“大飞机”是个使用频度很高的词汇，中国的“大飞机”更是被国人关注、世人瞩目。经常有人和我探讨，究竟什么是大飞机，大飞机为什么这么重要、这么难。这些问题本身就很重要，也很难回答，业内人士看法也并不一致。过去两年里，我曾以大飞机和C919为题，应邀给一些学校和机构做过几场科普，算是略略有一点学习与思考。

 

4月13日，来自乌克兰的世界最大飞机安-225飞机，抵达中国天津，前来运输防疫医疗器械与用品。次日，这架载运700万个口罩、数十万件防护服及护目镜、呼吸机等物资的飞机，经由阿拉木图，平安降落在租用方波兰的华沙弗里德里克·肖邦机场。数天来，围绕安-225的这次飞行，大飞机的热议再度升温。

 

在过去积累的基础上，通过再学习、再思考，以及与友人的讨论，我整理出这份万字长文，试图回答大飞机的所指、大飞机的发展、谁是巨无霸、大飞机之难以及大飞机的未来等六个问题。

 

（本文里，对飞机取狭义概念，专指固定翼航空器，不涉及旋翼类航空器和航天器；由于无人机的特殊性，其分类另有界定，也不涉及。）

 

 

（1）“大飞机”的所指

 

“大飞机”虽然被关注，媒体和各界对这个词汇的使用也很多，但“大飞机”并无严格定义，也没有所谓的标准。按其本义，“大飞机”是大型飞机的简称，特定情况下又专指一项工程，如中国的大飞机专项。

 

从莱特兄弟发明飞机以来，经历110余年的发展，飞机成了对人类社会影响最为深刻，且不可或缺的机械类工业产品之一。作为一种空中交通工具和现代军事装备，其任务能力与性能越来越强，越来越多样化。当飞机用于军事用途时，出现了战斗机、轰炸机、战斗轰炸机、攻击机、侦察机、预警指挥机、空中加油机、电子战飞机等林林总总的品种，各自所追求的性能有了很大差异。

 

对于绝大部分民用飞机和军用运输机来说，其使命是以适当成本快捷运送人员与物资，故而也可以合称为“运输类飞机”。表征“运输类飞机”性能的最本质指标是“载重量”，即飞机升空载运的全部有用载荷；对于民用，又可称“商业载荷（商载）”。但是，直接用这两个概念来表征一架运输类飞机的能力，有一定的约束和不便，比如携带燃油的多少与执飞任务性质及其航程相关，客机里的座椅与服务设施难以归入有效载荷，但却是必不可少的升空载重物等等。综合权衡，以最大起飞重量（MTOW，Maximum take-off weight）作为衡量运输类飞机性能的主要指标更为合理可行；而把以最小的空重，去实现尽可能大的载重量（商载）的方法与实践，归入飞机水平评价的范畴。

 

衡量运输类飞机是否足够“大”，更为直接的是尺寸维度，常用机身长、翼展和机高这三个数据来表征。还有一种方法，是把这三个数据连乘，得到一个“能包住飞机的最小长方体”，称之为“最理想机库”，用以表示飞机的大小。用几何尺寸来界定大飞机，虽然直观，但有时因使命与机型不同，造成相互之间缺乏可比性，也并不能反映本质的性能特征。还有人提出用货舱容积来评判，据此，最大的飞机是拥有1840立方米的波音747-BCF，即Boeing Converted Freighter，改装型货机，也被称“梦幻运输机”（见下图）。而安-225仅为1300立方米。但这种方法，也有很大局限，容积大未必载重能力一定强，而是出于特殊使命要求，如747-BCF就是专为运输787大部件而改装的；还有些飞机并无传统的筒形货舱，如后面说到的双体飞机，也就没有比较的基础。

 

综合上面的分析，确定大飞机的依据应以MTOW为主，辅以几何尺寸。按照这一认知，运输类飞机的主要发展路径是，在满足适当的速度要求的同时，实现大型化，持续提升MTOW。而对于客机，则直接以座位数（座级）来衡量，这样更为简明，能更直观地反映客机的使命任务。百年来客机的发展在很大程度上正是不断提升座级的大型化进程，前提是确保安全性和经济性，并努力实现舒适与绿色。

