民航涡扇客机
参数与运行索引

涡轮风扇发动机。前端大风扇由核心机驱动，大部分推力来自绕过核心机的旁通气流，小部分来自核心机排气。现役民航客机的主流动力形式，本页机型卡片"发动机"一栏列出的型号大多属于此类⁴⁰，例外是Comet 4与Caravelle III使用的Avon⁴¹，以及Concorde使用的Olympus 593⁴²，三者都是涡轮喷气发动机。风扇由核心机后方额外的一级涡轮带动，加装风扇后核心机的耗油量变化很小，同样的燃油能产生更多推力，现代客机普遍采用涡扇正是看中推力大、油耗低⁴³。普惠GTF系列在风扇与低压压气机之间加装减速齿轮箱，风扇转得更慢，低压压气机和涡轮转得更快，各自接近最佳转速，用于A320neo、A220和E2系列⁴⁴。用齿轮给风扇减速并非新做法，1980年代BAe 146所用的ALF 502已经靠齿轮箱降低风扇转速，大幅降低了噪声⁴⁵。CFM的LEAP系列比上一代CFM56省油15%⁴⁶。

涵道比指绕过核心机的旁通气流与流经核心机气流的比值。涵道比越高，同等推力下通常越省油、越安静，但风扇直径更大、阻力和重量也随之增加，是发动机选型里的权衡点，而非越高越好⁴⁷。推力取决于单位时间流过发动机的空气质量和它被加速的程度，风扇让大量空气小幅加速，核心机耗油几乎不变，推力明显增加，高涵道比涡扇的燃油效率已接近涡桨发动机⁴⁸。喷流噪声随排气速度急剧上升，莱特希尔1952年的理论给出喷流声功率约与排气速度的八次方成正比，降低排气速度是高涵道比发动机更安静的主要原因⁴⁹。风扇尺寸受装机条件限制：同属LEAP系列，用于A320neo和C919的LEAP-1A、LEAP-1C风扇直径78英寸（约1.98米），用于737 MAX的LEAP-1B只有69英寸（约1.75米）⁵⁰，波音还把737 MAX的前起落架加长了8英寸（约20厘米）⁵¹。开式风扇去掉风扇外的涵道，把涵道比继续推高，通用电气称它比现役发动机省油20%⁵²。

窄体机机身一条通道，客舱通常四到六座横排；宽体机机身两条通道，客舱通常七座以上横排、可并排放置多个集装箱。区分标准是机身宽度和通道数，不是发动机数量或航程⁵³。美国适航规章规定，只有一条通道的飞机，每排在通道两侧各不超过三座，窄体机每排最多六座由此而来⁵⁴。A320机身外径3.95米，经济舱每排6座，前后货舱共可装7个矮型LD3-45集装箱⁵⁵；A350-900经济舱基准布局每排9座，下货舱可装36个标准LD3集装箱⁵⁶。机场设计不按宽窄体分类，美国联邦航空局按翼展和尾高把飞机分为I至VI六个设计组，翼展24至36米属III组，65至80米属VI组，滑行道宽度、间距等设计标准按组别确定⁵⁷。

横排数指客舱同一排并排的座位数。同一机型在不同航空公司手中，横排数可以不同——加宽座椅、减少横排能提升舒适度，加密横排能提升单排收益，两者都会改变实际座位总数⁵⁸。机身宽度不变，横排每多一座，座椅就要窄一些：国泰航空2017年宣布把777-300和777-300ER的经济舱由每排9座（3-3-3）改为10座（3-4-3），新座椅宽17.2英寸（约43.7厘米）⁵⁹。A350-900的基准布局是经济舱每排9座、排距32英寸（约81厘米）⁶⁰。横排决定座宽，前后两排的距离叫排距，决定腿部空间，两者都由航空公司选择。美国国会在2018年的联邦航空局授权法案中要求制定座椅最小尺寸，联邦航空局2022年就此公开征求意见，关注点是应急撤离⁶¹。

指飞机装备的主发动机台数。这只是一个计数事实，本身不代表安全水平或技术先进程度，机型定位、航段长度和年代都会影响发动机数量的选择，详见下方"双发是否天然不如四发安全"⁶²。台数写进了适航标准：起飞中一台发动机失效、起落架收起后，爬升梯度不得低于双发飞机2.4%、三发2.7%、四发3.0%⁶³。双发飞机失去一台就少一半推力，四发飞机少四分之一。美国运行规章规定，未获延程运行批准时，双发飞机航路上任一点距合适机场不得超过单发巡航60分钟，两台以上发动机的客机为180分钟⁶⁴。四发客机已基本停产：空客2021年12月向阿联酋航空交付最后一架A380⁶⁵，波音2023年1月31日向阿特拉斯航空交付最后一架747⁶⁶。

