空客A340是歐洲空中巴士公司(AirBus)製造的四發動機遠程雙通道寬體客機,在空客的整個產品目錄中佔據了非常獨特的位置。它的體型比A300更大,航程也比同期設計的A330更大,裝配了四個引擎的它幾乎可以飛到世界上的任何地方。
A340飛機是空客的經典設計型號之一
同時,也因A340-200和A340-300上選配的法美合資CFM發動機的動力太小,經常被航空迷們戲稱為「5 APU」(5APU藏隱患,退A轉B保平安?)。
APU是輔助動力單元(Auxiliary Power Unit)的縮寫,在飛機上主要提供應急動力和輔助動力,常常在飛機發動機單發失效情況才啟動,來保證一系機載系統組件,如環控系統引氣,電源系統部分供電,液壓系統RAT衝壓空氣渦輪等能源供應正常。
事實上,A340並不是真的裝了5個APU,而是四臺發動機的動力合起來和5臺APU差不多。由於A340定位的是遠程航線,通常執飛國際航班,所以每次起飛燃油都是裝的滿滿的,那麼飛行員在飛機起飛和爬升階段,受到推力的限制總感覺不太舒服。
A340早期型號發動機推力確實為人詬病
近年來,隨著航空公司越來越看重飛機的燃油經濟性,注重航程,乘客與飛機成本的均衡,擁有4臺發動機的A340已經逐漸退出歷史的舞臺。
那麼空客為什麼要建造A340系列飛機呢?讓我們一起探尋下歷史。
在上世紀80年代左右,以德國漢莎航空為主的一些歐洲航空公司發現,在一些長距離國際航線上,使用B747飛機並不是一個很好的選擇,因為通常這些航線的乘坐人數都不會特別多,大部分情況下塞不滿747的龐大座艙,這樣就不利於航空公司的運營和盈利。有一種說法是,747客機想要盈利,至少要坐滿90%的座位,拿747-400標準三艙布局來看,那就需要坐滿360人才行。
航空公司在80年代需要更經濟的機型,提高效益
所以,航空公司希望能有一個更經濟的遠程客機,在長程航線上作為747的競爭對手,即保持747優秀的載貨能力的,又不如747那麼大,座位最好在250-300左右。當時,美國一些航空公司想要的波音737的競爭對手——A320飛機已經研發完成,走向市場。所以,空客將主要的目標和技術力量放在了這個對於航空而言更經濟,利用率更高的客機研製中。
總的來說,在空客的調研過程中,航空公司對這款與747競爭的飛機的基本要求是一致的,載客量超過200人,最好在250-300之間;可以執飛跨太平洋的遠程航線,有連接遙遠地區的能力。
然而,在討論發動機的數量時,空中巴士公司發現航空公司對這款新型寬體客機的發動機數量持有不同的看法。
時任空中巴士公司負責戰略規劃的副總裁亞當·布朗在諾裡斯和華格納著作的《噴氣式飛機歷史》一書中寫道:
「北美航空公司傾向於雙發設計,而以新加坡航空為代表的亞洲航空公司更希望這是一臺四發客機。在歐洲市場上,雙發和四發的意見也有分歧。事實上,儘管在大部分情況下,四發客機的運營成本要比雙發客機高,但大多數航空公司在當時還是更偏愛四發的設計。一個發動機的失效根本不會影響飛機的整體飛行,而且可以擁有更長的航線。另一方面, ETOPS(雙發延程運行)要求還剛剛在起步階段,航空公司和國際民航管理機構還在不斷的探索過程中。」
這一次,空客決定滿足不同航空公司的需求。空客計劃運用相同的機身截面來設計兩款不同發動機數量的飛機,並分別為兩種不同的發動機配置型號,提高不同航線間的通用性。雙發的客機主攻中程航線,同時也兼顧一些地區航線,在空客公司內部代號為TA9,四發的則執飛長程航線和超長程航線,代號為TA11。在空客的代號中,T代表雙通道飛機。空中巴士公司在當時預測,採用共享的技術、共享的成本策略,共享的機身設計,和共享的機載系統,將加快飛機設計和研製進程,並至少節省5億美元開發資金。