 

（2）“大飞机”的发展

 

早期的飞机，很小，运载能力有限。1914年，飞机被首次用于定期商业客运，首个民航航班在美国佛罗里达州圣彼得斯堡与坦帕之间开辟，执飞机型为宾鲁伊斯14型两座飞机，只能运送一名乘客。1919年德国设计师、企业家容克斯研制生产的F-13飞机作为世界首架全金属民航客机问世，可载2名机组人员和4位乘客。1921年英国维克斯公司的世界第一种专门运送兵员的军用运输机服役，可运载12人。用如今的眼光看，这些初始的运输类飞机都很小。

 

运输类飞机就是在这样的起点上，按照军用、民用两个大类的需要，军民互动，客货并发，在经历一个世纪的发展后，达到了今天高度现代化的程度。在这个进程中，飞机越做越大，也就形成了与时俱进的“大飞机”称谓。我们按照客机和专门的运输机分别叙述。

 

先说客机。现代客机一般分为干线客机和支线客机两大类。干线客机指客座数大于100、满载航程大于3000km、执飞国际航线或国内大城市之间的干线航路的客机，其中航行于国际航线上的，多为满载航程大于6000km的中远程干线飞机。支线飞机是客座数100以下、航行于中心城市与小城市之间或小城市与小城市之间的支线航路的客机。大型客机当然也就与中远程干线客机、主要是其中的喷气式干线客机密切关联起来。

 

与战斗机相似，对喷气式干线客机的发展也有“划代说”，多认为从上世纪中叶开始，大约每十年一代，已经历六代发展。第一代为20世纪50年代，以波音707为代表，采用后掠翼。第二代为20世纪60年代，以波音727/737和图-154为代表，采用低涵道比涡扇发动机。第三代为20世纪70年代，以空客A300和波音747为代表，采用高涵道比涡扇发动机和双通道宽机身。第四代为20世纪80年代，以波音757/767和空客A310为代表，也包括座级稍小、持续改进的波音737系列和空客A320等，注重提高燃油效率和巡航气动效率，减轻结构重量，降低直接使用成本，部分机型开始采用电传飞控。第五代为20世纪90年代，以波音777和空客A330/340为代表，进一步提高气动效率，采用涵道比7~9的涡扇发动机，大量使用复合材料，应用超临界机翼，改进驾驶舱布局等。第六代为本世纪以来，以A380/350和波音B787为代表，A380取代B747成为世界最大的客机，A350和B787则采用宽机身和大量使用复合材料，可实现点对点远距飞行。

上述划代并不严谨，从中能看到民机技术进步及机型迭代之快，却并不表明在座级、性能等使用功能方面，两个十年间的飞机确有“代际”的显著差异。但就客机大型化而言，大体是循序渐进的，而在这个进程中，空客公司的第一款客机A300B可视为里程碑。该机的问世，标志着世界民用客机发展登上了300座级的台阶。大型客机的所指，也由此被人们认定为300座级。换句话说，干线飞机中的一部分大座级客机，成为大型客机的代名词。

 

与客机的发展路径类似，专门的运输机沿着由活塞螺旋桨式到涡轮螺旋桨式、再到涡轮风扇式的道路，也越来越大。活塞螺旋桨式运输机的代表机型为德国的Ju-52/3M（最大起飞重量11t/载重3.88t，t为吨，以下同）和美国的C-47（15t/2.27t）。涡轮螺旋桨式运输机以苏联的安-22（250t/80t）、美国的C130（70t/20t）和欧洲在上世纪末研发的A400M（141t/37t）为代表。涡轮风扇式运输机的代表机型为美国的C-5（380t/120t）、俄罗斯的伊尔-76（208t/46t）和乌克兰的安-124（405t/150t）及安-225。这三类运输机在技术上虽是递进关系，但各具特点，分享市场，共存与互补。但就满足速度要求前提下的大型化而言，涡轮风扇式是大型运输机的主流样式。

 

