飞到取证也就2年不到时间，不过到时会不会有人说不敢坐呢？
关于国内适航证双边协定，有兴趣可以看这个文章，你会发现，人家给机会你玩，你自己都没人懂怎么玩。http://www.docin.com/p-480047558.html 另外再多补充一个资料，关于中美适航证双边协定方案，这个是针对运-12级别，CAAR23部的流程，签订时间是1995年的。通过这个，大家可以了解下双边协定。更复杂的CAAR25部能否过，这个看中美角力结果。http://www.doc88.com/p-0761674592881.html





中美双边适航协议实施程序细则

测试的过程本身就是学习的过程 ARJ21从2012年2月开始取证，走得并不顺利。按民航局的计划，ARJ21应该飞行1500小时就可以完成认证飞行，获得国内颁发的适航证，也就是CAAR25。国内CAAR25是紧跟FAR25标准。而FAA完成影子审核，然后决定中美是否签署适航证双边认证。算盘是这样，但是2012年一年下来，ARJ21只完成了285小时的取证飞行时间。对比空客A350，不到一年时间就飞了800多小时的取证飞行时间。ARJ的第一年验证飞行比原计划是慢，所以商飞不得不再次推迟交付时间。
为什么慢，举一个ARJ21测试失速的例子，就是简单的一个测量方式的讨论。 商飞和试飞院做ARJ21-700飞机的失速试飞都是第一次，在采用何种方法试飞上都有一个相互切磋、相互认识、相互理解的过程。试飞院以往做失速速度验证时采用的是前支杆，效果不错，也积累了丰富的经验。试飞院主张用前支杆测量。但对像ARJ21-700飞机机身这么粗、这么长的飞机用前支杆合适吗？对民机的速度校准，FAA的通常做法是用拖锥。开始试飞时商飞发现前支杆的支架对飞机机头安装的空速探头存在气流干扰，主张用拖锥。但改用拖锥无疑给试飞增加了难度。商飞同试飞院、局方进行了多次讨论。大家都是为了圆“发展中国民机产业”这个梦才走到一起来了，尽管以前做失速速度试飞未用过拖锥、尽管试飞难度大，试飞院还是采用了拖锥，保证了所测数据精准、可靠。
别人定制了标准，但是没教你怎样测试，你想玩，一个字，“学”！
FAA的每一个条款，都需要花时间去学着怎样审核。在组织试验本身就是一个学习的过程。而且FAA要检验的不只是商飞，还有民航局，试飞院等系统。1500小时背后，需要付出更多的时间进行协调（大家可以想象中国跨部门的效率）。这反映出中国民航局本身对型号审定能力和基础都存在不足。按FAA要求去审核飞机，民航局也是第一次。说白了FAR25的条款为什么要这样定制，其实中国民航局也未必知道，CAAR25毕竟也是照抄FAR25再强化。但是你想自己审核飞机，必需知道这些条款的含义，并且知道怎样正确测试。
说白了，中国其实还不具备自主订制，修订机型审核适航章程能力，也需要通过ARJ21


这个项目去学。军机不用搞这套，但是民航，必需的。
ARJ21项目第三个延迟，就是在这里，不过平心而论，2012年才真正开始验证飞行，预计到2014年底完成，3年时间，相对庞巴迪那些机型一年半时间多一倍。但是ARJ21确实可以为C919躺枪，至少C919做验证飞行的基础条件已经不是从零开始。只是我很好奇，民航系统在这三年，学到了多少东西。 ARJ项目推迟节点综述
ARJ21总共出现了3次重大推迟：
JDP阶段 2002年2月到2005年6月，这个比业界普遍多用了约2年时间。
TIA取证前 从2008年11月到2012年2月，通常其它机型不需要半年就开始认证飞行，而ARJ足足用了3年多时间。
国内适航证 2002年2月到2014年底或2015年初，业界普遍2年内完成，ARJ超时1年或1年半。
三个阶段加起来，ARJ项目总共比原计划超出6年多时间。

