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创新与环保： 空客飞得更高更远的一对翅膀Innovation and Eco-efficiency:Flying Higher andWings to Help AirbusFurther本刊记者晓立【编者按】2010年 10 月，中国南方航空公司的首架空客 A380 飞机在位于法国图卢兹的空客 A380 总装线进行总装；2010 年也是空中客车公司成立的 40 周 年。在这个有着双重纪念意义的时刻，本刊记者应邀参加了空中客车公司组织 的“环保创新之旅”，参观了位于法国图卢兹的空客 A380 总装线，亲历中国南航 A380 首架飞机的总装，体会了空客 40 年不同凡响的创新，并感受着空客作为生 态高效企业在环保方面所做的全方位的努力。在长 500m、宽 250m、高 50m 的A380 总装厂房，记者见到了有中国 南方航空公司标志的 A380 飞机，她 就像一个待嫁的新娘，静静地等待着 整装而发。空中客车公司 A380 营销 经理 Julien Manhes 陪同记者一行参 观了 A380 总装线，为我们揭秘 A380 飞机的总装过程。据 Julien 介绍，A380 总装大厅 是欧洲最大的建筑，可以容纳 2 条并 行的 A380 总装线。目前只启用了 其中的一条总装线，月生产能力可达4 架，若启用另一条生产线，月生产能力未来可增加到 8 架。A380 部件由空客在欧洲各地的工厂制造，按照 空客传统，这些部件在制造之前就要 进行非常严格的定义，要求参与者生 产的每一个部件都尽可能地精确、完 整，装好所需系统，并完成该部件的 系统调试，因此，这些部件被创新性 地称为“空中客车插件”。这些部件 运到图卢兹总装线后，要先做一系列 的检测，确保每个部件都是完好的。 在 A380 总 装 线，主要的装配 和测试工作是在 40 和 30 站位完成 的。“95% 以上机体结构的组装工作都是在 40 站位完成的。首先要把一些可动件装到机翼上，完成机翼的 总装；再把 3 个机身段对接成一个 总的机身段；然后把机翼与机身对 接；最后，包括垂尾、平尾、起落架都 会在这个站位进行安装。为保证装 配的直线度和精确度，A380 总装采 用了激光定位的方式。目前，这个站 位需要的时间是 2 周，以后应该是 1 周。”Julien 介绍道，“40 站位的工作 完成后，通过将近 100m 宽的滑动门 移出总装大厅，移至邻近大厅的 30 站 位，那里可同时容 纳 3 架 A380。42航空制造技术2010 年第 23 期特别关注SPECIAL FOCUS或者石英纤维增强复合材料，3% 为首次用于民用飞机的 GLARE一 种 玻 璃 纤 维 铝 层 压 板。A380 上 还首次采用了由复合材料制成的中 央翼盒，此外，还首次在包括后压力 舱在内的后机身采用了复合材料。 展望将于 2013 年投入运营的 A350XWB，这种宽体飞机系列机体结构 重量将更轻，超过 70% 的减重是由 于采用了先进的材料53% 的复 合材料以及钛和先进的铝合金等材 料。（2）“鲨鳍”翼梢。2009 年，空中 客车公司推出一种用于 A320 系列 飞机的新型翼梢“鲨鳍”。这种 新型“鲨鳍”翼梢比目前空客 A320 系列飞机普遍采用的翼梢小翼更大， 可以增强飞机的环保性能，并提高有 效业载和航程。安装“鲨鳍”翼梢的 A320 飞机，能够至少减少 3.5% 的燃 油消耗。空中客车 A320 飞机将是 第一款使用这种翼梢的机型，预计于2012 年开始使用。从 2013 年开始， 空中客车 A320 系列飞机的其他机 型也将陆续采用这种翼梢。（3）先进焊接技术。