具有一定特殊要求（主要是适应战场环境）的军用运输机，除按上述路径发展外，有时还依战术运输和战略运输而分类。在战区附近、近距离运送作战资源、载重20t左右的运输机，一般被称为战术运输机，多采用涡轮螺旋桨式。远距离输送大批量作战资源，总重200t级的运输机被称为战略运输机；也有人把能运送主战坦克类大型装备、载重量超过70-80t的运输机，称为重型运输机，应视为与战略运输机同义。战略运输机几乎都采用涡轮风扇式，只有个别型号的涡轮螺旋桨式运输机，如安-22。

 

综合考虑军用和民用，虽然不构成定义与标准，但在世界航空界所形成的基本共识是，达到起飞重量200吨级的运输机和300座级的客机，被视为大型飞机，即大飞机。尤其是在上世纪六、七十年代，随着一批大飞机的集群式出现，人们也就有了这样一个约定俗成的界定。由于轰炸机、加油机、预警机的平台特性与运输类飞机相近，有时也把这几种飞机中的大型机，如重型或战略轰炸机，称为“大型飞机”或“大飞机”，但这是另类，且与运输机相比，数量要少很多。

 

（3）谁是巨无霸

 

谁是当今世界的最大飞机？形成竞争的飞机只有两个——安-225和双体飞机Stratolauch（平流层发射）。有趣的是，两种机型，因其用途特殊，各自都只有一架。

 

安-225的MTOW为640t，空重175t，公布的舱内载重量250t，但一般认为，应有超过300t的载重能力。背载重量200t。拥有超长的续航能力，在全负载情况下可持续飞行2500km。它的MTOW与其他顶尖运输机相比较，1.5倍于波音747-8货机，2倍于作为安225发展基础的安-124运输机，2.5倍于美国最大军用运输机C-5，4倍于我国的运20；与最大客机A380相比，也高出65t。

 

后者又名Roc（大鹏），由微软和特斯拉联合研制，是为了在同温层空射运载火箭而研发的，目的是降低从地面发射时的成本，主要是燃料成本。其空重226t，可搭载275t载荷。使用时，将超过200吨的火箭挂载在两个机身之间，从地面起飞，把火箭运送到9000米以上高空，实施发射。2019年4月13日，在美国加利福尼亚州的莫哈韦航空航天港进行了首次飞行。

 

若按MTOW，安-225为640t，Roc为约500t。若按最大尺寸评判，Roc翼展达117米，安-225为88.74米。综合两个方面，以最大起飞重量为主，并考虑实用性以及与同类飞机的可比性，世界最大飞机的桂冠应属安-225。

 

安-225研发于1985年。由安东诺夫航空科技联合体设计研制。牵引该机研发的唯一动因是当时“暴风雪号”航天飞机与其他火箭设备的运输需求。我曾在莫斯科一家航空研究机构见到过退役后的“暴风雪号”，那巨大的身姿令人印象深刻；若要整体运输，非专门的运输工具不可。于是，在那时的苏联体制下，在当时已为世界最大运输机的安-124的基础上，更大载重的安-225项目上马，历经短短四年时间，让人叹为观止的空中巨无霸安-225问世。

 

1988年底，第一架安-225完工出厂与首飞；1989年5月12日完成首次背负“暴风雪号”的运输飞行。后因苏联的政治动荡和经济恶化，太空探索计划搁置，安-225项目也下马，生产中的第二架夭折，故存世的安-225仅一架，但状态保持得不错，一年多前，开始进行重大升级改造，今年年初刚刚完成。

 

（4）我国的“大飞机”

 

我国的“大飞机“为亿万国民热切关心，也为世界瞩目。它既指技术意义上的大型飞机，又特指政治语境里的国家重大科技专项。在经历屡战屡败、屡败屡战的漫长岁月后，独立自主地发展我国的大型飞机，终于成为基于高度共识的国家意志。在2006年2月颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006年~2020年）》中，大型飞机被列入未来15年力争取得突破的16项重大科技专项。2007年2月26日，时任国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，听取大型飞机重大专项领导小组关于大型飞机方案论证工作汇报，原则批准大型飞机研制重大科技专项正式立项，同意组建大型客机股份公司，并要求尽快开展相关工作。

 