大家说ARJ21强度不过关，那个是2009年的问题，早已经解决，2011年在获得TIA审核书前，最后全机静力测试，过关
延迟最多的，反而是获得TIA前3年多的飞行。其它厂商都没有飞行这么久，空客A350首飞后不久既开始取证，波音最麻烦的787，也只用了1年多就开始了取证飞行。当然不能说这1800小时都是为了debug，也有不少是为了科研验证，为之后的取证做提前测试。很多人认为从2008年11月首飞后，ARJ项目就是开始了认证，其实真正开始民航局进行适航证认证时间节点是2012年2月——请记住这个时间。那个月民航局才颁发了TIA给ARJ21，并且FAA开始影子审核。
2012年2月13日至14日，中国民用航空局在上海召开ARJ21-700飞机型号合格审定委员会（TCB）会议。会上，在TCB委员、美国联邦航空局（FAA）影子审查组以及申请方主要领导的见证下，ARJ21-700飞行型号合格审定审查组组长吴坚签发了ARJ21-700飞机101～104四架试飞飞机的型号检查核准书（TIA）。



题外话6：从2008年，商飞老说取得阶段成功。大家都骂老是年年有成功，年年不取证交付。就用ARJ21大家见得最多的一个结冰试验来说说，20010年到2012年，2012年到2014年这些结冰试验有什么不同。
2010年开始高寒测试，地点都是海拉尔。10年上去测试飞控系统，液压系统等系统，以及引擎以及APU的启动，当时说顺利完成。而事实上11年又上去补充测试，而且又将10年的测试项目重新做了一次，进行数据检验，发现部分数据比10年的提升，这个是厂方的自行测试。到了2012年2月，由民航局进入局方审定试飞阶段。局方审核结冰测试的时间安排是2013年，在局方的考核下，ARJ21又去了海拉尔重新测试一次2010和2011年内容相同的测试。局方认可ARJ21达到CCAR25部要求，代表这个项目测试完成。而2014年1月的高寒测试，测试内容则和之前的不同，属于新项目测试。当然天气原因没有全部完成，为了赶时间年底交付，ARJ21上个月终于要飞到加拿大进行测试，不等国内要到年底才有的测试气候。

ARJ21在北美的结冰测试
（三）运-20 C919落后吗？
这篇文章是我一直想写的，让大家更加懂得大型机的性能是如何评估的，至少要理性的对待分析。这篇文章注重性能评估，军用机和客机道理是通用的，只是各自侧重性能不同。 文章会结合大量的图表进行说明，资料来源主要波音及空客官网提供的PDF文件（运输机和民航客机的性能评估道理都相同，民用资料是公开的容易获得），少量的军用机型图表则通过网络搜索，不确定其可靠性！



文章数据及图表来源展示
如何评估大型机的性能特点
大家在评论战斗机时，往往会在航电、武器、机动性等方面发生争论。大型机上其实简单很多，往往只有飞行性能一项，航电等性能对于大型机（对运输机、客机而言）来说并不是那么重要！预警反潜机等另说。而飞行性能，最通俗易懂当然是能载重多少，飞多远，省不省油等。其实如果真要细致了解大飞机的优劣，依然需要知道很多细节的数据才可以做出判断。这些数据主要的包括：




结构空重 运营空重
最大零燃油重量 最大起飞重量曲线 最大着陆重量曲线 巡航速度 单位油耗
在了解大型机性能前，必须要让大家了解一些概念，这个是重要的。 批次
对于战斗机，大家很容易理解批次，像F-16 block30 block52这些。其实在大型机（至少客机）里面，也会随着技术流程优化推出新版本（非扩展型号）。比如用波音777，95年出厂的批次地板梁是铝合金，而04年后生产的批次改用铝锂合金，到了06年后的LR型号则换为复合材料。所以很多人说中国材料不行，造大飞机不行，看看人家最早批次的材料和我们现有水平相比如何再下结论。航电系统也是在升级的，这里就不细说了。机型性能在慢慢提升，拿着优化了几十年的后期型号去比新型号也不科学，当然市场会作出选择，让飞机制造商有动力去优化。







