民用航空器的分类与应用

第三节　民用航空器的分类与应用

民用航空器是指除用于军事、海关、警察飞行任务以外的各类航空器。民用航空器用途广泛，可用于航空客货运输、农业、林业、医疗救护、航空体育、气象、大气环境、地质地理研究、空中测量、空中摄影等多方面的任务。同样，航空器还是进行科学研究的重要工具，诸如高空气象探测、大气物理、地球物理、地质学、地理学、环境监测等都需要借助于航空器。

一、民用航空器的分类

任何由人制造的能飞离地面并由人控制的在空间飞行的物体统称为飞行器。在大气层中飞行的飞行器称为航空器，在大气层之上飞行的飞行器称为航天器。航空器根据获得升力方式的不同可分为两大类：一类是因总体比重轻于空气所以依靠空气的浮力而飘浮于空中的航空器，这类航空器又分为气球和飞艇，气球和飞艇的主要区别在于气球没有动力装置，飞行方向不能本身控制。另一类是依靠航空器与空气之间的相对运动产生的空气动力，克服自身重力而升空的航空器。在这两类航空器中又分为动力驱动和非动力驱动两类，重于空气的航空器中非动力驱动的有滑翔机和风筝，动力驱动的有飞机（或称固定翼航空器）、旋翼航空器和扑翼机等三类。

航空器按国际民航组织的分类如下：

1．轻于空气的航空器

1）气球

它的升力来自一个巨大的球形气囊，气囊中充满密度比空气小的气体，有热空气、氢气或氦气。由于没有动力装置，气球升空后，只能随风飘移，不能控制飞行方向。目前，热气球飞行多作为一项航空体育活动。

2）飞艇

它的升空原理与气球相同，不同的是自身带有动力装置，它可以依靠自身动力飞向预定的目的地，为了飞行安全，多数飞艇使用的气体是氦气，而不使用易燃的氢气或浮力小的热空气。飞艇在气囊结构上分为刚性（也叫硬式）、半刚性（也叫半硬式）和非刚性（也叫软式）三种。齐柏林制造的“兴登堡”号飞艇为硬式飞艇，它长245米，重204吨，可载客50人跨大西洋飞行，并于1909年开辟了汉堡至柏林的航线。

飞艇有体积大、速度慢、不灵活、易失火等缺点，在1936年前后大型飞艇不断失事，加上飞机的迅速发展，飞艇在第二次世界大战之前退出了航空领域，但它有留空时间长、飞行成本低、垂直起落、噪声小等优点，使它在民用航空中仍占一席之地，20世纪70年代后，不少国家将飞艇用于旅游、摄影、商业广告、通讯、电视转播和巡逻等通用航空业务。

2．重于空气的航空器

1）滑翔机

滑翔机是没有动力驱动的航空器，它的升空要靠固定翼的拖曳或是靠从高地滑下来实现，在空中靠下滑时机翼与空气的相对运动得到升力或是依靠上升气流在空中飞行。滑翔机是在飞机出现前唯一可操纵的重于空气的航空器，现代的滑翔机主要用于体育运动。

2）风筝

风筝的飞行向人类证明了重于空气的物体是可以飞上天空的，风筝也是航空发展初期重要的研究验证空气动力学的手段，是最早出现的重于空气的飞行器，目前只用于娱乐活动。

3）飞机

飞机是最主要的航空器，在民用航空器中飞机的数量占98%以上。飞机的分类方法很多，按用途分为民用飞机和军用飞机，民用飞机又分为客机、货机、公务机、农业飞机、运动飞机等；按机翼的数目一般可分为双翼机和单翼机；按发动机类型可分为活塞式发动机飞机和喷气式发动机飞机；按发动机数目可分为单发动机飞机、双发动机飞机、三发动机飞机和四发动机飞机；按起落方式可分为滑跑起落式飞机和垂直/短距起落式飞机；飞机按起降场地分为陆上飞机、水上飞机和水陆两用飞机。

4）直升机

直升机是一种能垂直起飞和降落的旋翼航空器，以动力装置驱动旋翼旋转切割气流而获取升力，空中改变飞行方向则由旋翼向某个方向倾斜来控制。直升机特有的垂直起飞降落和空中悬停的工作性能，使其在民用航空中得到了广泛的应用，如用于短距离运输、医疗救护、地质勘探、农业飞行、森林防火、海上采油、吊装设备等诸多方面。