A380 项目 中还运用了搅拌摩擦焊接和激光焊 接等新的制造技术，在减重的同时， 消除了腐蚀“陷阱”。比如对下机身 蒙皮进行激光焊接，取代了原来的铆 钉连接，有效改进了铆钉连接所带来 的腐蚀、疲劳和磨损等问题，在减重 的同时减小了气动阻力。（4）电传操纵系统。设计 A320 飞机时，空客决定打高技术牌，采用 新技术以应对激烈的市场竞争，用在随后的 3 个星期里，飞机将进行一系列细致的测试，以确保所有的电气 和液压系统以及所有的活动部件，比 如方向舵、扰流板和升降舵等工作正 常。之后完成发动机的安装，这是总 装工作的一个里程碑。这些飞行控 制部件测试完成后，飞机将移出室 外，进行首飞前的准备工作。此时， 我们会做更多的测试，并会第一次启 动发动机。所有的测试完成后，飞机 将移交飞行测试部门进行首次飞行 准备。然后飞机就会到汉堡进行首 飞，并在汉堡完成机舱内饰及外部的 喷涂工作。”在 A380 总装线，记者亲身体会 了“空中客车插件”这一创新概念赋 予飞机总装出乎意料的安静和整洁， 无怪乎空客的总装“车间”被亲切地 称为总装“大厅”了。A380 总装线的参观带给我们极 大的震憾，回顾空客的成长史更令人 感 慨 万 千。1970 年 12 月 18 日，由 法国、德国、英国、西班牙几国共同成 立了欧洲空中客车公司，旨在将多个 航空工业各有所长的国家联合起来共同生产空中客车飞机。空客公司成立 2 年之后的 1972 年，公司只有 A300 一种机型，1 家客户，仅售出 6 架飞机，交付飞机的数量为 0 架；而40 年后的空客，形成了 A380 系列、 A350XWB 系列、A330/340 系列、A320 系列、货机等 14 种机型的空客飞机 家族系列，共售出飞机 9800 多架，交 付6400余架，目前拥有320多家客户。在记者看来，这种跨国界的公司 形式本身就是一个传奇。不同的国 度、不同的政府、不同的语言、不同的 标准体系、不同技术基础，想想都觉 得不可能；而 40 年来的空客巨变不 仅完美谱写了这个传奇，更将这个传 奇演绎到了极致。其奥秘何在？在图卢兹总部，空客公司安排的 技术讲座解开了记者心中的疑问。技术创新：推陈出新 由点及面首先，空中客车公司技术营销 总监 John Blanchfield 为记者一行介 绍了空中客车公司从“白手起家”到 “世界第一”的 40 年创新历程。据 John Blanchfield 介绍，在空客公司，每年在创新上的投入达 21 22 亿欧元，用于 新机型的研发和成熟机型 的改进。比如在成熟机型 A320 上，空客公司每年投 入 1 亿欧元支持技术创新， 以提升机型的长期价值。（1）先进材料特别是复 合材料的使用。空客 A310 是第一架应用复合材料的 民用飞机，在该机型中，复合材料最初用于二级结构， “电操纵系统”代替民用飞机传统的机械式操纵系统，使 A320 成为首架使用电传操纵系统的飞机。这一点 记者在参观空客的老飞机时深有体 会，一架退役的 A300 飞机的一段机 舱地板被改造成了玻璃地板，透过玻 璃能清楚地看到地板下各种各样的 线缆，讲解员告诉我们，当时驾驶员 操纵飞机靠的就是这些机械装置。后来应用于主要结构中，其复合材料的用量仅为 23。此后，空客遵循着循 序渐进的方式，其飞机的复 合材料用量逐步增加。发 展到 A380，飞机结构重量 约 25% 都由先进复合材料 制造，其中 22% 为碳、玻璃432010 年第 23 期航空制造技术装配中的A380平尾特别关注SPECIAL FOCUS更重要的是，采用电传操纵系统使另外 2 个最新技术的采用成为可能：一 是飞行包线保护，当飞机在飞行包线 之外飞行时能及时发现并自动修正， 最大限度地保证飞机的安全性；二 是中央控制的错误显示系统，可以使 地面和飞行员集中统一地看到飞机 在飞行过程中的全部数据。