看看A350 2011年性能和2013年性能的区别，2013年空重142吨比2011年估算的135吨多了7吨。实际上787也超重，生产到100多架后才恢复到预期目标
亚型
很多人以为，一个型号的大型机肯定就是一个性能，实际上在民用这块，比如说同一款的777-200ER，也会有不同的起飞重量选择，航空公司可以根据航线去选择（大起飞重量飞远，但是运营费用高，小起飞重量适合区域航线，运营费用低）。比如说新加坡航空，他们是拿飞14000公里的777-200ER降级为飞10000公里的777-200用，这样运营费用低很多，到卖时再恢复ER的能力，也好出手。军用机目前没有官方的pdf文件，不知道是否有亚型选择。不过波音推出过C-17FE概念，其实也是为美军提供一种选择，毕竟C-17FE可以执行98%的C-17任务并且更省钱，只是需要重新设计。

看到A340-300的各种亚型了吗，从WV000到WV029。起飞重量从254吨到277吨都有，可供选择。当然不是说同时有这么多款可以选择购买，其中很多是早期批次，现在已经停产。


但是作为用户手册，必须让所有A340的用户都找到自己购买亚型的性能

波音给美军更省油的方案，C-17FE，可以作为扩展型，并不是亚型，只是改动会比较大了
性能调整
客机的初步性能在JDP阶段就完成了，这个时候出来的性能是目标性能，但是随着工程进行，超重是不可避免的，首飞时的性能肯定不理性，随着量产进行才会慢慢接近当时JDP的性能。而随着使用者的实际使用，真实性能才会慢慢体现出来。最近波音就修改了旗下机型的飞行性能，普遍都是下降的。 产能
很多人喜欢说为什么运-20，ARJ这些这么久才生产这么几架，组装速度太慢了，你看波音737一个月40架。产能要看订单和阶段的，看看现在A350开始交付客户了，一年了也才交付了8架。而787开始交付的2011年也只是交付了10架不到。这个还是处于交付状态还是不试飞状态。C-17和777客机的生产速度同比就更慢了，因为C-17订单少，需要通过调整生产速度来维持订单储备，达到维持生产线目的（波音低价卖767货机，就是为了等空军的KC-46订单，先维持住生产线，结果现在反而又多卖了100多架货机）。 载荷曲线图，大型机的最重要性能
说到战斗机，大家会讨论狗斗包线图。其实对于大型机，载荷航程曲线的地位就等同于狗斗包线图。我们用空客A400M运输机的包线图，最简单直观的看看这个图怎样看。




纵坐标肯定是载重量，注意单位，有磅、公斤、吨、公吨这些区别。而横坐标则是航程，有公里和海里，这些都是要看清楚的参数。每一个图表通常还会给出该图表的生成条件，如在这个A400M左下角，就标注了这是logistic mission标准任务规则下的数据。包括了最大过载2.25G（不超载），长距离巡航速度飞行，在ISA标准气温还有Still Air静风环境下的飞行。大家要记住ISA这个数据，在下面会提到温度对飞机性能有多大的影响。还有就是使用发动机的版本，因为不同的发动机对同一款机型有影响的，在展示民航客机时候就会看到区别
了解曲线图后就解答很多人的第一大误区“少装油就多装货”了。可以看看A400M最顶部的最大载荷曲线，飞机飞0海里和飞1800海里，最大载荷都停留在37吨。就是说哪怕一滴油都不装，也不可能加大飞机的最大载荷。
这是因为飞机的载荷是由结构强度决定的。有一个参数规定了正常使用下飞机最大载荷上限，这就是最大零燃油重量。这个数字减去飞机的运营空重，就可以理解飞机的最大载量了，超过这个载量，可能就会损坏结构，缩短寿命。当飞机要飞更远航程，最大起飞重量无法满足多装燃油的需求时，那么就要减少载荷量多装油换取航程了。
所以大家看第二段曲线，随着飞行距离增加，载荷量就开始减少，直到性能拐点。当载荷减少到0时，飞机就能飞到最大航程（可以理解为转场航程）。正常来说这个曲线对于任何飞行器都适用，但是由于直升机，战斗机涉及到外挂还有飞行剖面的问题，会更加复杂，而大型机则简单很多。 事实上，这条曲线是可以通过上面第二张表格的参数推算出来，当然最准确还是真实飞行中获得。所以大家应该要知道，载荷曲线图在不同定义下是有出入的。比如说空客的客机，载荷曲线图往往是静风、无备降燃油下的数据，而波音则是按典型飞行规则，有自然风、机场等5分钟、留规定备降油下的数据。这样就造成实际运营下来，空客很多机型都达不到曲线图上的飞行距离。现在运-20和C919很多参数还没给出，否则就可以自己推算着画一画这样的图表。
对于客机的航程载荷又需要更细致的分析。我们知道客机客舱装人，机身下部的货舱装货物，客机的最大可用载荷取决于人和货的总量。大家在wiki上会常常看到满载多少人飞多少公里这样的数据，那么我们再分析下具体情况。