5）旋翼机

在机身上装有一个巨大的旋翼，同时前方或后方装有螺旋桨，它和直升机最主要的区别在于它的旋翼不用动力驱动，它的动力驱动螺旋桨是用来推动机身向前运动。旋翼和迎面来的气流的相互作用使旋翼产生升力，但由于动力配置不合理，工作性能差，20世纪30年代后没有再发展。

6）扑翼机

扑翼机是人类模仿鸟类飞行而制造的可以上下扑动机翼的航空器，它只是在试验的样机中出现过，目前还处在研制试飞阶段。

从上面的叙述可以看出，航空器的发展过程中种类虽然很多，但在民用航空中主要使用的是运输飞机。

二、民用飞机的分类

民用飞机分为用于商业飞行的航线飞机和用于通用航空的通用航空飞机两大类。

1．航线飞机

商业航空也称航空运输，进行经营性的客货运输飞机称为航线飞机，包括运送旅客的客机和专门运送货物的货机，还有由客机改装的客货混装的运输飞机，航线飞机是民用航空运输的主体。分类如下：

1）按航程分

按航程的远近可以分为远程客机、中程客机和短程客机。按国际上通常的标准，航程在3 000公里以下的为短程客机，3 000～8 000公里的为中程客机，8 000公里以上的为远程客机。在使用中，也有把航程在5 000公里以内的飞机称为中短程客机，5 000公里以上的称为中远程客机。一般来说飞机的航程越远，起飞重量越大，设备也越先进。

2）按起飞重量分

最大起飞重量大于60吨（不含）的为重型运输机，最大起飞重量为60～20吨（含）的为中型运输机，最大起飞重量为20吨（不含）为小型运输机。

3）按航线和到达城市分

可将客机分为干线飞机、支线飞机。干线客机一般是远、中程客机，多用于国际航线和国内主要大城市之间主干航线上；支线客机是用于大城市和中小城市之间在一定区域内飞行的客机。由于支线客流量小，一般把100座以下、航程在3 000公里以内的飞机划为支线客机，把100座以上飞机划为干线客机。

4）按发动机分

按发动机类型可分为活塞式飞机和喷气式飞机两大类。喷气式飞机又可以分为涡轮螺旋桨式、涡轮喷气式、涡轮风扇式和涡轮轴式。活塞式飞机是利用发动机做功带动螺旋桨旋转，将空气介质向后排出而产生推力。在1958年以前航线上主要使用的是活塞式飞机。活塞式螺旋桨飞机由于速度慢、飞行高度低，目前在短航程上有少量使用。喷气式飞机是通过燃油在发动机内部燃烧，使燃料的化学能转化为机械能，利用作用力与反作用力原理把气体排向后方产生推力。自1958年以后用于航线运输的飞机主要为喷气式飞机。

5）按机身直径分

按机身直径分，客机可分为宽体机和窄体机。目前对宽体机的界定是机身直径在3．75米以上，机内有两条通道；机内只有一条通道、直径在3．75米以内的飞机称为窄体机。波音747客机体宽5．96米，目前最大的宽体客机A380客机，机体宽为7．14米。

6）按飞行速度分

按飞行速度可分为超音速飞机和亚音速飞机。亚音速飞机是最大平飞速度小于音速、M为0．8～0．9的为高亚音速飞机。目前民航多使用亚音速飞机。

2．通用航空飞机

通用航空包括除了进行航线运输经营外的所有非军事用途的航空活动。通用航空使用的全部是小型飞机。有直升机、工业用机、公务机、私人用飞机、农业用机、教练机、体育竞赛飞机等。

1）公务机

公务机是指为政府的高级官员和企业的经理人员进行公务或商务活动使用的小型飞机。公务机的载客量一般不超过50人，起飞重量在30吨以下。近年来由于跨国公司和国际交往的发展，有些公司职员和政府要员远距离旅行多乘坐公务机。目前豪华、运距公务机的最大航程在5 000公里以下，飞机的飞行性能和设备还优于客机。

