这两天,网上有小视频,显示空客大白鲸(Beluga)3号运输机又飞抵天津机场。这是空客公司运输A320机身大部段所用的特种飞机,跨洲飞行,以前A320部段来自海上运输,随着天津生产线的规模化生产,海上运输的节奏就满足不了生产安排的需求了,这两年开始改为空中运输,因此,就用上这个特殊的空中“巨无霸”了。说起来,三十多年前,我和这个巨无霸的前辈Super Guppy还有过零对零式的沉浸式接触。
图:空客大白鲸(Beluga)3号运输机
纵观世界上现代大型飞机的生产组织,无不采用主制造商和供应商的模式,波音如此,空客如此,庞巴迪如此,中国航空工业亦如此。这种模式的主要特点是在不同的供应商处按照主制造商的要求生产出不同交付状态的大部件,然后将大部件通过各种方式运输到主制造商指定的地点进行飞机总装对接。因此,大部件的跨地域长途运输技术应运而生。
运输方式的选择要素。
飞机大部件运输方式的选择是由很多因素决定的,比如:
1)大部件生产所在地的地理条件,交通条件决定了部件起点运输的方法;
2)出发点到目的地间的距离和交通环境;
3)飞机部件的外形条件和交通运输限制;
4)合适运输工具获得的便利性和采购周期;5)安全性和保护性等。
鉴于上述条件,飞机大部件运输采用的方式有以下多种。
1)陆路运输。陆路运输分公路运输和铁路运输两种。
公路运输又分集装箱标准运输、专用包装箱运输和专用车辆运输。
专用车辆运输是指利用全挂或半挂拖车底盘,为大部件运输专门设计的运输车辆,例如,A319的机翼翼盒运输车,又称蝴蝶拖车。

图:运输A319机翼的半挂式蝴蝶拖车
图:国内某大客机翼运输车
近年来,为了中国大飞机机翼运输需要,国内某企业也自主研发了长20米、宽3米、高4.5米、整车装载后总重量达36吨的蝴蝶拖车,成功地将机翼从供应商处运输到主制造商处。除机翼外,还有机身段运输车和航空发动机专用运输车等。
铁路运输是指大部件通过火车运输而达到目的地。一般来说,火车运输必须设计专业的运输车辆,并且指定有专门的运输轨道,例如,B737机身在美国中部城市维其塔组装完成,要通过铁路运输的西雅图,超长的车身,大于标准车厢的长度,因此,设计专业运输车辆定位运输。在上世纪九十年代,为了运输干线飞机的机翼,西飞公司专门从株洲车辆厂定制了一节机翼专用运输车,顺利实现了机翼向上海的运输。
图:波音737 机身铁路运输专用车辆
2)水路运输(江河运输、海运、集装箱、专用包装)
水路运输是利用水上运输工具,比如集装箱船、滚装船、专用运输船等来实现飞机大部件的长途运输或越洋运输。
图:A380机身段专用运输船“波尔多城号”
空客A380的主要部件在英国布劳顿、德国汉堡和西班牙波多里尔以及法国圣南泽尔的工厂分别生产,部件的运输就是一个难题,由于A380部件过于庞大,“白鲸”也无能为力,为此,空客提出了使用巨型滚装船的设想,中国南京的金陵船厂拿下了这艘命名为“波尔多城号”巨型滚装船的制造任务。这艘巨型滚装船上专门建造了一个高11米,宽21米,长120米的巨大的货运空间,承载A380大型部件的海运任务,配合陆路运输,将部件运往法国图卢兹进行总装。这艘5200吨级的滚装船,总长154.15米,型宽24米,至上甲板型深21.85米。货物甲板面积6720平方米,车道长度为1805米。船尾部的水密艉门设计尺寸达22米在滚装船中是最大的。
另外,天津A320飞机总装线上所用的大部件也是通过海上运输从德国汉堡运到天津。
3)空中运输(空客的大白鲸、SUPER GAB、波音的DREAM LIFTER),尺寸限制
飞机大部件的空中运输堪称运输技术上的佳作。世界上空中运输的巨型飞机有好几种,比如早期在空客大家庭的几个国家间运输飞机部件的SUPER GUPPY,后来空客的大白鲸A300-608ST Baluga,波音的DREAM LIFTER,美国宇航局的超级泡泡鱼pregnant guppy,前苏联的AN225等等。下面分别介绍这几种型号的特种巨型飞机。
(1)美国NASA的超级泡泡鱼pregnant guppy
图:超级泡泡鱼pregnant guppy
上世纪六十年代,美国NASA 的阿波罗计划需要将超大的土星 5 号火箭箭体运到在佛罗里达的卡纳维拉尔发射场,前美国空军战略轰炸机飞行员 Jack Conroy 用剩余物资的波音 377“同温层巡航者”螺旋桨飞机,将机舱的上半部像吹气一样地大大扩大,用于装重达 20 吨的超大件。由于这飞机很像热带的泡泡鱼,所以人们戏称它为“泡泡鱼pregnant guppy”。其配备了四台涡轮螺旋桨发动机在为期32年的服役期间,美国宇航局使用该型机执行过多次大型任务,比如阿波罗计划、双子座计划、以及天空实验室、国际空间站等。美国宇航局派遣这家超级古怪的运输机运送两架T-38型飞机,地点位于德莱登飞行研究中心,该中心计划将这些飞机运送往德州埃尔帕索(El Paso),为此需要将两架T-38吊装放入“泡泡鱼pregnant guppy”的肚子中。
(2)美国波音的梦想运输机Dreamlifter