看看wiki上对于777-200ER客机的航程描述，有最大载荷航程，也有最大载满航程的数据

这个是波音给出的载荷图，用RR引擎的777有三款机型，我们只看777-200ER的数据。当客舱装满人，货舱装货到最大载荷上限55吨时，航程10740公里。而只装满客人（波音是按三舱布局305座算）及行李载荷30吨时候，实现最大载满（客）航程14260公里。所以wiki上很多参数都不具体，很容易混淆

看图不要忘记上面提到的载荷图运营规则，可用看到波音左下角给出的数据，三舱，中远程，典型任务规则




这个资料是777-300ER，用GE90-115B引擎的，来自波音给派签员使用的飞机性能pdf。大家可以看着这个图，学会看懂上面的规则，记得分清楚，这个图最上面的就是最大零燃油重量，而不是常见的载荷重量。试着理解下为什么777-300ER怎样飞都能赚钱
无论军用还是民用，对飞机的载荷能力最熟悉的应该是签派员。他们会根据飞机的航程，天气，性能参数表决定这次航程装的货物和装多少油。 了解了航程曲线后，就可以理解不同机型到底是偏重什么性能。比如说很多人认为日本的XC-2有CF6引擎，推力比运-20大，必然运得多，但是大家看看XC的空重，明显是偏弱。从XC-2的设计理念就可用看出这款运输机是希望飞得远，能装大体积货物，但是对重载和短距离起降能力是弱化的，结构强度做得比较低。
大家应该知道压强这个物理单位，这个是很看结构的设计。比如说能载76吨的C-17，地板梁当初是按M1重量算的。当然，C-17之后也试过运M1A1，证明结构可用支持到M1A1的压强。
客机地板梁强度要求不高，直接用复合材料减重就好。但是对货机而言，则需要改为耐压性能更好的铝锂合金。军用运输机为了能重载和宽机身，结构上牺牲太多重量，所以飞行能力上比民航货机有很大差距。





这个图是紫色部分就是客机地板梁，是飞机重要的承力构件。现在747和767货机的地板梁都是由西飞制造的，而铝材则用中南铝业提供。所以不要以为我们提供给波音铝锂合金地板梁就是落后，其它客机用复合材料就是先进，目的不同选择不同而已
起飞降落曲线图，限制飞机发挥最大性能的因素
我们从上面的载荷航程曲线得知了大型机的性能，但那是在最理想情况下的性能。在实际运营中，往往很难飞出理想性能（尤其是军用运输机），主要会受到以下的因素的影响： 飞行场——跑道长度，机场高度，飞行场等级（跑道硬度） 温度——跑道场温
起降环境——起降航线障碍物 单发失效——飞机单发性能
在说明起降能力影响前，也要了解STD和ISA气压。STD是海平面标准大气压，对应温度0度，ISA是国际标准大气压，对应海平面15度。下面的图表来自777-200LR起飞性能图表，使用的是STD。从这个图表可以看温度和机场高度对起飞性能的影响。