延程运行批准。这一名称最初指双发飞机延程运行（Extended-range Twin-engine Operations）：双发客机在满足发动机可靠性、系统冗余等条件后，被允许飞往远离可用备降机场一定时间以上的航路。数字越大代表被批准偏离备降机场的时间越长⁶⁷。美国联邦航空局1985年发布咨询通告AC 120-42，允许最长120分钟的改航时间，1988年的AC 120-42A放宽到180分钟⁶⁸。2007年的新规把ETOPS的含义改为延程运行（Extended Operations），两台以上发动机的客机飞离合适机场超过180分钟也要满足同类要求⁶⁹。批准时间与发动机可靠性挂钩，120分钟、180分钟和超过180分钟的批准，分别要求每1000发动机小时的空中停车率不高于0.05、0.02和0.01次⁷⁰。2014年，EASA批准A350 XWB最长370分钟延程运行⁷¹，美国联邦航空局批准787最长330分钟⁷²。

指机型设计通过民航当局（如中国民航局、美国联邦航空局、欧洲航空安全局）的适航审定，获得型号合格证。取证是商业运行的前提条件，不等于长期可靠性已被验证，参见下方"在役是否等于已经充分成熟"⁷³。型号合格证批准的是飞机及全部零部件的设计，批量制造还要取得生产许可证，证明每一架都能按批准的设计稳定生产⁷⁴。每架出厂的飞机另有单机适航证，飞机符合型号设计、处于安全可用状态时才保持有效⁷⁵。航空公司载客运营还要取得航空承运人合格证和运行规范⁷⁶。一国颁发的型号合格证不会自动在别国生效，进口国当局要按双边协议做认可审查，复杂或独特的设计由进口国自行判定符合性⁷⁷。C919于2022年9月获得中国民航局型号合格证⁷⁸，同年11月获得生产许可证⁷⁹，12月9日交付东方航空⁸⁰，2023年5月28日执行首个商业航班⁸¹。

飞机开始起飞滑跑时被允许的最大总重，包含机体、燃油、货物和乘客⁸²。它限制了飞机能带多少油和多少载荷，改款机型增加最大起飞重量通常是为了换取更远的航程或更大的业载⁸³。适航文件同时规定最大着陆重量和最大零油重量，后者是除可用燃油以外全部重量的上限。A320neo的WV050重量变体最大起飞重量73.5吨、最大着陆重量66.3吨、最大零油重量62.8吨，选用WV055变体时最大起飞重量提高到79吨⁸⁴。最大起飞重量是审定的固定值，不随气温、机场标高和可用跑道变化⁸⁵，当天实际可用的起飞重量要按这些条件另行计算，制造商用图表给出起飞跑道长度随重量、气温和机场高度的变化⁸⁶。起飞后不久需要返航时，飞机可能超过最大着陆重量，机组可以盘旋耗油、空中放油或者超重着陆⁸⁷。A321XLR的最大起飞重量约101吨，加装了容量12,900升的固定式后中央油箱，航程最远约4,700海里⁸⁸。

客舱地板以下、行李和集装箱货物存放的空间，也叫下货舱。宽体客机腹舱容积大，除了旅客行李外还能装载额外货运，是部分航司的重要收入来源⁸⁹。波音777-300前后下货舱可装44个LD3集装箱，每个158立方英尺（约4.5立方米），另有600立方英尺（约17立方米）的散货舱⁹⁰；窄体的A320只能装矮型LD3-45，前后共7个⁹¹。飞行中无法进入的腹舱通常按C类货舱设计，须装独立的烟雾或火警探测系统，以及能在驾驶舱控制的内置灭火或抑制系统⁹²。延程运行中，飞往备降机场的时间不得超过货舱灭火系统的持续时间减去15分钟⁹³。国际航协统计，2019年3月客机腹舱提供了国际航空货运65%的运力，2020年3月客运大面积停飞后降到46%⁹⁴。

飞行员操纵杆/盘的输入先转换为电信号，由计算机计算后再驱动舵面，取代了传统的机械钢索或液压直接传动。计算机可以加入保护限制，减少人为操纵超出安全包线的风险⁹⁵。NASA于1972年5月25日用改装的F-8战斗机完成数字电传操纵的首次飞行；民航客机中，1987年的空客A320最早以数字电传飞行，波音的第一种是1994年的777⁹⁶。民航电传一般采用三余度飞控系统，777和A340还保留有限的机械备份，供电气故障时维持一段时间的飞行⁹⁷。包线保护有两种思路：空客采用"硬限制"，除非转入直接法则，控制律始终拥有最终权限；波音采用"软限制"，飞行员可以越过保护，保留最终控制权⁹⁸。美国联邦航空局认为现行条款不足以规范带包线保护的电传系统，对这类机型逐一颁发专用条件，2023年为A321XLR颁发的专用条件仍是如此⁹⁹。

目录航程基于指定载荷、储备油、气象和任务剖面。客舱布局、货载、逆风和备降要求会改变实际航程¹⁰⁰。储备油由运行规章规定：美国国内航线放行时，要带够飞到目的地、再飞到最远备降机场、再以正常巡航耗油率飞45分钟的燃油¹⁰¹；国际航线要带够飞到目的地、再飞整段航程时间10%、再飞到最远备降机场、再在备降机场上空1500英尺等待30分钟的燃油¹⁰²。制造商用商载—航程图表达载荷与航程的取舍，航程同时受最大零油重量、最大起飞重量和油箱容量三条边界约束¹⁰³。

