编者按:
据《中国商飞公司市场预测年报(CMF)(2023-2042)》:2023到2042年,全球各类型货机预计交付2840架,这其中,将有1951架客机通过客改货方式进入货运市场,不断提升全球货运能力与效率,促进贸易和经济增长。2023年10月30日,首批2架ARJ21-700客改货飞机在广州交付,标志着ARJ21客改货飞机即将投入航空货运市场,国产商用飞机系列化发展迈出坚实一步。
本期航空科普带你走进“客改货”,了解客机改货机有哪些改动。
航空运输是现代社会不可或缺的一部分,随着电子商务等带来快递业、物流业的迅速发展,市场对航空运输货物的需求也在不断增加。我们出行时通常乘坐的飞机是地板以上载客,地板以下装载行李等货物。但为了满足承载运输货物的需求,飞机制造商会专门设计全货机型号。
目前全货机型号主要包括生产型货机和改装型货机两种。生产型货机是指飞机制造商在设计之初就按照货机构型进行设计并从生产线直接出厂的货机。改装型货机就是所谓的“客改货”,将退出客运市场的客机改装成货机。两者相比,客改货可以更好地提升飞机的残值,为航司获取更大的经济利益,在现役货机中占比更大。
那么,要把一架客机改成货机,最大的改动有哪些呢?
货物进出机身的通道
货机运输的货物一般会装在集装箱内或集装板上。常规货运集装箱或集装板都是标准尺寸,例如目前国内常用的PMC集装板,其长宽分别为3.175米、2.438米,上面码放货物的高度可达1.8米以上。这样的货物想装进机身内部,原本客机的登机门已经无法满足需求。因此,需要在机身等直段上部进行大开口设计,并增加一扇大尺寸外开式主货舱门。
在原客机机身区域切开一个大开口,相当于给飞机进行了一次大手术,断开了原来连续的筋骨,改变了原机身的传力路径。为此,需要对开口区域的机身采取加强设计,将机身开口带来的影响降到最低,从而保证机身开口满足刚度和强度要求。
外开式主货舱门是客改货设计中重要的功能性结构,为了满足装卸货的时间要求,通常配备液压作动或全电作动的舱门系统,可实现短时间内开启和关闭舱门。
除了设置在机身等直段上,主货舱门位置和结构形式根据不同飞机的性能、特点及使用需求,还有很多别的形式,比如:设置在机头、向上开启;设置在机身后部、向后向下开启以及可折机身尾部。
实现货物的装载
客改货在舱内需要安装实现集装箱或集装板顺畅移动以及飞行中可靠限动功能的专用任务系统——货运系统(CLS)。该系统一般由滚珠传输装置(万向轮)、滚道(滚棒传输)、限动锁和导向装置等组成,可便于大件货物在舱内顺畅移动装卸,为装卸操作人员轻松实现重物的装载。同时,货运系统配置了相应的锁定机构,可以确保飞机在起飞-巡航-着陆各工况下货物可靠固定。
此外,航空运输中使用的集装箱、集装板类型和规格较多,货运系统可以使用通用化、模块化的功能部件进行合理的搭配与组合设计,从而满足客户不同的装载使用需求。
增加9g阻拦装置
根据适航条款要求,需要在应急着陆情况下保护乘员的安全。 我们知道客机的座椅和安全带可以保护乘员的安全,防止在应急着陆等情况下人员飞出或受伤。但当客舱改为货舱后,在应急着陆工况下,较重的货物无法像单个座椅和安全带进行约束,因此为了防止主货舱的货物对机组和押运人员产生危害,需要在乘员区与货物装载区之间增加一道安全屏障——9g阻拦装置(g为重力加速度,9g为惯性系数),它可以承受主货舱内最大装载下向前9g过载的能力,从而防止货物侵入乘员区影响应急撤离或产生直接伤害。
货机使用的9g阻拦装置有阻拦墙和阻拦网两种,目前使用9g阻拦墙的设计更为普遍。
主货舱火情抑制功能
如果主货舱着火了怎么灭火呢?对于一般客机的货舱,通常采用的是喷灭火剂的方式。不过对于客改货飞机的主货舱灭火,聪明的大飞机设计师们采用了另一种更“节能”的灭火方式来把火憋灭!
飞机飞行在万米高空,大气很稀薄,一般人是无法在这个高度正常呼吸的,所以飞机通常都要进行密封,然后给客舱加压,这样氧气浓度高了,乘客也就呼吸无忧了。而客改货飞机没有乘客,如果主货舱着火了,可以直接改换模式,不给主货舱加压,把舱内变成万米高空的环境,稀薄的氧气很快被消耗掉,火也就烧不起来了。这个时候也不用担心乘组和押运人员,因为他们都会戴起氧气面罩。