先看条件，这个是STD+15摄氏度的数据。纵坐标是起飞滑跑距离，横坐标则是最大起飞重量。而不同的曲线则代表是不同的机场高度。上图还有标柱不同的襟翼角度下的滑跑距离。可以看出，777-200LR在这个温度下，海平面达到最大起飞重量（347吨）大约需要3000米距离。如果机场高度到2000英尺，要实现最大起飞重量，滑跑距离则增加到3500米，如果机场高度再高到10000英尺（3400米）就算滑跑4000米跑道，最大起飞重量只能去到270吨不到




这个是STD+33摄氏度的数据。可以看到当温度上升了15度，即使在滑跑4500米的距离，海平面高度下，最大起飞重量也只有327吨左右（温度上升15度最大起飞重量就少了20吨）。而海平面增高情况下，数据会更低
降落的情况又怎样？飞机有最大着陆重量，超过了这个重量，飞机就有损坏和出事故危险了。再次用777-200LR看，最大着陆重量是223吨左右。看看跑道干湿和机场高度的影响，用襟翼25度获得的数据。




可以看到海平面下干跑道，可以实现最大着陆重量，滑跑距离是1800米，湿跑道则要约2000米（最大刹车下的最短距离）。如果机场高度增加到10000英尺，干跑道下实现最大着陆重量要2200米，湿跑道2500米距离
其它襟翼角度的数据会不同，最大襟翼角度可以获得更低的着陆速度，但飞机机动性也随之降低，更难操作。所以在阵风或者雷暴中，往往都不会用到最大襟翼角度降落。
大家可以看到起降条件对大型机的影响，其实任何固定翼机型，这个法则都是通用的。我们看一个报道，说C-17在“持久自由”行动中的平均运载量只有40吨不到，很多任务往往只运-20吨不到。正是山区野战机场条件大大影响了C-17的最大运输能力。而C-17已经是起降能力最好的机型了，我们的运-20暂时还没有用上C-17的增升技术，因起降环境恶化导致的减重影响也会很大。而且其它的单发性能，越障能力也会影响到飞机的最大载荷。 我们会说客机有高原型，其实就是俗称的大马拉小车，引擎推力要大。而且飞高原航线的机型需要特别改装，我们知道如果座舱失压，客舱的氧气罐只能支持15分钟，飞行员需要在这段时间内把飞机降到3000米高度，可以不增压维持正常呼吸。但高原处于山区，不可能降低高度（撞山），只能维持在较高高度。这样就要求高原型客机能维持很久的氧气供给旅客呼吸。FAA这方面的规定是1小时，满足飞机飞出山区到达备降机场的要求。所以高原机型的氧气罐都要特别改装，增加数量，当然也会增加重量。 ARJ21特别强调设计之初就考虑了高原飞行要求，应该有这方面考虑，相信以后C919的高原型也要进行相应的改装。 题外话1：
发动机高原推力下降，当高原空气密度下降，涡扇发动机的推力是下降的。而且外涵道下降比内涵道更多。大家如果知道图-95在高空飞行，基本上推力都来自涡桨机的尾喷管就能理解了。所以4引擎机型的推力下降损失会比2引擎机型小一点。当777在很多地方大卖时候，南非航空、伊比利亚航空依然选择A340，看看他们的飞行目的地机场就知道原因


了。至于汉莎的A340，那个确实是政治任务。 题外话2：
大家知道CPU是可以超频。实际上，很多型号的发动机反而是降频使用的。大家都知道GE90-115B，但是否了解有的777-200LR使用的GE90-110B呢，110B其实和115B相同，只是出厂时调低了推力。低推力的好处是发动机部件可以更耐用，发动机寿命更长，价格当然也低。虽然调整推力只需一个插销，那么能否买来110B改成115B使用呢，这样就失去了引擎保修，而且因私自改推力而导致的任何事故都由航空公司自己埋单。调低推力的引擎很多，如737上的CFM56的7B27、7B26、7B24，其实都是相同的引擎。 飞机的着陆性能很重要，不能只考虑飞起来不考虑降落。所以签派必须按降落场的情况来决定这次任务的最大载荷量。想飞机能装多点降落，答案当然是加强机身结构。我们看看777-200LR和777F，其实是相同的机型，一个客运，一个货运。我们知道一个经济舱座椅最轻都要近30公斤，商务舱那些更重，加上全机的厨房厕所行李架。货机全部拆除后，应该比客机减重很多。