图:波音747梦想运输者(Boeing 747 Dreamlifter)
波音747的宽体型号,叫做波音747LCF(Large Cargo Freighter),正式官方命名波音747梦想运输者(Boeing 747 Dreamlifter),LCF的意思即超大型货运机型,由台湾长荣航太科技改装完成,主要是波音考虑到将波音787组件从全球合作伙伴的工厂运往华盛顿州埃弗雷特的波音787总装厂,在2003年10月发起该项目,利用747-400客机进行改装,在外形上,类似空中客车A300-600ST(白鲸),有着"大鹅头"。机身有大的隆起部分,使货舱空间增大,适合运载大部件,波音已购买3架747-400进行改装,由美国常青航空(EIA:Evergreen International Airlines)运营这三架747LCF。首架747LCF在2006年中改装完成。
(3)空客的早期的Super Guppy

图:空客早期的Super Guppy
空客的协议分工既有保护本国工业和工作机会的意思,也是出于按专长分工。空客的主要大部件在各个成员公司制造,包括完整的机身段、机翼和尾翼,所有部段内部的管线和设备都已经模块化装好,最后运到法国南方的图卢兹空客总装中心或德国汉堡总装中心进行总装,总装工作量只占总制造工作量的4%。这一工作方式带来两个极大的挑战,一是质量控制,二是大部件的运输。质量控制可以通过内部的标准和规程来保证,但如此硕大的大部件无法通过铁路运输,公路运输太慢,而且对公众交通的影响太大,海运更慢。
恰巧,天上掉下来一个林妹妹,不过这林妹妹有点胖,还不是一般的胖。“泡泡鱼”在 1969 年巴黎航展露面,引起舆论大哗。空客惊喜地看到这其貌不扬的“泡泡鱼”十分适合 A300 超大部件的运输问题,开始和 Jack Conroy 接洽,Jack Conroy根据A300部件外形的实际情况,改变思路,为空客从退役的 KC-97 改装了更大的“泡泡鱼guppy”。以后 Jack Conroy 退休,空客买下了生产许可,自己又改装了两架“泡泡鱼”,名字叫Super Guppy。这四架“Super Guppy”开始了在空客的繁忙生涯。每架 A300 需要Super Guppy飞 8 个航次,总计 45 小时,13,000 公里,从欧洲各地把总成运到图卢兹或汉堡,这也是“每一架空客都孕育于波音”的调侃的开始。
笔者1990年在空客工作期间曾登上Super Guppy进行过实地考察,见到机头向飞机左侧打开时,只有一个直径约1吋的转轴为铰链时,确实为Super Guppy飞机的大胆设计感叹不已。
(4)空客现役的“白鲸BELUGA”


图:大白鲸A300-600ST运输机
到1996 年,面对越来越繁忙的空客生产计划,“Super Guppy”已经不堪重负,空客用 A300-600 改装了新一代的“Super Guppy”,改名为更儒雅的“白鲸BELUGA”。4 架“Super Guppy”中的 3 架进入博物馆,4 号机回到 NASA 老家,继续为国际空间站计划运送超大部件。
大白鲸A300-600ST运输机是空中客车公司为运输大体积部件专门设计的货机,该机由A300-600客机改装而成,于1992年首飞。空客5架大白鲸组成的机队主要负责将各地制造的飞机部件运输到图卢兹或汉堡进行总装,他们的这个产品可是集结了英伦的怪诞、法兰西的浪漫、德意志的精密和毕加索般的抽象。大白鲸A300-600ST运输机的使用从根本上使空客改变了“每一架空客都孕育于波音”的尴尬,空客真正拥有了自己型号衍生出的大型部段运输机。

图:前苏联的“安225”

图:前苏联的AN225
AN225是前苏联安东诺夫设计局研制的超大型军用运输机,该机起飞重量640吨,是至2015年为止全世界载重量最大的运输机与飞机,是翼展第二宽的飞行器 ,其翼展宽度仅次于美国休斯力士运输机。AN-225仅存一架,现属乌克兰所拥有。该机是苏联时代开发作为苏联太空计划的为”暴风雪“号航天飞机运输用途研制,迄今为止仅实际制造过一架,也就是机身编号UR-82060的一号机,该机是在1988年12月21日首度试飞。遗憾的是,该机已经在俄乌战火中被毁。
AN-225运输机可以运送超大型货物,机舱的载重量可达到250吨,机身顶部的载重量可达到200吨,货舱内可装16集装箱,大型航空航天器部件和轨道车辆,或天然气、石油、采矿、能源等行业的大型成套设备和部件。不用改装,就可以运输飞机大部件。

4)联合运输
其实,从世界上供应商运输大部件到主制造商的方式和使用的工具来看,往往都不是采用单一的模式,而是采取各种手段相结合的办法。有陆路加水路的,有水路加陆路的,有空中加地面的,但是,无论何种模式,目的只有一个,那就是安全、方便、有效、经济,并且尽量不给公共交通带来麻烦。
中国国土面积宽阔,飞机制造企业分布在祖国的东西南北,未来大型飞机的制造模式必定是主制造商和供应商的模式,随着飞机产品市场的不断扩大,飞机批量的不断提升,国际合作的不断发展,公共交通的日益繁忙,大部件运输技术是我国未来飞机制造业必然要综合解决的问题,在技术层面和经济层面都不成问题的情况下,战略决策迫使行业领军者尽早下决心,在中国的天空中看到中国人的大部件巨型运输机。
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