航程的定位不同導致A340和A330的不同發動機數量
在設計過程中,空客踐行了他們的共享策略,在整個產品線中應用了同樣的技術,例如將A320飛機革命性的電傳飛控技術同時運用到了這兩個型號飛機的研製中。總的來說,A330和A340兩種機型有很大的共同性,有85%的零部件可以互相通用。除了機身長度不一樣外,駕駛艙布局與結構、機翼布局與結構、升降舵、垂尾、安定面都完全相同。
空客在A330和A340的設計過程中採用了很多相同的技術
值得一提的是,空中巴士公司曾在研發過程中試製了一種可變弧度機翼。它會根據飛行的階段和高度而改變形狀,以維持飛機最佳氣動外形,減小飛行過程的阻力。在技術報告中,空客指出這將減少大約2%的燃料消耗,但最終,空客並沒有運用在實際的生產中,因為空客認為所帶來的燃油減少效益並不能匹配其開發的成本。
這裡還有一個小故事。空客最初想將代號TA11的四發客機稱為A330,而較小的飛機稱為A340,但在與航空公司的討論過程中,航空公司不明白為什麼名字裡有數字4的飛機A340沒有四個引擎。所以,空客又一次做出了妥協,交換了兩個型號飛機的代號。
空客公司於1987年開始開放A330和A340的訂單,最初有10家不同的航空公司訂購了130多架飛機。其中89份訂單是A340,這也表明空客對A340飛機的市場需求定位是正確的。
麥道MD-11航程缺點讓新加坡航空轉向A340
1987年下半年,競爭對手的失敗也讓A340炙手可熱起來,麥克唐納道格拉斯公司的MD-11無法滿足客戶新加坡航空公司的要求。當時,新加坡航空想要一架能夠在逆風條件下從新加坡直飛法國巴黎的飛機,而這是MD-11無法做到的。因此,新加坡取消了20架飛機的訂單,轉而購買A340飛機。
然而,空客A340在遠程航空市場的統治地位只維持了不到10年,就被B777打破。
90年代末,波音公司成功的將波音777推向市場。777在航程能力和載客能力兩方面都擁有A340的所有優勢,但重量卻比A340更輕,而且更關鍵的是只使用兩個發動機。使用嶄新技術的兩個發動機的推力也大,能在爬升階段能夠更快的達到巡航高度。這幾方面加起來,使777在燃油經濟上遠超A340。
波音777及其長程型在長程航空市場完敗了A340
還有一個重要因素,就是ETOPS要求(雙發延程運行)的持續發展和發動機技術的不斷進步。ETOPS的目的是保證飛機在執飛跨洋航線時,在確定的航線上,在標準大氣條件下一臺發動機不工作時,仍能以的巡航速度在規定時間內飛抵到最近的備降機場。在1990年代中期,主要的發動機都已經取得ETOPS-180分鐘(意味著雙發客機的航線上任何一點都可以在單發失效的時候,在不超過180分鐘內達到最近機場進行緊急著陸),這為雙發遠程飛機的市場掃清了障礙。
實際上,空客也在發動機技術的發展當中嘗到了甜頭:與A340同期開發的姐妹機型A330,得益於其七萬磅級推力的發動機,在90年代的銷售量也節節上升,成為了波音767甚至部分777機型的有力對手。
2005年一年,波音777的訂單有144架,而空客A340隻有15架。這也讓空客公司不得不重新對其設計進行定位,因為A340的四發設計已經過時。
2011年11月10日,空客公司宣布停止A340寬體客機的生產線,而這已決定距離A340的首飛(1991年)僅過去了20年。當然,A380持續時間顯然會變得更短,空客已公布在2021年停止A380的生產線。
對於任何一款商用飛機,是否適應時代的需求是維持其生命力的關鍵。
先於時代,則成於時代;落於時代,則敗於時代,這也許就是A340的宿命。