但实际上777F能装108吨，为了能实现108吨货物降落，777F需要加强机身结构，导致了拆除的数吨重量全部用于加强结构。777-200LR运营空重145吨，777F运营空重144.5吨，最大起飞重量都是347吨，但777-200LR的最大降落重量只有223吨，777F增加到260吨。所以要想飞机装得多飞得远，结构重量是必须付出的代价




通过上面的分析，自己学会看懂777F的降落性能。260吨不是没有代价的
比较遗憾的是，TG对飞机性能的都不太愿意公布。无论运-20还是C919，从来都没有给出哪怕可以支持画线的数据。或许民用这块以后会有突破，但是军用只能靠分析了，个人认为目前运-20并不是像C-17那样追求野战机场起降性能，能保持伊尔-76的水平也是合理选择。至于以后的改进以后再说，有机会的！但是在大推力引擎到来前，暂时不会有起降性能方面的改善方案。所以如果说运-20海平面运60吨是可行的，但无法在高原地区实现这个运力，所以暂时也不要指望运-20把99式带上高原，毕竟C-17也可能没有这个能力。96或者轻坦应该有可能，但是也要看机场情况。 民航客机飞的机场条件好很多，但也有些高原机场，如昆明、拉萨、九寨（山地）这些。这时飞机的单发越障能力会限制飞机的起飞重量，对载荷就有影响了。夏天从昆明机场（1900米高度）03号跑道起飞（跑道延长线有山），A319可以全重起飞，但737-300就要减重了。这个就是考虑到单发失效后的安全影响，造成这个差别最大原因就是那个短腿的737无法装更大推力的引擎。所以737MAX用的Leap 1B风扇尺寸小，推力也最小。波音说要靠优秀的气动补救，那么就看能改到多么优秀了。和C919和A320neo对比，737MAX在引擎上就先输了。




飞机制造商也会努力的帮客户改善起降性能，比如大家看到这架印度A320就安装了4轮小车起落架
从油耗谈起，飞机的运营成本分析
我们先来了解一下哪些大方面制约着油耗： 发动机——这个大家都懂，下面再细说
重量——看了上面后大家也应该懂，飞机重油耗增加
阻力——这个很复杂，涉及包括有机身截面宽度，长宽比，表面阻力等，大家能理解导弹为什么是长条基本就能懂
升阻比——战斗机对这个不会太注重，但是大型机这个还是挺重要的，飞翼效率最高 对于大型飞机设计而言，飞机宽度是非常重要的，可以说宽度决定这款飞机的能力表现，这条规则对军用和民用都适用（民用甚至更重要）。等设计满足了任务需求后，才轮到省油这个目标。
为了更好理解这个章节，请有兴趣的可以自行看这个飞机设计文档中关于各种阻力的科普知识（很有用）http://aircraftdesign.nuaa.edu.cn/pd-2004/2009-PDF/2009-04.pdf。




比如说这个pdf里面关于长径比和阻力的关系图
我们知道军用运输机的截面很重要，这决定了这架飞机可装载物品的尺寸，上面说到的C-17就是这样的妥协，但是如果这样的任务不多就会造成浪费（军用飞机为了保持能力确实存在很多浪费）。从军用飞机的使用角度看，大装备导致超宽机身，重载导致结构增重，强调短距起降能力要用4发加强起落架等设计，军用运输机天生就不是为省油去设计的机型。所以我为什么会说日本那架XC－2是奇葩，因为它确实是像民航机那样偏重省油和大航程。


本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/439d1b1fa2116c175f0e7cd184254b35eefd1a8b.html

《真实的中国大飞机艰辛研制历程教材.doc》
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