从论证开始，直到中央作出决策，一直在使用“大型飞机”概念，即中国的大飞机，特指最大起飞重量超过100t的运输类飞机。大飞机专项包含大运（Y20）、大客（C919）两型飞机，由中国航空工业集团有限公司（AVIC）和2008年新成立的中国商用飞机公司（COMAC）分别负责研发与生产。

 

按设计标准，大运起飞重量200吨级，载重约70吨，可归入我在上面所讲的大型运输机。C919的载客量190座，相较于先行启动、已投入商业运营的90座级涡扇新支线ARJ21客机，称为相对意义上的“大客”，并同大运合称为“大飞机”专项，但按其座级划分，实为中型客机。在C919之后，中俄合作研发的CR929正在进行中，其基本型290座级，应达国际公认的大型客机座级。

 

运-20已在2016年正式服役。按照空军开放日活动中官方对其性能的披露，最大起飞重量179t、最大载油量77.5t、最大载重55t、最大航程7500km。其最大起飞重量和最大载重稍低于设计指标，是因现使用的俄制D-30KP-2型涡扇发动机推力和涵道比略小所致。在发动机换新后，设计指标应可实现。行文中，恰闻4月24日，中国空军派出运-20运载医疗队飞赴巴基斯坦，支援他们的抗疫，这是运-20首次飞出国门，标志其已具备执行跨国任务的能力，可喜可贺，作为航空人也为之自豪。

 

C919客机在2017年5月5日完成首飞；目前6架试飞机，正在陕西西安阎良机场、山东东营胜利机场和江西南昌瑶湖机场等处，进行密集的适航试飞，预计2021年取得适航证，开始交付。C919虽是技术意义上的中型客机，但它足够伟大。它的独立研发昭示着，中国航空工业终于直面世界民机市场的竞争，其意义堪比当年空客第一款机型A300的横空出世。而且，我认为，C919的设计具有世界水准，特别是气动设计、动力选型、系统配置和飞控技术诸方面。这次737Max出现的问题从反面再次印证这一点，国人应该对我们的大客抱有足够的信任与耐心。

 

目前，由于肆虐的新冠肺炎，对全球航空运营和大飞机制造产业的冲击严重，预计今年以至后几年，大型客机的市场总需求可能锐减，有一份预测报告估计会减4成。空客的财务情况不好，波音的灾难尤为深重，B737Max的问题还未处理，又遇疫情。虽然4月20日开始，在美国大型工业企业中，波音率先大面积复工，但其内部管理、市场信心和财务困难等将严重制约公司业务发展。4月25日，又宣布终止与巴西航空工业公司的合作，使后者两年的等待化为泡影，对世界航空格局的影响尚待观察。而这样一种乱局，对于幼稚的我国民机制造业，客观上的竞争强度有所减弱；我们应该保持清醒与定力，稳步扎实地做好各项工作，全力争取C919如期适航取证。

 

我国自主开发的鲲龙AG600也在研制中。这款世界最大的在研两栖飞机，主要用于灭火和水上救援，最大起飞重量53t，采用单船身、悬臂上单翼布局，配装四台WJ-6发动机。在2018年10月实现首次水上起降后，正在进行减重等技术优化工作，更根本性的挑战在于对应用场景的适应性以及市场运作与商业成功。媒体有时也把AG600与大运、大客合称为中国大飞机“三剑客”，但实际上，该型飞机并未列入国家的大飞机专项。

 

（5）大飞机之难

 

飞机从小到大，设计和制造的难度渐次提升。在经济与商业因素以外，由于大型飞机的大尺寸、大载重，以及大型客机极高的安全性、经济性要求，带来在设计、制造、试验等几乎所有技术方面的独有难度，其困难程度远超其他种类的飞机。虽然不止于以下内容，但高升力气动设计、结构构型与减重、大尺寸极端制造、大推力发动机和高难度试验试飞这五个方面尤为突出。

 

1）高升力气动设计

 

对于所有航空器，通过良好的气动设计获得尽可能高的气动效率，是永恒的主题。但大飞机的气动设计尤其重要，也尤其难。根据尺寸效应，当整体尺寸放大2倍时，表面积增大4倍，体积与重量将增加8倍。面积增大所带来的升力增益，远不足以支撑重量的增加。尺寸越大，这个问题就越突出。