2）农业机

农业机是指专门为农、林、牧、渔业服务的飞机，这类飞机有些是专门设计的，还有一些是由多用途飞机改装而成的。农业机多为单发小型机，飞行速度在400公里/小时以下，飞机的仪表设备比较简单，但结构强度较高，机上都装有专用作业设备，具有良好的低空飞行性能。

3）教练机

教练机主要用于培养飞行人员。教练机分为初级教练机和高级教练机。初级教练机用于训练学员掌握初级飞行技术，这种飞机通常只有一个发动机，结构比较简单，易于操纵，学员经培训后，可到技术要求相近的通用航空飞机上从事飞行。高级教练机是用来培训航线飞机驾驶技术的飞行员，高级教练机一般是双发，除机型稍小外，其仪表设备和飞行性能与一般航线飞机相近。

4）多用途轻型飞机

这类飞机包括了用于短途运输、空中游览、救护、空中摄影、家庭使用、体育运动、个人娱乐等类飞机。起飞重量一般不超过5吨，最小的包括只有几百千克的超轻型飞机，如南京航空学院设计的“蜜蜂”飞机。

三、民用航空器的使用概况和使用要求

目前在世界范围内民用航空器的98%以上是飞机。直升机在短途运输、农业航空、空中摄影等方面有着较广泛的用途，数量不足1万架，只占民用航空器总量的2%以下。其他类型的航空器使用的数量极少，民用飞机种类繁多，完成着各种各样的任务。各种航空最新技术首先是用在航线飞机的飞行上，因而航线飞机的水平代表了民用航空器的最高技术水平。

世界范围内对民用航空器的要求主要是：安全、快速、经济、舒适及符合环境保护。

1）安全

航空运输安全是衡量航空公司运输质量的首要标志。如果在运输中发生事故，造成人身和财产损失，会在经济上和政治上造成重大的不良影响。飞机是航空运输的工具，是保证飞行安全的物质基础。只有不断提高飞机质量，增强安全系数，航空运输安全才有保障。提高飞机质量包括维护、维修质量，维修方式和飞机设备的安全技术创新。现在飞机的事故率已经降低至汽车的1/20、火车的1/10，但提高飞机的安全性始终是航空运输的首要问题。

2）快速

航空运输的显著特点是快捷、省时。目前，大型民航飞机的速度稳定在高亚速范围即800～1 000千米/小时的水平，但进一步提高速度遇到了音速的限制。20世纪60年代末英法联合研制了协和号飞机，苏联生产了图-144超音速客机，它们的速度都达到了两倍音速（2 200千米/小时）以上，这两种飞机在20世纪70年代初投入运营后，因技术问题无法解决，停止了航行运输，协和号飞机一直使用到21世纪初，但是，由于运行成本高，环境污染严重而停止营运。从目前国内运输看，航空运输面临快速发展的高速铁路的挑战，进一步提高飞机速度已成为民航运输发展的新需求。展望未来，高性能、经济性好的超音速客机将大量进入航线。

3）经济

经济性是营业性飞机的主要要求，经济性不单单体现在耗油率上，而且要考虑飞机的使用寿命，在整个使用寿命期间的维护、维修和使用的全部成本，特别是新材料、新能源的开发利用，将使飞机的经济性有较大的提高。

4）舒适

在激烈的空运市场竞争中，舒适性是最重要的选择，目前飞机在使用空间、座位的舒适性、饮食、娱乐及乘务服务上都做到了周到的安排和考虑，最新投入航线运营的A380客机在飞机内部设施的舒适性上又有了显著地改善。

5）环保

主要是控制噪声和二氧化碳的排放。法国空中客车公司推出的A380客机，如图1-8所示，使用的是全新环保设计，全双层宽体机舱设计中，4台高性能换气设备取代了传统的双出风口，使客舱内空气每3分钟更换一次，令长途旅客神清气爽。在创新的机翼设计中，新型复合材料占25%以上，更高效节能。每位乘客客公里的二氧化碳排放量仅为75克，有效地控制了温室效应的扩散。

图1-8　空客A380

习题：

1．为什么说1919年是世界民用航空真正开始的一年？

2．改革开放后我国民航取得了哪些成绩？

3．简述中国民航体制改革的主要历程和工作。

4．简述国际民用航空组织对航空器的分类。

5．理想中的民用航空器应具备哪些条件？