航空公司可以调整舱等、厨房、卫生间和座椅间距。座位数增加时，客舱密度通常也会增加¹⁰⁴。A320两舱布局150座，单舱高密度布局180座¹⁰⁵；787-9两舱布局290座，全经济舱布局406座，出口限制为420座¹⁰⁶。座位上限由应急出口决定：美国适航规章规定，每对A型出口最多对应110座，C型55座，I型45座，III型35座¹⁰⁷。取证时还要演示，最大载客量加机组能在模拟应急条件下90秒内全部撤离到地面¹⁰⁸。波音737 MAX 200加装中段应急门提高出口限制，最多可排200座¹⁰⁹；A321neo视出口布置，最多可获批244座¹¹⁰。

发动机数量不能直接决定安全性。远程双发的安全性取决于发动机可靠性、系统冗余、运行规则和备降规划¹¹¹。按超过180分钟延程运行的门槛粗算：每台发动机每1000小时空中停车不超过0.01次，即每小时十万分之一，10小时航班出现一次单发停车的概率约为万分之二，剩下那台在3小时改航途中再停车的概率约为十万分之三，两者相乘约为十亿分之六¹¹²。真正需要防范的是共因失效，即同一个原因同时作用于所有发动机。2008年英航38号班机的两台发动机因燃油系统积冰，在进近时先后失去推力¹¹³；2001年越洋航空236号班机的右发因维修差错漏油，燃油耗尽后两台发动机先后熄火，飞机无动力飞行19分钟后迫降亚速尔群岛¹¹⁴；1982年英航9号班机的747在火山灰中四台发动机全部熄火¹¹⁵。延程运行规章限制"双重维修"，同一次维修中不得对两台发动机等同类重要系统做同样的工作，确需进行时要由不同人员完成，或经监督和验证测试¹¹⁶。

新平台可以重新设计结构和系统，但研发与认证成本较高。既有平台改进可以降低资本投入和培训转换成本¹¹⁷。改进型号申请更改型号合格证时，审定当局按"更改产品规则"评估：重大改动的部分要满足申请时的最新标准，未受影响的部分可以沿用原审定基础¹¹⁸。737 MAX加入了MCAS软件，在大迎角、襟翼收起时自动驱动水平安定面使机头向下¹¹⁹。2018年10月和2019年3月两起空难后，美国联邦航空局于2019年3月13日停飞737-8和737-9，2020年11月18日撤销停飞令，前提是完成适航指令要求的改装¹²⁰。

比较每座油耗时，需要统一航段、座位密度、载荷和基准机型。假设不一致时，百分比不能直接比较¹²¹。波音2014年推出737 MAX 200时宣布，它的每座燃油效率比当时最省油的单通道客机最多高20%，这一型号也比737 MAX 8多出最多11个座位¹²²；同一架飞机多排座位，每座油耗自然下降。国际民航组织的飞机二氧化碳排放标准不按座位计算，它用单位燃油能飞行的距离（比航程）衡量巡航油耗，再按机身增压客舱的面积修正¹²³。

在役表示机型已进入商业运行。长期可靠性、维修成本和经济性仍需要运行数据验证¹²⁴。2013年1月，787接连出现锂离子电池故障，美国联邦航空局停飞全部美国注册的787¹²⁵，到4月才批准改进后的电池设计¹²⁶。2012年1月，EASA要求检查20架A380机翼肋骨连接部位的裂纹¹²⁷。普惠GTF系列发动机部分高压涡轮盘和压气机盘所用的镍基粉末冶金材料存在缺陷，可能提前断裂，美国联邦航空局2024年发布适航指令，要求超声检查并提前更换相关零件¹²⁸¹²⁹。

安全证据反映运行规模、公开数据和已知问题的资料量，不代表事故概率。新机型可能因数据不足被标为证据有限，这不表示机型已被证明不安全¹³⁰¹³¹。国际航协统计，2024年全行业每百万次飞行发生1.13起事故，约每88万次飞行一起¹³²。零事故只能说明事故率低于某个上限：统计学的"三法则"指出，n次独立试验中一次也没有发生时，事件概率的95%置信上限约为3/n¹³³。一款新机型安全飞行100万次，事故率上限只能估到每百万次3次，仍高于全行业平均水平；要把上限压到每百万次0.1次，需要约3000万次无事故飞行。

油耗会随重量、高度、速度、气象和航段变化。采购价格受数量、融资、售后和折扣影响。页面使用区间，避免给出无法验证的单一数字¹³⁴。航空公司用成本指数在时间成本和燃油成本之间取舍：成本指数低，爬升和巡航速度较慢，巡航高度通常更高，下降更晚；成本指数高时相反¹³⁵。某航司的A320平时用成本指数9，巡航约0.76马赫，航班延误时改用50以上，巡航约0.79马赫¹³⁶。空客2019年起不再公布飞机目录价格，理由是目录价与实际成交价关系不大¹³⁷。