 

大型飞机成功的首要前提是优秀的高升力气动设计。多数采用正常式布局的现役大飞机，采用大展弦比机翼、复杂高升力装置、附面层主被动减阻、放宽静稳定性等技术，千方百计挖潜优化，增加升力系数，提高巡航升阻比。采用超临界翼型和翼梢小翼，几乎成了大型客机的标配。而更多的新构型，如翼身融合（BWB，Blended-wing-body）、桁架支撑翼、连结翼、飞翼、双机身、变体等布局，以及层流流动控制等技术，也需要研究，以增强储备，适时将成果用于工程研制。

 

2）结构构型与减重

 

结构是飞机实现功能的基础，结构设计的任务是确定全机结构总体布局，包括选择结构分离面，确定主承力结构形式和传力路线等。大型飞机因其大尺寸结构，带来动态大载荷、大形变和强振动，需集成应用气动、强度、力学、伺服等多领域技术，采用破损-安全寿命设计、疲劳-损伤容限设计等方法，确保在长寿命周期和极端使用环境下，结构不发生不可接受的变形与破坏。

 

在确定和优化结构构型时，须追求尽可能低的结构重量系数（机体结构重量与飞机正常起飞重量之比），为减轻每一克结构重量而努力。大飞机的结构设计要求更高，其水平在很大程度上取决于结构减重的效果，轻量化结构设计是关键内容。轻量化结构的实现途径主要是尽量采用整体化结构，减少零组件数，简化装配连接关系，确定适合的用料和好的工艺方案。当前，普遍采用复合材料、轻质金属等先进材料，以及以这些材料为基础的整体结构，未来还可利用增材制造实现复杂结构的拓扑优化设计及整体制造。

 

3）大尺寸极端制造

 

大飞机的制造难度因“大”和巨量零件数（数百万级）而剧增，并有很高的精度和一致性要求，且必须在设计、成本、精度、效率等多因素间取得最佳的平衡，堪称机械类工业产品的大尺寸极端制造。以两款最大的客机A380和B747为例，机身长分别为72.7米和70.7米，翼展分别为79.8米和64.9米，机翼上壁板分别长33米、34米，机身承力框的高/宽则均约为10米/8米；两机的零件数分别为400万和600万（大型飞机的零件数大都在该数量级）。制作如此大的机身、机翼构件，且有复杂曲面要求和精确装配关系，综合难度可想而知。

 

要采用强度、刚度足够，加工性良好的材料，并需开发先进的制造工艺及装备。数控加工、喷丸成形、搅拌摩擦焊、自动纤维丝束铺放、协作机器人、增强现实等，都是为满足大飞机制造要求而发明，或是率先在大飞机制造中得到应用的。

 

同等精度要求下，越大尺寸的零组件，对工艺装备的要求也越高，最现实的挑战是复合材料应用。从外观看，复材用量分别达50%和52%的B787和A350XWB两款大飞机，几乎所有构件（除起落架等少数部分）都是复材制造的。B787的筒形机身甚至可以整体成形，直接颠覆了传统的大飞机材料和制造体系，也使其制造难度又上了一个新台阶。在B777X大尺寸复材机翼制造中，不仅实现了32米整体翼梁制造，还催生了高价值（每台2500万美元）、具有在线检测能力的机翼蒙皮壁板全自动铺放机床、长度达5.33米的大型3D打印复材工装和544吨重的热压罐等高端制造装备。而更能适应高效率、低成本要求的复材构件非热压罐制造工艺、高压与压缩树脂转移模塑成形（HP-RTM，C-RTM）技术，也正快速走进大飞机主结构制造战场。

 

4）大推力发动机

 

大型飞机的成败与发动机密切相关，飞机从小到大的发展在很大程度上是由发动机的进步驱动的。大飞机自然需要大推力发动机，而且运输类大飞机大都采用大涵道比涡扇发动机。当年，安-225使用了6台单台推力23.34t的D-18T发动机，使总推力达到130t，但付出了增加无效载荷和加大控制难度的代价。而如今世界最大推力的发动机GE90，单台最大推力已达52t。CFM国际公司为单通道客机研发的LEAP系列涡扇发动机，更成为A（A320）、B（B737Max）、C（C919）三方竞争中，对配套发动机的共同选择。

