
5月17日,中國(guó)首架裝配鯊鰭小翼的空客A320飛機(jī)交付中國(guó) 東方航空公司,空客“鯊鰭小翼”由此正式進(jìn)入中國(guó)。這種看似鯊魚(yú)鰭外形的翼梢裝置引起了人們的興趣。本文以圖文并茂的形式講解鯊鰭小翼的原理及空客翼梢裝置的發(fā)展歷程,以及其背后蘊(yùn)藏的空客創(chuàng)新理念。
空客翼梢裝置的發(fā)展歷程
空中客車(chē)公司是最早在民用噴氣飛機(jī)上使用翼梢(也稱(chēng)翼尖)裝置的先驅(qū),從其最早的產(chǎn)品A300飛機(jī)開(kāi)始,空客就開(kāi)始使用翼梢裝置,至今已有數(shù)十年的歷史。A300和A310兩款機(jī)型均裝配有被稱(chēng)為“鏢形”小翼的翼梢裝置。隨后,空客把在A(yíng)300 、A310機(jī)型上所積累的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用在了A320系列飛機(jī)上。翼梢裝置也陸續(xù)被安裝到后來(lái)的A330、A340和A380機(jī)型上(形狀和大小不盡相同),空中客車(chē)新一代遠(yuǎn)程寬體飛機(jī)A350XWB飛機(jī)也裝有翼梢裝置。

為什么沒(méi)有更早地推出鯊鰭小翼?
空中客車(chē)公司于2009年年底推出大型“鯊鰭小翼”,它是空客為最暢銷(xiāo)的A320系列飛機(jī)進(jìn)行的持續(xù)改進(jìn)項(xiàng)目中的最新元素。鯊鰭小翼由復(fù)合材料制成,高2.4米;它通過(guò)提高飛機(jī)氣動(dòng)性能來(lái)減小阻力,最終達(dá)到節(jié)省燃油、減少排放的目的。
如前所述,空客很早就掌握了通過(guò)翼梢小翼來(lái)進(jìn)一步降低燃油消耗及排放的技術(shù)。由于安裝鯊鰭小翼本身也存在著增加客戶(hù)成本的問(wèn)題,因此,該項(xiàng)新技術(shù)要掌握合適的時(shí)機(jī)推向市場(chǎng),才能達(dá)到為客戶(hù)最大化地降低運(yùn)營(yíng)成本的目的。
在燃油價(jià)格尚未上漲到一定程度的時(shí)候,空客A320系列飛機(jī)傳統(tǒng)的鏢形小翼已經(jīng)起到了很好的節(jié)油作用。而在燃油價(jià)格不斷飆升,已經(jīng)占到航空公司運(yùn)營(yíng)成本很大比例的時(shí)候,適時(shí)推出鯊鰭小翼,雖然會(huì)為航空公司增加一些前期投資,但在很短的時(shí)間內(nèi)就能收回成本,而之后航空公司就能夠借助鯊鰭小翼持續(xù)地減少燃油成本支出。因此,空客于2009年年底推出鯊鰭小翼是充分考慮客戶(hù)利益最大化的結(jié)果。事實(shí)也證明,鯊鰭小翼受到了客戶(hù)的熱烈歡迎。2013年空客計(jì)劃交付的A320系列飛機(jī)中,大約有一半裝配鯊鰭小翼;而將于2014年交付的A320系列飛機(jī)中,絕大部分都將裝配鯊鰭小翼。
鯊鰭小翼為什么沒(méi)有采用更“炫”的造型?
鯊鰭小翼雖然在外形上與業(yè)界現(xiàn)有的一些大型翼梢裝置有些相似,但是,飛機(jī)制造技術(shù)日新月異,鯊鰭小翼采用了業(yè)界最新技術(shù),可以說(shuō),是業(yè)界現(xiàn)有大型翼梢裝置中最先進(jìn)的。實(shí)際上,在設(shè)計(jì)新型翼梢裝置時(shí),空客工程師充分考慮了多種方案,包括上下分叉的翼梢裝置。但為了避免可能出現(xiàn)的翼梢觸地的情況,業(yè)界一般都盡量避免出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)的向下的翼梢裝置。在綜合考慮了各種可行方案之后,空客選擇了一種最優(yōu)化的,同時(shí)也是最簡(jiǎn)化的方案,以期獲得“以最小的變動(dòng)為客戶(hù)帶來(lái)最大效益”的結(jié)果。這也是空客所有新技術(shù)得以推出的考慮重點(diǎn),比如A320neo跟現(xiàn)款A(yù)320擁有95%的通用性。為客戶(hù)帶來(lái)實(shí)際效益是空客考慮的重中之重,而不是為新裝置搞一個(gè)更“炫”的造型或者起一個(gè)更“炫”的名字。
鯊鰭小翼的作用
鯊鰭小翼為航空公司進(jìn)一步提高燃油效率帶來(lái)了新的機(jī)會(huì)。裝配鯊鰭小翼的A320系列飛機(jī)可減少4%的燃油消耗,這一數(shù)字比空客最初的預(yù)期要更好。每年每架飛機(jī)可減少排放1000多噸的二氧化碳,這相當(dāng)于200輛家用汽車(chē)一年的排放量。
除了節(jié)省燃油以外,鯊鰭小翼還能夠?yàn)锳320系列飛機(jī)增加100海里(185公里)左右航程,或者在同等航程情況下增加業(yè)載450公斤。而且,裝配鯊鰭小翼的A320系列飛機(jī)擁有更好的起飛性能,越障和爬升能力得到大幅提高。例如裝配鯊鰭小翼的A321飛機(jī)可以在起飛后直接爬升到比普通A321更高的初始巡航高度。另外,由于阻力減小,發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行時(shí)的平均推力隨之減小,發(fā)動(dòng)機(jī)養(yǎng)護(hù)成本也隨之降低。
鯊鰭小翼是現(xiàn)款A(yù)320系列飛機(jī)的選裝配置,A320neo系列飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。目前已有40余家客戶(hù)選擇訂購(gòu)裝配鯊鰭小翼的A320系列飛機(jī);從2013年1月1日到5月14日,空客已經(jīng)向遍布全球的客戶(hù)交付了47架裝配鯊鰭小翼的A320飛機(jī)。同時(shí)空中客車(chē)公司還為客戶(hù)提供鯊鰭小翼改裝服務(wù),為客戶(hù)已有的A320系列飛機(jī)改裝更加先進(jìn)、高效的鯊鰭小翼。

鯊鰭小翼工作原理
飛機(jī)飛行時(shí),機(jī)翼下表面壓強(qiáng)高,上表面壓強(qiáng)低,因此下表面氣流就會(huì)在翼尖處流向上表面,這樣在翼尖處就不斷形成旋渦,從而產(chǎn)生“誘導(dǎo)阻力”,阻礙飛機(jī)前行。鯊鰭小翼可以部分阻斷機(jī)翼翼尖處的上繞氣流,使旋渦減弱,從而減小阻力,進(jìn)而達(dá)到節(jié)油的效果。