C919高原型和ARJ21高原型呼之欲出,为何高原型飞机对中国如此重要?

看航空 2024-03-01 18:05:48

2月21日,2024新加坡航展期间,西藏航空与中国商飞签署40架C919高原型和10架ARJ21高原型飞机订单。这意味着西藏航空成为C919高原型的启动客户。

图源:中国商飞

此前的2023年12月,西藏航空与中国商飞公司签署了一揽子战略合作框架协议。双方宣布将联合研制C919高原型和ARJ21高原型飞机。

未来,C919高原型和ARJ21高原型的起降性能将能够满足中国区域内全部高原机场和高高原机场的要求。

为何被誉为“飞机禁区”?

我国青藏高原地区被誉为“世界屋脊”并不是徒有虚名。打开世界地图,全球最知名的三大高原分别是中亚地区的帕米尔高原、我国的青藏高原以及南美洲的玻利维亚高原。

帕米尔高原位于亚欧大陆中部,东南部与青藏高原相连,总面积约为10万平方千米,与我国浙江省的面积相当,平均海拔在4500米以上;玻利维亚高原位于南美洲西部地区,总面积约为35万平方千米,平均海拔约为3800米。青藏高原总面积约为250万平方千米,平均海拔在4000米以上,是全球面积最大的高原,并诞生了喜马拉雅山脉这样高耸的地理奇观。

长久以来,青藏高原因其海拔高耸、幅员辽阔、气象条件复杂而被誉为“飞行禁区”,甚至在现在,绝大多数不具备高原和高高原性能的民航飞机,都会在航线规划上尽可能绕行青藏高原,而不是直接飞跃。

首先,从飞行高度来说,民航客机巡航高度一般在海拔9000米左右。如果飞行途中发生一些特殊情况导致机舱失压,客舱头顶会放下氧气面具供乘客呼吸。

根据国际民航法,紧急情况下飞机客舱的氧气面罩供应时间并不能持续很久,一般在15分钟左右。在此期间,机长必须在将飞机迅速下降到3000米以下才能脱离危险。如果此时飞机正好位于青藏高原上空,飞机无法充分下降,极有可能撞上山脉。

图源:CGTN

此外,当气流穿过青藏高原时遇到高大山脉阻挡后会被抬升,在山体背后形成涡旋气流,同样会给飞行安全带来威胁。

《中国机长》电影的事件原型,四川航空3U8633航班就曾经历过驾驶舱失压的紧急状况。

2018年5月14日,当川航3U8633航班抵达青藏高原东南边缘时,驾驶舱的风挡玻璃突然爆裂。机长与机组、乘务组一起冷静配合,忍受极端低温、缺氧、强风、极噪条件,全手动操纵飞机飞越高原、高山地形,最终平安着陆。

图源:四川在线

高原地形带来的恶劣飞行条件,对普通的民航客机形成了巨大的挑战。因为飞机发动机需要短时间内吸入大量的空气来运转,空气减少,发动机的运行效率就会下降,推力相应也会减少,起飞和降落耗费的时间也就更长。

因此,在高原机场,飞机起飞和着陆的距离也需要相应增加,这就对飞机改装和高原机场建设有了更高要求。

飞跃禁区的必备条件

中国民用航空局对高原机场的定义是海拔高于1500米的机场。其中机场标高1500米(含)~2438米的机场为一般高原机场,2438米(含)以上的机场为高高原机场。

机场的海拔高度越高,稀薄的空气就会对飞机飞行和操纵影响更大。一般来说,高原地区的机场跑道长度会更长。以西藏昌都邦达机场为例,海拔4334米,跑道全长5500米,是世界最长的民用飞行跑道。

昌都邦达机场俯瞰图。图源:西藏卫视+

除了机场要满足飞机的高原运行条件外,飞机也要进行高原改装,特别是在青藏高原这样的高高原,除了要满足应急下降和急救用的补充氧气要求外,座舱增压系统还需经过型号审定或者其他方式批准适应高高原机场起飞和着陆运行。

此外,任何一台发动机的排气温度裕度平均值高于8℃或者等效限制。对于双发飞机,其动力系统的可靠性应当达到120分钟双发飞机延伸航程运行(ETOPS)的标准,飞机的发动机和辅助动力装置也应以具备在所运行机场的自主启动能力为宜。

目前,空客A319是我国在高原地区运行的主力机型之一,作为A320家族的一员,A319主要通过缩短机身以获得更多动力。

西藏航空目前运营着27架A319和1架A319neo。根据空客官网介绍,A319neo与A319相比配备了普惠PW1100G-JM或LEAP-1A发动机,并设计有鲨鳍小翼,为高海拔条件运行提供了更多运载能力和灵活性。

此外,巴航工业最新推出的E2系列中,E190-E2与E195-E2也具有较强的高温高原性能。虽然中国目前还没有使用这两种飞机的运营商,但二者已获得中国民航局颁发的型号认可证,将来或在运力上能够与国产飞机ARJ21和C919形成互补关系。

2019年5月,E190-E2成功飞抵海拔3950米的玉树机场。

图源:巴航工业

我国也正在加速推进ARJ21和C919高原型的研制和运行。

2020年7月30日,ARJ21飞机103架机在全球海拔最高民用机场——稻城亚丁机场(海拔4411米)完成最大起降高度扩展试验试飞。在2022年珠海航展飞行表演结束后,C919测试机也曾从成都双流机场飞往阿坝红原机场,进行一系列高高原试飞工作。

图源:中国商飞

据现场展示模型和资料来看,C919高原型(也称“缩短型”)是在基本型的基础上,通过缩短机身提升推重比,实施高原改装来满足高原地区运输要求。能看到紧急出口门的数量也有所变化。而飞机座位数为140~160座,起降性能满足中国区域内全部高高原机场。ARJ21高原型最大起降高度14500英尺,具备良好的高原机场起降性能和抗侧风能力,能够覆盖中国区域内大部分高高原机场。

图源:中国商飞

图源:人民网

高原实力迈向未来

我国国土广袤,地形复杂,搜索全球排名前十的高高原机场,中国境内的机场占了大多数。能在高高原机场运行,就能进一步丰富C919飞机交付后能执飞的航线,满足我国西部地区的运营需求。因此,高原性能一直是中国商业飞机的重要设计目标之一。

此次新加坡航展上,西藏航空订购了50架国产大型高原型飞机,不仅充分展示了中国在航空技术领域的突破和创新能力,更代表了中国民用大飞机制造技术正向着高高原环境常态化运行的目标迈进。这种技术突破不仅增强了中国航空业的竞争力,也为中国在全球航空市场中的地位提升奠定了基础。

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评论列表
  • 2024-03-02 11:57

    多卖出一架C919,波音就少卖一架737,一来一去,此消彼长,结果喜人

  • 2024-03-02 19:08

    这也关系到我国国家安全,战争爆发时,可以迅速通过空中客运向高原边境地区紧急运送部队,以后C919、C929完全国产了,还可以开发出能在任何海拔机场正常起降的预警机、加油机,让我国国土安全没有空白点和盲区,给我军驻扎在高原基地的空军部队、陆航部队增加空中加油站、空中的眼睛,让他们眼睛更亮,拳头👊打出去更远、更有力量!

  • 2024-03-01 20:45

    中国国产2发C929宽体民航喷气式客运飞机及国产4发C939宽体民航喷气式客运飞机以及国产CJ-2000必须都要研制成功