 

当今大飞机所用的发动机，除不断提高推力、同飞机一起进行一体化设计外，更承担着提高燃油效率以改善经济性，以及降低污染物排放与抑制噪声以保护环境的双重艰难任务，这一点对于民机尤为迫切，甚至已形成强制性要求。由于单体发动机性能的快速进步，基于四发的大型客机如B747、A380正被两发的可点对点超远距飞行的飞机所替代。

 

前不久有美国政客提出对我国断供LEAP-1C发动机，这再次警示我们，我国自己的长江系列（CJ-1000、CJ-2000）大涵道比商用发动机必须加快研制，尽早问世。在复杂的国际政治形势下，断供威胁有可能重袭。关于发动机研发和生产的极高难度，这里不再详述。

 

5）高难度试验试飞

 

贯穿研制生产全过程的各种试验，随着飞机的增大而显得越发困难。

 

首先，要根据研制需求、结构完整性大纲、适航规范进行系统深入的强度试验，以保证飞机结构平台的安全性与可靠性。一般而言，研制过程中必须进行研究性、研制性和验证性三大类试验，以分别达到机理清晰、选型科学和验证充分的目的。全部试验包括元件、组件、部件、组合体和全机等五个层级，各层级的试验件数分别对应万、千、百、十和个数级，全机试验包括静力试验、疲劳试验、地面振动试验、结构与飞控系统耦合试验以及气候试验。大型飞机由于其超复杂的结构和高难度的设计，从最初的研究性试验开始到最终的疲劳试验结束，一般要历时十余年，其难度之大、任务之要，为工业产品所罕见。

 

以最大起飞重量200吨级飞机的全机静力试验为例，最大载荷达500多吨，加载点200多个，最大变形超过3米；如何实现特殊边界与复杂载荷的精确性，保证超复杂试验系统可靠性和大型飞机结构安全性，以确保验证充分，并力争一次通过，是世界性难题。在全机地面振动试验中，如何模拟大型飞机空中自由状态，用尽可能小的力激起全机振动，如何从频响函数中识别出高度耦合的低频密集模态，也都是难度极大的技术。

 

其次，需要进行飞机各大系统的机上地面试验。由于大飞机的系统复杂，需要开展高集成性联试。业内一般把飞机电源系统试验、飞控系统试验和航电系统试验，形象地分别比喻为“铜鸟”“铁鸟”“电鸟”，大飞机的系统集成试验要求按照真实的构型状态，构建与飞机同等大小、全部采用真实部件的综合试验设施，实现“三鸟”的互联互通。为此，需要掌握复杂飞行与故障状态及系统响应模拟、真实性判定、信号传输的同步与无损、仿真数据的实时交互与读取等关键技术，以便成功搭建系统，完成全系统交联试验，最大限度地暴露问题，降低风险，保障安全。

 

第三，大飞机的试飞项目更多，要求也更高、更难，如严苛的适航试飞和特殊科目试飞。部分大飞机还要进行交付前极限试飞。其中的飞行载荷试验，一次升空飞行就长达数小时，试飞员采用极限操作，反复拉起和低头，对机身机翼构成急剧过载，以验证各种使用范围的飞机性能；还要模拟使用时的各种载荷分布、重量重心变化，以验证飞行稳定性。飞机颤振测试则通过特殊操纵，使飞机在高速飞行状态发生沿轴线的振动，验证飞机是否具有快速回稳的能力。此外，还包括失速、大侧风、自然结冰、尾部触地状态的最小速度起飞等高风险试飞科目。

 

（6）大飞机的未来

 

 

我对大飞机后一、二十年发展趋向的基本看法是：快而无极，大须有度，以需为本，精益可期。仅从技术上看，比安-225更大的运输机和比A380更大座级的客机，还有发展的空间和实现的可能。但短时间内，难有带根本性突破意义的全新布局、全新构型的机型出现；发展的主题是紧扣需求，依托发动机和新材料及先进制造技术，显著提升现有机型的性能，大幅度降低成本。对大型客机的主要挑战是安全性、经济性和满足绿色环保的要求。军用大型飞机发展的主要驱动力来自三方面，一是运输机自身的性能提高，二是以运输机为平台的特种军用飞机的需求，三是同样达到大飞机起飞重量的战略轰炸机呈现加速发展势头，客观上也在推动大型化相关技术发展。