（5）RNP 技术。RNP 技术使用 现代化的机载导航设备，利用 GPS 使飞机按照预定航径精确飞行，是目 前世界上最先进的导航技术。与传 统导航技术相比，运用 RNP 导航技 术，飞行员不必依赖地面导航设施即 能沿精准定位的航径飞行，可以在较 低的高度选择更精确、更高效的航路 到达机场，增强了飞机的起降适应能 力，减少了恶劣天气对航班的影响。 采用 RNP 技术可提升飞机安全运行 水平，减少飞行时间、增加空域容量、 降低燃油消耗、减少碳排放、减少噪 声污染，并能减少导航基础设施投资 和运行成本，提高运行的经济效益。 同时，采用 RNP 技术可使飞机下降 得更加平稳，提高了乘客的舒适性。40 年来空客的重要创新还包括240min 的 ETOPS 认证、飞行员电子 显示屏、侧杆控制、机载“少纸化系 统”、一体化系列机型概念，等等。“空 客会经过不断的试验和测试，精选最 优技术、优化整体设计，将新技术转 移到其他成熟机型，由点及面，使新 生产的每架飞机都处于最先进的技 术状态。”John Blanchfield 动情地说，“可以说，是 40 年来的执着创新为空 客的快速发展提供了不竭的动力，而 注重环保则是使空客获得长远发展 的源泉”。2009 年 10 月，在国际航空运输组 织（ATAG）的努力 下，全球航空业于 对于全球性目标做 出承诺：自 2020 年 开始实现排放零增 长；到 2050 年，将 二氧化碳净排放量 在 2005 年的基础 上减半。据 Carine 介绍，空客将与航空公司、机场和竞争对手一起合作，制定并落实“绿色发 展战略”，共同致力于上述环保目标 的实现。为此，空中客车公司针对飞 机寿命的各个阶段，制定了生态高效 的解决方案，包括以先进的设计优化 飞机性能、在供应链中分离最佳环保 实践、改进制造流程、为高效的飞机 运营提供支持、寿命终结的循环利用 等，在创造更多价值的同时，最大程 度地减轻对环境的影响。（1）设计环节。空客认为从源头 上最大限度地降低环境影响至关重 要，而设计对飞机各方面的环境绩效 会产生重要影响。空客研究工作的 一个主要内容是调查、测试、验证和 优化最先进的技术、设计、配置和结 构，使飞机在最适宜的航程中能够运 载最高的载荷量，与此同时降低飞机 的噪声和排放。（2）制造环节。为不断提高环境 绩效，空中客车公司为自己的制造活 动设立了宏伟的目标：承诺到 2020 年，将能耗降低 30、二氧化碳排放 减少 50、溶剂排放减少 50、水的 消耗量降低 50、废水的排放量降 低 80、产生的废物减少 50。特 别是空客将采取全球一致的标准，将 生态高效政策贯彻至供应链及相关 延伸企业，协助供应商遵守规章要求 并且将影响减小至最低水平。（3）采用可替代燃料和生物燃 料。空中客车公司正在与合作伙伴一起研究液化天然气（GTL）煤油（天然气合成燃料）作为航空替代燃料 的可行性，并制定了实现将替代燃料 和生物燃料技术用于航空业的路线 图。2008年2 月初，A380 飞机成功 地实现了有史以来首次将 GTL 用于 民用飞机飞 行；2009年 10 月，空客 公司与卡塔尔航空公司首次将 50 GTL 混合燃料用于民用飞机飞行。（4）退役飞机回收。未来 20 年， 将有超过 7000 架飞机退役，为解决 这些飞机的报废处置问题，空客推 出了 PAMELA（飞机使用寿命终结 的高级管理流程）项目，将以安全和 环保的方式对飞机进行退役、拆除和 循环利用，目标是优化飞机材料的循 环利用，并减少需要消除的废弃物 数量。在 PAMELA 项目的第二阶段 TARMAC-AEROSAVE 阶段，信息反 馈将帮助空中客车公司更好地解决 飞机退役的问题并进一步改进飞机 拆解技术，相关数据被反馈给在飞机 生命周期源头工作的工程师，有助于 他们改进现有和未来飞机