尽管外观还是老样子,飞机已经发生了很大的变化,而且很快还会改变更多

今年 3 月 10 日,一架波音 737 MAX 从埃塞俄比亚上空坠落,机上 157 人全部丧生。这距离另一架 737 MAX 在爪哇海岸坠毁还不到五个月,那一次共 189 人遇难。737 MAX 是波音最畅销的窄体客机 737 系列的最新机型。两起事故的直接原因似乎都是有缺陷的传感器向航空电子飞行管理系统输送了错误的数据,而这个系统里又装有未向飞行员介绍过的新软件。该系统坚持否决了飞行员的操作决策,而飞行员不知道该怎么办了。原本为防止飞机失速而设计的程序反而引向了失速。

两次悲剧凸显了守旧与创新在民用航空技术核心地带的角力。就像记述 19 世纪意大利统一过程中的革命事件的小说《豹》(The Leopard) 中的一个人物所宣称的:「如果我们希望事物保持原样,那么一切都需要改变。」航空业努力听从这一忠告,结果却似乎是从根本上导致了这些坠机事故。

737 系列诞生于很多年前。它是在上世纪 60 年代构想出来的,当时发动机还比较小,乘客一般会通过推到飞机旁的舷梯上下飞机,而非使用直接连接到候机楼的登机桥。发动机小让机身更贴近地面,而使用舷梯更促成了这样的设计。

到规划 737 MAX 机型时,情况已经改变。使用宽进气口的现代涡轮风扇发动机要求飞机结构做出改变,而使用登机桥上下机也让这种改变成为可能。机体的改动继而改变了飞机的操纵特性 (用行话说就是「配平」)。为让一切保持原样,并让飞行员无需重新认证就能驾驶新机型,波音对航空电子软件做了些调整,让飞行员在操纵新飞机时感觉和开老机型时一样。假如向这些电子软件传输信息的传感器正常运作,并且飞行员们又清楚知道在发生什么,那么这么干并没有什么问题。可惜实际上并非如此。

737 MAX 的案例是「守旧」影响飞机设计的一个极端例子。但是,保留人们已经熟悉的东西是一个反复出现的主题。上世纪 50 年代,波音 707 的出现开启了大规模洲际航空的时代。但在外行人眼中,这款飞机和波音、空客这两大飞机制造商现在的产品无甚差别。新老飞机一样都是带舷窗的大管子;机身大约一半处有两个后掠机翼向两侧伸出;机尾装有三个稳定翼——两个水平,一个垂直;装有发动机的吊舱挂在机翼下方的支架上。

欲速则不达

人们已经提出过改变这种构造的尝试。最出名的是波音在本世纪初推出的三角翼「音速巡航机」(Sonic Cruiser)。但除了超音速飞机「协和号」(Concorde) 因为物理定律而必须使用三角翼外,这类变化从未普及。工程师们知道如何保证安全性,而世界各地的机场也与之协同发展。然而,在几何结构大致不变的表面之下,民航技术已经大大改进,并且仍在提升。更好的材料使飞机变得更轻巧,乘坐体验更舒适。改进的发动机减少了噪音,也降低了运营成本。尽管最近出现了那种例外情形,更先进的航空电子设备让客机变得更加安全 (见图表)。

那些更好的航空电子设备还毅然决然地指向一个方向:大多数飞机都不再需要飞行员的那一天。航空公司、乘客以及监管部门可能尚需要一些时间才能接受这种变化,所以在很长一段时间里,飞行员应该还会继续坐在驾驶舱内,即便他们的存在只是为了让花钱坐飞机的民众感到安心。但军队已经在拥抱一个无人驾驶的未来。用于侦查和运载导弹的无人机已经存在了二三十年。到 2020 年代,我们将看到机器人军用直升机和无人驾驶战机开始出现,它们至少会开始成为由人类领导的飞行中队的成员。货运飞机也会改用机器人驾驶员——军用货机在这方面的可能性比民用的更大。

新技术也在扩展民用航空的概念。在协和号最后一次飞行的 16 年后,将超音速运输 (SST) 用于民航的想法再度流行。尤其有三家美国公司已经拿出了似乎合理的 SST 设计,建立了恰当的商业合作关系;它们希望还能拿到足够的资金,在未来几年内把原型机送上天空。而另一个古老的梦想——会飞的车——似乎很可能在未来几年里实现,因为新老企业都在竞相制造全新设计的一人座或二人座电动飞机。它们有些会充当遥控出租车,有些会成为空中 SUV——由车主自己驾驶,飞越拥堵的城市和蜿蜒的乡村道路。

他们都嘲笑威尔伯和他的兄弟

在超音速飞机和会飞的车这两个领域,正在发生的变化让人想起航空业的辉煌岁月——1903 年后的半个世纪。那一年,在北卡罗来纳州的小鹰镇 (Kitty Hawk),莱特兄弟完成了第一次被世人广泛认可、用动力驱动重于空气的航空器的飞行。特别是会飞的车,如果它们被证明是安全的,且能由空中交通管制系统管理,那么它们给交通网络带来的改变或许将堪比一个世纪前开始在地上跑的车,因为它们能绕过这些地上的兄弟们迅速增殖造成的拥堵。

传统民航业也在快速增长。随着人们变得更富有——尤其是亚洲那些现在还不乘飞机的人——到 2040 年,服役喷气式客机的数量可能会翻一番。这将带来环境问题,因为航空业是最不容易通过脱碳来减排的行业。航空燃料每公斤的能量密度要高于电池,而到目前为止用人工合成而非石油制造这种燃料的尝试已经因为成本问题而失败了。航空业的扩张是受到欢迎还是被抵制,可能也将取决于这一点能否改变。

Write a response…

Your email address will not be published. Required fields are marked *