 

无论大小，无论类型，飞机追求速度几乎是没有极限的。即便是客机，上世纪六、七十年代，超声速客机也已经问世，英、法合作的“协和号”运行了30年。由于一场惨烈、非飞机自身原因造成的空难，激发和放大了其固有的先天不足，主要是噪声污染和经济性差、市场狭窄、商业不成功，而悲壮地退出历史舞台。但人们对速度的追求从未停止，伴随着低声爆气动布局和高效安静发动机等的突破性进步，超声速小型机和公务机将先行成功，继而中大型超声速商用机将荣耀归来。

 

但在“大”的尺度上，究竟是否需要继续做大，做大到什么程度，主要不是技术上能否做到的问题，而是要看有无需求，有无市场，需进行技术与技术、技术与经济的综合权衡。当下，B747和A380都正在退出历史舞台，更大的概念设计方案，如翼身融合的千座波音797也曾披露过，但离工程实用还有相当大的距离，而且没有工程实现的必要性，其意义仅在于技术储备。单就载重能力而言，安-225若用于载客，将会超过2千座，但作为客机，是不可接受的。

 

运输机也是如此。除非有特殊需求，如前文所说的Roc双体飞机，在一般意义上，很难会有超越安-225的更大的常规布局运输机出现了。如果纯粹货运，倒是可以在不追求速度的前提下，使用浮空器，就像谷歌研发的可载重500t的世界最大气艇那样，但那已经不是我们本文约定要谈的飞机了。

 

为了大飞机的今天，更为了大飞机的未来，我们需要比前一个航空百年更加重视新技术研究。其中，前文提到的翼身融合布局是最有希望的优先方向。传统大飞机均为“筒身-机翼型”布局，即由一个圆筒形的机身加上机翼、尾翼、发动机等构成，机身和机翼之间界限明显。这种布局的空气动力效率的发挥已接近极限。由于升阻比难以提升，飞机的油耗、噪声、排放等也难以进一步降低，必须寻找新的突破口。

 

在寻找增升减阻的途径中，降低占总阻力大约一半的摩擦阻力（摩阻），十分重要，可在减少浸润面积和扩大层流面积两方面发力。翼身融合体所以被关注，正是因为较传统布局可减少约三分之一浸润面积；而自然层流流动控制（NLF）、全层流流动控制（LFC）和混合层流流动控制（HLFC）这三种方式对于扩大层流面积均具效果。研究称，对于A380这样的大飞机，只需采用15-20%弦长的HLFC，即可降阻14%。

 

翼身融合布局用于宽体客机，尚需解决一系列工程问题，主要是在实现巡航高气动效率的同时，要改善起降性能，降低噪声，合理布置舱门，满足90秒应急逃离要求，解决全舱各部位的乘坐舒适性等，以及特殊形状的增压客舱结构与减重问题。尽管这种布局距工程应用仍有距离，下一个十年的客机有可能还是基于传统布局，但鉴于这一技术的巨大潜力，需要倍加重视。同样，其他领域的新技术也都需要做好识别与预判，精心布局，寻求突破，为我国的航空强国伟业提供强有力的支撑。

     

【说明】这篇文章动笔于4月15号，迟迟未完，越抻越长。主要原因是在写作中遇到了一些困惑，如第五段“大飞机难在哪里”，涉及专业多，有些技术问题把握不准。经进一步学习，特别是同赵群力、刘亚威、王元元、张洋等几位比我年轻的专家朋友商讨后，认识清晰了不少。他们认同我对这五个突出难点的归纳，在各自熟悉的专业领域给了我具体而宝贵的支持。谢谢他们的帮助。现在，内容基本规整，但有点太长了，已超过万字。请感兴趣的读者耐心阅读，并希望得到批评指正。  

 

来源：聚恩君